Вода с пониженным содержанием дейтерия

Вода с пониженным содержанием дейтерия ( англ. Deuterium-depleted water (DDW) ) — вода с концентрацией дейтерия ниже, чем в естественной среде на уровне моря на Земле.

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

Химия

Вода, обеднённая дейтерием, содержит меньше дейтерия ( 2H), чем встречающаяся в природе на уровне моря[1]. Протий в обычной воде составляет около 99,97% 1H (по весу)[2].

При производстве тяжёлой воды из природной воды выделяются изотопологи, содержащие дейтерий. Побочным продуктом этого процесса и является обеднённая дейтерием вода.

Изотопный состав природной воды на Земле неодинаков. Расстояние от океана и экватора, а также высота над уровнем моря имеют положительную корреляцию с истощением дейтерия в воде[3].

В Венском стандарте средней океанической воды (стандарт изотопного состава морской воды) концентрация дейтерия 155.76ppm[4]. Для стандарта SLAP (Standard Light Antarctic Precipitation), определяющего изотопный состав природной воды Антарктики, концентрация дейтерия составляет 89,02 ppm[5].

Снеговая вода, особенно из талой ледниковой воды гор, значительно легче океанской воды (концентрация дейтерия 43 ppm). Весовые количества изотопологов в природной воде рассчитываются на основе данных, собранных с помощью молекулярной спектроскопии[6][7]:

Isotopologue Molecular mass Content, g/kg
VSMOW SLAP
1H216O 18.01056470 997.032536356 997.317982662
1H2H16O 19.01684144 0.328000097 0.187668379
2H216O 20.02311819 0.000026900 0.000008804
1H217O 19.01478127 0.411509070 0.388988825
1H2H17O 20.02105801 0.000134998 0.000072993
2H217O 21.02733476 0.000000011 0.000000003
1H218O 20.01481037 2.227063738 2.104884332
1H2H18O 21.02108711 0.000728769 0.000393984
2H218O 22.02736386 0.000000059 0.000000018

Согласно приведенной выше таблице, массовая концентрация тяжёлых изотопологов в природной воде может достигать 2,97г/кг, что в основном обусловлено вкладом 1H218O, т.е. водой с лёгким водородом и тяжелым кислородом 18. На литр воды приходится около 300 мг дейтерийсодержащих изотопологов. Это представляет собой значительную величину, сопоставимую, например, с содержанием минеральных солей[8].

Биологические свойства содержания дейтерия в воде

Гилберт Льюис был первым, кто обнаружил, что тяжёлая вода подавляет (замедляет) рост семян (1933)[9].

Производство

Воду, обедненную дейтерием, можно производить в лабораториях и на заводах. Используются такие технологии, как электролиз[10], дистилляция (низкотемпературная вакуумная ректификация) опреснение морской воды , сульфидный процесс Гирдлер и каталитический обмен[11].

Заявления и критика в отношении здоровья

Хариетт Холл расследовала утверждения о пользе для здоровья воды, обеднённой дейтерием (DDW, продаётся по цене до 20 долларов за литр). В статье, опубликованной в Skeptical Inquirer online ( 2020), она сообщила, что подавляющее большинство исследований по DDW, несмотря на то, что они показали положительные результаты, не проводились на людях, а те немногие, которые проводились на людях, не подтвердили никакой эффективности[12].

Смотрите также

Примечания

  1. ↑ Vladyslav V Goncharuk 1, Alina A Kavitskaya 1, Iryna Yu Romanyukina 1, Oleksandr A Loboda. Revealing water’s secrets: deuterium depleted water (англ.) // Chem Cent J. : журнал. — 2013. — 17 June. — doi:10.1186/1752-153X-7-103. — PMID 23773696.
  2. ↑ Isotopes of Hydrogen (англ.).
  3. ↑ Siegenthaler, U. Stable Hydrogen and Oxygen Isotopes in the Water Cycle/ Lectures in Isotope Geology (англ.) : конференция. — 1979. — P. 264–273. — ISBN 978-3-540-09158-5. — doi:10.1007/978-3-642-67161-6_22.
  4. ↑ Reference and Intercomparison Materials for Stable Isotopes of Light Elements. — IAEA, 1993. — С. 1-3. — 168 с.
  5. ↑ Reference Sheet for International Measurement Standards.
  6. ↑ Rothman, L.S.; Rinsland, C.P.; Goldman, A.; MASSIE, S.T.; Edwards, D.P.; Flaud, J-M.; Perrin, A.; Camy-Peyret, C.; Dana, V.; Mandin, J.-Y.; Schroeder, J.; McCann, A.; Gamache, R.R.; Wattson, R.B.; Yoshino, K.; Chance, K.V.; Jucks, K.W.; Brown, L.R.; Nemtchinov, V.; Varanasi, P. The HITRAN Molecular Spectroscopic Database and Hawks (HITRAN Atmospheric Workstation): (англ.) // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer : журнал. — 1998. — November (vol. 60 (5)). — P. 665–710. — doi:10.1016/S0022-4073(98)00078-8. — .
  7. ↑ Rothman, L.S.; Barbe, A.; Chris Benner, D.; Brown, L.R.; Camy-Peyret, C.; Carleer, M.R.; Chance, K.; Clerbaux, C.; Dana, V.; Devi, V.M.; Fayt, A.; Flaud, J.-M.; Gamache, R.R.; Goldman, A.; Jacquemart, D.; Jucks, K.W.; Lafferty, W.J.; Mandin, J.-Y.; Massie, S.T.; Nemtchinov, V.; Newnham, D.A.; Perrin, A.; Rinsland, C.P.; Schroeder, J.; Smith, K.M.; Smith, M.A.H.; Tang, K.; Toth, R.A.; Vander Auwera, J.; Varanasi, P.; Yoshino, K. The HITRAN molecular spectroscopic database: edition of 2000 including updates through 2001 (англ.) // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer : журнал. — 2003. — November (vol. 82 (1–4): 5–44). — doi:10.1016/S0022-4073(03)00146-8. — .
  8. ↑ Pehrsson, K.; Patterson, C.; Perry, A. The Mineral Content of US Drinking and Municipal Water (англ.). https://www.ars.usda.go. Beltsville, MD.: USDA, Agricultural Research Service, Human Nutrition Research Center, Nutrient Data Laboratory..
  9. ↑ Lewis, G. N. (1934). Biology of heavy water. Science. 79 (2052): 151–153. Bibcode:1934Sci....79..151L. doi:10.1126/science.79.2042.151. PMID 17788137. S2CID 4106325.
  10. ↑ Kótai, László; Lippart, József; Gács, István; Kazinczy, Béla; Vidra, László. Plant-Scale Method for the Preparation of Deuterium-Depleted Water (англ.) // Industrial & Engineering Chemistry Research. : журнал. — 1999. — June (vol. 38 (6)). — P. 2425–2427. — doi:10.1021/ie9807248.
  11. ↑ Huang, Feng; Meng, Changgong. Method for the Production of Deuterium-Depleted Potable Water (англ.) // Industrial & Engineering Chemistry Research : журнал. — 2011. — 5 January (vol. 50 (1)). — P. 378–381. — doi:10.1021/ie101820f.
  12. ↑ Hall, Harriet. Deuterium Depleted Wate (англ.). https://skepticalinquirer.org (6 июля 2020).
Эта статья взята у (из) Wikipedia. Текст лицензируется по Creative Commons - Attribution - Sharealike. К медиа файлам могут применятся дополнительные условия.