Toksyczność tlenowa
W nurkowaniu rekreacyjnym, na powietrzu ze względu na głębokości, toksyczność tlenowa jest niemal niemożliwa. Jednakże nurkowanie komercyjne, techniczne, lecz również rekreacyjne – z mieszanką "wzbogaconą" (nitrox – powietrze z dodanym tlenem, w celu zredukowania zawartości azotu) potencjalnie może ją spowodować. Leczenie rekompresyjne, przeważnie opiera się również na oddychaniu czystym tlenem, pod odpowiednim ciśnieniem i może wywoływać toksyczne skutki wysokiej koncentracji tlenu. W rzeczywistości istnieją dwa typy toksyczności tlenowej: jeden dotyczy symptomów w układzie oddechowym, drugi w układzie nerwowym. Płucna toksyczność tlenowa lub efekt Lorain Smith OTU powstaje wskutek długiej ekspozycji na odpowiednio wysokie ciśnienie parcjalne tlenu (powyżej ciśnienia parcjalnego 0.5 atm.)
Toksyczność tlenowa centralnego systemu nerwowego (CSN) nie jest bezpośrednio związana z problemami układów oddechowego bądź krążenia, w tym miejscu wzmiankowana jest w celu ogólnej orientacji. Toksyczność CSN bywa przeważnie nieprzewidywalna, wiadomo natomiast, że występuje przy wysokim ciśnieniu parcjalnym tlenu. Ciśnienie parcjalnentlenu od 1.4 do 1.6 atmosfer jest zakresem rosnącego ryzyka, a przy wartości ponad 1.6 atmosfer ryzyko urazu jest bardzo wysokie.
Płucna toksyczność tlenowa występuje, gdy nadmiar tlenu spowoduje szeroki zakres symptomów. Podrażnienie płuc wydaje się być najbardziej bezpośrednim i zauważalnym jej symptomem, choć lekarze są niepewni, co do tego, w jaki sposób podwyższone ciśnienie parcjalne tlenu oddziałuje na płuca. Teorie sugerują, że rozległa ekspozycja przyczynia się do zapaści pęcherzyków lub zmian w płucach, spowodowanych przez odpowiednio wysokie ciśnienie tlenu w enzymach. Płucna toksyczność tlenowa redukuje funkcje życiowe i, jeśli nadal trwa, pozbawia płuca zdolności transferu tlenu do krwi. To, jak szybko toksyczność tlenowa się rozwija, zależy od ciśnienie parcjalne|ciśnienia parcjalnego tlenu, długości oddziaływania i indywidualnej podatności. Zapobiegając, nurkowie wykorzystują wiele metod, bazujących na określeniu odpowiedniego ciśnienia parcjalnego tlenu i czasu oddychania, by być wystawionym na oddziaływanie tlenu jedynie w ramach akceptowalnego poziomu. Nurkowanie rekreacyjne, wykorzystując powietrze (ok. 21 % tlenu) w ramach głębokości "rekreacyjnej" nie dotyka w zasadzie wcale problemu wystawienia na takie oddziaływanie tlenu, które spowodowałoby możliwość narażenia nurka na toksyczność tlenową.
Na głębokości ok. 15 m ciśnienie parcjalne tlenu wynosi ok. 0.53 atmosfer, ewentualne problemy z tlenem mogłyby wystąpić dopiero po 94 godzinach przebywania pod woda na tej głębokości. Na 40 metrach ciśnienie parcjalne wynosi ok. 1.04 atm., więc problemy z płucną toksycznością tlenową mogłyby wystąpić dopiero po 12 godzinach przebywania na tej głębokości. Wykorzystując jednak wzbogaconą mieszankę, należy się bardziej poważnie liczyć z wystąpieniem toksyczności typu płucnego, aczkolwiek wciąż jest to mało prawdopodobne przy właściwym wykorzystaniu limitów bezdekompresyjnych. Nurek, wykorzystujący wzbogaconą mieszankę najprawdopodobniej zbliży się do limitów bezpieczeństwa dopiero wówczas, gdy będzie się posługiwał mieszanką 36-40% tlenu i wykona więcej niż trzy powtórne nurkowania. Nurkowie techniczni, komercyjni i wojskowi, gdy praca ich wymaga posługiwania się wzbogaconym powietrzem i/lub czystym tlenem dla dekompresji są o wiele bardziej narażeni na osiągnięcie limitów bezpieczeństwa. Jednakże poprzez odpowiednią kontrolę nurkowanie zarówno rekreacyjne jak i techniczne może zawsze pozostawać w ramach bezpiecznych limitów. Nawet, jeśli nurek doświadczy toksyczności tlenowej płucnej, sytuacja nie jest poważna, o ile ekspozycja tlenowa nie jest kontynuowana. Uczucie palenia w klatce piersiowej i drażniący kaszel przeważnie sygnalizują pojawienie się toksyczności, które wraz z kontynuowaną ekspozycją na tlen pogarszają się aż do wystąpienia bardziej poważnych symptomów. Z drugiej jednak strony, nurek, który zauważy symptomy i przerwie nurkowanie może oczekiwać, że jego organizm wróci do normy już po kilku dniach.
Toksyczność tlenowa centralnego układu oddechowego obejmuje całe ciało i wymaga o wiele mniej czasu, niż w przypadku toksyczności płucnej, ażeby pojawiły się symptomy. Ciśnienie parcjalne tlenu musi być jednak wyższe. Toksyczność CNS jest więc o wiele bardziej nieprawdopodobna dla nurkujących rekreacyjnie, w ramach obowiązujących limitów bezdekompresyjnych, wykorzystujących do oddychania jedynie powietrze. Jak wspomniano, ryzyko CNS staje się realne powyżej 1.4 atm.; oddychając powietrzem, nurek osiągnie to ciśnienie parcjalne tlenu dopiero na 56 metrach. Powyżej 1.6 atm., ryzyko CNS staje się bardzo realne, nurek osiągnie jednak to ciśnienie parcjalne tlenu dopiero na 66 metrach. Wykorzystując jednakże mieszankę wzbogaconą, nurek łatwiej przekroczy 1.4 lub nawet 1.6 atm. ciśnienia parcjalnego. Z tego powodu nurkowanie ze wzbogaconym powietrzem wymaga specjalnego przeszkolenia wraz z określeniem maksymalnej głębokości dla poszczególnych proporcji mieszanek powietrza. Np., wykorzystując EAN32 (wzbogacone powietrze z 32% tlenu), nurek osiągnie 1.4 atm. na 33 metrach - gdy limit dla nurkowania rekreacyjnego to dopiero 40 metrów. Wykorzystując EAN36 (wzbogacone powietrze z 36% tlenu), nurek osiągnie ten sam limit już na 29 metrach. Warto zauważyć, ze oddychając czystym tlenem nurek będzie miał do czynienia z ciśnieniem parcjalnym tlenu 1.4 atm. już na 4 metrach (1.6 atm. – 6 metrów). Jest to jedyna przyczyna, dlaczego nurkowie rekreacyjni nigdy nie używają czystego tlenu w butlach (nurkowie techniczni wykorzystują czysty tlen do dekompresji na bardzo małych głębokościach; wymaga to jednak specjalnego szkolenia i niesie za sobą zwiększone ryzyko urazu).
Lekarze nie są do końca pewni, co powoduje toksyczność centralnego układu nerwowego. Teoria sugeruje, że wysoka koncentracja tlenu może czasowo obezwładnić bariery obronne organizmu i zakłócić chemicznie prace enzymów, wykorzystywanych przez tkanki do metabolizmu, prowadząc do symptomów takich jak drżenie ust, mięśni, nudności, konwulsje przypominające epileptyczne, utrata przytomności. Toksyczność CNS jest traktowana jako niebezpieczna dla życia w wielu sytuacjach nurkowych, ze względu na możliwość wystąpienia nagłych konwulsji lub utraty przytomności. Choć konwulsje same z siebie nie zagrażają życiu, pod wodą nurek oddychający za pomocą konwencjonalnego automatu może zgubić ustnik, co może doprowadzić do utonięcia. Stąd też potrzeba zaznajomienia się z obowiązującymi limitami w przypadku nurkowania rekreacyjnego z wykorzystaniem mieszanki ze wzbogaconym powietrzem. Nurkowie komercyjni, na przykład, mogą oddychać mieszanką gazów z ciśnieniem parcjalnym tlenu wyższym niż 1. 4 atm., lecz przeważnie dzieje się to w komorze bądź masce pokrywającej całą twarz. W tych przypadkach potencjalne konwulsje są mniej ryzykowne, gdyż nie spowodują utonięcia. Oddychanie stuprocentowym tlenem na powierzchni nie stwarza ryzyka toksyczności CNS, ponieważ ciśnienie parcjalne wynosi jedynie 1.0 atm. Toksyczność płucna w tych warunkach wymagała by ponad 12 godzin nieprzerwanego wystawienia na działanie tlenu, zanim mogłyby się pojawić jakiekolwiek symptomy. Dlatego też ratownicy medyczni mogą zawsze zalecić podanie pacjentowi tlenu, bez obaw o możliwość wystąpienia toksyczności tlenowej. Szpitale natomiast - jeśli pacjent wymaga dłuższego leczenia tlenem - zazwyczaj redukują jego stężenie
