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^[англ.], 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^[англ.] (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^[англ.] 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

Монодейтериевая (полутяжёлая вода)

Примечания

↑ 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.
↑ Isotopes of Hydrogen (англ.).
↑ 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.
↑ Reference and Intercomparison Materials for Stable Isotopes of Light Elements. — IAEA, 1993. — С. 1-3. — 168 с.
↑ Reference Sheet for International Measurement Standards.
↑ 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. — Bibcode: 1998JQSRT..60..665R.
↑ 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. — Bibcode: 2003JQSRT..82....5R.
↑ 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..
↑ 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.
↑ 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.
↑ 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.
↑ Hall, Harriet. Deuterium Depleted Wate (англ.). https://skepticalinquirer.org (6 июля 2020).