Keamanan Karbon Dioksida

Berapa tingkat CO2 yang aman dalam udara yang kita hirup?

Banyak literatur yang membahas kualitas gas pernapasan, kontaminan yang harus kita khawatirkan, cara menganalisisnya, dan efek toksiknya. Ada banyak standar dan panduan untuk batas aman, termasuk hasil berbagai studi kesehatan dan keselamatan kerja tentang efek paparan yang berkepanjangan.

Untuk menyelam, situasinya berbeda. Banyak standar keselamatan gas terkompresi hanya didasarkan pada pernapasan pada atau di sekitar permukaan laut (1 atmosfer absolut, atau ATA). Pakar penyelaman komersial dan angkatan laut mendasarkan batasan mereka pada paparan kontaminan untuk waktu yang lama di kedalaman. Jadi, berapa batas aman untuk penyelaman rekreasi dengan paparan yang jauh lebih singkat daripada penyelam angkatan laut? Khususnya, berapa batas aman untuk karbon dioksida (CO₂), kontaminan potensial yang paling melimpah?

Divers who know how to read and interpret a filling station’s air-quality analysis and who understand the basics of CO₂ dalam silinder scuba dapat membuat keputusan yang tepat tentang keselamatan mereka.

Terdapat perbedaan yang signifikan dalam publikasi internasional, yang menimbulkan sebuah pertanyaan: Jika jumlah emisi CO₂ di udara bertekanan yang diizinkan untuk penyelaman rekreasi di AS adalah dua kali lipat dari rekomendasi Eropa, apakah itu berarti Angkatan Laut AS atau Compressed Gas Association (CGA)¹ tidak berlaku untuk penyelaman rekreasi? Hampir semua penyelam memiliki pengetahuan tentang bagaimana CO₂ affects them. A safety-conscious diver should also know how to review a filling station’s air-quality analysis certificate with some idea of what to look for and be able to discuss concerns about whether standards are being met or if there is surrounding environmental pollution.

Banyak penelitian telah dilakukan mengenai efek fisiologis dari peningkatan kadar CO₂ dalam situasi pekerjaan. Hasil-hasil yang dipublikasikan dalam standar dan kode praktik kesehatan dan keselamatan di seluruh dunia² fokus pada hari kerja delapan jam. Karena eksposur yang jauh lebih singkat, penyelam rekreasi, secara teori, dapat dengan mudah mengelola tingkat yang jauh lebih tinggi.

Panduan Panduan Menyelam NOAA (edisi ke-4) menjelaskan hubungan antara konsentrasi, batas paparan dan gejala dalam bentuk zona. Tabel 1 (berdasarkan Gambar 1) memberikan korelasi singkat antara zona-zona ini dan unit pengukuran yang digunakan. Kolom terakhir menunjukkan tingkat konsentrasi CO₂ dalam silinder scuba yang akan menghasilkan nilai ekuivalen permukaan maksimum (SEV) yang sesuai. Silinder yang mengandung 1.950 bagian per juta (ppm)³ dari CO₂misalnya, akan mencapai SEV 15.000 ppm (batas atas untuk Zona 1) pada kedalaman 220 kaki air laut (fsw), 67 meter air laut (msw), atau 7,7 ATA.

Tabel 1: Nilai zona NOAA setelah fase penyetaraan awal dan untuk pemaparan selama satu jam

Meskipun ini bukan nilai yang sepele, nilai ini tidak memiliki arti yang nyata bagi kita kecuali jika dikaitkan dengan efeknya pada penyelam selama penyelaman biasa. Gambar 1 menggambarkan efek penyelaman selama 60 menit berdasarkan tingkat SEV CO₂ yang terkandung dalam silinder scuba yang terisi daya.

Gambar 1 mengilustrasikan kondisi fisiologis yang dihasilkan berdasarkan zona berdasarkan penelitian Angkatan Laut AS, tetapi tidak berkorelasi dengan baik dengan data yang dipublikasikan dari sumber lain, mungkin karena Angkatan Laut AS mengharapkan penyelam mereka berada pada tingkat kebugaran yang jauh lebih tinggi daripada rata-rata pekerja atau penyelam rekreasi. Nilai Gambar 1 adalah tren kondisi yang dihasilkan dengan waktu pemaparan.

Sebelum menentukan tingkat yang realistis, aman dan dapat dicapai, kita harus ingat bahwa reaksi terhadap peningkatan kadar CO₂ bervariasi tergantung pada individu. Jumlah aktivitas fisik selama menyelam memiliki hubungan langsung dengan emisi CO₂ produksi dalam jaringan dan tidak tergantung pada kadar dalam gas terkompresi yang dihirup.

Batasan harus didasarkan pada apa yang aman bagi penyelam rekreasi yang disertifikasi layak untuk menyelam oleh dokter yang berkualifikasi, dengan asumsi aktivitas penyelaman yang relatif berat. Penilaian kebugaran untuk menyelam dan apa yang dianggap berat dapat bersifat luas dan subyektif. Kita dapat meninjau penelitian tentang kadar CO yang dapat diterima.₂ tingkat di bawah tiga kondisi: di bawah tekanan (kapal selam dan kedokteran selam angkatan laut), di lingkungan kerja delapan jam (kesehatan dan keselamatan kerja), dan selama paparan terus menerus dalam jangka panjang (lingkungan kapsul ruang angkasa NASA). Hasilnya menunjukkan bahwa penyelam dapat mentoleransi tingkat yang sama dengan yang disebabkan oleh kondisi-kondisi ini dalam banyak kasus.

Kedalaman maksimum dan waktu dasar juga merupakan kriteria penting yang perlu dipertimbangkan ketika menentukan maksimum emisi CO₂ tingkat eksposur. Semakin dalam kita menyelam, semakin pendek waktu di dasar laut, yang akan ditentukan oleh waktu dekompresi dan gas yang digunakan untuk dekompresi. Penyelaman hingga 220 fsw biasanya tidak akan melebihi 15 menit pada kedalaman ini kecuali jika kewajiban dekompresi yang lebih lama diterima. Penyelaman yang lebih dangkal hingga 60 fsw dengan waktu dasar 50 menit akan memperpanjang waktu pemaparan, tetapi juga memungkinkan tingkat CO₂ agar tetap berada dalam SEV yang aman.

CO₂ mempersulit pemaparan yang aman karena terakumulasi dalam jaringan kita dari waktu ke waktu (lihat Gambar 1). Semakin lama menyelam, semakin banyak CO₂ yang kita kumpulkan dan semakin dekat kita bergerak menuju zona yang lebih tinggi berikutnya. Untuk tetap berada di Zona 1 setelah 60 menit dan menghindari gejala, maka kadar CO₂ SEV tidak boleh lebih dari 15.000 ppm. Agar tetap berada di dalam Zona 2, di mana Anda mungkin mengalami gejala ringan, kadar CO₂ SEV tidak boleh lebih dari 23.000 ppm. CO₂ Batas harus berlaku untuk semua penyelaman, bukan hanya penyelaman yang perencanaannya mempertimbangkan paparan dan waktu. Batas ada untuk menjaga orang tetap aman dalam semua kondisi yang diharapkan.

Jika kita mentransposisikan nilai tersebut ke konsentrasi silinder untuk paparan terdalam (220 fsw), kita tahu bahwa untuk menghindari melebihi Zona 2, konsentrasi CO₂ Level di dalam silinder tidak boleh melebihi 2.990 ppm (yang setara dengan SEV 23.000 ppm). Nilai maksimum untuk menghindari melebihi Zona 1 adalah 1.950 ppm (yang setara dengan SEV 15.000 ppm). Berdasarkan kedalaman maksimum yang diharapkan (terlepas dari gas pernapasan) dan waktu dasar yang ditentukan oleh kewajiban dekompresi rekreasi yang realistis, batas-batas ini sangat konservatif.

Berdasarkan pertimbangan ini, kami dapat menyimpulkan bahwa untuk udara pernapasan biasa selama penyelaman perairan terbuka dan sirkuit terbuka yang konservatif, tingkat 2.000 ppm dalam silinder scuba yang terisi dianggap aman dan dapat diterima. Nilai ini mencakup tingkat CO₂ saat ini di udara dan emisi CO₂ produksi, seperti dari restoran atau kendaraan yang lewat. Penting juga untuk dicatat bahwa sumber karbon monoksida (Keselamatan Karbon Monoksida) dan emisi CO₂ tidak berbeda secara signifikan.

Dive shops should continue to regularly collect and analyze air samples — preferably quarterly but at least annually. CO₂ monitor tidaklah murah, yang berarti bahwa banyak pusat penyelaman dan sebagian besar penyelam skuba rekreasi biasanya tidak memiliki alat analisis. Hanya berdasarkan pengambilan sampel udara secara berkala, fasilitas pengisian gas bertekanan yang berhati-hati harus melacak sumber kelebihan CO₂ produksi. A CO₂ Nilai CGA di atas 400 ppm menunjukkan tingkat di atas tingkat ambien standar. Batas CGA saat ini yaitu 1.000 ppm, meskipun 50 persen lebih tinggi daripada batas Eropa, kemungkinan besar tidak akan menyebabkan efek yang merugikan pada kedalaman. Batas ini konservatif dan aman.

Catatan

Referensi yang berlaku saat ini di A.S. adalah CGA G-7.1-2018 dengan spesifikasi udara Grade E (scuba) yang biasa disebut = 1.000 ppmv.
Beberapa akronim ditemukan dalam standar dan pedoman kesehatan dan keselamatan kerja, beberapa menunjukkan tingkat seketika dan yang lainnya menunjukkan akumulasi paparan selama delapan jam kerja dalam satu hari kerja selama masa kerja seorang pekerja. Nilai ambang batas (TLV) menggambarkan batas paparan atas untuk pekerjaan di lingkungan berbahaya. Batas paparan yang diizinkan (PEL) adalah batas legal yang diizinkan di wilayah atau negara tertentu. Turunan delapan jam dari PEL adalah rata-rata tertimbang waktu (TWA). Batas paparan yang direkomendasikan (REL) hanyalah sebuah pedoman yang direkomendasikan tetapi dimaksudkan untuk menggantikan PEL setelah diadopsi.
Istilah ppm (bagian per juta) dalam artikel ini relatif terhadap volume: yaitu, bagian per juta berdasarkan volume (ppmv).
Gambar ini adalah replika sebagian dari Gambar 3.11 di Panduan Menyelam NOAA (ed. ke-4), yang aslinya diambil dari Panduan Gas Selam Angkatan Laut A.S. (1971). The original data is attributed to Dr. C.J. Lambertsen in the 1971 paper “Carbon Dioxide Tolerance and Toxicity” (Environmental Biomedical Stress Data Center, Institute for Environmental Medicine, University of Pennsylvania Medical Center, Philadelphia; IFEM Report No. 2-71).
Penulis mengkorelasikan nilai dalam tabel ini dari data yang diterbitkan oleh Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA), Institut Nasional untuk Keselamatan dan Kesehatan Kerja (NIOSH), Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA), Badan Perlindungan Lingkungan (EPA), dan Dewan Riset Nasional (NRC). Efek dan kondisinya sangat bervariasi di antara para penyelam.
Tingkat Panduan Pemaparan Darurat (Emergency Exposure Guidance Level, EEGL) yang direkomendasikan NRC untuk pemaparan selama satu jam adalah 25.000 ppm (National Research Council. Tingkat Panduan Pemaparan Darurat dan Pemaparan Berkelanjutan untuk Kontaminan Kapal Selam Terpilih: Volume 1. Washington, DC: The National Academies Press, 2007. doi:10.17226/11170. Bab 3 berisi ringkasan studi epidemiologi dan toksikologi yang relevan tentang emisi CO₂. Berbagai macam studi yang ditinjau menunjukkan variasi yang signifikan dalam kondisi berdasarkan tingkat paparan tertentu; EEGL sangat konservatif, memperhitungkan tingkat di mana kondisi berbahaya dapat muncul.