小小的气泡――致命的危害

凡是经受过静脉输液（俗称吊葡萄糖盐水）的人都知道，当一瓶液体输完时必定要及时换上另一瓶，而且无论是开始输液或换瓶等过程中都绝对不能让空气（泡）留在皮管里、针头里，否则气泡会随着液体一起输入人体，并顺着血液循环系统流动，有可能在小血管、微血管中引起堵塞现象。如果堵塞发生在心脏或脑子等主要部位，严重时将危及生命。

小小的气泡真有如此严重的危害吗？人们的心目中往往留有不可思疑的问号，甚至以为是医务人员故意吓唬人的招数而不加理会。然而事实却是不容置疑的。要了解这一道理，还得从液体的表面张力说起。

从滴药管尖端缓慢流出的液体，并不是呈现为连续的液流，而是一些断续的液滴；缝衣针、分币等物体的密度可能为水的密度的几倍，但如果把它们轻轻放在水面上，就能把水面压得略有凹陷而不下沉；把清洁的玻璃细管插入水中，则管中的水面呈凹形，且水面高于管外；把管插入水银中，则管中水银面呈凸形且低于管外的水银面。所有这些现象都与液体和另外物质接触处的界面，或说液体表面有关。

所有的表面现象都表明，液体表面处在张力状态中，对于液体的边界面上或液体表面上任一条线两侧的液体，彼此间都有拉力相互作用，这个拉力处在液体表面内并与该线相垂直，这种拉力称为表面张力。（见图1）。

肥皂泡具有两个靠得很近的球面膜，中间为液体。当表面张力使肥皂泡收缩时，泡内空气被压缩，压强增大，直至泡内压强p与泡外大气压强pa。及由表面张力引起的附加压强△p之和达到平衡为止。即有

p=pa+△p或△p=p-pa

上面讨论的是液体与气体交界处的表面膜中的表面张力，除此之外，固体器壁和液体之间、固体和蒸汽（或空气）之间也存在表面膜（见图2），表面膜的厚度约为几个分子的大小，每种表面膜都有一定的表面张力，为了区分起见我们用带脚码的符号分别表示相应的表面张力，它们是v液汽、v固液和v固汽。

靠近容器壁处液体表面的弯曲情况由v固汽和v固液决定。对于不同的固体和液体它们的v固汽和v固液的大小也不同。如图3所示，不同的固体和液体接触时，液体表面可以分别形成凸面、凹面和水平面。液体的弯曲表面叫做弯月面。

毛细管中液体表面的弯曲，对于毛细管中液体的流动是有影响的。假设毛细管中有一小段某种浸润液，可知液柱的两端形成弯月面。如果两边弯月面的弯曲程度相同，即两边的附加压强相等，则液柱就不流动。现在若使左边的压强增大到略大于右边的，此时弯月面的形状变成图4所示的样子，左面的曲率半径小于右面的，因而两边弯月面的附加压强就不一样，于是液柱的表面张力就产生了向左的合力，来抵消由左边压强增大而对液柱所施的向右的力，这样液柱仍保持静止。左边压强继续增大，左边的弯月面相应弯曲得越厉害，直至达到一定的极限值（譬如说△pm），液柱才开始移动。可见由于弯月面的存在，毛细管中的液滴只有在它二边的压强差大于一定数值时（即pA-pB＞△pm）才能流动。

现在倘有某种原因使整个液柱被n个气泡隔裂成若干段。如果现在最右边的压强乃是p的话，那么右边第一个气泡中的压强必须大于（p+△pm）才能使这第一段液柱移动。同理第二个气泡中的压强要大于P+2△pm才能使一、二段液柱移动。依次类推，对于第n个气泡，其右侧的压强必须大于p+n△pm。才能使整个液柱流动，否则液柱就不能流动了。这种因气泡的存在而使液体的流动受阻的现象，称为气体栓塞。当管子各处粗细不匀时，由于细的地方液面弯曲得较厉害，要使液柱流动所增大的压强值△pm也要相应增大，因而气体栓塞的现象更易发生。

人体中的血管从心脏到四肢和脏器越来越细，血液中要是有了气泡，那么在小血管、微血管等处很可能发生气体栓塞。如果栓塞发生在心脏、大脑等要害部位，其后果不堪设想。因此，在输液或静脉注射等的时

潜水员不能从深海高压的环境下立即转移到海面的常压环境，也是同样的道理。人的血液中多少溶解有一些气体，而气体的溶解程度与压强有关，压强大溶解得多，压强小溶解得少。犹如把常压下的液体迅速移置低压条件下，液体会沸腾、出现许多小气泡一样，当潜水员从深海高压环境迅速上升到常压的海面时，他血液中溶解的气体会大量析出，气泡附着于管壁或留滞在血管中，造成气体栓塞、血流受阻，在人体组织内引起严重的障碍，造成致命的危害。因此，深海潜水员务必经过逐级减压舱，（在各舱要有相当一段时间的适应过程）才能最后安全抵达海面。

由此可知，即使是极小几个普通空气泡，在特殊情况下也会致人于死命。这也是人类长期血的经验教训之一得，不可等闲视之。

（华东师大许兆新）