長(zhǎng)期的研究表明，氫氣對(duì)人體是非常安全的，即使呼吸幾十個(gè)大氣壓的氫氣，雖然會(huì)有一定麻醉作用，但這個(gè)麻醉作用比氮?dú)庑≡S多，不會(huì)對(duì)身體造成毒性效應(yīng)，氫氣的生物安全性比氮?dú)飧撸妊鯕飧咴S多倍。因此使用氫氣改善疾病是一種非常讓人放心的手段。

氫(hydrogen)是一種化學(xué)元素，在元素周期表中位于第一位，元素符號(hào)是H，是自然界最小的原子。氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣，氫是無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，極易燃燒的雙原子氣體，氫是最輕的氣體，氫的導(dǎo)熱能力特別強(qiáng)，氫和氧化合形成水。

氦氧潛水可以有效解決空氣潛水的氮麻醉問(wèn)題，使?jié)撍谏疃壬先〉猛黄?。但是，隨著潛水深度增加，氣體密度增大，呼吸阻力對(duì)潛水員仍然會(huì)產(chǎn)生影響，特別是氦幾乎沒(méi)有麻醉作用，大深度潛水時(shí)容易產(chǎn)生HPNS，而且獲得氦較困難，價(jià)格昂貴，這些因素均限制了氦氧潛水的廣泛應(yīng)用。因此，迫切需要尋找新的氣體代替氦作為大深度潛水用呼吸氣體。實(shí)際上，在混合氣潛水研究的早期階段，因?yàn)橹苽浜さ恼系K，氫幾乎與氦同時(shí)被用于潛水和高氣壓作業(yè)的研究。

以人工配制氫氧混合氣(hydrox)或氫氦氧三元混合氣(hydreliox)作為呼吸氣體的潛水，一般稱為氫氧潛水。與氦氧潛水一樣，氫氧潛水也屬于混合氣潛水。氫氧潛水是現(xiàn)代深潛水技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。氫氧潛水包括氫氧混合氣常規(guī)潛水和氫氧混合氣飽和潛水，其中，氫氧混合氣飽和潛水是目前的主要發(fā)展方向。

使用氫氧混合氣，需要特殊的裝備和裝具。與呼吸氦氧混合氣一樣，氫氧混合氣也可以解決氮麻醉問(wèn)題，使?jié)撍疃却蟠笤黾?，特別是氫仍有一定的麻醉作用，可有效緩解HPNS，顯示了比氦氧混合氣更大的優(yōu)越性。但同時(shí)也帶來(lái)一些空氣和氦氧混合氣潛水所沒(méi)有遇到的困難，如爆炸、配氣和污染等問(wèn)題，針對(duì)這些新問(wèn)題人們進(jìn)行了多年的研究和探索，已找到了一些行之有效的解決方法、步驟和措施。

一、氫的發(fā)現(xiàn)

在化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)歷史上，很難確定氫是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)樵?jīng)有不少人從事過(guò)制取氫的實(shí)驗(yàn)。德國(guó)醫(yī)生兼科學(xué)家帕拉塞斯在16世紀(jì)上半葉發(fā)現(xiàn)了氫，但他只知道這是一種可燃?xì)怏w。Boyle也曾經(jīng)研究過(guò)氫，但他沒(méi)能把這種氣體收集起來(lái)。最先把它收集起來(lái)，并仔細(xì)加以研究其性質(zhì)的應(yīng)是卡文迪許。

1766年，卡文迪許把一篇名為《論人工空氣》的研究報(bào)告提交給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)。在這一論文中，所論及的除碳酸氣外，講的就是氫?？ㄎ牡显S用鐵和鋅等與鹽酸及稀硫酸反應(yīng)的方法制取氫，并將氫用汞槽法收集起來(lái)。他發(fā)現(xiàn)，用一定量的某種金屬與足量的各種酸作用，所產(chǎn)生的氫量總是固定不變的，與酸的種類和濃度無(wú)關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)，氫與空氣混合點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸。所以卡文迪許稱這種氣體為“可燃空氣”。并指出，這種氣體比普通空氣輕11倍，不溶于水或堿溶液。

1781年，英國(guó)化學(xué)家普利斯特里在做有關(guān)“可燃空氣”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)它和空氣混合爆炸后有液體產(chǎn)生。他把這一情況告訴了卡文迪許。卡文迪許用多種不同比例的氫和空氣的混合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了普利斯特里的發(fā)現(xiàn)，并斷定所生成的液體是水?？ㄎ牡显S指出，如果把氫和氧放在一個(gè)玻璃球里，再通上電，就生成水。當(dāng)氧被發(fā)現(xiàn)后，卡文迪許用純氧代替空氣重復(fù)以前的實(shí)驗(yàn)，不僅證明氫與氧化合成水，而且定量地確認(rèn)大約2體積氫與1體積氧恰好化合成水(該結(jié)果發(fā)表于1784年)。由于卡文迪許是燃素學(xué)說(shuō)的虔誠(chéng)信徒，所以他認(rèn)為，金屬中含有燃素，當(dāng)金屬在酸中溶解的時(shí)候，金屬所含的燃素釋放出來(lái)，形成了這種“可燃空氣”。

后來(lái)，法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫重復(fù)了卡文迪許的實(shí)驗(yàn)，明確提出正確的結(jié)論，水不是一個(gè)元素而是氫和氧的化合物，并于1787年將這種氣體命名為氫，意思是“成水元素”并確認(rèn)它是一種元素。這個(gè)發(fā)現(xiàn)徹底把燃素學(xué)說(shuō)送進(jìn)歷史墳?zāi)?，可以這么說(shuō)，氫氣和氧氣是現(xiàn)代化學(xué)的催生婆。

在地球表面的空氣中，幾乎不含氫。但在離地面20~25 km的高空，大氣中可能只有氦和氫。

二、氫的一般特性

(一)氫是無(wú)色無(wú)味無(wú)臭的雙原子氣體

(二)氫的化學(xué)性質(zhì)活潑

氫的化學(xué)性質(zhì)活潑，極易與氧發(fā)生化合反應(yīng)生成水，容易發(fā)生燃燒和爆炸。不過(guò)，氫和氧混合時(shí)，如果將氧濃度控制在4%以下，氫不會(huì)燃燒，更不會(huì)發(fā)生爆炸。

(三)氫的分子量(1×2=2)非常小

氫的分子量為氮 (14×2=28)的1/14，為氦 (2×2=4)的1/2。

(四)氫的密度(0.0695)小

氫的密度為氮(0.967)的1/14，氦(0.138)的1/2。

(五)氫的溶解度

氫在水中的溶解度(0.017)比氮(0.01275)大;氫在油中的溶解度(0.036)比氮(0.06683)小，為氮的1/2。因此，氫的脂水溶比(2.1)也比氮(5.2)小，僅為氮脂水溶比的2/5。氫的麻醉作用比氦強(qiáng)，比氮弱，故氫與氦混合作為呼吸氣體，有減輕HPNS的作用。

(六)氫的擴(kuò)散速度快

為氮的3.74倍，氦(0.138)的1.411倍。

(七)氫的比熱大、導(dǎo)熱性能好

氫的熱導(dǎo)系數(shù)為45.9 ×10-5 cal/sec/cm/℃(空氣的熱導(dǎo)系數(shù)為6.42 cal/sec/cm/℃，氦的熱導(dǎo)系數(shù)為36.9 cal/sec/cm/℃)，在相同的壓力下，氫的比熱是氮的13.6倍，氦的2.72倍。因此，氫的吸熱和導(dǎo)熱性能都比較強(qiáng)。

(八)氫的傳音速度快

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的傳音速度是331 m/s，氦的傳音速度是972 m/s，而氫的傳音速度是1286 m/s。因此，氫氧潛水時(shí)，潛水員的語(yǔ)音改變也比較明顯。

三、氫氧潛水的生理學(xué)研究

(一)無(wú)任何毒性作用

目前已經(jīng)明確，在任何壓力范圍，氫對(duì)機(jī)體均無(wú)毒性作用。自1789年拉瓦錫開(kāi)始研究氫對(duì)機(jī)體作用以來(lái)，迄今為止，幾乎所有氫氧潛水研究的課題均涉及這一問(wèn)題，盡管早期曾有人認(rèn)為，高壓氫對(duì)機(jī)體有毒性作用，但后來(lái)大量的研究結(jié)果證實(shí)這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。特別是瑞典、法國(guó)等成功進(jìn)行的系列人體氫氧潛水實(shí)驗(yàn)，如1988 ~ 1989年間，法國(guó)進(jìn)行人體氫氧潛水的時(shí)間就達(dá)7 200 h，進(jìn)一步說(shuō)明，人體呼吸氫和氫氧潛水是安全的。

(二)高壓氫氣有麻醉作用

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提示，高壓氫具有一定麻醉性，能在一定程度上對(duì)抗HPNS，這也是氫在大深度潛水中的優(yōu)越性之一。氫的麻醉性居于氮氦之間，氮、氫和氦的相對(duì)麻醉性是4.3:2.3:1。氫的麻醉效應(yīng)約為氮的54%，但高于氦和氖，人們正是利用氫的這一特性，來(lái)逆轉(zhuǎn)高壓對(duì)機(jī)體所致的過(guò)度興奮作用。最近，在這方面的動(dòng)物和人體的研究證明，氫對(duì)HPNS有一定對(duì)抗作用，人呼吸4.6 MPa的氫不會(huì)出現(xiàn)震顫、運(yùn)動(dòng)障礙、肌陣攣、眩暈等HPNS癥狀，工作能力受影響不明顯。

氫麻醉主要表現(xiàn)為致幻作用，氫致幻作用對(duì)潛水員的認(rèn)知能力影響較大，當(dāng)人體暴露在1.9 MPa高壓氫環(huán)境下就可出現(xiàn)這種效應(yīng)。1974年，Edel首次進(jìn)行了氫麻醉的研究，4名受試者均潛水1次，在0.7 MPa條件下分別呼吸氮氧、氦氧和氫氧混合氣120 min。智力和操作技巧試驗(yàn)結(jié)果表明，氮氧對(duì)操作能力影響最明顯，氦氧和氫氧對(duì)操作能力影響不明顯。在Hydra IV、Hydra A和Hydra V實(shí)驗(yàn)中，Carioz (1984)等曾進(jìn)行過(guò)人體氫麻醉研究，結(jié)果表明，呼吸2.45 MPa的氫對(duì)人的操作技巧和視覺(jué)反應(yīng)時(shí)間均無(wú)明顯影響。人體研究還發(fā)現(xiàn)，人體氫麻醉敏感性存在明顯個(gè)體差異。

(三)在溶液中擴(kuò)散速度快

由于氫的擴(kuò)散速度比空氣快，所以氫易于通過(guò)狹小孔隙，有利于中耳鼓室等含氣腔室內(nèi)外調(diào)壓。

(四)有良好的熱傳遞性

氫的熱容量和導(dǎo)熱系數(shù)均比氮和氦大。因此，呼吸氫氧混合氣時(shí)，更容易從肺部喪失較多熱量，這是限制氫用于潛水的主要因素。實(shí)驗(yàn)表明，在310 m深度氫氧環(huán)境中體熱散失非?？?，即便從事重體力勞動(dòng)，身體代謝產(chǎn)熱增加也無(wú)法抵消體熱散失。所以，氫氧潛水需外部加熱。氫氧環(huán)境中，艙室溫度維持在34℃較為適宜.另外，呼吸氣體應(yīng)適當(dāng)加熱才能使?jié)撍畣T感覺(jué)舒適。但關(guān)于最適宜溫度的存在不同觀點(diǎn)。Smith等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1.1 ~ 10.1 MPa下，呼吸氫氧時(shí)的呼吸散熱和對(duì)流散熱比氦氧分別高出38%和32%，他們提出，氫氧潛水的舒適溫度范圍應(yīng)在31.1 ~ 31.6℃。當(dāng)然，舒適溫度的范圍最終均以潛水員自身感覺(jué)為準(zhǔn)。

(五)語(yǔ)音改變

目前對(duì)氦語(yǔ)音的研究比較多，關(guān)于氫語(yǔ)音的報(bào)道不多。在高壓氫環(huán)境中，人的語(yǔ)音發(fā)生明顯變化，如音調(diào)變高、帶有鼻音、語(yǔ)音清晰度明顯降低和難以被聽(tīng)懂等。早期瑞典工程師Arne Zetterstrom進(jìn)行的氫氧混合氣潛水實(shí)驗(yàn)中，曾遇到語(yǔ)音改變的問(wèn)題，而且顯著影響與水面的語(yǔ)言交流，他后來(lái)發(fā)生意外死亡就與語(yǔ)音改變有間接聯(lián)系。

(六)氫對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響

氫是密度最小的氣體，呼吸氫氧混合氣時(shí)阻力小，因此可減輕呼吸功，減少潛水員體力消耗，有利于提高作業(yè)效率。

Dougherzy發(fā)現(xiàn)，呼吸純氧最大通氣量相當(dāng)于呼吸氦氧的40%，其他呼吸指標(biāo)均發(fā)生明顯改變，這主要是由于氧的相對(duì)密度較高所致，因此推測(cè)呼吸氫氧混合氣通氣量應(yīng)該更大。但Giry進(jìn)行4.6 MPa氫氦氧模擬潛水實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)通氣功能并沒(méi)有明顯改善，反而有一定程度的降低，可能是高壓氫對(duì)呼吸中樞的麻醉作用所致。

Dahlback發(fā)現(xiàn)，1.3 MPa條件下，呼吸98%氫和2%氧的功能性肺阻抗比呼吸98%氦和2%氧降低35%，這樣可減輕呼吸肌負(fù)荷，提高大深度潛水員的工作能力。另外，1.3 MPa條件下呼吸氫氧時(shí)，肺活量輕度增加，但Giry的實(shí)驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果。

(七)氫對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響

Gennser等在細(xì)胞水平上研究了靜水壓、氫、氮和氦對(duì)大鼠心房率的作用，結(jié)果表明，15 MPa靜水壓使游離大白鼠心房自發(fā)性頻率減少30.6±7.2%，若灌流高壓氫(氫分壓：4.9、9和14 MPa)飽和溶液，大鼠心房自發(fā)性頻率隨著氫分壓增加而增加。有學(xué)者還發(fā)現(xiàn)，在減輕心動(dòng)過(guò)緩方面，氮為氫的2倍，而氫為氦的5倍。5 MPa氮和9 MPa氫逆轉(zhuǎn)心動(dòng)過(guò)緩的作用相同。HYDRA V實(shí)驗(yàn)表明，氫能對(duì)抗靜水壓的作用。Giry認(rèn)為，呼吸高壓氫氧混合氣時(shí)，心血管功能出現(xiàn)的變化，可能是氫抑制副交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮性的結(jié)果。

(八)減壓?jiǎn)栴}

氫的飽和和脫飽和時(shí)間界于氮和氦之間，氫在機(jī)體組織的最慢假定時(shí)間單位約300 min。理論和實(shí)驗(yàn)研究均證明，在相同的壓強(qiáng)-時(shí)程條件下氫暴露比氦暴露需要更長(zhǎng)的安全減壓時(shí)間。Michaud(1969)等在動(dòng)物氫氧暴露實(shí)驗(yàn)中采用氦氧方案減壓，在減壓過(guò)程中動(dòng)物就死亡。1972年Edel在氫氧減壓研究中證明，相同壓力的氦氧和氫氧暴露，若用同樣的氦氧方案減壓，氫氧暴露的減壓病發(fā)病率更高，癥狀也更嚴(yán)重，提示氫氧暴露用氦氧方案減壓不安全。Gardette(1985)在Hydra V潛水實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，氫氧潛水減壓時(shí)間大約比相同深度氦氧潛水長(zhǎng)25%，HYDRA V由4.6 MPa減至2.1 MPa為氫飽和減壓，然后逐步轉(zhuǎn)換成氦氧，檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換過(guò)程循環(huán)系統(tǒng)氣泡數(shù)量突然增多，再加壓0.2 MPa并吸高分壓氧混合氣，氣泡音消失。Hydra V實(shí)驗(yàn)的2次450 m減壓方案比較表明，從飽和深度逐漸減少氫含量，直到某一深度全部消除氫，比突然大比例減少氫的方案更安全。目前關(guān)于氫氧潛水減壓還存在很多問(wèn)題，需進(jìn)一步研究。

考慮到防火、防爆等安全因素，氫氧潛水的加壓和減壓階段需要在一定深度條件下進(jìn)行等壓氣體轉(zhuǎn)換，這必然涉及等壓氣體逆向擴(kuò)散的問(wèn)題。Aoust(1981)等用山羊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在0.8 MPa條件下，氫氧飽和后轉(zhuǎn)換呼吸氦氧，腔靜脈中出現(xiàn)氣泡。關(guān)于氣體逆向擴(kuò)散則比較復(fù)雜，尚存在許多問(wèn)題。所以，進(jìn)行大深度氫氧潛水實(shí)驗(yàn)，必須謹(jǐn)慎進(jìn)行等壓氣體轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過(guò)程必須在艙內(nèi)，不可在水中作業(yè)時(shí)進(jìn)行。

法國(guó)著名化學(xué)家拉瓦錫是最早命名氫，也是最早研究氫的生理作用的科學(xué)家。早在1789年，拉瓦錫和塞奎因曾經(jīng)將氫作為呼吸介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中，拉瓦錫等把豚鼠放入鐘形玻璃容器內(nèi)，使容器中維持生命的氮和氧保持一定量，然后添加氫，豚鼠在容器內(nèi)呼吸氫氮氧三元混合氣，歷時(shí)8-10 h，未發(fā)現(xiàn)氫給機(jī)體帶來(lái)任何不利影響。

1937年，英國(guó)Case和小Haldane把氫作為潛水呼吸氣進(jìn)行人體實(shí)驗(yàn)研究。他們把人暴露于1.1 MPa壓力下，呼吸氫氧混合氣5 min，未發(fā)現(xiàn)明顯的生理變化;1941年前蘇聯(lián)Lazarev等把小鼠加壓到9.1 MPa(相當(dāng)900米海底)，呼吸氫氮氧混合氣，停留3 min，爾后經(jīng)過(guò)約1 h的減壓，獲得成功。這些早期研究初步證明，人和動(dòng)物呼吸氫氧是安全的。

在美國(guó)等開(kāi)展氦氧潛水實(shí)驗(yàn)的早期階段，由于當(dāng)時(shí)許多國(guó)家很難獲得足夠的氦，潛水員曾嘗試其他包括氫混合氣的潛水研究，其中最著名的例子是瑞典工程師Arne Zetterstrom進(jìn)行的氫氧混合氣潛水實(shí)驗(yàn)。氫氧混合氣具有爆炸性，但在氧濃度低于4%時(shí)爆炸不會(huì)發(fā)生。常壓下，4%的氧濃度無(wú)法維持生命，但在30 m水下，即使4%的濃度氧分壓也可以升高到16 kPa，就可以維持機(jī)體氧氣的需要。1944年，Zetterstrom發(fā)明了安全配制氫氧混合氣的方法，可將空氣轉(zhuǎn)換成低于4%氧的氫氧混合氣并能避免發(fā)生爆炸。利用這種方法，他配制了氫氧混合氣，并應(yīng)用到潛水中。在30 m深度，Zetterstrom先用含氧4%的氮氧混合氣代替空氣，然后用同比例的氫氧混合氣代替氮氧混合氣，采用這種技術(shù)，他成功下潛到110 m。在這個(gè)深度，他變得異常興奮，而且發(fā)生了明顯的語(yǔ)音改變，甚至無(wú)法與水面進(jìn)行電話通訊。

1945年8月7日，為了證明氫氧潛水技術(shù)在援救潛艇上能發(fā)揮重要作用，Zetterstrom成功進(jìn)行了161 m的現(xiàn)場(chǎng)氫氧潛水。由于無(wú)現(xiàn)成的氫氧潛水減壓表，Zetterstrom根據(jù)自己的計(jì)算把第一停留站確定為50 m。不幸地是，由于錯(cuò)誤理解他來(lái)自水下的指令，水面支持人員未讓他在50 m停留，而是直接將他拉到水面，因?yàn)闊o(wú)法及時(shí)更換高分壓氧的呼吸氣，導(dǎo)致發(fā)生缺氧和嚴(yán)重的減壓病，Zetterstrom為此獻(xiàn)出了生命。盡管他死亡的直接原因不是呼吸氫氧，但這次事故直接導(dǎo)致此后多年氫氧潛水研究被中斷。

1960年起，美、英、法、蘇和瑞典等國(guó)再次相繼開(kāi)展氫氧潛水有關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。尤其是20世紀(jì)60年代末至70年代初，氫取代氦作為深海潛水用呼吸氣體再次受到廣泛重視。這期間的氫氧潛水研究，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)達(dá)到約1 000 m深度，暴露時(shí)間達(dá)到24 h。人體實(shí)驗(yàn)深度也達(dá)到60 m深度，暴露時(shí)間10 ~ 20 min。70年代，Edel等進(jìn)行氫氧模擬潛水實(shí)驗(yàn)，除研究氫氧對(duì)機(jī)體的影響外，還包括氫氧潛水的安全操作程序、減壓方案和呼吸氣體轉(zhuǎn)換技術(shù)等問(wèn)題。這個(gè)階段最大的收獲是發(fā)現(xiàn)氫能有效預(yù)防高壓神經(jīng)綜合癥(HPNS這個(gè)東東以后再介紹)。

隨著海洋開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，人們需要更大深度的潛水作業(yè)，推動(dòng)了氫氧潛水研究的深入。在世界范圍內(nèi)，法國(guó)在氫氧潛水研究中一直居于領(lǐng)先地位。80年代初，法國(guó)COMEX公司開(kāi)始實(shí)施以氫為主體的深?；旌蠚釮YDRA(水螅，含氫的意思)潛水計(jì)劃，包括動(dòng)物、人體模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，由安全性、醫(yī)學(xué)生理學(xué)和潛水設(shè)備研制等三部分組成。先后進(jìn)行了HYDRA III?VII模擬實(shí)驗(yàn)，從75 ? 90 m氫氧常規(guī)潛水到520 m氫氧飽和潛水，其中，HYDRA V首次用氫進(jìn)行4.6 MPa飽和潛水，潛水員完成了機(jī)械連接、水下切割和操作等潛水作業(yè)任務(wù)。

1983年6月，法國(guó)COMEX公司開(kāi)始執(zhí)行HYDRA計(jì)劃。1983年由潛水員兼公司總裁Deulaze領(lǐng)導(dǎo)，在位于馬賽附近海域進(jìn)行了91 m的HYDRA III潛水實(shí)驗(yàn)，呼吸混合氣組成是氫95%氧5%，未發(fā)現(xiàn)氫麻醉作用，體熱散失效應(yīng)類似于氦，呼吸阻力低于氦。1983年11月又進(jìn)行了300 m HYDRA IV人體模擬實(shí)驗(yàn)，受試者6人(2名醫(yī)生，3名職業(yè)潛水員，1名工程師)，呼吸氫氦氧三元混合氣，比例分別為74:24:2。心理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，視覺(jué)反應(yīng)時(shí)間、計(jì)算能力、記憶力等效應(yīng)均小于80 m空氣潛水，且小于98:2，深度為240 m的氫氧潛水。呼吸98:2氫氧混合氣時(shí)，180 m深度開(kāi)始出現(xiàn)麻醉，與氮麻醉情況不同，氫麻醉的主要表現(xiàn)為幻覺(jué)，麻醉程度也低于氮麻醉。氫氧潛水時(shí)心率變化小于氦氧潛水。氫潛水人體模擬實(shí)驗(yàn)后，血、尿、神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸功能方面等指標(biāo)均未發(fā)現(xiàn)異常。同時(shí)進(jìn)行了動(dòng)物氫氧潛水實(shí)驗(yàn)，40只小鼠在600 m深度暴露40 h，減至常壓后，心、肝和肺等組織學(xué)檢查未發(fā)現(xiàn)異常改變。

1985年5月，Deulaze等實(shí)施了HYDRA V實(shí)驗(yàn)，受試者分為2 組，每組3人，暴露深度為450 m，這次實(shí)驗(yàn)不僅研究了氫的生理作用，還測(cè)試了潛水員水下作業(yè)能力，同時(shí)實(shí)驗(yàn)還系統(tǒng)研究了混合氣中各種氣體比例的問(wèn)題。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氫氦氧最佳比例為54:45:1，并發(fā)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程中呼吸順暢，未出現(xiàn)加壓性關(guān)節(jié)痛。

這些系列實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步證實(shí)，氫對(duì)機(jī)體無(wú)損傷作用，同時(shí)確立了氫混合氣的最佳安全配制比例標(biāo)準(zhǔn)。

1986年11月，F(xiàn)ructus等實(shí)施了520 m HYDRA VI模擬潛水實(shí)施，8名潛水員參加，在水溫為4 ℃的模擬艙內(nèi)進(jìn)行了25次模擬作業(yè)。實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)對(duì)BOS型頭盔式潛水呼吸器等潛水裝具進(jìn)行了測(cè)試。

1988年2月，COMEX公司在地中海進(jìn)行了HYDRA VIII現(xiàn)場(chǎng)氫氧混合氣飽和潛水實(shí)驗(yàn)。6名潛水員參加。2月21日開(kāi)始加壓，28日到達(dá)520 m深度，此后5~6 d，6名潛水員分別在520 m海底進(jìn)行了多次潛水作業(yè)實(shí)驗(yàn)。

1989年9月，COMEX公司又進(jìn)行了HYDRA IX 300 m停留14 d氫氧飽和潛水模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康陌? ⑴使用氫氧的最小和最大深度限度;⑵長(zhǎng)期(49 d)高壓氫環(huán)境暴露對(duì)人體生理功能的影響，⑶長(zhǎng)期在壓力艙內(nèi)(73 d)幽禁、隔絕對(duì)人的精神行為的影響。完成潛水醫(yī)學(xué)、神經(jīng)生理、心理、通氣和心血管功能、生化、熱和體液平衡、減壓程序和潛水專家系統(tǒng)等。

20世紀(jì)90年代，COMEX公司又相繼進(jìn)行了680 m飽和巡潛701 m(HYDRA X)和750 m (HYDRA XI)人體模擬氫氧飽和潛水實(shí)驗(yàn)，750 m是目前人類高壓暴露的最大深度記錄。目前COMEX已經(jīng)實(shí)施了HYDRA XII實(shí)驗(yàn)，深度為210 m，潛水員在此深度下進(jìn)行28次潛水，其中4次為氦氧潛水，4次為氫氦氧潛水。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在船上飽和艙內(nèi)，潛水員呼吸氦氧混合氣，在海底作業(yè)時(shí)呼吸氫氧混合氣。實(shí)驗(yàn)探討了現(xiàn)有設(shè)備用于氫氧潛水時(shí)的可行性和水下呼吸氣體轉(zhuǎn)換時(shí)閉式呼吸系統(tǒng)(由氦混合氣轉(zhuǎn)換為氫混合氣)的情況。每次潛水持續(xù)2~6 h，呼吸氫氧混合氣時(shí)，潛水員思維分析能力和作業(yè)能力均正常。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在中或大深度潛水中氫是一種最佳呼吸介質(zhì)，“艙內(nèi)用氦—艙外用氫”(在船上飽和艙內(nèi)，潛水員呼吸標(biāo)準(zhǔn)的氦混合氣;在海底作業(yè)時(shí)，他們呼吸氫混合氣)的新穎潛水技術(shù)是完全可行的。采用這項(xiàng)新技術(shù)，原來(lái)所有能實(shí)施氦氧混合氣大深度潛水作業(yè)系統(tǒng)只需簡(jiǎn)單改裝，即可使用氫作為呼吸介質(zhì)。

在HYDRA計(jì)劃中，Gardette還用110只小鼠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)采用氫氦氧混合氣，在2 000 m條件下連續(xù)暴露12 d(含加減壓時(shí)間)，獲得成功。發(fā)現(xiàn)用氫氧對(duì)小鼠加壓時(shí)，加壓到1 800 m時(shí)出現(xiàn)HPNS，而使用氫氦氧混合氣時(shí)小鼠狀態(tài)良好。

近年來(lái)，氫氧潛水逐漸引起許多國(guó)家的密切關(guān)注。美國(guó)海軍研究了高壓氫對(duì)人體的生理作用，認(rèn)為氫對(duì)機(jī)體無(wú)害，同時(shí)還認(rèn)為氫不僅能夠有效減少高壓呼吸阻力，也可以減輕HPNS。美國(guó)科學(xué)家還開(kāi)展了一項(xiàng)與氫氧潛水有關(guān)的特殊實(shí)驗(yàn)課題：氫氧潛水的生物學(xué)減壓方法。產(chǎn)甲烷細(xì)菌是一種能把二氧化碳和氫轉(zhuǎn)變成甲烷和水的細(xì)菌，能夠迅速降低體內(nèi)的氫分壓，應(yīng)用這個(gè)原理加快氫氧潛水減壓，據(jù)Kayar (1998)報(bào)道，用大鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物腸道注入甲烷細(xì)菌能有效縮短減壓時(shí)間，而且能降低減壓病的發(fā)病率。更為重要的是，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種細(xì)菌屬于正常腸道細(xì)菌，正常情況就能在一定程度縮短減壓時(shí)間。