书城教材教辅中学化学课程资源丛书-化学多棱镜
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第38章 减压病

减压病是潜涵工人或潜水员等经常遇到的一种生理反应,它又称为潜涵病或潜水员病,是在长时间的高压条件下工作之后,突然恢复到常压时所患的病症,主要症状有肌肉及关节疼痛、眩晕、呕吐、麻痹甚至心脏麻痹等。

潜水员潜水一般要潜到几米到100多米深的水下不等,当然利用最现代化的新型潜水服可下潜到几百米深的水下。一般,每下潜10米,约增加1个大气压。因此,当潜到水深20米处所受到的压力,就比在水面上高出12个大气压,这时要把船上的空气供给处在加压状态下的人进行呼吸,必须使用高于水压的压力来送气。一般是气体的压力越高,在水或血液中溶解的量就越高。所以在长时间呼吸加压空气的人的血液中,就会溶解有大量的氧(O2)和氮(N2)。氧可以在呼吸的过程中消耗掉,而氮却滞留在空气中。这时如果人突然上升至水面。血液中的氮就要变成过饱和,进而在血中产生气泡,堵塞血管,以致出现上述减压病的症状。

但是,处于深海中的鱼,有的几乎在几百米深海域生活着,为什么它们没有产生出类似于人的减压病呢?

原来,深海下的鱼用的是鳃呼吸的,它们所受的压力虽然很高,但是由于它们接触不到高压的空气,它们吸入氧后,在它们的血液中不会溶解过多的氧和氨。因此在急剧地升到水面时它也不与得减压病。但在某些情况下,如突然地被从水中钓上来时,也会出现和减压病相同的症状。

实际上鱼在减压时,还有一个重要的器官是我们人类没有的,那就是鱼鳔。鱼鳔中装的是CO2、O2、N2等气体,当鱼飞快地游向浅水,在它体内密封着的鱼鳔(鲤鱼、沙丁鱼等的鱼鳔,是和食道之间通过一根管子相连通的,但是大多数鱼的鱼鳔是不与外界连通的),由于外界压力减小,因而发生膨胀,它在压迫心脏的同时,也增大了浮力。为了克服这种压迫所带来的不适合调节浮力,血液就要吸收一些鱼鳔中的气体,以至增大了血中气体的压力,这时则应当考虑有可能发生减压病。但是实际上,鱼并不会如此迅速地升到浅水层,所以通常我们看不到鱼类的减压病。

所以我们通常看钓上来的鱼时,都会发现鱼的眼睛是往外凸的。由于鱼眼球中的血管不多,因此网膜附近存在着多量的氧,常压下测定时,很多都已经处于饱和状态。这种氧为了养护具有强烈代谢作用的网膜所必须要的,而氧是位于网膜后部的称为脉络膜腺的腺体——一种特殊的“泵”来供应。

这就是因为鱼从几十米以下的深水中突然被钓上来,由于不能适应气压,鱼鳔就迅速的膨胀,气体从口中吐出,眼球的后部也产生气泡,致使眼球鼓起。这种眼球突出的症状,可以认为是一种减压病。而眼球后部所产生的气泡,则可以认为是因为突然被钓上来而产生的减压作用引起的,及从所谓脉络膜腺这种泵所产生的氧、推动泵运动的二氧化碳以及一部分从鱼鳔中吸收到血液中的气体中产生的。

减压病对鱼类来说是一种疾病。比如,在一处地方有许多涌泉的水,人们喝起来没有任何害处,看起来也非常干净,但是,如果把鱼放进去,就会在一夜之间死掉。这是为什么呢?

这是因为这种水处于地下高压时,水里溶有很多的氮,当它们升到地面上时,就成为含有过饱和氮的水。如果鱼进入含氮量超过130%的过饱和的水中,水中的氮就能从鳃扩散到血液,使血液中的氮也成为过饱和,如果时间一长,就在血管内成为气泡,以至堵塞血管。虽然发生这种病的机理和减压病相同,但它却和减压及潜水无关,因此称为气泡病或气体病。

例如把新孵化出来的小金鱼,投放到有许多水生植物的水槽中,并把水槽放在有阳光照射的地方,由于光合作用,水生植物会释放出大量的氧气,使水中气体溶解度增高,这样,小金鱼也会出现气泡病的症状。

植物进行光合作用,吸收二氧化碳,同时利用同化作用而放出的氧气。随着太阳的照射,水温的逐渐的升高,氧气变得过分饱和(有的情况下可达到200%)。因此可以认为,小金鱼的气泡病是由过饱和氧所引起的。