stringtranslate.com

Вода с пониженным содержанием дейтерия

Вода с пониженным содержанием дейтерия ( DDW ) — это вода , в которой концентрация дейтерия ниже , чем в естественной среде на уровне моря на Земле.

DDW иногда называют легкой водой или протиевой водой , хотя « легкой водой » долгое время называли обычную воду, особенно в ядерных реакторах .

Химия

Вода, обедненная дейтерием, имеет более низкую концентрацию дейтерия ( 2H ), чем встречается в природе на уровне моря. [1] Дейтерий — это встречающийся в природе, стабильный (нерадиоактивный) изотоп водорода с ядром, состоящим из одного протона и одного нейтрона. Ядро обычного водорода ( протий , 1H ) состоит только из одного протона и не содержит нейтрона. Таким образом, дейтерий имеет примерно в два раза большую атомную массу , чем 1H . Тяжелая вода состоит из молекул воды с двумя атомами дейтерия вместо двух атомов 1H . Водород в обычной воде составляет около 99,97% 1H (по весу). [2]

Производство тяжелой воды включает в себя изоляцию и удаление дейтерийсодержащих изотопологов в природной воде. Побочным продуктом этого процесса является DDW. [3]

Из-за неоднородности гидрологических условий изотопный состав природной воды меняется по всей Земле. Расстояние от океана и экватора, а также высота над уровнем моря имеют положительную корреляцию с истощением дейтерия в воде. [4]

В Венском стандарте средней океанической воды (VSMOW), который определяет изотопный состав морской воды, дейтерий содержится в концентрации 155,76  частей на миллион . [5] Для стандарта SLAP ( Standard Light Antarctic Precipitation ), который определяет изотопный состав природной воды из Антарктики, концентрация дейтерия составляет 89,02  частей на миллион . [6]

Снеговая вода, особенно из талой ледниковой воды гор , значительно легче океанской воды. Анализ ледника на высоте 22 000–24 000 м над уровнем моря показал уровень всего 43 ppm (SAP вода жизни, Śānti, Āśā, Parōpakāra [для 9 000 м]). Весовые количества изотопологов в природной воде рассчитываются на основе данных, собранных с помощью молекулярной спектроскопии : [7] [8]

Согласно приведенной выше таблице, весовая концентрация тяжелых изотопологов в природной воде может достигать 2,97 г/кг, что обусловлено в основном 1 H 2 18 O, т.е. водой с легким водородом и тяжелым кислородом. Также на литр воды приходится ~300 мг дейтерийсодержащих изотопологов. Это представляет собой значительную величину, сопоставимую, например, с содержанием минеральных солей. [9]

Биологические свойства содержания дейтерия в воде

Гилберт Н. Льюис был первым, кто обнаружил, что тяжелая вода подавляет (задерживает) рост семян (1933). Его эксперименты с семенами табака показали, что выращивание клеток на тяжелой воде резко ускоряет процесс старения и приводит к летальным результатам. [10]

Производство

Вода, обедненная дейтерием, может быть получена в лабораториях и на заводах. Для ее производства используются различные технологии, такие как электролиз , [11] дистилляция (низкотемпературная вакуумная ректификация), [12] [13] опреснение морской воды, [14] процесс сульфида Гирдлера , [15] и каталитический обмен. [16]

Заявления и критика в отношении здоровья

Харриет Холл исследовала утверждения о пользе для здоровья, приписываемые употреблению DDW, которая продавалась по цене до 20 долларов за литр. В статье, опубликованной в июле 2020 года в Skeptical Inquirer online, она сообщила, что подавляющее большинство исследований DDW, несмотря на то, что они показали положительные результаты, не включали людей, а те немногие, которые включали, не подтвердили никакой эффективности для человека . [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Гончарук, Владислав В; Кавицкая Алина А; Романюкина, Ирина Ю; Лобода, Александр А (17 июня 2013 г.). «Раскрытие секретов воды: вода, обедненная дейтерием». Центральный химический журнал . 7 (1): 103. дои : 10.1186/1752-153X-7-103 . ПМК  3703265 . ПМИД  23773696.
  2. ^ "Изотопы водорода". Введение в химию . 26 сентября 2016 г. Архивировано из оригинала 31 марта 2020 г. Получено 13 июля 2020 г.
  3. ^ "вода с обедненным дейтерием: темы WorldWideScience.org". WorldWideScience . 1 января 2001 г. Получено 13 июля 2020 г.
  4. ^ Сигенталер, У. (1979). «Стабильные изотопы водорода и кислорода в круговороте воды». В Ягере, Э.; Хунцикер, Дж. К. (ред.). Лекции по изотопной геологии . Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 264–273. дои : 10.1007/978-3-642-67161-6_22. ISBN 978-3-540-09158-5.
  5. ^ Справочные и сравнительные материалы для стабильных изотопов легких элементов. МАГАТЭ. 1993. С. 1–168.
  6. ^ "Справочный лист по международным стандартам измерений" (PDF) . Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ). Архивировано из оригинала (PDF) 2020-07-29 . Получено 2020-03-16 .
  7. ^ Rothman, LS; Rinsland, CP; Goldman, A.; MASSIE, ST; Edwards, DP; Flaud, JM.; Perrin, A.; Camy-Peyret, C.; Dana, V.; Mandin, J.-Y.; Schroeder, J.; McCann, A.; Gamache, RR; Wattson, RB; Yoshino, K.; Chance, KV; Jucks, KW; Brown, LR; Nemtchinov, V.; Varanasi, P. (ноябрь 1998 г.). "The HITRAN Molecular Spectroscopic Database and Hawks (HITRAN Atmospheric Workstation): издание 1996 г.". Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 60 (5): 665–710. Bibcode : 1998JQSRT..60..665R. дои : 10.1016/S0022-4073(98)00078-8.
  8. ^ Ротман, Л.С.; Барбе, А.; Крис Беннер, Д.; Браун, ЛР; Ками-Пейре, К.; Карлир, MR; Шанс, К.; Клербо, К.; Дана, В.; Деви, В.М.; Файт, А.; Флод, Ж.-М.; Гамаш, РР; Гольдман, А.; Жакмар, Д.; Джакс, КВ; Лафферти, WJ; Манден, Ж.-Ю.; Мэсси, Северная Каролина; Немчинов В.; Ньюнхэм, Д.А.; Перрин, А.; Ринсланд, CP; Шредер, Дж.; Смит, К.М.; Смит, Массачусетс; Тан, К.; Тот, РА; Вандер Аувера, Дж.; Варанаси, П.; Ёсино, К. (ноябрь 2003 г.). "The HITRAN molecular spectroscopic database: edition of 2000 including updates through 2001". Журнал количественной спектроскопии и переноса излучения . 82 (1–4): 5–44. Bibcode : 2003JQSRT..82....5R. doi : 10.1016 /S0022-4073(03)00146-8.
  9. ^ Pehrsson, K.; Patterson, C.; Perry, A. «Содержание минералов в питьевой и муниципальной воде в США» (PDF) . Белтсвилл, Мэриленд: Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований, Центр исследований питания человека, Лаборатория данных о питательных веществах.
  10. ^ Льюис, ГН (1934). «Биология тяжелой воды». Science . 79 (2052): 151–153. Bibcode :1934Sci....79..151L. doi :10.1126/science.79.2042.151. PMID  17788137. S2CID  4106325.
  11. ^ Котай, Ласло; Липпарт, Йожеф; Гач, Иштван; Казинци, Бела; Видра, Ласло (июнь 1999 г.). «Заводской метод приготовления обедненной дейтерием воды». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 38 (6): 2425–2427. дои : 10.1021/ie9807248.
  12. ^ Стефанеску, И.; Титеску, Г.; Титеску, ГМБ Получение питьевой воды, обедненной дейтерием, включает подачу очищенной воды в изотопную дистилляционную колонну в присутствии насадки на теоретических тарелках и подачу потока орошения на тарелку верхней десорбционной зоны с определенным соотношением тарелок. Патент WO2006028400-A1, 2006.
  13. ^ Стефанеску, И.; Пекуля, М.; Титеску, Г. Процесс и установка для получения биологически активной воды, обедненной дейтерием, из природной воды или воды из производства тяжелой воды. Патент RO112422-B1, 1998.
  14. ^ Злотопольский, В.М. Установка для получения воды с низким содержанием дейтерия из морской воды. Патент США 2005/0109604A1, 2005.
  15. ^ Конг, Ф.С. Производство воды с пониженным содержанием дейтерия для использования в фармацевтике включает циркуляцию жидкой сырой воды между холодными и теплообменными башнями и перенос тяжелого компонента в холодной башне в жидкую фазу путем химического обмена. Патент CN101117210-A, 2007.
  16. ^ Хуан, Фэн; Мэн, Чангун (5 января 2011 г.). «Способ производства питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия». Industrial & Engineering Chemistry Research . 50 (1): 378–381. doi :10.1021/ie101820f.
  17. ^ Холл, Харриет (6 июля 2020 г.). «Вода с обедненным дейтерием». skepticalinquirer.org . CFI. Архивировано из оригинала 11 июля 2020 г. . Получено 11 июля 2020 г. .