工作中的饱和式潜水员
上面的照片里是一名工作中的饱和式工业潜水员。他的工作是在几百米深的冰冷海水安装或者维修海底石油钻头。在这个阳光无法照射到的漆黑世界中，他要依靠人造灯光才能看清周围的一切。在这样的深度，潜水员要依靠一套极其复杂和精密的设备才能维持生命。他的潜水服上有一根粗管子与潜水钟相连接，也就是上图中潜水员左手上缠绕的那根管子。潜水员呼吸的氧气、 潜水服所需要的电能、与水面的通话线路都是通过这根管子来提供的。因此这个管子也被形象地称之为“脐带”。此外，潜水钟上的热水循环系统还会通过这个脐带来为潜水服持续注入热水，避免潜水员失温。
饱和式潜水员的潜水服
正如母亲体内的胎儿的脐带一样，潜水员的生命也是完全维系在这根管子上的。如果这套复杂的设备出现任何故障，或是潜水员有任何操作不当，等待着他们的有可能是瞬时的死亡。
这些潜水员们要面对的还不仅仅是深海中的危险。就算他们回到了水面上，也必须生活在一个特制的密封舱里。在这里，如果稍有不慎，他们同样会有丧命的危险。
为什么这种饱和式潜水会如此复杂和危险？为了讲清楚这个问题，我们得先来看一下其他种类的潜水。
在记录片《人类星球》中，有一集讲到了在菲律宾用潜水方式来捕鱼的渔民。这些渔民在捕鱼时要潜入30～40米深的海底，并在那里停留一个小时之久。在此期间为他们提供氧气的，仅仅是一根看起来随时会漏气的破旧塑料管。
水下的渔民和他们口中的氧气管
渔民们拖着管子潜入海底
在船上，给这些管子输送氧气的是一台看起来破旧不堪、随时可能会停止工作的压缩机。如果渔民们在海底捕鱼时不小心让这根管子从嘴里漂走，或者和渔网缠在了一起，等待着他们的将会是致命的后果。
一旦管子破损或是漂走，水下的渔民就有*麻大**烦了
在海底淹死的危险是显而易见的。但除此之外，这些渔民们还要面对另外一种危险。当一个人在水下长时间停留然后快速上浮时，他的身体会出现一种被称之为“减压病”的症状，具体表现为关节疼痛、晕眩、呼吸困难和身体麻痹。在严重的情况下，这种症状可导致身体上的残疾以及死亡。
在《人类星球》这部片子里，有一位64岁还在潜水打鱼的老大爷。他告诉记者，他的两个儿子因为在水底待的时间太长然后在上浮时产生了严重的减压病，最后两人都落下了终身残疾，只能拄着拐杖走路。二儿子由于承受不了这种痛苦而心态崩溃，最后选择了自杀。这些渔民虽然知道在上浮时他们的关节会产生疼痛，但并不明白这种疼痛发生的原因，也不懂得如何对这种症状进行治疗。
即使对于那些接受过现代化训练、携带专业装备的潜水员来说，潜入大海深处也是一件很危险的事情。2009年5月，国家地理频道一名专业的水下摄影师下潜到了120米的深度拍摄一艘沉船。在完成拍摄返回水面时，也许是因为上浮的速度太快了，这名摄影师产生了严重的减压病，以至于他达到水面时已经失去了意识。摄制组紧急呼叫了一架直升飞机把他送到了最近的医院。但这已经太迟了，在抵达医院之前，这名37岁的摄影师心脏就停止了跳动。
那么，减压病到底是什么回事？为什么仅仅是上浮速度过快就可能让人丧命？如果从120米深的地方上浮都如此危险，那么那些经常要在在三百米深的海底工作的工业潜水员要怎么保证自己能活着回到水面？
接下来我们来依次探讨一下这几个问题。
当我们在陆地上呼吸时，吸入的每一口空气中大约有21%的氧气和78%的氮气。这些气体进入肺部后被输送到身体的各个部位。其中氧气被我们的身体消耗掉以后变成了二氧化碳，通过肺部再次排了出去。而氮气则有一部分溶解在了我们的血管和组织中。当我们身体中溶解的氮气达到一定数量后，就不会再吸收新的氮气。换句话说，我们身体中的氮气达到了一种“饱和”状态。
人类在几万年里都一直生活在一个标准大气压的环境中，因此我们早已习惯了存在于身体中的这些氮气。但在潜水时，我们的身体外部的压力超过了一个标准大气压，因为周围的水会产生额外的压力。并且水越深，这种压力就越大。在额外压力的作用下，我们身体里的氮气体积被压缩得更小了，这就意味着我们的身体可以吸收更多的氮气。因此，当一名潜水员在水下长时间停留时，他的身体里就会溶解比陆地上更多的氮气。
而当他上浮时，随着压力变小，身体能够容纳的氮气又变少了，这些氮气就又重新变成了气体。如果上浮速度过快，这些氮气来不及被排出，就会在血管和人体组织中聚集形成气泡。你可以想象打开一罐可乐时，里面的气泡是怎么突然从可乐里冒出来的。
当这些气泡大量堆积在人体的血管和组织中时，会对人体产生严重的伤害，也就是我们所说的减压病。
那么，一个潜水员按照怎样的速度上浮才是安全的呢？这跟几个因素有关：潜水员下潜的深度、在每个深度停留的时间、上浮的速度和节奏。从1912年开始，美国军方做了很多实验，然后制作了一套表格，里面详细列出了潜水员在每一个深度可以停留的时间、上浮时的节奏和速度等等，用来保障潜水员的安全。
休闲潜水中使用的潜水表是长这个样子的，可以在里面查阅对应深度能够停留的最长时间
现在，人们通常把40米深度以内的潜水定义为休闲潜水。为什么选择40米这个深度呢？主要有两个原因：
第一，在这个深度潜水，在紧急情况下可以直接上升到水面而不用担心严重的安全问题；第二，随着潜水深度的增加，人体内的氮气也会越积越多。这些氮气会让人体进入一种类似于醉酒的状态，就也就是“氮醉”。在40米以下的深度，这种氮醉的效果会强烈到让人失去判断和反应能力，从而酿成安全事故。
由于以上这两个原因，人们把休闲潜水的深度极限定在了40米。那是不是意味着人们就无法潜水到40米以下的深度了呢？并不是。只不过深度超过40米的潜水就进入到了技术潜水和工业潜水的领域。
前面说了，要想下潜到超过40米的深度，潜水员就要解决氮醉的问题。可能大家也发现了，减压病、氮醉这些麻烦都是由氮气引起的。既然氮气这么讨厌，那我们干脆让潜水员吸纯氧不就好了嘛！这样潜水员体内就不会聚集氮气，自然也不会有减压病和氮醉的问题了！
这是一个很不错的主意，在很多场合中人们也是这么干的。比如说宇航员在太空行走之前会连续呼吸几个小时的纯氧，把体内的氮气全部排出。因为宇航服内部的气压是要小于太空站内部的，所以相当于一个减压的环境。宇航员先呼吸几个小时的纯氧再从空间站进入太空，就不会受到减压病的影响了。
宇航员在太空行走前需要呼吸几个小时的纯氧
很可惜，虽然在太空中可以这样做，在水下却是不行的，因为人在水下高压环境下直接吸入纯氧会导致氧中毒。是的，人体就是这么难伺候，氮气多了也不行，氧气多了也不行。更加准确一点说，在深度超过55米的水下，就算直接呼吸空气都会导致氧气中毒，更不要说呼吸纯氧了。
那在深水中究竟应该怎么办呢？人吸入太多氧气会氧中毒，吸入太多氮气会又会氮醉，这个问题难道没办法解决了吗？办法还是有的。人们为了解决这个问题，在潜水员的气瓶中加入了第三种气体：氦气。这样一来，氧气和氮气的含量就都下降了，潜水员即使在40米以下的深水中，也可以避免氮醉和氧中毒。不过，这种混合气体中的氧含量过低，虽然在深水中可以使用，在浅水中呼吸的话又会有供氧不足的问题。所以技术潜水中的潜水员会携带不同的气体，根据潜水的深度来选择呼吸的气体。
在技术潜水中，潜水员也不能像休闲潜水那样直接上浮，而是要在不同的深度依次停留足够的时间，来逐步排出身体内多余的氮气。有时他们还需要呼吸特定配比的气体，来加速这一排氮过程。
大家可以看到，40米以下和40米以上的潜水完全是两个概念，其中40米以下的技术潜水涉及到不同呼吸气体的选择、分阶段上浮等一系列复杂的操作。在技术潜水中如果操作不当会给身体带来严重的伤害甚至是死亡。所以只有专门接受额外课程训练的人才可以安全地进行40米以下的潜水。
我们说40米以下的潜水被叫做技术潜水，那么这种技术潜水最深能潜到多少米呢？我查到的世界纪录是一个叫做Ahmed Gabr的人在2014年创下的世界记录——他潜到了332米深的地方。潜到这么深的地方到底有多困难呢？讲两个数字大家就明白了：Ahmed Gabr下潜到332米的地方只用了14分钟，但上浮到水面则用了整整14个小时。
技术潜水听起来已经很危险了，那么是否有比它更加危险、更加复杂、环境更加恶劣的潜水呢？有的，这就是工业潜水。在海洋石油工业中，人们需要潜水员下潜到很深很深的海底，在那里安装或修理石油钻探设备。在1988年，有一群潜水员在一次研究性的潜水实验中，下潜到了534米的海底。简单换算一下就知道，这个深度的压力等于陆地上的54倍。在实际的石油工业中，潜水员也曾经需要下潜到300米以下的海底。
如果按照前面技术潜水的做法，潜水员潜到深海待个十几分钟，就需要花上十几个小时缓慢地上浮到水面。这无疑大大降低了工作效率，因为他花越多时间在上浮上，能够停留在海底工作的时间就越少。一方面，这对于潜水员的体力来说是一个巨大的挑战。另一方面，石油公司也无法接受这种低效的工作方式。
于是，人们又发明了一个新的办法，也就是我们在文章最开头提到的饱和式潜水。既然只有人们从高压环境进入到低压环境时才会产生减压病，那么干脆就让他们一直待在高压环境里好了！美军在1930年代的研究已经证明，只要满足特定的条件，人类是可以长时间生活在高压环境中的。在经过一番摸索后，石油公司发明了这样一套被称为“饱和式潜水”的工作方法：
首先，潜水员们登上一艘船，在船上接受严格的体检。接下来，他们会进入到船上的一个密闭舱里。在接下来的几周里，除了在海底工作的时间以外，他们都会生活在这个小小的密闭舱里。在潜水员进入之后，密闭舱就开始注入氦气并加压。舱内的气压最终会被提升到与本次任务工作深度相同的水压。大约每10米深的水等于一个标准大气压，所以如果工作深度为200米的话，密封舱内就需要被加压至21个标准大气压，这需要大约10个小时。在加压过程中，潜水员会产生诸如关节疼痛和耳朵痛等症状。但这些都是这份工作的一部分。
在吸入氦气之后，他们的声音会变得又尖又细，甚至会达到影响交流的程度。因此人们又开发了专门的设备，把他们的声音在通信系统中进行降调处理，以保证顺畅的沟通。
在加压完成后，潜水员就有点像生活在空间站的宇航员了。他们和外界的一切物品传递都必须通过一个带有空气阀的管道才行。
在一个月的时间里，潜水员都要生活在这个狭小的密封舱里
密封舱从外面看是这个样子的
进入密闭舱的潜水员一般会分成两到三组，轮流下水干活，这样海底的工作就可以不停歇地进行了。当需要下水时，会有一个潜水钟被对接在密闭舱上。当然，这个潜水钟内部的气压跟密闭舱里是完全一样的。在对接完成后，潜水员就穿好潜水服，爬进潜水钟里。之后，潜水钟关闭内部的气密门，脱离密闭舱。
用来把潜水员送到海底的潜水钟
潜水钟的内部，那些缠绕起来的管子就是“脐带”
如果在这个过程中，潜水钟的气密门没有关紧会怎样呢？这样的事情在1983年发生过一次。当四名潜水员在交接班时，一名潜水员由于操作失误在门还没关好就让潜水钟脱离了密封舱。结果，身体内外接近10倍的巨大压力差瞬间把四名潜水员炸成了碎片。
在正常情况下，潜水员会安全地爬进潜水钟并关好气密门。之后，这个潜水钟会被吊放至海底的工作深度，然后潜水员从里面钻出来开始工作。工作结束后，潜水员再原路返回至船上的密闭舱中。
请注意，在这一过程中，潜水员所身处的环境压力都是完全一样的！所以自然也就不会存在减压病的问题。这些工业潜水员们每天重复着枯燥而危险的生活：下到海底干活，回到船上狭小的加压密闭仓里休息，然后再下到海底干活。在几个星期或者一个月后，潜水员们终于结束了他们的工作，可以离开加压舱了。那么，他们需要多久来让身体慢慢减压，重新回到一个标准大气压的环境中呢？
粗略地讲，每100英尺（30米）对应的水压都至少需要24小时来减压。所以这些潜水员们在结束工作后，经常需要在密闭舱里待上一周甚至十几天，来逐步让身体重新适应一个标准大气压下的状态。一位潜水员曾经在水下作业时得到了妻子流产的消息，但他就算立刻上浮到水面，也要在密闭舱里待上11天才能下船。因此，他选择在水下按照原计划完成自己的工作。
如此危险和高难度的工作能挣多少钱呢？我在网上查了一下，一名饱和式潜水员的月收入在30000~45000美元之间，换算成人民币的话也就是20～30万一个月。这个收入确实很高，但要付出的代价也不是一般人所能够承受的。
想象你孤独地待在300米深海中，头顶上方是相当于一百层楼那么高的水体。你能在这么深的地方保持呼吸全靠身上这套专业的装备。如果设备发生故障，或是你在海底被巨大的石油钻头砸到了头，你也无法指望海面上的人能迅速地给你帮助。在这里，一切都要靠你自己。即使回到了水面上，你也得待在那个狭小压抑的加压舱里，直到再次潜入海底。在这里你也要时刻小心——还记得上面讲过的那个导致四个人死亡的加压舱事故吗？
一连几个星期，无论是在海底还是在岸上，这份工作都时刻挑战着人类体力和心理承受力的极限，因为他们稍有不慎就会立刻丧命。更不要提长期吸入氦气和身处高压力环境下对身体带来的潜在伤害。在一个月的工作周期里，无论是在密闭舱里还是在海底，他们能接触到的只有跟他一起工作的饱和式潜水员。恐怕，也只有同行才能真正理解这份工作的挑战性和复杂度。很有可能，这是一份世界上最孤独和最危险的工作。