You are here

Блог пользователя Олег Мосин

ОБЫЧНАЯ, ТЯЖЁЛАЯ, СВЕРХТЯЖЁЛАЯ и ТЯЖЁЛОВОДОРОДНАЯ ВОДА

На правах рекламы: Мы обеспечим Вам гарантийный ремонт macbook, на самом высоком уровне и по доступной цене.
-----------------------------------
О.В. Мосин

До XIX века люди считали воду обычным химическим элементом. В 1805 году Александр Гумбольдт и Жозеф Луи Гей-Люссак установили, что вода состоит из молекул, каждая из которых содержит два атома водорода и один кислорода и считалось, что вода - индивидуальное соединение, описываемое единственно возможной формулой.

В 1932 году мир облетела сенсация: кроме воды обычной, в природе существует еще и тяжелая вода. В молекулах такой воды место водорода занимает его тяжелый изотоп - дейтерий.
Тяжелую воду открыли американские физики Гаральд Юри и Эльберт Осборн. В 1933 году американец Герберт Льюис совместно с Ричардом Макдональдом впервые выделили ее в чистом виде.

В небольших количествах тяжелая вода постоянно и повсеместно присутствует в природных водах, которую от обычной воды можно различить лишь по физическим характеристикам. В молекулу тяжелой воды входят атомы не легкого водорода - протия (1H), а его тяжёлого изотопа - дейтерия (2D), атом которого на единицу тяжелее протиевого, а молекулярный вес тяжелой воды на 2 единицы больше: 20, а не 18. Тяжёлая на 10% плотнее обычной, вязкость выше на 23%, кипит при 101,42 oС, замерзает при +3,8 oС.

Содержание тяжелой воды в природных водах не равномерно. Например, в замкнутых водоемах ее больше, поскольку по сравнению с обычной водой она испаряется менее интенсивно.

Тяжелой воды больше в местностях с жарким климатом, на поверхности океана на экваторе и в тропиках. Тяжелая вода конденсируется быстрее, чем легкая. Вблизи полюсов в высоких южных широтах (в Антарктике) океанские воды заметно "легче" и отличаются самым низким содержанием дейтерия на планете. Так же невелика доля дейтерия во льдах Гренландии.

Тяжелая вода в природе находится в небольших количествах - в миллионных долях процента. Преобладает ее разновидность, состав которой выражается формулой HDO. В Мировом океане содержится 1015 тонн HDO.

Тяжелая вода - очень важное промышленное сырье для атомной энергетики, эффективный замедлитель быстрых нейтронов. Так, 1 г дейтерия при термоядерном распаде дает в 10 млн. раз больше энергии, чем 1 г угля при сгорании.

Тяжелая вода действует негативно на жизненные функции организмов; это происходит даже при использовании обычной природной воды с повышенным содержанием тяжелой воды.
Подопытных животных поили водой, 1/3 часть которой была заменена водой состава HDO. Через недолгое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали.

На развитие высших растений тяжелая вода также действует угнетающе; при поливе их водой, на половину состоящей из тяжелой воды, рост прекращается.

Но всё же несмотря на это многие клетки бактерий, растений и водорослей могут быть адаптированы к росту на тяжёлой воде.

Пониженное содержание дейтерия в воде стимулирует жизненные процессы. При потреблении воды с содержанием дейтерия на 25% ниже нормы свиньи, крысы и мыши дали потомство, гораздо многочисленнее и крупнее обычного, яйценоскость кур поднялась вдвое, пшеница созрела раньше и дала более высокий урожай. Это может быть объяснено разницей в плотности и вязкости тяжёлой воды, а также её гидрофобными эффектами.

Позднее, при выяснении фракционного состава воды была обнаружена сверхтяжелая вода Т20. В ее составе место водорода занимает его природный изотоп, еще более тяжелый, чем дейтерий. Это тритий (Т), который в отличие от дейтерия он радиоактивен, атомная масса его равна 3.

Тритий зарождается в высоких слоях атмосферы, где идут природные ядерные реакции. Он является одним из продуктов бомбардировки атомов азота нейтронами космического излучения. Ежеминутно на каждый квадратный сантиметр земной поверхности падают 8- 9 атомов трития.

В небольших количествах сверхтяжелая (тритиевая) вода попадает на Землю в составе осадков. Во всей гидросфере Земли насчитывается лишь около 20 кг Т20. Тритиевая вода распределена неравномерно: в материковых водоемах ее больше, чем в океанах; в полярных океанских водах ее больше, чем в экваториальных. По своим свойствам сверхтяжелая вода еще заметнее отличается от обычной: кипит при 104 oС, замерзает при 4-9 oС, имеет плотность 1,33 г/см3.

Сверхтяжелую воду применяют в термоядерных реакциях. Она удобнее дейтериевой, так как очень удобна в определении.

Перечень изотопов водорода не кончается тритием. В лабораторных условиях ядерного реактора искусственно получены более тяжелые изотопы 4H и 5H, тоже радиоактивные. Учёные предсказали существование молекул воды, в которых содержатся любые из пяти водородных изотопов в любом сочетании.

В природе также существуют и изотопы кислорода. Помимо известного кислорода 16O, существуют еще два природных изотопа кислорода - 17O и 18O. В природных водах в среднем на каждые 10 тысяч атомов изотопа 16O приходится 4 атома изотопа 17O и 20 атомов изотопа 18O.

По физическим свойствам тяжелокислородная вода меньше отличается от обычной, чем тяжеловодородная. Получают ее в основном перегонкой природной воды и используют как источник препаратов с меченым кислородом.

Так же существуют шесть искусственно созданных изотопов кислорода, они недолговечны и радиоактивны. Из них: 13O, 14O и 15O - легкие, 19O и 20O - тяжелые, а сверхтяжелый изотоп - 24O получен в 1970 году.

Существование пяти водородных и девяти кислородных изотопов говорит о том, что изотопных разновидностей воды может быть 135. Основную массу природной воды - свыше 99% - составляет протиевая вода - 1H216O. Тяжелокислородных вод намного меньше: 1H218O - десятые доли процента. 1H217O - сотые доли от общего количества природных вод. Только миллионные доли процента составляет тяжелая вода D2O, в форме 1HDO тяжелой воды в природных водах содержится уже заметно больше. Еще реже, чем D2O, встречаются и девять радиоактивных естественных видов воды, содержащих тритий.

Классической водой следует считать протиевую воду 1H216O в чистом виде, то есть без малейших примесей остальных 134 изотопных разновидностей. И хотя содержание протиевой воды в природе значительно превосходит содержание всех остальных вместе взятых видов, чистой 1H216O в естественных условиях не существует, есть лишь в немногих специальных лабораториях. Ее получают очень сложным путем и хранят с большими предосторожностями. Для получения чистой 1H216O ведут очень тонкую, многостадийную очистку природных вод или синтезируют воду из исходных элементов 1H2 и 16O2, которые предварительно тщательно очищают от изотопных примесей. Такую воду применяют в экспериментах и процессах, требующих исключительной чистоты химических реактивов.

Протиевую воду можно было бы назвать легкой водой, но чистая 1H216O - редкость. Рабочим эталоном легкой воды считают смесь разновидностей воды состава 1H216O, 1H217O и 1H218O, взятых в том же соотношении, в котором присутствуют в воздухе соответствующие изотопы кислорода.

Термин "тяжелая вода" на практике также не имеет эквивалента. Вода, отвечающая формуле D218O, фактически заменяется смесью разновидностей воды с постоянной водородной частью (здесь это дейтерий) и с содержанием изотопов кислорода в соответствии с изотопным составом воздуха.

Основную часть водного потенциала Земли составляет вода, которой не напьешься, не используешь ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни в быту. 97,75% или 1,338*109км3, - это соленые воды океанов и морей. Остальные 2,25% - пресные воды, однако, половина их - 24*106км3 - "законсервирована" в виде ледяных гигантских шапок Антарктиды, Арктики, Гренландии, высоких гор в различных районах Земли. Примерно столько же воды - 23,4*106км3 - скрыто в толще земной коры. Это подземные воды.

Объем доступной пресной воды исчисляется всего тысячами кубических километров. Больше всего пресной воды на земной поверхности накоплено в озерах -176,4*103км3. Если на мгновение задержать течение всех рек земного шара, то оказалось бы, что в их руслах одновременно находится 2120 км3 воды.

Истоки множества рек, больших и малых, находятся в болотах, которые содержат 10300 км3 пресной воды. 13000 т воды содержится в ближайших к земной поверхности слоях атмосферы. На высоте до 1 км концентрация водяного пара в воздухе в среднем составляет 2%. Вот, пожалуй, и вся вода, на которую может реально рассчитывать человечество теперь и в ближайшем будущем.

РЕЛИКТОВАЯ ВОДА И ДОЛГОЖИТЕЛЬСТВО

О.В. Мосин

Сказки про «живую» воду не были плодом фантазии. Люди давно заметили, что целебными свойствами обладает талая и ледниковая вода. Позже ученые нашли объяснение этому феномену — в ней, по сравнению с обычной, гораздо меньше молекул, где атом водорода заменен его тяжелым изотопом — дейтерием.

Легенда о «живой» воде обрела под собой твердую почву в шестидесятых годах прошлого века. В то время бурно развивалась атомная промышленность. Для ее нужд начали производить тяжелую воду. Учёные обнаружили, что побочный продукт этого производства — легкая вода (с пониженным содержанием дейтерия) — чрезвычайно благотворно влияет на живые организмы. В Московской горбольнице, где лечились атомщики, легкую воду стали использовать для оздоровления пациентов. Результаты впечатляли, но с развалом Союза у нас для научных экспериментов наступили не лучшие времена.

В конце прошлого века и на Западе заинтересовались легкой водой. Там несколько ученых запатентовали технологию производства легкой воды и ее лечебные и косметические эффекты. Теперь в США и Западной Европе она продается по шесть долларов за литр и спрос постоянно растет.

В Советском Союзе в 1960—65 гг. Геннадий Бердышев, работавший в Томском мединституте и изучавший долгожительство в Якутии и на Алтае, связал долголетие якутов и алтайцев с употреблением талой воды ледников, которые в горах Якутии образовались намного раньше гренландских.

Реликтовый лед привозили в вагонах-ледниках в Томск, использовали в разных экспериментах. По данным Бердышева, реликтовая вода (т.е. вода, с низким содержанием дейтерия) оказывала омолаживающее действие на клетки тканей. В книге «Эколого-генетические факторы старания и долголетия», изданной в Ленинграде в 1968 г., ученый предположил, что большое число долгожителей среди алтайских, якутских и бурятских народов связано с использованием целебной силы горных источников. Алтайские и бурятские источники умеренно теплые, с температурой 30—42 0С. Вода источников-аржанов не замерзает зимой. Местные жители в них купаются и возят воду в кожаных мешках в поселки. Бердышев предположил, что реликтовая вода из ледников Якутии содержит меньший процент дейтерия.

Вода с пониженным, по сравнению с материковыми водами, содержанием дейтерия рассматривается в настоящее время как стимулятор жизни. Дейтерий тормозит, а протий способствует обмену веществ в биологических объектах. Удаление дейтерия из воды активизирует ее и активизирует биологические процессы.

Дейтерий неблагоприятно действует на все живое. Тяжёлая вода ингибирует жизненно-важные функции роста и развития многих микроорганизмов. Некоторые бактерии выносят 70%-ную и выше концентрацию тяжёлой воды в среде, в то время как растительные клетки могут нормально развиваться при концентрациях тяжёлой воды не более 50-75%, а клетки животных не более 35% тяжёлой воды. Однако, впоследствии было показано, что несмотря на биостатический эффект тяжёлой воды на клетку, многие клетки бактерий, растений и животных могут быть адаптированы к тяжёлой воде.

Сейчас работы по улучшению качества воды ведутся во всех странах мира. Однако существующие очистительные сооружения и технологии водоподготовки не справляются со своими задачами. Поэтому и возникли различные способы и устройства для доочистки питьевой воды. Но все эти устройства, какой бы совершенной ни была очистка, ничего не могут поделать с генетической памятью воды, проявляющемся в способности воды сохранять след действия на ее молекулярную структуру всех примесных соединений.

Вода загрязнена многими примесями земного, космического и биоэнергоинформационного происхождения.

К земным загрязнениям воды следует отнести многочисленные вредные и ядовитые органические и неорганические примеси, прежде всего техногенного происхождения, а также микроорганизмы.

Космические загрязнения — это главным образом тяжелые и радиоактивные изотопы водорода (дейтерий и тритий) и кислорода — 18О , 19Ои др.

Под биоэнергоинформационными (БЭИ) загрязнениями учёные подразумевают прежде всего то энергополевое и информационное наполнение воздушного пространства, воды и земли, которое негативно влияет на все живое.

Существуют природные и техногенные БЭИ загрязнения. Первые возникают вследствие солнечной активности, магнитных бурь, землетрясений, электромагнитных аномалий и т. п.; вторые — результат технического прогресса человечества. К ним следует отнести не только отравление воды, земли и воздуха промстоками и выхлопными газами, повышенную радиацию, но и т. н. электромагнитный смог — колоссальное увеличение плотности электромагнитных излучений различных частот и интенсивностей, в том числе и глобальную компьютеризацию. Сочетание природных и техногенных БЭИ загрязнений негативно воздействует на структуру воды, вследствие чего она приобретает мутагенные и канцерогенные свойства.

Существующие ныне технологии получения питьевой воды (как у нас, так и за рубежом) осуществляют очистку воды только от земного типа загрязнений, не изменяя при этом ее изотопный состав и структурную память. Такая вода практически полностью сохраняет свою негативную структуру, и по этой причине не может быть полезной для здоровья, роста и развития живых организмов.

Для оздоровления воды, придания ей целебных биологических свойств прежде всего необходимо избавить ее от всех загрязнений — земных, космических и биоэнергоинформационных.

Это не простая задача. Тем не менее многолетний труд, огромное количество экспериментов и технологических построений привели учёных к цели: получению воды кристальной чистоты с пониженным содержанием дейтерия, оптимальным минеральным составом и льдоподобной структурой. Первая промышленная установка для производства легкой воды с пониженным на 30—35% содержанием дейтерия и трития была создана учёными Г. Д. Бердышевым и И.Н. Варнавским совместно с институтом экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р. Кавецкого РАН Украины. В этой уникальной установке предусмотрено получение из исходной воды льда путем замораживания холодного пара, извлеченного из исходной воды, с последующим плавлением этого льда в среде инфракрасного и ультрафиолетового излучения, микронасыщения талой воды специальными газами и минералами.

Учёные установили, что при температуре в пределах 0-1,8°С молекулы воды с дейтерием и тритием в отличие от протиевой воды находятся в метастабильно-твердом неактивном состоянии. Это свойство лежит в основе фракционного разделения легкой и тяжелой воды путем создания разряжения воздуха над поверхностью воды при этой температуре.

Протиевая вода интенсивно испаряется, а затем улавливается при помощи морозильного устройства, превращаясь в снег и лед. Тяжелая же вода, находясь в неактивном твердом состоянии и имея значительно меньшее парциальное давление, остаётся в испарительной емкости исходной воды вместе с растворенными в воде солями тяжелых металлов, нефтепродуктами, моющими средствами и другими вредными и ядовитыми веществами.

Известна зависимость давления пара над открытой поверхностью воды от температуры при нормальном давлении. Так, при 0°С давление пара составляет 4,6 мм рт.ст. С повышением температуры воды до +10 °С давление пара возрастает до 9,2 мм рт.ст., то есть в два раза, а при 100°С оно соответствует 760 мм.рт.ст. Подсчет показывает, что с увеличением температуры от 0°С до 40°С давление пара над зеркалом воды возрастает в 10 раз, а при 100°С - в 160 раз.

Интенсивность испарения легкой и тяжелой воды коррелируется в зависимости от температуры и разряжения над поверхностью воды. Данные, полученные в лабораторных условиях, свидетельствуют о существенном влиянии температуры воды перед ее испарением на содержание дейтерия в талой воде, полученной из замороженного холодного пара.

Известно, что вода из снега или льда с пониженным содержанием дейтерия обладает биологически активными свойствами, благотворно влияющими на все живое - на растения, животных и человека. Биологическую активность талой воды можно еще заметно повысить при сочетании определенных воздействий на нее, например, потоком ультрафиолетовых лучей. В предлагаемом решении осуществляется ультрафиолетовое и инфракрасное облучение льда в процессе его таяния. Это позволяет получить талую воду по свойствам аналогичным талой воде, например, при солнечном облучении льда на вершинах гор.

Аналогичное устройство по получению биологически питьевой активной воды с пониженным содержанием дейтерия сконструировали в 2000 году российские учёные Синяк Ю.Е.; Гайдадымов В.Б. и Григорьев А.И. из Института медико-биологических проблем.

Конденсат атмосферной влаги или дистиллят разлагают в электролизере с твердым ионообменным электролитом. Полученные электролизные газы преобразуют воду и конденсируют. Электролиз осуществляют при температуре 60-80oС. Электролизный водород подвергают изотопному обмену с парами воды в водороде на катализаторе на носителе из активного угля, содержащем 4-10% фторопласта и 2-4% палладия или платины. Из полученных электролизных водорода и кислорода удаляют пары воды пропусканием их через ионообменные мембраны, преобразуют очищенные от дейтерия электролизные газы в воду, проводят доочистку последней и последующую ее минерализацию контактом с кальций-магнийсодержащими карбонатными материалами, преимущественно доломитом.

В реакторе изотопного обмена D2/H2O используют активный уголь ПАУ-СВ, промотированный 2-4% палладия и 4-10% фторопласта при температуре электролиза. Через катализатор пропускают электролизный водород, изотопный обмен D2/H2O происходит с парами воды, находящимися в водороде, образующимися при температуре проведения электролиза (60-80oС). Это позволяет повысить степень изотопного обмена D2/H2O, который повышается при снижении температуры изотопного обмена и исключить дополнительные затраты энергии на парообразование воды.

Устройство содержит электролизер с твердым ионообменным электролитом, зажатым между пористым анодом и катодом, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор последних и сборник бездейтериевой воды. Кроме того, устройство дополнительно снабжено осушителем кислорода, реактором изотопного обмена D2/H2O и кондиционером для воды. Внешние стенки реактора и осушителя образованы из ионообменных мембран, кроме того, осушитель кислорода содержит ионообменный катионит, а кондиционер для воды образован из фильтра с зажатыми смешанными слоями ионообменных материалов, адсорбента и минерализатора, содержащего гранулированные кальций-магний карбонатные материалы. При этом получается питьевая вода, глубоко обеднённая дейтерием, обладающая большой биологической активностью.

Производительность установки по воде со сниженными концентрациями дейтерия составляет 50 мл в час. В условиях невесомости на космическом корабле целесообразно преобразование электролизных газов в воду проводить в топливном элементе, что исключает процессы газожидкостной сепарации и позволяет возвращать энергию, образующуюся в топливном элементе, в систему энергоснабжения корабля.

Проведенные исследования биологической активности бездейтериевой воды на высших растениях и животных показали, что бездейтериевая вода по одноступенчатой схеме переработки обладает положительно биологической активностью:

- отмечено возрастание количества биомассы и семян при культивировании арабидопсиса и брассики в течение полного цикла онтогенеза с использованием исследуемых образцов воды с измененным изотопным составом. Семенная продукция возрастала при этом в 2-6 раз;

- найдено, что содержание перепелов с 6-суточного возраста и до половозрелости на бездейтериевой воде приводит к ускоренному развитию половых органов (по размерам и весу) и опережению процесса сперматогенеза.

Три года учёные исследовали эту воду. Первые опыты проводили на линейных мышах с привитой карциномой легких Льюиса. Реликтовая вода задерживала развитие ракового процесса и повышает резистентность животных. Опыты проводили на 75 мышах в возрасте 3—3,5 месяца, которые были разбиты на пять групп по 15 особей в каждой, соответственно виду исследуемой воды.

Особого внимания заслуживают два показателя: задержка метастазирования и потеря веса животных за время эксперимента. Мощное стимулирующее действие реликтовой воды на иммунную систему животных привело к задержке развития метастазов на 40% (!) по сравнению с контрольной группой, а потеря массы у животных, которые пили реликтовую воду, к концу опыта была в два раза меньше.

Затем исследователи выясняли механизмы действия реликтовой воды на организм животных — на дыхание и окислительное фосфорилирование митохондрий печени мышей, а также на изменение состава периферической крови. Через четыре недели после начала эксперимента прирост числа эритроцитов в одном миллилитре крови у мышей, пивших реликтовую воду, составил 657000 клеток, показатель содержания гемоглобина возрос на 1,54 г%.

Было отмечено также четкое положительное влияние воды на показатели кислородного насыщения тканей печени: увеличение рО2 составило 15%, в 1,3 раза увеличился ее дыхательный потенциал. О полезном действии реликтовой воды на здоровье мышей свидетельствовала их повышенная резистентность и увеличение веса по сравнению с контролем. Чтобы убедиться в благотворном действии реликтовой воды на все живое, требовалось еще испытать ее влияние на рост и развитие растений. В результате исследований, проведенных в Институте кукурузы УААЕ, установлено: стимулирующее действие реликтовой воды на проростки пшеницы, льна, кукурузы сравнимо с действием таких стимуляторов роста растений, как фумар и фумаран, на проростки же подсолнечника реликтовая вода оказывает более выраженное стимулирующее действие.

Исследования биологической активности реликтовой воды с различным содержанием дейтерия, полученной на установке ВИН-7 «Надія», на активность сперматозоидов, были проведены в 1998 году в Институте экогигиены и токсикологии им. Л.Медведя Минздрава Украины. В пробах реликтовой воды из установки ВНН-7 «Надія» сперматозоиды дольше сохраняют свою функциональную активность, и она повышается по мере снижения содержания дейтерия в воде. Если принять во внимание общеизвестный факт о том, что воспроизводство жизни связано с потенциалом жизнедеятельности половых клеток, то станет ясно значение реликтовой воды для будущих поколений.

Медико-биологические свойства реликтовой воды в 1995 г. исследовались на кафедре общей и молекулярной генетики Киевского национального университета им. Т. Шевченко. Дрозофила является общепризнанным в мировой науке живым модельным объектом для различных биологических и медицинских экспериментов. Предполагалось исследовать действие трех видов воды на весь цикл зарождения и развития Drosophila melanogaster линии Oregon — на яйцекладку, выход личинок из яйца, куколок из личинки и взрослых особей (имаго) из куколок.

Впервые были обнаружены геропротекторные (омолаживающие), радиозащитные и антимутагенные эффекты воздействия реликтовой воды с пониженным содержанием дейтерия на 5 % на дрозофилу в процессе ее развития.

Получив положительные результаты опытов на дрозофиле, ученые продолжили исследования на теплокровных животных. Этому также способствовала заинтересованность специалистов по жизнеобеспечению космонавтов (Институт медико-биологических проблем, г. Москва), которые передали для сравнительного исследования образцы воды с пониженным (на 60%) содержанием дейтерия.

В 1998 году было проведено исследование действия воды с пониженным содержанием дейтерия, полученной по электролизной технологии в Институте медико-биологических проблем, и воды, полученной по вакуумной технологии на установке ВИН-7 «Надія», на иммунную систему морских свинок.
Предполагалось определить, какая вода обладает более высокой биологической активностью, благотворно влияющей на иммунную систему — электролизная, очищенная от дейтерия на 60%, или реликтовая вода из «Надії» со сниженной концентрацией дейтерия всего на 9%?

При электролизном процессе у воды с пониженным на 60% содержанием дейтерия сохраняются негативные свойства дистиллированной воды (отсутствие минерализации, повышенное содержание растворенных газов, неупорядоченная молекулярная структура воды). Она является лишь исходным материалом для получения питьевой воды космонавтов.

Преимуществом электролизного процесса является потенциально возможное удаление дейтерия (до 90%), поэтому она используется для экспериментов на животных и растениях.

При вакуумной технологии производства воды с пониженным содержанием дейтерия получают микроминерализованную питьевую воду со сниженным содержанием растворенных в ней газов и с упорядоченной льдоподобной структурой.

Для опыта учёные взяли 12 половозрелых морских свинок. К культуре лимфоцитов контрольной 1-й группы добавляли воду, близкую по своим свойствам к физиологическому раствору. К лимфоцитам 2-й группы добавляли электролизную воду. В третьей группе использовали реликтовую воду из установки ВИН-7 «Надія». Четвертую группу составляла тяжелая вода с повышенным содержанием дейтерия на 40%.

Оценку иммунного состояния животных производили по четырем тестам, принятым в мировой иммунологии: Е-РОК — выявляет способность связывать чужеродные клетки; ФГ-НГ — характеризует способность нейтрофильных гранулоцитов (НГ) к фагоцитозу (ФГ); ФГ — МФ — определяет способность макрофагов (МФ) к фагоцитозу; четвертый тест представляет киллерную активность Т-лимфоцитов, их способность убивать все измененные в результате мутации клетки организма.

Был отмечен значительный иммуностимулирующий эффект, который оказала реликтовая вода из установки ВИН-7 «Надія» (№ 3). Несмотря на 9-процентный уровень снижения дейтерия, она показала наибольшее стимулирующее действие на иммунную систему морских свинок, превзойдя по всем показателям электролизную воду (№2) с пониженным содержанием дейтерия на 60%. Тяжелая вода оказала сильнейшее угнетающее влияние на иммунитет животных.

Как влияет вода с пониженным содержанием дейтерия на животных? Ответ на этот вопрос дал академик Украины В.И. Бадьин. Он провел измерения динамики снижения содержания дейтерия в организме 4-х месячных телят, которых поили водой с пониженным содержанием дейтерия.

Для эксперимента были отобраны три здоровых теленка 4-х месячного возраста. Каждый из них помещался в отдельное стойло. Перед началом эксперимента у животных были взяты пробы мочи, крови и волосяные покровы. Животных измеряли для определения веса. В течение эксперимента телят кормили сеном (1,5–2 кг/сут.) и комбикормом (2 кг/сут.). А поили их очищенной водой с добавкой тяжёлой воды с известным изотопным сдвигом протий/дейтерий.

Затем на второй, пятый и седьмой день эксперимента у животных отбирали мочу и кровь, в которых определяли содержание дейтерия, а также макро- и микроэлементов.

Каждый день у телят измеряли пульс, частоту дыхания и температуру тела. В течение всего эксперимента за телятами вели наблюдение ветеринарный врач и зоотехник.
Было установлено, что концентрация дейтерия в моче животных до начала эксперимента оказалась примерно равной концентрации дейтерия в воде Московского региона.

Учёные пришли к следующим выводам:

-Потребление животными воды, обедненной дейтерием, приводит к изменению изотопного состава воды мочи.

-Потребление животными очищенной воды, приводило к снижению концентрации кальция в моче.

-Зарегистрировано уменьшение содержания кальция, магния и кадмия в волосяном покрове.

-Произошло увеличение концентрации креатенина в моче и сыворотке крови при сохранении соотношения концентраций кровь/моча.

-Телята, пившие воду, обедненную дейтерием, отличались от обычных телят резвостью и высокой подвижностью.

Изотопный эффект дейтерия может активизировать или угнетать биохимические процессы в организме. Однако, до тех пор, пока не накоплены первичные сведения в области токсикологии дейтерия, исследовать его действие на человеке очень опасно. Первым шагом в практическом использовании обедненной дейтерием воды может быть применение облегчённой воды в рационе персонала на производстве тяжелой воды в качестве профилактического средства.

В России тоже выпускается аналог реликтовой воды – вода с низким содержанием дейтерия “Протиус”. В 2005 году в г. Железнодорожном открылась Российская фирма «Протиус», где собрались ученые, работавшие в свое время в академических институтах, и энтузиасты, решившие вложить средства и силы в воду будущего. Они поставили перед собой цель — создать производство легкой воды, более эффективное, чем существующие западные аналоги. Был разработан проект и создана уникальная промышленная установка — авторская разработка сотрудников фирмы. В ней и происходит очистка воды от всех примесей центробежно-вихревым методом по оригинальной технологии, защищенной международным и российским патентами. Эта вода не содержит никаких вредных для человека веществ и, кроме того, в ней понижено содержание дейтерия. Название новой фирме и производимой воде дали в честь протия — легкого изотопа водорода — антагониста дейтерия. Считается, что регулярное потребление такой воды способно продлить жизнь человека.

Заместитель директора по науке фирмы «Протиус», Юрий Дробышевский считает, что когда зарождалась жизнь на планете, вся вода содержала в себе гораздо меньше дейтерия. Но с течением времени его количество в окружающей среде растет вследствие объективных физических процессов. Клетки на генетическом уровне помнят «живую» воду. Они выталкивают дейтерий в межклеточное пространство, очищаясь от вредного изотопа. Оттуда он выводится из организма. А когда мы пьем легкую воду, то освобождаем клетки от тяжелой «ассенизаторской» работы. В ответ их энергия активнее тратится на оздоровление организма.

Улучшается обмен веществ, повышается иммунитет и т.д. Следует также отметить, что стенки наших клеток — это очень тонкие природные фильтры, которые не пропускают внутрь клетки различный молекулярный «мусор». Это ионы тяжелых металлов и большие органические молекулы. Как всякий тонкий фильтр клеточные мембраны засоряются этим «мусором».

Снижается их проницаемость для полезных веществ — клетки начинают болеть. Вода «Протиус» — это уникальная по своей чистоте вода, - считает Ю. Дробышевский. Она помогает вымывать из организма, накопившиеся в нем шлаки и вредные вещества. Так объясняется благотворное влияние воды «Протиус» на оздоровление людей, страдающих раком, диабетом, сердечно-сосудистыми и многими другими заболеваниями. Также отмечены хорошие косметические свойства протиевой воды.

На правах рекламы: Если хотите чтобы ваш сайт стал популярным, вам поможет оптимизация контента с помощью www.VPROQ.ru

Магнитная вода

Спонсор сообщения: Королева эмали - изделие из грузинской эмали ручной работы.
-------------------------------------------------------------------------------
О.В. Мосин

Необычными свойствами обладает вода, подвергнутая воздействию постоянного магнитного поля. Идея магнитной воды принадлежит доктору Е. В. Утехину, который в начале 80-х годов внедрил магнитную воду в быт россиян. Он считал, что омагниченная вода становится биологически активной и поэтому может оказывать терапевтическое действие.
Положительные результаты использования омагниченной воды с лечебным действием в нашей стране были выявлены в начале 60-х годов. Изучением этого вопроса сейчас занимается молодая наука - магнитобиология.

После воздействия на воду магнитного поля в ней увеличивается скорость химических процессов и кристаллизации растворенных веществ, интенсифицируются процессы адсорбции, улучшается коагуляция примесей и выпадение их в осадок. Воздействие магнитного поля на воду сказывается на поведении находящихся в ней примесей, хотя сущность этих явлений пока точно не выяснена.

В.И. Классен, известный ученый в области магнитной обработки воды, подразделяет имеющиеся на этот счет гипотезы на три основные группы: «коллоидные», «ионные» и «водяные».

Предполагается, что магнитное поле, действуя на воду, может разрушать содержащиеся в ней коллоидные частицы: «осколки» образуют центры кристаллизации примесей, ускоряя их удаление. Наличие ионов железа интенсифицирует появление зародышей кристаллизации, что приводит к образованию непрочного осадка, выпадающего в виде шлама.

Сторонники гипотез второй группы объясняют действие магнитного поля наличием ионов в воде, считая, что поле оказывает особое влияние на гидратацию ионов, то есть на возникновение вокруг них гидратных оболочек, состоящих из молекул воды с несколько измененной подвижностью. Чем больше и устойчивее такая оболочка, тем труднее ионам сближаться или оседать в порах адсорбента. Получены экспериментальные данные в пользу «ионных» гипотез: обнаружено, что под влиянием магнитного поля происходит временная деформация гидратных оболочек ионов, изменяется их распределение в воде. Не исключено, что роль ионов при магнитной обработке воды может быть также связана с возникновением электрического тока или с пульсацией давления.

Сторонники гипотез третьей группы предполагают, что магнитное поле оказывает воздействие непосредственно на структуру ассоциатов воды. Это может привести к деформации водородных связей или перераспределению молекул воды во временных ассоциативных образованиях, что также влечет за собой изменение физико-химических характеристик протекающих в ней процессов.

Магнитная обработка воды оказалась весьма эффективной при борьбе с накипью. Ускорение процесса кристаллизации минеральных примесей в воде, прошедшей такую обработку, приводит к значительному уменьшению размеров частиц накипеобразующих солей; в результате практически прекращается оседание их на стенках аппаратов и труб.

На некоторых нефтепромыслах магнитная обработка оказалась даже союзником в деле охраны водоемов от загрязнений. Так, пластовые воды уже не сбрасывают, как прежде, в Каспийское море: кратковременный контакт этих вод с магнитным полем устраняет угрозу засорения трубопроводов отложениями солей, и позволяет использовать их в замкнутом технологическом цикле.

Интересно, что магнитная обработка помогает не только предотвращать выпадение неорганических солей из воды, но и значительно уменьшать отложения органических веществ, например парафинов. Такая обработка оказывается полезной при добыче и перекачке высокопарафинистой нефти, причем замечено, что действие поля возрастает, если нефть оводнена. Даже уже образовавшиеся отложения солей и парафинов разрушаются при контакте с магнитной водой. В США и Франции запатентованы методы опреснения морской и соленой воды, в которых значительную роль играет ее магнитная обработка.

Эффект ускорения кристаллизации и уменьшения размеров кристаллов, выпадающих из магнитной воды, используется и в других областях, например в строительной индустрии. Так, обработка цемента магнитной водой сокращает сроки затвердевания, и образующаяся мелкокристаллическая структура придает изделиям большую прочность и повышает их стойкость к агрессивным воздействиям.

Для удаления из воды трудноосаждаемых тонких взвесей (мути) используется иное свойство магнитной воды – ее способность ускорять коагуляцию (слипание и осаждение) частиц с последующим образованием крупных хлопьев. Омагничивание успешно применяется на водопроводных станциях при значительной мутности природных вод; аналогичная обработка промышленных стоков позволяет быстро осаждать мелкодисперсные загрязнения. И здесь магнитная вода служит делу охраны водоемов, предотвращая попадание в них вредных примесей.

Способность магнитной воды улучшать смачивание твердых поверхностей используется для извлечения ценных металлов из руд при их флотационном обогащении. Изучение омагничивания водных растворов флотационных реагентов дало интересные результаты. Так, в обычных условиях при добавлении раствора нитрата свинца к раствору едкого кали образуются мелкие звездчатые кристаллики гидроксида свинца. Однако действие магнитного поля изменяет ход химической реакции в водной среде; образуется иное соединение – карбонат свинца.

Магнитная вода применяется не только в промышленности. Не менее успешно ее используют и в сельском хозяйстве. Например, пятичасовое замачивание семян свеклы в магнитной воде заметно повышает урожай; полив магнитной водой стимулирует рост и урожайность сои, подсолнечника, кукурузы, помидоров. В некоторых странах магнитная вода служит и медицине: она помогает удалять почечные камни, оказывает бактерицидное действие. Как видим, магнитное воздействие на воду вызывает множество эффектов, природу и область применения которых еще только начинают изучать. Проникновение в суть этого явления откроет не только практические возможности, но и новые свойства воды.

Омагниченная вода становится биологически активной и поэтому может оказывать терапевтическое действие. Эксперименты показали, что употребление внутрь омагниченной воды повышает проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижает количество холестерина в крови и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует выделению мелких камней из почек.

Были отмечены положительные результаты и при лечении омагниченной водой больных, страдающих экземой и различными заболеваниями кожи - дерматитами. В 1990 году на всесоюзной конференции по магнитобиологии и магнитотерапии подробно обсуждалось благоприятное воздействие ванн и турбулентного подводного массажа на больных с затяжными пневмониями, неспецифическими инфекционными полиартритами, ревматоидальными артритами и некоторыми другими заболеваниями суставов.

Поскольку омагниченная вода оказывает нормализующее действие на нарушенный холестериновый обмен при атеросклерозе и положительно влияет на течение заболевания, то ряд ученых рекомендует пить ее не только в лечебных целях, но и для профилактики атеросклероза.

Необходимо отметить, что физико-химические свойства при магнитной обработке изменяются в большей степени у воды, в которой растворено больше солей, следовательно, и лечебное воздействие ее будет выше. На основании этого в санаториях Сочи в 1973 году впервые стали применять метод лечения омагниченной морской водой. Ванны назначались больным , страдающим гипертонической болезнью. После проведенного курса лечения у большинства больных исчезли жалобы на головные боли, шум в ушах, быструю утомляемость и боли в области сердца. Почти у всех пациентов снизилось артериальное давление и нормализовался ночной сон. Сегодня минеральные ванны с омагниченной водой применяются на многих курортах страны. Однако необходимо организовать эти ванны в домашних условиях. Вот что предлагается для омагничивания водных ванн в домашних условиях.

Необходимо купить в хозяйственном магазине устройство для магнитной обработки воды УМОВ-4008 (ГМС) (состоит из корпуса, двух штуцеров и набора магнитов). Данное устройство, предназначенное для магнитной обработки воды на садовых участках, можно использовать для указанных ванн.
Устройство монтируется на шланг, внутренним диаметром 20 мм. И вода при прохождении через устройство омагничивается. Давление воды, пропускаемой через устройство, не должно превышать 2-4 атмосфер, что вполне подходит для его применения в домашних условиях.

Затем необходимо достать или самому изготовить простое приспособление для растворения морской соли в воде.
Как организовать ванну. Необходимо иметь следующее:
1. Устройство для магнитной обработки воды.
2. Приспособление для растворения соли.
3. Шланг с отверстием 20 мм.
4. Морскую соль (продается в аптеках).

Таким образом, когда открывается кран, вода проходит через приспособление для растворения морской соли, затем проходит через устройство магнитной обработки воды, после чего выходит соленая омагниченная вода. Необходимо, чтобы вода была не очень горячая, время от времени открывать приспособление и добавлять морскую соль.

Пройдя между магнитными полюсами, обычная вода обретает замечательные свойства. Поле, орошенное такой водой, дает урожай, на 15-20 процентов превышающий стандарты. Бетон, замешанный на омагниченной воде, обретает повышенную прочность и морозоустойчивость. Магнитная вода снимает накипь в паровых котлах. И, конечно, зафиксировано влияние омагниченной воды на человека. Память у магнитной воды не очень долгая. Она помнит воздействие поля примерно сутки.

Предполагается, что ее оздоравливающее воздействие связано с повышением проницаемости биологических мембран. Растениям она помогает лучше усваивать питательные вещества почвы, человеку – очищать сосуды от чуждых соединений. А если это так, то магнитная вода должна стать неоценимым помощником при физических упражнениях, резко увеличивая их действенность.

Непостоянство свойств, а также памяти омагниченной воды связывают с тем, что в разных географических точках наша привычная вода имеет самые разные примеси, от которых собственно и зависит степень омагниченности. Но сам факт оздоравливающего влияния такой воды бесспорен.

Благодаря курсу ванн из омагниченной морской воды (10 сеансов по 10 мин. каждый) удается снизить артериальное давление (до 30 мм.), снять головные боли, боли в области сердца, нарушения сна, утомляемость.

Орошение полости рта омагниченной водой способствует удалению зубного камня, устранению пародонтоза, лечению флегмон. Омагниченная вода предотвращает образование зубных отложений, очищает эмаль от мягкого налета, прекращает кровоточивость десен. Улучшается состояния больных атеросклерозом, при использовании омагниченной воды.

Удивляют не только целебные качества омагниченной воды, по и легкость, с какой приобретаются эти качества. Стоит обычной воде в оптимальном режиме пересечь силовые линии магнитов, как она на сутки становится «живой водой». Оптимальный режим — это достаточно сильная струя воды из-под крана, средняя напряженность поля, температура обычного диапазона (от самой холодной до кипятка). «Вода, прошедшая обработку магнитным полем, напряжение которого не превышает 2000 эрстед (200 миллитесл), отвечает санитарным нормам, — говорит доктор Утехин. В некоторых городах такая вода поступает из паровых котлов через водопроводную сеть в квартиры жилых домов.

Эксперименты показали, что употребление внутрь омагниченной воды повышает проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижает количество холестерина в крови и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует выделению мелких камней из почек. Были отмечены положительные результаты и при лечении омагниченной водой больных, страдающих экземой и различными заболеваниями кожи – дерматитами. Поскольку омагниченная вода оказывает нормализующее действие на нарушенный холестериновый обмен при атеросклерозе и положительно влияет на течение заболевания, то ряд ученых рекомендует пить ее не только в лечебных целях, но и для профилактики атеросклероза.

Необходимо отметить, что физико-химические свойства при магнитной обработке изменяются в большей степени у воды, в которой растворено больше солей, следовательно, и лечебное действие ее будет выше. На основании этого. Ванны назначались больным, страдающим гипертонической болезнью. После проведенного курса лечения у большинства больных исчезли жалобы на головные боли, шум к ушах, быструю утомляемость и боли в области сердца. Почти у всех пациентов снизилось артериальное давление и нормализовался ночной сон.

Непостоянство свойств, а также памяти омагниченной воды связывают с тем, что в разных географических точках наша привычная вода имеет самые разные примеси, от которых и зависит степень омагниченности. Но сам факт оздоравливающего влияния такой воды бесспорен.

В Ростовском областном врачебно-физкультурном диспансере применили проверенный способ «плацебо»: больным назначали два вида ванн — с омагниченной водой и обыкновенной, но якобы активированной постоянными магнитами. Очевидный эффект дала только омагниченная вода. Вот лишь несколько примеров, включающих уже имеющийся опыт оздоравливающего воздействия омагниченной воды. Благодаря курсу ванн из омагниченной морской воды (10 сеансов по 10 минут каждый), Е. В. Утехину удается снижать артериальное давление (до 30 мм), снимать головные боли, боли в области сердца, нарушения сна, утомляемость. Кандидат медицинских наук Р. И. Михайлова в Центральном научно-исследовательском институте стоматологии установила, что орошение (полоскание) омагниченной водой способствует удалению зубного камня, устранению пародонтоза, лечению флегмон. Омагничейная вода предотвращает образование зубных отложений, очищает эмаль от мягкого налета, прекращает кровоточивость десен. В. В. Лисин и Е. Н. Иванов (Саратов) отметили улучшение состояния больных атеросклерозом при использовании омагниченной воды. Профессор Э. М. Шимкус (Симферополь) получил в клинике весьма обнадеживающие результаты при лечении мочекаменной болезни. С. И. Довжанский (Саратов) достиг значительных успехов в использовании этой воды при различных заболеваниях кожи.

У магнитного метода обработки воды есть свои сторонники и ярые противники. Лет 30 назад появились сообщения о том, что полив «омагниченной» водой повышает урожайность сельскохозяйственных культур. В свое время три мощных союзных ведомства (Госкомитет по науке и технике, Академия наук и Министерство образования) создавали несколько комиссий для выяснения феномена магнитной обработки воды, обещающей чуть ли не новую промышленную революцию. Научная общественность в лице физиков-теоретиков отвергала какое-то либо влияние магнитного поля на чистую воду, но многочисленные статьи и книги не давали забыть о ней. Эта комиссия поручила ряду институтов системы АН СССР (институтам: геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского, кристаллографии АН СССР им. А.В. Шубникова, океанологии им. П.П. Ширшова, физических проблем им. С.И. Вавилова, химической физики и физики металлов Уральского НЦ) проверить эффект магнитной обработки воды. Институт кристаллографии АН СССР им. А.В. Шубникова показал, что «омагничивание» воды не влияет на рост кристаллов в ней. Хотя в многочисленных статьях утверждалось, что «омагничивание» воды приводит либо к изменению растворимости солей в ней, либо к смене кристаллической формы выпадающей твердой фазы: вместо кальцита, к примеру, выпадает арагонит – более «щадящий» вид накипеобразователя CaCO3. Примерно такие же отрицательные выводы дали и другие организации. Физики-теоретики академик Я.Б. Зельдович, А.М. Прохоров, которые также принимали участие в работе этих комиссий подкрепили результаты этих проверок выводами о том, что если и возможно какое-либо влияние магнитного поля на чистую воду, то оно моментально «глушиться» другими влияниями (термическим воздействием, например). Противники магнитной обработки говорят, что многие сообщения о положительных результатах в этой области объяснились нечистотой эксперимента или плохой статистической обработкой экспериментальных данных. Например, были сообщения о том, что магнитная обработка воды на 3–5% повышает теплоотдачу в теплообменниках, стоящих за магнитными аппаратами. При этом умалчивался тот факт, что этот параметр можно измерить с точностью 10–15%. Или исследовалось влияние магнитной обработки воды на ее вязкость. Для этого вода многократно пропускалась через тончайший стеклянный капилляр, помещенный в зазор магнитного аппарата. Было показано, что эта операция существенно меняет исследуемый параметр воды. Но потом оказалось, что вода за счет длительного контакта с капилляром, вымывала (растворяла) кремнекислоту из стекла и переносила ее тонкой пленкой в активные элементы приборов замера вязкости. Повтор опытов уже без магнитного поля дал аналогичный результат.

Сторонники магнитной обработки воды объясняют полученные результаты сговором официальной науки против нетрадиционных методов. Но с другой стороны есть многочисленные достоверные научные данные и независимые научные эксперименты, свидетельствующие о том, магнитная обработка воды повышает урожайность культур на 20-30%. Магнитотерапия помогает при переломах, сращиванию костей, которое можно значительно ускорить, если на зону перелома воздействовать тороидальным полем постоянного кольцевого магнита. Были отмечены положительные результаты и при лечении омагниченной водой больных, страдающих экземой и различными дерматитами. Предварительные эксперименты, проводимые врачами и физиками, показали, что употребление воды, обработанной магнитом, повышает проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижает количество холестерина в крови и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует выделению мелких камней из почек. Были отмечены положительные результаты и при лечении омагниченной водой больных, страдающих экземой и различными дерматитами. В начале 90-х годов на Всесоюзной конференции по магнитобиологии и магнитотерапии подробно обсуждалось и было признано благоприятным воздействие ванн и турбулентного подводного массажа на больных с затяжными пневмониями, неспецифическими инфекционными полиартритами, ревматоидными артритами и некоторыми другими заболеваниями суставов.

Так что стоит всё же признать, что обработка магнитным полем всё же как-то влияет на структуру и свойство воды. И самое главное подтверждение этому – борьба с накипью. Впервые широко начали применять магнитную обработку воды для предотвращения образования накипи около 50 лет назад в Бельгии. С тех пор этот метод нашел широкое распространение во многих странах мира, в том числе таких передовых, как Япония, США, Германия и др. В СССР состоялись 4 научно-практические конференции по использованию этого метода в различных отраслях народного хозяйства, причем не только для предотвращения накипи. До перестроечного периода Московским заводом им. Войкова выпущено более 500 000 аппаратов для магнитной обработки воды. Последние 10-15 лет использование этого метода существенно сократилось из-за отсутствия финансирования у потребителей, закрытия Московского завода им. Войкова по экологическим причинам. Однако последние 2-3 года началось оживление в этом направлении, связанное с ростом производства в стране, существенным повышением цен на химические реагенты, которые используются для умягчения воды, созданием высокоэнергетических магнитов на порядок превосходящих по свойствам ранее применявшихся для этих целей.

Отложение на стенках теплообменных устройств осадка в виде твердого и трудноудаляемого слоя (накипи) из-за содержания в воде минеральных солей (преимущественно магния и кальция) - наиболее распространенная проблема, с которой сталкиваются в промышленности и быту. В результате сужения внутреннего диаметра труб и уменьшения теплопроводности ухудшаются условия теплообмена. С течением времени энергетические потери могут сделать работу теплообменника неэффективной или вовсе невозможной.

Проблемы, связанные с образованием накипи решаются с использованием как химических, так физических (безреагентных) методов. Использование химических методов связано высокими материальными затратами и проблемами утилизации использованных в процессе чистки реагентов (чаще всего кислот). Из физических методов наибольшее практическое применение получили магнитный, электромагнитный, ультразвуковой.

Принцип действия таких магнитных приборов - магнитное взаимодействие ионов металлов, присутствующих в воде (магнитный резонанс) и одновременно протекающий процесс химической кристаллизации.

Ферромагнитные частицы, растворенные в воде, под действием постоянных магнитов с весьма сильным магнитным полем, становятся центрами электрохимической кристаллизации, связывая при этом ионы кальция и магния, которые составляют основу жесткости воды.

Предлагаемая гидромагнитная система (ГМС) основана на циклическом воздействии на воду, подаваемую в теплообменные аппараты магнитным полем заданной конфигурации, создаваемым высокоэнергетическими магнитами типа Nd-R-Fe-Co-Ti-Cu-B> (до 450K).

Конструктивно ГМС состоят, как правило, из корпуса на основе магнитного материала, служащего магнитопроводом, и магнитного элемента. Магнитный элемент представляет собой тонкостенную трубу из нержавеющей стали, внутри которой расположены определенным образом ориентированные постоянные магниты и полюсные элементы. На концах трубы расположены конусные наконечники, снабженные центрирующими элементами, соединенные с помощью аргонно-дуговой сварки. Наконечники и центрирующие элементы также выполнены из нержавеющей стали. Такое исполнение магнитного элемента, а именно, использование высокоэнергетических магнитов, сохраняющих свои магнитные свойства неограниченно долгое время, если их не перегревать выше допустимой температуры, и оболочки из нержавеющей стали, позволяют достичь ресурса работы в 20 и более лет. Магнитный элемент расположен внутри, как правило, цилиндрического корпуса с кольцевым зазором, площадь поперечного сечения которого не меньше площади проходного сечения подводящего и отводящего трубопроводов, что не приводит к сколько-нибудь существенному падению давления воды на выходе ГМС.

Под действием магнитного поля в рабочем объеме изменяются физические свойства воды, протекающей через гидромагнитную систему, содержащиеся в ней силикаты, магниевые и кальциевые соли, теряют способность формироваться в виде плотного камня и выделяются (особенного после подогрева) в виде легкоудаляемого шлама, обычно удаляемого потоком воды и скапливающегося в грязевиках или отстойниках. Кроме того, обработанная таким образом вода разбивает и удаляет уже отложившуюся накипь и препятствует в дальнейшем ее образованию. Оптимальный интервал скоростей движения потока для ГМС составляет 0,5-4,0 м/с.

ГМС могут быть установлены как в промышленных, так и бытовых условиях: в магистралях подающих воду в водопроводные сети горячей и холодной воды в доме, бойлерах, проточных водонагревателях, паровых и водяных котлах, системах охлаждения различного технологического оборудования (компрессорные станции, мощные электрические машины, термическое оборудование), стиральных и посудомоечных машинах. Хотя ГМС рассчитаны на расход воды от 0,08 до 1100 м3/час, соответственно на трубопроводы диаметром 15-325 мм, однако есть опыт создания магнитных аппаратов для ТЭЦ с размерами трубопровода 4000 х 2000 мм.
ГМС выгодно отличаются от подобных устройств на основе электромагнитов и магнитотвердых ферритов: отсутствуют - потребление электроэнергии и проблемы, связанные с ремонтом при электрическом пробое обмоток электромагнита, имеют более высокие градиенты магнитных полей, необходимых для эффективной работы устройства. Метод магнитной обработки воды не требует каких-либо химических реактивов и поэтому является абсолютно экологически чистым.

Гидромагнитная система применяется:
-для предотвращения накипи, в этом случае аппараты устанавливают за несколько метров до теплообменника;
-для осветления воды (например после хлорирования), в этом случае скорость осаждения примесей увеличивается в 3-4 раза (следовательно, требуются отстойники в 3-4 раза меньшей емкости);
-на линии химводоподготовки перед фильтрами - фильтроцикл увеличивается в 1,5-2 раза (соответственно уменьшается потребление реагентов);
-для очистки теплообменных агрегатов без химических реагентов).

Чтобы понять, из-за чего возникают проблемы с водой, рассмотрим подробно причины их появления. Природная вода, как известно, представляет собой сложную многокомпонентную динамическую систему, в состав которой входят различные соли, органические вещества, газы, диспергированные примеси и взвешенные вещества (глинистые, песчаные, гипсовые и известковые частицы), гидробионты (планктон, бентос, нейстон), бактерии, вирусы. В истинно растворенном состоянии в воде находятся минеральные соли, обогащающие воду ионами, их источниками являются природные залежи известняков, гипсов и доломитов. Жесткость воды обусловлена наличием в ней солей кальция и магния, которые поступают в подземную воду из омываемых ею грунтов. Просачивание воды через почву приводит к изменению ее солевого состава.

Жесткость природных вод не является вредной для здоровья, а скорее наоборот, т.к. кальций способствует выводу из организма кадмия, отрицательно влияющего на сердечно-сосудистую систему. Однако повышенная жесткость делает воду непригодной для хозяйственно-бытовых нужд, поэтому, согласно ГОСТ 2874-82, норма общей жесткости составляет 7 мг-экв/л, а допустимая величина – 10 мг-экв/л. Значительное количество магния также ухудшает органолептические свойства воды.

Использование жесткой воды в хозяйственно-бытовых и промышленных нуждах приводит к весьма нежелательным последствиям:
1. Непроизводительный расход моющих средств при стирке. Это объясняется тем, что ионы кальция и магния, взаимодействуя с мылами, представляющими собой соли жирных кислот, образуют в воде нерастворимые осадки. Подсчитано, что не каждый литр воды с жесткостью 7,1 мг-экв/л перерасходуется 2,4 г мыла.
2. Преждевременный износ тканей при стирке в жесткой воде. Волокна тканей адсорбируют кальциевые и магниевые мыла, а это делает их хрупкими и ломкими.
3. В жесткой воде мясо и бобовые плохо развариваются, при этом понижается питательность продуктов. Вываренные из мяса белки переходят в нерастворимое состояние и плохо усваиваются организмом.
4. Усиление коррозии нагревательных элементов бытовых приборов и теплообменников вследствие гидролиза (взаимодействия с водой) магниевых солей и повышения рН воды.
5. Соли кальция и магния образуют твердые отложения (накипь, шлам, водный камень) на поверхности теплообменников и гидравлических бытовых приборов, что снижает экономичность их работы. Металл под нерастворимым осадком СаСО3 перегревается и размягчается, потому что накипь обладает малой теплопроводностью и ее наличие на нагревательных элементах обуславливает увеличение энергозатрат.

Все это приводит к необходимости проведения ремонтных работ, замены трубопроводов и оборудования и, конечно, требует значительных вложений денежных средств.
Один из традиционных способов умягчения воды - использование ионообменных смол, когда ионы натрия, находящиеся в смоле, замещаются ан ионы кальция и магния, растворенные в воде. Но, к сожалению, процесс регенерации сопровождается побочным эффектом: в умягчённой воде повышается содержание натрия. Можно использовать обратноосмотические мембранные установки, но они снижают содержание всех солей сразу. Альтернативным способом умягчения или, правильнее назвать, способом борьбы с известковыми отложениями является магнитная обработка воды.

Существует ряд гипотез воздействия магнитного поля на ионы солей, растворенных в воде. Первая состоит в том, что под влиянием магнитного поля происходит поляризация и деформация ионов, сопровождающаяся уменьшением их гидрации (степени «рассеянности» в толще воды), повышающей вероятность их сближения и, в конечном счете, образования центров кристаллизации; вторая предполагает действие магнитного поля на коллоидные примеси воды; третья гипотеза объединяет представления о возможном влиянии магнитного поля на структуру воды. Это влияние, с одной стороны, может вызвать изменения в агрегации молекул воды, с другой – нарушить ориентацию ядерных спинов водорода в ее молекулах.

Обработка воды в магнитном поле в основном применяется для борьбы с накипеобразованием. Сущность метода состоит в том, что при пересечении водой магнитных силовых линий катионы солей жесткости выделяются не на поверхности нагрева, а в массе воды. Метод эффективен при обработке вод кальциево-карбонатного класса, которые составляют около 80% вод всех водоемов нашей страны и охватывают примерно 85% ее территории.

Уменьшение образования накипи и других отложений солей остается наиболее широкой областью применения магнитной обработки.Если в воде присутствуют диссоциирующие соли (реальная вода), при магнитной обработке происходит несколько процессов:
-смещение электромагнитными силами полей равновесия между структурными компонентами воды;
-физико-химический механизм увеличения центров кристаллизации в объеме жидкости после ее магнитной обработки, а также изменение скорости коагуляции (слипания и укрупнения) дисперсных частиц в потоке жидкости.

Известно, что магнитная обработка водных систем приводит к следующим физико-химическим изменениям: скорость растворения неорганических солей увеличивается в десятки раз (для MgSO4 - в 120 раз!), в воде после магнитной обработки увеличивается концентрация растворенного кислорода. Также имеются данные, указывающие на бактерицидное действие магнитной обработки воды. По сравнению с традиционным умягчением воды ее магнитная обработка более проста, безопасна и экономична. Обработанная магнитным способом вода не приобретает никаких побочных, вредных для здоровья человека свойств и не меняет солевой состав, сохраняя вкусовые качества питьевой воды. На затравочных кристаллах образуются дополнительные места кристаллизации (сцепления) молекул солей кальция и магния. Образованные агрегатные структуры остаются во взвешенном мелкодисперсном состоянии и вымываются потоком воды. Рост кристаллов особенно наглядно проявляется при нагреве воды. При этом вода слегка мутнеет. Это обусловлено тем, что, медленно разрастаясь, кристаллы начинают рассеивать свет. Максимально их величина может достигать лишь тысячной доли миллиметра, что не дает им возможности образовывать твердые отложения в виде осадка и накипи. Обработанная таким образом вода сохраняет антинакипный эффект в течение 28 суток. Магнитная обработка воды также влияет на электрокинетический потенциал и агрегативную устойчивость взвешенных частиц, благодаря чему ускоряет их осаждение, т.е. способствует извлечению из воды разного рода взвесей. Прямое воздействие магнитного поля на ионы примесей способствует активации процессов адсорбции и открывает широкие перспективы для водоподготовки в целом.

Получение магнитной воды в домашних условиях.

Теперь поговорим, как можно получить магнитную воду в домашних условиях. Легко намагнитить воду дома можно используя простые приспособления – постоянные магниты с индукцией В = 150-200 мТл или прибор для омагничивания воды МУМ-50 ЭДМА. Стоит только обычной воде в оптимальном режиме пройти через магнитное поле, как она приобретает новые свойства. Правда, «память» у нее недолгая – не более 3-х суток.

Лучше всего для намагничивания воды подходят плоские квадратные или круглые магниты диаметром 40-50 мм и толщиной 8-10 мм. Такой магнит имеет с одной плоской стороны полюс N (северный) и с другой – полюс S (южный). Берем чистый пластиковый стаканчик от биойогурта «Услада», наполняем его чистой негазированной водой (70-80 мл). Ставим прибор МУМ-50 ЭДМА на стол рабочей поверхностью вверх. На неё ставим стакан и накрываем его сверху индикатором магнитного поля (имеется в комплекте прибора и точно попадает в фаски стакана от биойогурта). Кладем на индикатор МП постоянный магнит нужной стороной вниз. Полюсом N или S, в зависимости от того, какая полярность предусмотрена. Достаточным временем считается период от 12 до 24 часов. Можно постоянно держать емкость на магните, доливая туда воду. Ни в коем случае не опускать магниты в воду, только с внешней стороны емкости! Проводить сеансы омагничивания воды подальше от холодильника или других бытовых приборов.

Вода имеет память и останется намагниченной с сохранением повышенного потенциала магнитной энергии в течение времени проведения процедуры. Далее, установив на приборе МУМ-50 ЭДМА согласно лечебной методике необходимый режим работы и положив контактно прибор на часть тела, где выявлена патология, проводим процедуру. Время её проведения не более 15 минут. Будет иметь место способ лечения методом Эдматерапии, когда на организм сочетанно воздействует композиция нескольких физических факторов: постоянное магнитное поле, переменное (электромагнитное) поле, Инфракрасное высокочастотное поле, тепло и омагниченная вода.

Можно утверждать, что механизм оздоровления организма в этом случае будет оптимален и физиологичен. Известно, что молекулы воды имеют структуру с хаотической их направленностью в разные стороны, т.е. с определенной степенью энтропии. Можно предположить, что под влиянием специально подобранной композиции физических факторов магнитного поля на рабочей поверхности прибора МУМ-50, в организме (в его кровотоке и лимфатоке) будет происходить структурирование и упорядочивание направленности движения молекул воды. Образуются диполи в молекулах с вектором направленности «юг-север», если магнит на крышке стакана при намагничивании воды лежал южным полюсом вниз, а клавиша переключателя прибора была включена на режиме "+" (получилась «Северная вода»). Наоборот, диполи будут направлены «север-юг», если магнит на стакане лежал северным полюсом вниз и клавиша включена на режиме "-", то получилась «Южная вода».

«Северная вода» оказывает седативное (расслабляющее) воздействие, если на тело человека, животного, попугая (личный опыт) контактно приложить рабочую поверхность прибора ЭДМА. «Южная вода» оказывает, наоборот, напрягающее (тонизирующее) воздействие. Однако, чаще всего используется «смешанная» вода, которая повышает уровень жизненной энергии и укрепляет организм, поэтому может быть использована даже здоровыми людьми.

Обычная доза для приёма составляет 250 мл. намагниченной «смешанной» воды от 6 до 10 раз в сутки (для взрослого человека среднего телосложения). Начинать с 3-х стаканов. Постепенно увеличивая до той, которую можно выпить без насилия над собой. Желательно выпивать один стакан омагниченной воды комнатной температуры сразу после пробуждения, до завтрака. При малейших подозрениях на воспалительный процесс в организме следует применять курсом «северную» воду. При сильной усталости – «южную».
Молекулы намагниченной воды, всасываясь в кишечнике, проникают в общий кровоток и лимфаток. Растекаясь затем по всему капиллярному руслу организма, они попадут в клетки всех тканей, в том числе и имеющие патологические проявления. Эти молекулы обладают повышенным потенциалом магнитной энергии по сравнению с молекулами воды, которая не намагничена.

Можно предположить, что каналы (насосы) мембран клеток тканей начнут пропускать молекулы намагниченной воды с повышенной скоростью, что приведет к улучшению питания клеток. Это позволит восстановить энергетику митохондрий клеток и продлить их работоспособность.

Магнитная вода – это та базовая основа (научная база новых технологий), которая способна решить проблему лечения всех заболеваний без применения фармакологических препаратов. Так считает главный разработчик прибора к.т.н., д.м.н. профессор Э.Б. Максимов.

Однако, к сожалению, методики приема магнитной воды пока не отработаны, поэтому четкие рекомендации дать трудно. Скорее всего, надо следовать тем же советам, которые приводятся для приема минеральных вод. Следует также помнить, что длительное применение омагниченной воды малоизученно. Но есть сведения о том, что бетон, замешанный на омагниченной воде, на 25-30% прочнее обычного. Причина этого явления не выяснена.

Лёд таинственный и необыкновенный

О.В. Мосин

Лёд – кристаллическая модификация воды. По последним данным лёд имеет 14 структурных модификаций. Среди них есть и кристаллические (их большинство) и аморфные модификации, но все они отличаются друг от друга взаимным расположением молекул воды и свойствами. Правда, все, кроме привычного нам льда, кристаллизующего в гексагональной сингонии, образуются в условиях экзотических — при очень низких температурах и высоких давлениях, когда углы водородных связей в молекуле воды изменяются и образуются системы, отличные от гексагональной. Эти условия близки к космическим и не встречаются на Земле. Например, при температуре ниже –110 °С водяные пары выпадают на металлической пластине в виде октаэдров и кубиков размером в несколько нанометров — это так называемый кубический лед. Если температура чуть выше –110 °С, а концентрация пара очень мала, на пластине формируется слой исключительно плотного аморфного льда.

Самое необычное свойство льда — это удивительное многообразие внешних проявлений. При одной и той же кристаллической структуре он может выглядеть совершенно по-разному, принимая форму прозрачных градин и сосулек, хлопьев пушистого снега, плотной блестящей корки льда или гигантских ледниковых масс.

Кристаллическая структура льда похожа на структуру алмаза: каждая молекула Н2O окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, находящимися на одинаковых расстояниях от нее, равных 2,76 ангстрем и размещенных в вершинах правильного тетраэдра. В связи с низким координационным числом структура льда является сетчатой, что влияет на его невысокую плотность.

В природе лёд представлен, главным образом, одной кристаллической разновидностью, кристаллизующейся в гексагональной решётке, с плотностью 931 кг/м3. Лёд встречается в природе в виде собственно льда (материкового, плавающего, подземного), а также в виде снега, инея и т. д. Поскольку лёд легче жидкой воды, то образуется он на поверхности водоёмов, что препятствует дальнейшему замерзанию воды.

Природный лёд обычно значительно чище, чем вода, так как при кристаллизации воды в первую очередь в решётку встают молекулы воды, а примеси вытесняются в жидкость. Однако, лёд может содержать механические примеси — твёрдые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда.

Растущий кристалл льда всегда стремится создать идеальную кристаллическую решетку и вытесняет посторонние вещества. Но в планетарном масштабе именно замечательный феномен замерзания и таяния воды играет роль гигантского очистительного процесса - вода на Земле постоянно очищает сама себя.

Общие запасы льда на Земле около 30 млн. км3. Больше всего льда сосредоточено в Антарктиде, где толщина его слоя достигает 4 км. Также имеются данные о наличии льда на планетах Солнечной системы и в кометах.

Модификации льда.

Впервые полиморфизм льда был обнаружен Г. Тамманом в 1900 г. и подробно изучен П. Бриджеменом в 1912 г.

Наиболее изученным является лёд I-й природной модификации. Лёд встречается в природе в виде льда (материкового, плавающего, подземного и т.д.), а также в виде снега, инея и т.д. Он распространён во всех областях обитания человека. Собираясь в огромных количествах, снег и лед образуют особые структуры с принципиально иными, нежели у отдельных кристаллов или снежинок, свойствами. Ледники, ледяные покровы, вечная мерзлота, сезонный снежный покров существенно влияют на климат больших регионов и планеты в целом: скопившийся на полюсах Земли лёд способен вызывать многолетние колебания уровня Мирового океана. Лед имеет столь большое значение для нашей планеты и обитания на ней живых существ, что ученые отвели для него особую среду — криосферу, которая простирает свои владения высоко в атмосферу и глубоко в земную кору.

В связи с широким распространением воды и льда на Земле отличие свойств льда от свойств других веществ играет важную роль в природных процессах. Вследствие меньшей, чем у воды, плотности лёд образует на поверхности воды плавучий покров, предохраняющий реки и водоёмы от донного замерзания. Если бы плотность воды увеличивалась при замерзании, лед оказался бы тяжелее воды и начал тонуть, что привело бы к гибели всех живых существ в реках, озерах и океанах, которые замерзли бы целиком, превратившись в глыбы льда, а Земля стала ледяной пустыней, что неизбежно привело бы к гибели всего живого. Зависимость между скоростью течения и напряжением у поликристаллического льда гиперболическая; при приближённом описании её степенным уравнением показатель степени увеличивается по мере роста напряжения.

Кроме того, скорость течения льда прямо пропорциональна энергии активации и обратно пропорциональна абсолютной температуре, так что с понижением температуры лёд приближается по своим свойствам к абсолютно твёрдому телу. В среднем при близкой к таянию температуре текучесть льда в 106 раз выше, чем у горных пород. Благодаря своей текучести лёд не накопляется в одном месте, а в виде ледников постоянно перемещается.

Лед трудно расплавить, как бы ни странно это звучало. Не будь водородных связей, сцепляющих молекулы воды, он плавился бы при –90°С. При этом, замерзая, вода не уменьшается в объеме, как это происходит с большинством известных веществ, а увеличивается — за счет образования сетчатой структуры льда.

Вследствие очень высокой отражательной способности льда (0,45) и снега (до 0,95) покрытая ими площадь — в среднем за год около 72 млн. км2 в высоких и средних широтах обоих полушарий — получает солнечного тепла на 65% меньше нормы и является мощным источником охлаждения земной поверхности, чем в значительной мере обусловлена современная широтная климатическая зональность. Летом в полярных областях солнечная радиация больше, чем в экваториальном поясе, тем не менее температура остаётся низкой, т. к. значительная часть поглощаемого тепла затрачивается на таяние льда, имеющего очень высокую теплоту таяния.

К другим необычным свойствам льда относят и генерацию электромагнитного излучения его растущими кристаллами. Известно, что большинство растворенных в воде примесей не передается льду, когда он начинает расти; они вымораживается. Поэтому даже на самой грязной луже пленка льда чистая и прозрачная. При этом примеси скапливаются на границе твердой и жидкой сред, в виде двух слоев электрических зарядов разного знака, которые вызывают значительную разность потенциалов. Заряженный слой примесей перемещается вместе с нижней границей молодого льда и излучает электромагнитные волны. Благодаря этому процесс кристаллизации можно наблюдать в деталях. Так, кристалл, растущий в длину в виде иголки, излучает иначе, чем покрывающийся боковыми отростками, а излучение растущих зерен отличается от того, что возникает, когда кристаллы трескаются. По форме, последовательности, частоте и амплитуде импульсов излучения можно определить, с какой скоростью замерзает лед и какая при этом получается ледовая структура.

Лёд II, III и V-й модификации длительное время сохраняются при атмосферном давлении, если температура не превышает —170°С. При нагревании приблизительно до —150°С лёд превращаются в кубический лёд Ic.

При конденсации паров воды на более холодной подложке образуется аморфный лёд. Эта форма льда может самопроизвольно переходить в гексагональный лёд, причём тем быстрее, чем выше температура.

Лёд IV-й модификации является метастабильной фазой льда. Он образуется гораздо легче и особенно стабилен, если давлению подвергается тяжёлая вода.

Кривая плавления льда V и VII исследована до давления 20 Гн/м2 (200 тыс. кгс/см2). При этом давлении лёд VII плавится при температуре 400°С.

Лёд VIII является низкотемпературной упорядоченной формой льда VII.

Лёд IX — метастабильная фаза, возникающая при переохлаждении льда III и по существу представляющая собой его низкотемпературную форму.

Две самых последние модификации льда — XIII и XIV — открыли ученые из Оксфорда совсем недавно, в 2006 году. Предположение о том, что должны существовать кристаллы льда с моноклинной и ромбической решетками, было трудно подтвердить: вязкость воды при температуре –160°С очень высока, и собраться вместе молекулам чистой переохлажденной воды в таком количестве, чтобы образовался зародыш кристалла, трудно. Этого удалось достичь с помощью катализатора — соляной кислоты, которая повысила подвижность молекул воды при низких температурах. В земной природе подобные модификации льда образовываться не могут, но они могут встречаться на замерзших спутниках других планет.

Разгадка структуры льда заключается в строении его молекулы. Кристаллы всех модификаций льда построены из молекул воды H2O, соединённых водородными связями в трёхмерный каркас. Молекулу воды можно упрощенно представить себе в виде тетраэдра (пирамиды с треугольным основанием). В её центре находится атом кислорода, в двух вершинах — по атому водорода, электроны которых задействованы в образовании ковалентной связи с кислородом. Две оставшиеся вершины занимают пары валентных электронов кислорода, которые не участвуют в образовании внутримолекулярных связей, поэтому их называют неподеленными.

Каждая молекула участвует в 4 таких связях, направленных к вершинам тетраэдра. При взаимодействии протона одной молекулы с парой неподеленных электронов кислорода другой молекулы возникает водородная связь, менее сильная, чем связь внутримолекулярная, но достаточно могущественная, чтобы удерживать рядом соседние молекулы воды. Каждая молекула может одновременно образовывать четыре водородные связи с другими молекулами под строго определенными углами, равными 109°28', направленных к вершинам тетраэдра, которые не позволяют при замерзании создавать плотную структуру. При этом в структурах льда I, Ic, VII и VIII этот тетраэдр правильный. В структурах льда II, III, V и VI тетраэдры заметно искажены. В структурах льда VI, VII и VIII можно выделить 2 взаимоперекрещивающиеся системы водородных связей. Этот невидимый каркас из водородных связей располагает молекулы в виде сетчатой сетки, по структуре напоминающей соты с полыми каналами. Если лед нагреть, сетчатая структура разрушится: молекулы воды начинают проваливаться в пустоты сетки, приводя к более плотной структуре жидкости, — поэтому вода тяжелее льда.

Лед, который образуется при атмосферном давлении и плавится при 0 °С, — самое привычное, но всё же до конца не понятное вещество. Многое в его структуре и свойствах выглядит необычно. В узлах кристаллической решетки льда атомы кислорода выстроены упорядоченно, образуя правильные шестиугольники, а атомы водорода занимают самые разные положения вдоль связей. Поэтому возможны 6 эквивалентных ориентаций молекул воды относительно их соседей. Часть из них исключается, поскольку нахождение одновременно 2 протонов на одной водородной связи маловероятно, но остаётся достаточная неопределённость в ориентации молекул воды. Такое поведение атомов нетипично, поскольку в твердом веществе все подчиняются одному закону: либо все атомы расположены упорядоченно, и тогда это — кристалл, либо случайно, и тогда это — аморфное вещество. Такая необычная структура может реализоваться в большинстве модификаций льда — I, III, V, VI и VII (и по-видимому в Ic), а в структуре льда II, VIII и IX молекулы воды ориентационно упорядочены. По выражению Дж. Бернала лёд кристалличен в отношении атомов кислорода и стеклообразен в отношении атомов водорода.

Однако самое удивительное в структуре льда заключается в том, что молекулы воды при низких отрицательных температурах и высоких давлениях внутри нанотрубок могут кристаллизоваться в форме двойной спирали, похожей на ДНК. Это было доказано компьютерными экспериментами американских учёных под руководством Сяо Чэн Цзэна в Университете штата Небраска (США).

Вода в моделируемом эксперименте "помещалась" в нанотрубки под высоким давлением, варьирующимися в разных опытах от 10 до 40000 атмосфер. После этого задавали температуру, которая во всех запусках имела значение -23°C. Запас по сравнению с температурой замерзания воды делался в связи с тем, что с повышением давления температура плавления водяного льда понижается. Диаметр нанотрубок составлял от 1,35 до 1,90 нм.

Молекулы воды связываются между собой посредством водородных связей, расстояние между атомами кислорода и водорода равно 96 пм, а между двумя водородами - 150 пм. В твёрдом состоянии атом кислорода участвует в образовании двух водородных связей с соседними молекулами воды. При этом отдельные молекулы воды соприкасаются друг с другом разноимёнными полюсами. Таким образом, образуются слои, в которых каждая молекула связана с тремя молекулами своего слоя и одной из соседнего. В результате, кристаллическая структура льда состоит из шестигранных "трубок" соединенных между собой, как пчелиные соты.

Учёные ожидали увидеть, что вода во всех случаях образует тонкую трубчатую структуру. Однако, модель показала, что при диаметре трубки в 1,35 нм и давлении в 40000 атмосфер водородные связи искривились, приведя к образованию спирали с двойной стенкой. Внутренняя стенка этой структуры является скрученной в четверо спиралью, а внешняя состоит из четырёх двойных спиралей, похожих на структуру молекулы ДНК.

Последний факт накладывает отпечаток не только на эволюцию наших представлений о воде, но и эволюцию жизни и самой молекулы ДНК. Если предположить, что криолитные глинистые породы имеют форму нанотрубок, не могла ли вода, сорбированная в них служить структурной основой (матрицей) для синтеза ДНК и считывания информации? Возможно, поэтому спиральная структура ДНК повторяет спиральную структуру воды в нанотрубках. Как сообщает журнал New Scientist, теперь учёным предстоит подтвердить существование таких макромолекул воды в реальных экспериментальных условиях с использованием инфракрасной спектроскопии и спектроскопии нейтронного рассеяния.

Литературные источники.: Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955; Паундер Э. Р., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Eisenberg D., Kauzmann W., The structure and properties of water, Oxf., 1969; Fletcher N. H., The chemical physics of ice, Camb., 1970.

ТАЛАЯ ВОДА И МЕТОДЫ ЕЁ ПОЛУЧЕНИЯ

О.В.Мосин

Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Происхождение жизни на Земле обязано воде. В организме вода представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие
жизнедеятельность организма; кроме того, вода принимает участие в целом ряде биохимических реакций как растворитель.

При таянии льда его структура разрушается. Но и в жидкой воде сохраняются водородные связи между молекулами: образуются ассоциаты — обломки структур льда, — состоящих из большего или меньшего числа молекул воды. Однако в отличит от льда каждый ассоциат существует очень короткое время: постоянно происходит разрушение одних и образование других агрегатов.

В пустотах таких “ледяных” агрегатов могут размещаться одиночные молекулы воды; при этом упаковка молекул воды становится более плотной. Именно поэтому при таянии льда объем, занимаемый водой, уменьшается, а ее плотность возрастает.

Поэтому талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных регулярных структур (кластеров), в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. После таяния всего льда температура воды повышается и водородные связи внутри кластеров перестают противостоять возрастающим тепловым колебаниям атомов.

Талая вода при таянии льда сохраняет температуру 0 °С, пока не растает весь лёд. При этом специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла льда разрушается только 15% всех водородных связей в молекуле.

Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними молекулами в значительной степени не нарушается, хотя и наблюдается бoльшая размытость кислородной каркасной решетки.

Одной из особенностей воды, отличающих ее от других веществ, является понижение температуры плавления льда с ростом давления. По мере нагревания воды обломков структуры льда в ней становится все меньше, что приводит к дальнейшему повышению плотности воды. В интервале температур от 0 до 4°С этот эффект преобладает над тепловым расширением, так что плотность воды продолжает возрастать. Однако при нагревании выше 4°С преобладает влияние усиления теплового движения молекул и плотность воды уменьшается. Поэтому при 4°С вода обладает максимальной плотностью.

При нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водородных связей (энергия разрыва водородной связи в воде составляет примерно 25 кДж/моль). Этим объясняется высокая теплоемкость воды. Водородные связи между молекулами воды полностью разрываются только при переходе воды в пар.
Существуют предположения о том, что талая вода обладает некоторой особой внутренней динамикой и особым «биологическим воздействием», которые могут сохраняться в течение длительного времени (см. например В. Белянин, Е. Романова, Жизнь, молекула воды и золотая пропорция, “Наука и жизнь”, номер 10, 2004).

Считается, что талая вода после таянья льда имеет определённую структурированную кластерную структуру. Попадая в организм, талая вода положительно воздействует на водный обмен человека, способствуя очищению организма.
С давних пор талая вода и ледниковая вода широко исполь¬зовались в народной практике. Процесс ее получения не составлял большого труда: при¬носили в избу со двора полное корыто снега или льда и ждали, когда он растает. В настоящее время не так-то просто найти снег, который превратится после таяния в чистую, полезную для здоровья воду (как показали исследования экологов, в городском снегу количество вредных соединений, и в первую очередь, бензапирена в десятки раз превышает все нормы ПДК).

Позже ученые нашли объяснение феномену талой воды — в ней, по сравнению с обычной, гораздо меньше примесей, включая изотопных молекул, где атом водорода заменен его тяжелым изотопом — дейтерием. Талая вода считается хорошим народным средством для повышения физической активности организма, особенно после зимней спячки. Сельские жители заметили, что животные пьют эту воду; как только на полях начинают сходить снега, домашний скот пьёт из лужиц талой воды. На полях, где скапливаются талые воды, урожай богаче.

В полярных районах происходит естественное замерзание морской воды, и образующийся лед может служить источником пресной воды, если буксировать ледяные поля или ледниковые айсберги в более теплые климатические зоны. При расплавлении льда и отделении талой воды от морской можно получать пресную воду, по существу, по цене буксировки.

О пользе талой воды и вообще воды для организма известно всем. Вода является непременным элементом всех протекающих в организме жизненных процессов, и чистота ее непосредственно сказывается на качестве этих процессов.

Существуют данные, что люди, постоянно употребляющие чистую талую воду, например жители гор, живут гораздо дольше городских.

Одной из важных причин наступления старости является снижение количества связанной в организме воды. Регулярная упорядоченная структура льда идеально подходит к упорядоченной структуре клеточных мембран.

Талая вода отличается от обычной и тем, что в ней после замораживания и последующего оттаивания образуется много центров кристаллизации. Сторонники лечения талой водой считают, что если пить талую воду, центры кристаллизации всасываются и, попав в нужную зону в организме, дают в ней начало цепной реакции «замораживания» воды организма то есть восстанавливается необходимая для протекания жизни регулярная структурированная «ледяная структура», а с нею все полноценные жизненные функции.

По данным директора Украинского института экологии человека, д. ф-м. наук, профессора М.Л. Курика, свежая талая вода оздоравливает организм человека, повышает его иммунитет. Многочисленные исследования по изучению биологической активности свежей талой воды провели сотрудники Донецкого медицинского института и Донецкого НИИ гигиены труда и профзаболеваний.

Было установлено, что нагревание свежей талой воды выше +37°С ведет к утрате биологической активности, которая наиболее характерна для такой воды. Сохранение талой воды при температуре +20—22°С также сопровождается постепенным снижением ее биологической активности: через 16—18 часов она снижается на 50 процентов.

Температура денатурации раствора сыворотки на свежей талой воде была на 3,7±0,08°С выше, чем для контроля. Процесс набухания желатина за 20 минут в свежей талой воде на 23—27% интенсивней, чем в обычной. Свежая талая вода влияет на энергетический, информационный, гуморальный, ферментативный уровни живого организма. Она употребляется как в виде питья, так и для ингаляций. Кроме того, ингаляция свежей талой водой существенно снижает заболеваемость острыми респираторными заболеваниями, назофарингитами, бронхитами, пневмониями. Такая процедура улучшает внешнее дыхание, нормализует состояние и функции слизистой оболочки носа и гортани при компенсированных атрофических и гипертрофических ее повреждениях, улучшает общее самочувствие человека. Какого-либо негативного действия она не оказывает.

Свежая талая вода способствует ускорению восстановительных процессов, повышает сопротивляемость организма инфекциям, снижает чувствительность слизистой оболочки, нормализует тонус бронхиальной мускулатуры. У детей при лечении воспалений легких ингаляциями свежей талой водой в восстановительный период на 2—7 дней раньше прекращается кашель, исчезают сухие и влажные хрипы, происходит нормализация показателей крови, температуры, функций внешнего дыхания, то есть существенно ускоряется процесс выздоровления. При этом значительно снижается число осложнении и частота перехода острых форм заболеваний в хронические.

Кроме того, талая вода придает человеку много сил, бодрости, энергии. Неоднократно отмечалось, что люди, пьющие талую воду, становятся не только более здоровыми, но и более работоспособными, повышается мозговая активность, производительность труда, способность легко решать трудные задачи. Особенно подтверждает высокую энергетику талой воды продолжительность человеческого сна, которое у отдельных людей сокращается иногда всего - внимание - до 4 часов.

Употребление свежей талой воды целесообразно для поддержания оптимальных условий жизненных процессов в условиях перегревания, высоких физических нагрузок.
Включение свежей талой воды в общую терапию кожных болезней с выраженным аллергическим компонентом (хроническая экзема, псориаз, токсикодермия, экссудативный псориаз, нейродермит, эритродермия) уже на 3—5 день приводит к значительному уменьшению, а то и к полному исчезновению зуда, снижению гипертермии и раздражений, патологический процесс значительно быстрее переходит в стационарную и регрессивную стадии.

Приготовление талой воды

Техника получения талой воды заключается в различных скоростях замерзания чистой воды и воды, содержащей примеси. Экспериментальным путём установлено, что медленно застывая, лед интенсивно захватывает примеси в начале и в конце замерзания. Поэтому при получении льда нужно отбросить первые образовавшиеся льдинки, а затем, после замерзания основной части воды, слить незамерзшие остатки.

Свежую талую воду можно получать в домашних условиях. Но для этого необходимо придерживаться некоторых общих правил.

•Талая вода приготавливается из предварительно очищенной питьевой воды, которая заливается в чистые, плоские сосуды на 85% их объема.
•Посуда для приготовления талой воды плотно закрывается и помещается в морозильные камеры до полного замерзания.
•Не следует наливать водой полный сосуд, потому что если он стеклянный, то может разорваться, лучше использовать сосуд из пластмассы с маркировкой “для питьевой воды”.
•Размораживание льда производится при комнатной температуре в тех самых закрытых сосудах, непосредственно перед использованием.
•Замерзшие сосуды можно выставить из морозильника перед сном, и утром получается необходимое количество такой воды.

Существуют несколько способов получения свежей талой воды. Ввиду того, что данные, имеющиеся в интернете по приготовлению талой воды неполны и противоречивы, ниже приводятся основные самые подробные методы и инструкции получения талой воды в домашних условиях.

Метод № 1.

Метод одного из активных популяризаторов применения талой воды А.Д. Лабзы: Налейте в полтора-литровую банку, не доходя до верха, холодную воду из-под крана. Накройте банку пластмассовой крышкой и поставьте в морозильную камеру холодильника на прокладку из картона (для теплоизоляции дна). Отметьте время замерзания примерно половины банки. Подбирая её объём, нетрудно добиться, чтобы оно равнялось 10-12 часам; тогда вам надо повторять цикл заморозки всего два раза в сутки, чтобы обеспечить себя дневным запасом талой воды. В результате получается двух-компонентная система, состоящая из льда (фактически чистая замёрзшая вода без примесей) и водного незамерзающего рассола подо льдом, содержащего соли и примеси, которые удаляются. При этом водный рассол целиком сливается в раковину, а лёд размораживается и используется для питья, приготовления чая, кофе и других блюд пищевого рациона. Это самый простой и удобный метод приготовления талой воды в домашних условиях. Вода не только приобретает характерную структуру, но и отлично очищается от многих солей и примесей. Холодную воду выдерживают в морозильнике (а зимой - на балконе) до тех пор, пока примерно половина ее не замерзнет. В середине объема остается незамерзшая вода, которую выливают. Лед же оставляют таять. Главное в этом методе - экспериментальным путем найти время, требуемое для замерзания половины объема. Это может быть и 8, и 10, и 12 часов. Идея заключается в том, что сначала замерзает чистая вода, большинство же примесей остается в растворе. Вспомним морской лед, который состоит из почти пресной воды, хотя образуются на поверхности соленого моря. И если нет бытового фильтра, то такой очистке можно подвергать всю воду для питья и домашних нужд. Для большего эффекта можно воспользоваться двойным очищением воды. Для этого сначала нужно отфильтровать водопроводную воду через любой имеющийся фильтр, а затем заморозить. Затем, когда образуется тонкий первый слой льда, его удаляют, т.к. в нем содержатся некоторые вредные быстрозамерзающие тяжёлые соединения. Затем повторно замораживают воду - уже до половины объема и удаляют незамерзшую фракцию воды. Получается очень чистая вода. Пропагандист метода, А.Д. Лабза, именно таким путем, отказавшись от обычной водопроводной воды, излечил себя от тяжёлого недуга. В 1966 году ему удалили почку, в 1984 он уже почти не двигался в результате атеросклероза мозга и сердца. Начал лечиться талой очищенной водой, и результаты превзошли все ожидания.

Метод № 2.

Более сложный метод приготовления талой воды описывает А. Маловичко, где талая вода называется протиевой. Метод состоит в следующем: Эмалированную кастрюлю с отфильтрованной или обычной водопроводной водой нужно поставить в морозильную камеру холодильника.Через 4-5 часов нужно достать её. Поверхность воды и стенки кастрюли уже прихвачены первым льдом. Эту воду сливаем в другую кастрюлю. Лёд, что остался в пустой кастрюле, содержит в себе молекулы тяжёлой воды, которая замерзает раньше, чем обычная вода, при +3,8 0C. Этот первый лёд, содержащий дейтерий, выбрасывают. А кастрюлю с водой снова ставим в морозильник. Когда вода в ней замерзает на две трети, незамёрзшую воду сливаем – это “лёгкая” вода, она содержит всю химию и вредные примеси. А тот лёд, который остался в кастрюле – это и есть протиевая вода, которая необходима организму человека. Она очищена от примесей и тяжёлой воды на 80% и содержит 15 мг кальция на один литр жидкости. Нужно растопить этот лёд при комнатной температуре и пить эту воду в течении суток.

Метод № 3

Дегазированная вода (метод братьев Зелепухиных) – ещё один способ приготовления биологически активной талой воды. Для этого небольшое количество водопроводной воды доводят до температуры 94-96 0С, то есть до точки так называемого “белого ключа”, когда в воде во множестве появляются мелкие пузырьки, но образование крупных ещё не началось. После этого посуду с водой снимают с плиты и быстро охлаждают, например, поместив её в более крупный сосуд или в ванну с холодной водой. Потом воду замораживают и размораживают по стандартной методике. По свидетельству авторов, такая вода проходит все фазы своего кругооборота в природе — испаряется, охлаждается, замерзает и оттаивает. Кроме того, в такой воде меньшее содержание газов. Поэтому она особенно полезна, поскольку имеет природную структуру.
Следует подчеркнуть, однако, что получить дегазированную воду, обладающую большим запасом энергии, можно не только замораживанием. Самой активной (в 5-6 раз больше по сравнению с обычной и в 2-3 раза по сравнению с талой) становится вскипяченная и быстро охлажденная вода в условиях, исключающих доступ атмосферного воздуха. В этом случае она по законам физики дегазуется и не успевает вновь насытиться газами.

Метод № 4

Ещё один метод приготовления талой воды предложил Ю.А. Андреев, автор книги “Три кита здоровья”. Он предложил соединить два предыдущих метода, то есть подвергнуть талую воду дегазации, а потом снова заморозить. “Проверка показала, - пишет он, - что такой воде цены нет. Это по-настоящему целебная вода, и если у кого-то существует какие-либо беспорядки в желудочно-кишечном тракте, она является для него лекарством”.

Метод №5

Существует ещё один новый метод получения талой воды, разработанный инженером М. М. Муратовым. Им сконструирована установка, позволяющая получать лёгкую воду заданного солевого состава с пониженным содержанием в ней тяжёлой воды в домашних условиях методом равномерного замораживания. Известно, что природная вода представляет собой неоднородное вещество по своему изотопному составу. Помимо молекул легкой (протиевой) воды – Н2 16О, состоящих из двух атомов водорода (протия) и одного атома кислорода-16, в природной воде присутствуют еще и молекулы тяжелой воды, и существуют 7 устойчивых (состоящих только из стабильных атомов) изотопных модификаций воды. Суммарное количество тяжелых изотопов в природной воде составляет примерно 0,272%.В воде пресноводных источников содержание тяжелой воды составляет обычно около 330 мг/л (в расчете на молекулу НDO), а тяжелокислородной (Н2 18О) - около 2 г/л. Это сопоставимо или даже превышает допустимое содержание солей в питьевой воде. Выявлено резко отрицательное воздействие тяжелой воды на живые организмы, вызывающее необходимость удаления тяжелой воды из питьевой. (Доклад А.А. Тимакова "Основные эффекты легкой воды" на 8-й Всероссийской научной конференции по теме "ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СЕЛЕКЦИИ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ" 6 - 10 ноября 2003г.) Статья в комсомолке вызвала интерес у инженера М.М. Муратова и решив проверить свойства этой воды, он с ноября 2006 г. стал "облегчать" воду для приготовления пищи и питья равномерным вымораживанием.
По методу М.М. Муратова вода аэрировалась и охлаждалась с образованием циркулирующего в емкости потока воды, до момента образования мелких кристаллов льда. После чего фильтровалась. На фильтре оставалось менее 2% льда, содержащего тяжёлую воду.
По данным автора этого метода 6-х месячное употребление легкой воды показало: При употреблении в пище и питье в сумме 2.5-3 литра в сутки значительное улучшение самочувствия на 5-й день употребления. Это выразилось в том, что прошли сонливость и хроническая усталость, исчезли “тяжесть” в ногах, уменьшились сезонные аллергические проявления без употребления лекарств. За 10 дней, заметно, около 0.5 диоптрии улучшилось зрение. Спустя месяц прошли боли в коленном суставе. Спустя 4 месяца исчезли симптомы хронического панкреатита и прошли небольшие боли в области печени. За 6 месяцев прошли боли связанные с ИБС и боли в области спины и поясницы. 1 вирусная инфекция прошла в очень легкой форме, “на ногах”. Уменьшились проявления варикозного расширения вен. Также отмечено заметное улучшение вкусовых качеств и воды, и продуктов приготовленных с применением обработанной воды. Последний факт подтвержден дегустационной комиссией промышленного предприятия, и хорошо заметен обычным потребителям воды.

Метод № 6 – “талица”

Существуют и рецепты наружного употребления талой воды. Энтузиаст здорового образа жизни, народный изобретатель В. Мамонтов, зная об особых свойствах талой воды, изобрел метод массажа талой водой – «талицу». Он добавлял в талую воду каменную соль, в которой содержатся все жизненно нужные микроэлементы, и немного уксуса и этот раствор использовал для массажных втираний в кожу. И начались «чудеса». Вот как он пишет об этом: «После нескольких втираний сердце, постоянно напоминающее о себе покалываниями, прострелами, резкими болями, перестало беспокоить, наладилась работа желудка, нормализовался сон. Стали исчезать вены, канатами и жгутами выступавшие раньше на ногах и руках. После нормализации обмена веществ стали восстанавливаться сосуды, находящиеся близко к коже. Сама кожа на лице и теле стала эластичной, мягкой, нежной, приобрела живой, естественный цвет, заметно разгладились морщины. Согрелись ноги, застарелый пародонтоз исчез в несколько дней, перестали кровоточить десны».
Раствор «талицы» готовят так: в 300 мл талой воды разводят 1 чайн. ложку каменной соли (лучше морской нерафинированной) и 1 чайн. ложку столового уксуса (лучше яблочного или другого фруктового).
Для ванночек ротовой полости (при ангинах, болезнях зубов, десен, пародонтите) «талицу» надо держать во рту по 10–15 минут, проводя несколько процедур в день в течение 7–10 дней.
Водные и массажные процедуры с использованием «талицы» можно разнообразить, заменяя в различных водных процедурах обычную воду на «талицу». Процедуры с «талицей» общедоступны, не требуют специального оборудования и подготовки, не имеют противопоказаний, и дают организму общий тонус.

Как правильно приготовлять и применять талую воду?

Какой метод получения талой воды применять вам, решайте сами, дорогие читатели. Ниже приводятся полезные советы и рекомендации как правильно приготовить и применять талую воду.

•Для приготовления талой воды не следует брать природный лед или же снег, поскольку они, как правило, загрязнены и содержат много вредных веществ.
•Для замораживания воды лучше использовать пластмассовые банки, предназначенные для хранения питьевой воды. Стеклянные емкости могут разорваться, так как при замерзании вода расширяется и увеличивается в объеме.
•Не следует замораживать воду в металлическом сосуде, поскольку это значительно снижает эффективность ее действия.
•Ни в коем случае нельзя получать талую воду растоплением снеговой шубы на морозильнике, т.к. этот лёд может содержать вредные вещества и хладагенты и, кроме того, иметь неприятный запах.
•Талая вода сохраняет свои целебные свойства в течение 7–8 часов после размораживания снега или льда.
•Если вы хотите пить теплую талую воду, помните, что ее нельзя нагревать выше 37 градусов.
•К свежей талой воде ничего не следует добавлять.
•Принимать талую воду рекомендуется сразу после размораживания (её температура не должна превышать 10 градусов). Пить воду рекомендуется на протяжении всего дня небольшими глотками, задерживая во рту.
•Лучше выпивать талую воду натощак утром, днём и вечером до еды и 1 час после этого ничего не есть и не пить.
•С лечебной целью свежую талую воду следует принимать за полчаса до еды каждый день по 4—5 раз на протяжении 30—40 дней. За день ее следует выпивать в количестве 1 процента от веса тела.
•Номинальная норма талой воды составляет 3/4 стакана 2-3 раз в день из расчета 4-6 мл воды на 1 кг веса. Нестойкий, но заметный эффект может наблюдаться даже от 3/4 стакана 1 раз утром натощак (2 мл на 1 кг веса).
•Если вес тела 50 килограммов, то каждый день следует выпивать 500 граммов свежей талой воды. Потом дозу постепенно снижают до половины указанной. С профилактической целью свежую талую воду следует принимать в половинной дозе.

Талая вода не имеет никаких противопоказаний и побочных действий.

В заключение следует подчеркнуть, что в наш век «научно-технического прогресса» человечество дошло до того, что практически ни один продукт питания уже не обходится без искусственных красителей, подсластителей, вкусовых добавок и геномодификаторов. Не удивительно, что в мире непрерывно увеличивается число людей, страдающих болезнями желудочно-кишечного тракта. Вода, по сути, осталась единственным природным элементом, на основе которого можно построить систему оздоровления человеку через пищу, но и она теряет свою структуру в процессе очистки на станциях водоочистки, нагрева и прохождения через трубы. В этой связи, приготовление талой воды в домашних условиях – самый дешёвый и эффективный метод очистки воды.

Литература:
М. Ахманов. Вода, которую мы пьём. М. Эксмо-пресс. 2006.
А. Маловичко. Всё о воде. Каунас. Настоящая панацея, 1996.

Коралловая вода - уникальный дар природы

О.В. Мосин

История открытия целебных свойств коралловой воды связана с изучением феномена долголетия жителей Японских островов Окинава и Токуносима. Учёные-геронтологи заметили, что продолжительность жизни на этих островах на 10-15 лет выше, чем по всей Японии. А люди, живущие там, отличаются хорошим здоровьем. Позже учёные объяснили причину долголетия жителей этих островов. Эти острова находятся на коралловых атоллах, которые фильтруют воду и насыщают её ионами кальция.

Кальций – один из самых важных для организма человека элементов. Переоценить роль кальция в жизнедеятельности организма человека трудно. Из элементов-металлов кальций является главным, не только в количественном, но и в функциональном отношении. Основным его местом накопления служит костная система.

Название кальция происходит от латинского calcis — известь, «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфи Дэви, который в 1808 г получил металлический кальций электрохимическим методом путём электролиза смеси влажной гашёной извести с оксидом ртути HgO на платиновом катоде.

Кальций самый распространенный макроэлемент в организме человека, большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. Ионы кальция участвуют в процессах свёртываемости крови, мышечных и нейронных реакциях, а так же обеспечивают осмотическое давление крови. Потребность в кальции зависит от возраста. Для взрослых необходимая дневная норма составляет от 800 до 1000 миллиграм, а для детей от 600 до 900 милиграмм, что для детей очень важно из-за интенсивного роста скелета.

Большую часть кальция содержится в молочных продуктах, оставшийся кальций приходится на мясо, рыбу, и некоторые растительные продукты (особенно много содержат бобовые). Всасывание происходит как в толстом так и тонком кишечнике, и облегчается кислой средой, витамином Д и витамином С, лактозой, ненасыщеными жирными кислотами. Немаловажна роль магния в кальциевом обмене, при его недостатке осаждается кальций в почках (почечные камни) и мышцах.

Кальций выполняет очень много функций в организме. Кальций составляет (вместе с фосфором) основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важнейших ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах, влияет на свертываемость крови.

Кальций является важным элементом буферной системы организма, поддерживающей рН (водородный показатель) на необходимом для каждой системы и среды организма уровне. рН крови одна из самых жестких физиологических констант организма. В норме этот показатель может меняться в пределах 7,4 (±0,02). Сдвиг этого показателя хотя бы на 0,1 может привести к тяжелой патологии. При сдвиге рН крови на 0,2 развивается коматозное состояние, на 0,3-человек погибает.

Продолжительное отсутствие в рационе кальция может вызвать судороги, боль в суставах, сонливость, дефекты роста, а так же запоры. Более глубокий дефицит кальция в организме приводит к постоянным мышечным судорогам и остеопорозу. Злоупотребление кофе и алкоголем могут так же быть причинами дефицита кальция, так как часть его выводится с мочой.

В природе кальций встречается в составе таких минералов, как известняк СaCO3, ангидрит CaSO4 и гипс CaSO4•2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3•СaCO3. Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях. На его долю приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается. Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.). В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже.

Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость. Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH, или, в другой записи, 3Ca3(PO4)2•Са(OH)2 — основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др. В организме человека и животного содержится 1,4-2 % Са3(РО4)2 и 13 % СаСО3.
Коралловый кальций – уникальный природный продукт, который содержит около 70 жизненно важных элементов (в том числе кальций - 34,6%, магний - 2,16%, кремний - 1,37%, а также натрий, серу, железо, калий, фосфор, йод, фтор, бром, марганец, хром, бор, цинк, селен, медь и др.).

Кораллы- морские колониальные кишечнополостные из класса коралловых и гидроидных (гидрокораллы) полипов, отличающиеся способностью к образованию мощного известкового скелета, образованного из карбоната кальция, который сохраняется после смерти животного и способствует формированию рифов, атоллов и островов. Наиболее известны и важны с экологической точки зрения т.н. мадрепоровые (каменистые) кораллы, поскольку именно их рост приводит к образованию коралловых рифов и островов. Встречаются они почти исключительно в тропических и субтропических водах с температурой не ниже 21 0С и на глубине не более 27 м. Основные места их распространения – Карибское море (Флорида, Багамские острова, Вест-Индия) и Индо-Тихоокеанская область, особенно зона к северо-востоку от Австралии (Коралловое море).

Для развития и размножения коралловые полипы нуждаются в особом климате, решающую роль в котором играет температура между 20 и 30 °С. Для постройки рифа этим организмам нужны одноклеточные водоросли – симбионты зооксантеллы, позволяющие фиксировать содержащийся в морской воде карбонат кальция за счёт солнечного света. Зооксантеллы присутствуют в кораллах: подсчитано, что на один квадратный метр кораллового скелета приходится примерно от одного до пяти миллионов зооскантелл. Этот кальций, синтезируемый с помощью зооксантелл и является окружающим полип панцирем. Именно поэтому зооксантеллы предпочитают прозрачные и неглубокие воды. Живущие с ними в симбиозе кораллы называются «строителями» или мадрепорами, в то время как кораллы без зоокасантелл называются «мягкими кораллами» или альционариями. Среднее содержание соли в Красном море равно 41 %, значение, намного превышающее другие моря. Тут обитает около 250 видов кораллов и в одном только, заливе Акаба представлены 218.

Кораллы подразделяются на 3 большие группы:

•Коралловые полипы (Anthozoa) от греческих антос - цветок и зоос -животное. Это восьмилучевые кораллы альционарии и горгонарии, и шестилучевые - мадрепоры, актинии или морские анемоны и антипатарии (черный коралл).
•Гидроидные (hidrozoa), от греческого гидрос - вода и зоос -животное. К ним относятся огненные кораллы (миллипора).
•Сцифоидные (Scifozoa), от греческого сцифос - чашка и зоос -животное, самые распространенные представители которого медузы.

От кораллов, которых насчитывается около 800 видов, зависит формирование коралловых рифов, составляющих самые большие созданные живыми существами конструкции, важность которых для выживания на Земле можно сравнить только с важностью больших тропических лесов.

По данным исследователя кораллов биолога к.б.н. А.Н. Островского, коралловая экосистема нашей планеты - гигантский трансформатор вещества и энергии, доля которого в глобальном круговороте очень велика. Тысячи километров рифовых барьеров и десятки тысяч коралловых островов защищают побережья целых континентов от волновой эрозии. Но, кроме того, это экосистема, населенная мириадами животных и растений и дающая им пищу и кров. По числу постоянно и временно обитающих видов организмов коралловые рифы уступают лишь влажным тропическим лесам. Риф служит еще и яслями, где размножаются и проводят бoльшую часть своего личиночного развития многие рыбы, некоторые головоногие моллюски и ракообразные. Самих рифообразующих коралловых полипов насчитывается почти 2.5 тыс. видов, а водорослей, губок, гидроидных полипов, иглокожих, моллюсков, червей, ракообразных, рыб и др. - десятки тысяч. И всем им грозит гибель.

Случаи массового вымирания кораллов известны с конца XIX в. На исходе 70-х годов XX в. частота этих событий начала драматически расти. Первая масштабная гибель произошла в 1983 г., к 1993 г. было потеряно 10% всех рифов планеты, а 1997 и 1998 гг. стали для них трагическими.

Некоторым регионам был нанесен невосполнимый ущерб: в прибрежных водах Бахрейна, Мальдивских о-вов, Шри-Ланки, Сингапура и многих акваторий вблизи Танзании погибло до 95% всех кораллов; неподалеку от Сейшельских о-вов, у берегов Белиза, Вьетнама, Кении, Таиланда и в водах южной части Японии - от 50 до 70%; в прибрежьях Бразилии, Индонезии, Омана и Полинезии, о.Мадагаскар, Багамских, Галапагосских и Филиппинских о-вов, вблизи Флориды и на Большом Барьерном рифе - от 20 до 50%. В той или иной степени мощному разрушительному воздействию подверглись все коралловые рифы мира.

В 2000 и 2002 гг. трагедия повторилась, особенно сильно затронув центральную и южную части Тихого океана. Так, до 40% кораллов погибло в акватории о-вов Фиджи, массовым вымираниям подверглись большие участки Большого Барьерного рифа (в некоторых из них погибло до 90% колоний).

На сегодняшний день самыми разрушенными и больными в мире оказались рифы Центральной Америки: в живых осталось 10-20% колоний (у берегов Кубы, Багамских о-вов и Белиза сохранилось около 30-70%, но в Мексиканском заливе, вблизи Ямайки и Панамы - меньше 1%). По некоторым оценкам, к настоящему времени погибло уже около половины всех кораллов Земли; в ближайшие пять лет вымирание грозит еще примерно 30% современных коралловых биоценозов (а в Юго-Восточной Азии и Австралии могут исчезнуть от 60 до 80% колоний).

Однако сейчас, мы все же наблюдаем лишь спорадическую гибель отдельных рифов или их участков. А вот через 20 лет начнется повсеместное вымирание кораллов, в частности, к 2030 г. под угрозой окажется само существование Большого Барьерного рифа. По данным к.б.н. А.Н. Островского если события будут развиваться с той же скоростью, коралловые колонии в большинстве прибрежных районов планеты погибнут через 100 лет.

Учёные установили, что из 2500 видов встречающихся на земле кораллов белые кораллы Санго являются наиболее полезными для здоровья человека. Изучение кораллов Санго показало, что они состоят из кальция, магния, калия, натрия и большого количества жизненно важных микроэлементов. Но самый главный компонент коралла - это кальций. Его недостаток влечет за собой более 100 тяжелых заболеваний, при этом особенно страдают дети, беременные женщины, люди старше 40 лет.

Структура кораллов Санго и их химический состав очень похожи на строение и химический состав человеческих костей, что позволяет широко использовать кораллы при протезировании и инплантации.
В настоящее время идет промышленная разработка кораллов Санго вокруг Окинавы. Конечный продукт называется коралловый кальций. Порошок кораллового кальция нерастворим в воде. Но приготовленная из порошка коралла Санго коралловая вода обладает чудесными свойствами.

Измельченный коралл улучшает качество воды и её биологические свойства, насыщая её кальцием и полезными макро- и микроэлементами. Микроэлементы из кораллового песка переходят в раствор в ионной форме, способствуя лучшему усвоению питательных веществ и улучшению состояния при многих заболеваниях, в том числе хронических.

Коралловая вода изменяет кислотно-щелочное равновесие в сторону ощелачивания. Водородный показатель (рН) коралловой воды увеличивается до 8,5 - 9, в зависимости от концентрации раствора. Это удивительно-полезное свойство коралловой воды имеет большое значение для организма человека. Практически все жидкости, находящиеся в системе человеческого организма, являются либо нейтральными, либо слабощелочными, за исключением желудочного сока: рН желудочного сока составляет - 1,0; здоровой крови - 7,43; здоровой лимфы - 7,5; слюны - 7,4. Сдвиг равновесия в сторону повышения кислотности системы является одной из причин многих заболеваний. При этом отмечается заболевания крови, нарушения иммунной системы, быстро размножаются вирусы и бактерии, попавшие в кровь, плохо усваиваются витамины и микроэлементы, возникают заболевания сосудов, сердца, суставов, крови и многие другие патологические состояния организма, в том числе онкологические. Когда система организма ощелачивается и возвращается нормальный кислотно-щелочной баланс, человек начинает обретать здоровье. Организм постоянно ищет резерв щелочи для нейтрализации лишних кислот. Резерв этот только один - кости.

Кальций, помещенный в любую жидкость, нейтрализует избыточную кислотность. Но сам по себе кальций из продуктов питания очень трудно усваивается организмом и на определенном этапе организм начинает брать его из костей, вызывая размягчение костей - остеопороз.

Если мы постоянно принимаем кислотообразующие продукты, это постепенно приводит к развитию ацидоза, т.е. происходит "закисление" крови, лимфы, межклеточной жидкости. Нарушается работа различных ферментов и обмен веществ в целом. Организм, пытаясь исправить положение, начинает активно забирать кальций из костей, но при нарушенном обмене веществ, он откладывается в различных местах (желчный пузырь, почки, позвоночник, суставы). Сстояние ацидоза нарушает, в том числе, процессы оксигенации, поэтому применение “Кораллового кальция” улучшает снабжение тканей кислородом.

Естественное рН раствора "Кораллового кальция" равняется 10-11. Поэтому он обладает сильным ощелачивающим действием, усиливает буферные системы организма, поддерживающие кислотно-щелочной баланс на оптимальном уровне.

Коралловая вода имеет еще одно очень важное свойство. Окислительно-восстановительный потенциал воды (ОВП) смещается в сторону отрицательных показателей. Диапазон работы кораллового кальция в воде находится в пределах -200 милливольт. Т.е. если до взаимодействия с кораллом вода имела ОВП +150 милливольт, то после обработки порошком коралла, коралловая вода имеет ОВП -50 милливольт. А это уже соответствует оптимальным показателям ОВП для межклеточных жидкостей тканей организма. В этом случае клеткам организма не придется тратить дополнительное количество энергии на выравнивание окислительно-восстановительного потенциала и энергия будет направлена на внутриклеточный обмен.

При замерзании коралловая вода образует идеальную структуру снежинки.

Сам по себе измельчённый порошок коралла является достаточно мощным природным сорбентом. При смешивании с водой он активно поглощает соединения хлора. Хлор, присутствующий в воде, в виде органических соединений особо опасен для биологических структур организма. Нет ни одного надежного метода удаления хлора без изменения физико-химических свойств воды. Даже фильтры не могут обеспечить 100% очистки.

Кроме того коралловый кальций снижает поверхностное натяжение воды.

Содержание многих жизненно важных минералов в коралловом кальции обеспечивает ими воду в количествах адекватных составу тканей организма человека. Микроэлементы находятся в легкодоступной для усвоения организмом форме.
Коралловая вода имеет высокое содержание кальция в легкодоступной, биологически усвояемой форме, особенно полезно для организма, так как кальций выполняет в организме человека очень много важных функций: ощелачивает организм, обеспечивает нормальную свертываемость крови, влияет на регуляцию процессов роста и деятельности клеток всех видов тканей, обеспечивает прохождение электрических импульсов по нервным волокнам, участвует в обмене веществ, оказывает противо¬воспалительное и противоаллергическое действие, является строительным материалом.

Дефицит кальция ведет к возникновению более 100 болезней.
Недостаточно употреблять пищу, богатую кальцием, его нужно усвоить, для чего необходимо перевести кальций в ионную форму. Это происходит в желудке в результате воздействия соляной кислоты, при снижении выработки которой нарушается усвоение кальция. С возрастом развивается дефицит кальция в организме: к 40 годам он наблюдается у 50% людей к 60 годам -у 90 %, что проявляется утомляемостью, ранним старением, снижением концентрации внимания, судорогами икроножных мышц, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания.

Так развивается хроническая кальциевая недостаточность. Но в крови человека при этом определяется нормальное или даже повышенное содержание кальция, так как идет перемещение его из костей в ткани. Это часто смущает врачей, и они рекомендуют ограничить прием продуктов или БАД, содержащих кальций, чем еще больше усугубляют патологический процесс. Постоянное "вымывание" кальция из костей ведет к развитию остеопороза. Он проявляется болями в костях, нарушением двигательной активности и может привести к инвалидности.

Ионы кальция передают возбуждение на мышечное волокно, что обеспечивает сократительную способность мышц, в том числе и миокарда, обеспечивают нормальную проницаемость клеточных мембран, снижают повышенную чувствительность к аллергенам; участвуют в процессе свертывания крови, действуя как кровоостанавливающее средство; влияют на минеральный обмен и многие другие процессы в организме человека. Достаточно сказать, что дефицит кальция может стать причиной более 100 заболеваний.

Надо учитывать, что при некоторых состояниях кальций чрезмерно выводится из организма: напряженная физическая работа, усиленные тренировки спортсменов, длительная иммобилизация, ограничение движений.

Есть еще один важный аспект метаболизма кальция: Отто Варбург потратил 24 года на изучение природы рака и 1932 году получил Нобелевскую премию по химии за то, что доказал, что процесс развития рака является анаэробным. А это означает, что рак развивается только тогда, когда организм испытывает недостаток кислорода в крови. Именно недостаток кислорода делает жидкости организма кислотными. Щелочная среда, предохраняет организм от возникновения рака. В 1967 году Варбург работал с американским доктором Карлом Ричем над исследованием возможности предупреждения рака с помощью кораллового кальция. Они получили уникальные результаты обратного развития раковых опухолей при воздействии коралловой воды.

Все это в комплексе делает коралловую воду уникальным источником кальция, макро- и микроэлементов.

Коралловая вода:

•Очищает воду от хлора, органических соединений, солей тяжелых металлов и др.
•Придаёт воде слабощелочную реакцию.
•Окислительно-восстановительный потенциал воды (ОВП) смещается в сторону отрицательных показателей.
•Снижает поверхностное натяжение воды, повышая тем самым биоусвояемость воды клетками.
•Насыщает воду 50 микро- и макроэлементами в легкоусвояемой ионной форме.

Вода, изготовленная из порошка коралла Санго (Япония) – уникальный натуральный биологический продукт.

Ежедневное употребление коралловой воды 1,5 л/день позволяет:

•достичь оптимального значения pH жидких сред организма,
•насытить кровь макро- и микроэлементами,
•нормализовать уровень сахара в крови,
•снизить риск заболеваний сердца, органов пищеварения, и выделения;
•cвоевременно растворять и выводить шлаки из организма;
•предотвратить артриты,
•восстановить нормальную структуру костной и хрящевой ткани,
•повысить эластичность мышц, суставов и др.

Поизводители кораллового кальция:

Коралловый кальций (Алка-майн)

Производится из кораллов, растущих у берегов Японии и имеющих уникальную структуру по составу микроэлементов. Коралловый кальций это не совсем кальций. Коралл извлекает из воды множество микроэлементов в доступной для человека форме. Алка-Майн насыщает воду активным, ионизированным кальцием.

Коралловый кальций (NSP) порошок 75 г.

В каждой дозе кораллового кальция (1,5 г) содержится 325 мг хорошо усваиваемого кальция и 163 мг магния. В препарате содержится еще много и других элементов в легкоусваиваемой организмом форме: магний, натрий, калий, фосфор, железо, сера, кремний, хром, марганец, медь, цинк и другие.
Естественное рН раствора «Кораллового кальция» равняется 10-11. Поэтому он обладает сильным ощелачивающим действием, усиливает буферные системы организма, поддерживающие кислотно-щелочной баланс на оптимальном уровне. У «Кораллового кальция» есть еще одно замечательное свойство. Он быстро изменяет окислительно-восстановительный потенциал раствора (изменение показателя отрицательно заряженных ионов свободного водорода), что придает раствору антиоксидантные свойства.
Состав - 1 доза - мерная ложечка = 1,5 гр:
•Коралловый кальций 325 мг.
•Магний 163 мг.
•Другие ингридиенты: монтморилмонит (источник микроэлементов)

Применение: В качестве добавки к пище растворите 1 мерную ложечку (которая находится во флаконе) порошка в стакане воды или любого другого напитка. Используйте 1 или 2 раза в день. Хранить в сухом прохладном месте.

Коралловый кальций КоКаМид 90 таблеток

Коралловый кальций компании Виталайн помимо кальция содержит растительные добавки (Alfalfa Leaf, Nettles, Yellow Dock, Dulse), витамины В1 и В3 и фолиевую кислоту, а также аминокислоту лизин. Иногда коралловый кальций КокаМид называют также ультра кальций +магний.

Золотой коралловый кальций.

Золотой коралловый кальций выпускается в упаковках по 30 и 12 пакетов, содержащих 1 грамм порошка коралла. Состав (на 1 пакетик): измельченный коралл (994 мг), который содержит около 70 жизненно важных элементов (в том числе кальций - 34,6%, магний - 2,16%, кремний - 1,37%, а также натрий, серу, железо, калий, фосфор, йод, фтор, бром, марганец, хром, бор, цинк, селен, медь и др.), L-аскорбиновая кислота (5 мг), серебро (1 мг).

Приготовление коралловой воды

Возьмите один пакетик кораллового кальция и опустите его в бутылку с 1,5 л отфильтрованной или дистиллированной воды и через несколько минут она готова к употреблению. Рекомендуется пить коралловую воду в течение дня вместо обычной воды. Можно помещать пакетики с кальцием в компоты, чай, любые негазированные напитки. Кипятить коралловую воду не рекомендуется.

Противопоказания у коралловой воды отсутствуют. Коралловая вода безопасна, эффективна, мягко действует на организм, относительно дешёвая, проста в употреблении.

Однако, перед употреблением коралловой воды следует проконсультироваться с врачём, т.к. избыточные дозы кальция могут вызвать гиперкальцемию (увеличение кальция в крови) и образование камней. Продолжительный переизбыток кальция нарушает функционирование мышечных и нервных тканей, увеличивает свертываемость крови и уменьшает усвояемость цинка клетками костной ткани. Максимальная дневная безопасная доза кальция составляет для взрослого от 1500 до 1800 миллиграмм, а для детей от 600 до 900 миллиграмм.

Применяя препараты кальция следует также помнить, что усваиванию кальция организмом препятствуют аспирин, щавелевая кислота, производные женских половых гормонов - эстрогенов. Соединяясь с щавелевой кислотой кальций дает нерастворимые в воде соединения, которые являются компонентами почечных камней. А вот витамин Д и аскорбиновая кислота, наоборот, способствуют усвоению кальция организмом.

Какой изотопный состав воды?

О.В. Мосин

Вода – самое распространенное вещество на Земле: ? поверхности планеты покрыто морями, океанами, реками, ледниками. Кроме того, вода в больших количествах содержится в земной коре, образуя подземные озера и воды. А общее содержание воды на Земле составляет примерно 1500 млн. км3.

Вода состоит из самых распространенных атомов в нашем мире – из водорода и кислорода, причем самым распространенным атомом во Вселенной является водород.

Солнце состоит в основном из водорода, а также содержит немного гелия, углерода и кислорода. Вся Вселенная на 98% состоит из водорода.

Вселенная образовалась с концентрации межзвездной воды (НОН) с образованием из нее гигантских протозвезд. Уплотняясь и сжимаясь, сжигая водород и образуя дейтерий, протозвезды постоянно превращаются в звезды и планеты.

Вода – самое загадочное вещество на свете. Она не подчиняется никаким законам физики и химии, обладает, как говорят ученые, аномальными свойствами. По законам химии она должна кипеть при температуре – 76 °С, и замерзать при температуре – 90 °С. Но мы знаем, что вода замерзает при 0 °С, а кипит при 100 °С.

Известным киевским учёным Бердышевым создана специальная наука – аквабиотика, наука о роли воды в жизненных процессах.

Из каких же изотопов состоит человек? Как любая материя человеческий организм сложен из кирпичиков - атомов, атомы одного сорта отличаются количеством элементарных частиц, их составляющих, то есть обладают свойством изотопии.

Представим себе человека, вес которого составляет 50 кг. Тогда на кислород, углерод, азот и водород приходится в общей сложности 48.3 кг. На все другие элементы – оставшиеся 1.3 кг. Легко посчитать, какое количество в таком гипотетическом человеке содержится тех или иных изотопов. Больше всего в человеке кислорода (30.481 кг). Это означает, что изотопа кислорода с массовым числом 16 (обозначается 16О) в человеке 30.4 кг, изотопа с массовым числом 17 (17О) 12.3 г и с массовым числом 18 (18О) 68.6 г. Углерода в нашем человеке 11.537 кг и он распределен между изотопом с массовым числом 12 (12С) – 11.4 кг - и изотопом с массовым числом 13 (13С) – 137 г.

Водорода в человеке чуть больше пяти кг: с массовым числом 1 (1Н) 5.0 кг, с массовым числом 2 (2Н или D - дейтерий) 1.5 г. Наконец, изотопы азота с массовыми числами 14 (14N ) и 15 (15N ) содержатся в количествах 1.3 кг и 5.1 г, соответственно.

Таким образом при весе тела человека 50 кг в нем содержится 225 г тяжелых изотопов. Человек растет и прибавляет в весе за счет питания. Также за счет питания компенсируются затраты энергии, поддерживается температура тела, обеспечиваются процессы обмена веществ. Пища – это белки, жиры и углеводы.

Все эти вещества состоят, в основном, как раз из тех четырех элементов, о которых шла речь выше (кислород, углерод, водород и азот). Все органические вещества в конечном итоге обязаны своим происхождением фотосинтезу в растениях. Растения поглощают углекислый газ из воздуха, который под действием света и катализаторов (в роли последних выступают особые белковые структуры, так называемые энзимы) взаимодействует с водой, втягиваемой корневой системой, с образованием простейших «кирпичиков» органических веществ. Из этих «кирпичиков» также с помощью катализаторов – энзимов создаются сложные органические молекулы углеводов, жиров и белков.

ТЯЖЕЛАЯ И ЛЕГКАЯ ВОДА

До 1932 года никто и понятия не имел, что в природе может быть еще и тяжелая вода, в состав которой могут входить тяжелые изотопы водорода - дейтерий и тритий пусть даже в малых количествах. Именно это обстоятельство и послужило причиной того, что эти элементы "прятались" от ученых, маскируясь под ошибки опытов и недостаточную точность измерений.

Тяжелый водород - дейтерий был открыт американским физико-химиком Гарольдом Юри (1893-1981) в 1931 году. Одному из своих помощников Г. Юри поручил выпарить шесть литров жидкого водорода и в последней фракции объемом 3 см спектральным анализом впервые был обнаружен тяжелый изотоп водорода, с атомной массой в два раза превышающий известный протий.

Ученые пришли к выводу, что, по-видимому, существует тяжелый изотоп водорода с атомным весом 2. В 1932 году Г. Юри и Э.Ф. Осборн впервые обнаружили в природной воде тяжелую воду. Через два года Гарольд Юри был удостоен Нобелевской премии. Открытие третьего сверхтяжелого изотопа водорода трития с атомным весом 3 первые годы держали в секрете по стратегическим соображениям. В 1951 году была получена и исследована тритиевая вода. Если дейтериевая вода сейчас уже хорошо изучена практически во всех отраслях науки и техники, то "звездный" час тритиевой воды еще не настал, потому что трития на Земле очень малое количество. Всего его на Земле около 25-30 кг и содержится он в основном в мировых водах (около 20кг). Но его количество в водах Земли непрерывно возрастает, так как он образуется при бомбардировке ядер азота и кислорода атмосферы космическими лучами. В результате этого содержание трития в первоначальных (реликтовых) водах непрерывно увеличивается.

В отличие от протия и дейтерия тритий - радиоактивный элемент с периодом полураспада девять лет. По своим свойствам сверхтяжелая тритиевая вода отличается от протиевой (легкой) воды больше, чем дейтериевая вода.

Тритий образуется в сверхвысоких слоях атмосферы в основном при бомбардировке ядер азота и кислорода нейтронами космического излучения.

В природной воде содержание трития ничтожно - всего 10-18 атомных процента. И тем не менее он есть в той воде, которую мы пьем, и за долгие годы жизни он наносит существенный вред нашим генам, вызывая старение, болезни.

Получают тяжелую дейтериевую воду с мизерным присутствием тритиевой воды концентрированном ее в остатке электролита после электролитического разложения природной воды, а также при фракционной перегонке жидкого водорода. Промышленное производство тяжелой воды с каждым годом возрастает почти во всех странах и особенно в странах, обладающих ядерным оружием.

Тяжелую воду используют главным образом как замедлитель быстрых нейтронов при расщеплении радиоактивных элементов в ядерных реакторах. Перспектива использования тяжелой воды для нужд человечества грандиозна. Тяжелая вода может стать неисчерпаемым источником энергаи: 1 грамм дейтерия может дать энергии в 10 млн.раз больше, чем сгорание 1 грамма угля. А запасы дейтерия в Мировом океане составляют поистине колоссальную величину - около 1015 тонн?

Тритиевая вода пока имеет ограниченное применение и используется в настоящее время главным образом при термоядерных реакциях, а. также в физико-химических и биологических исследованиях в качестве меченых радиоактивных молекул НТО.

У кислорода обнаружены шесть изотопов: О14, О15, О16 О17, О18 и О19. Три из них: О16, О17 и О18 - стабильные, а О14, О15 и О19 являются радиоактивными изотопами. Стабильные изотопы кислорода содержатся во всех природных водах: их соотношение таково: на 10000 частей О16 приходится 4 части О17 и 20 частей О18.

Получают тяжелокислородную воду из природной фракционной перегонкой и Используют главным образом для исследовательских целей. По физико-химическим свойствам тяжелокислородная вода значительно меньше отличается от обычной, чем тяжеловодородная.

Учитывая разнообразие изотопного состава водорода и кислорода, с большой долей достоверности можно утверждать о наличии 36 изотопных разновидаостей природной воды “(рис. 7). 99,73% в ней содержится протиевая легкая вода НО16, далее следуют тяжелокислородаые воды Н1О17 (0,04%) и Н1О18 (0,20%).

Изотопная водородная разновидность тяжелой воды Н1ДО16 и Д2О16 составляет 0,03%.

ИЗОТОПЫ В СОСТАВЕ ВОДЫ

Водород воды имеет три изотопа: протий 1Н (протон + электрон), дейтерий 2Н или Д (протон + нейтрон + электрон), тритий 3Н или Т (протон + два нейтрона + электрон), с массовыми числами соответственно 1, 2 и 3. Протий и дейтерий – стабильные изотопы. Тритий – бета радиоактивен, период полураспада равен 12,26 года. Атомы Н бывают разной степени возбуждения.

Кроме водорода, изотопы обнаружены и у кислорода, их пять, кроме известного всем стабильного изотопа О16 (с молекулярным весом 16). Три из них оказались радиоактивными – О14, О15 и О19, а О17 и О18 – стабильными. О16, О17 и О18 содержатся во всех природных водах, причем их соотношение (с колебаниями до 1%) таково: на 10000 частей О16 приходится 4 части О17 и 20 частей О18.

По физическим свойствам тяжелокислородная вода меньше отличается от обычной, чем тяжеловодородная. Получают ее из природной воды фракционной перегонкой и используют как источник препаратов с меченым кислородом.

Учитывая все разнообразие изотопного состава водорода и кислорода, можно говорить о большом разнообразии изотопных разновидностей воды. Девять из них включают только стабильные изотопы и составляют основное содержание природной воды. В ней преобладает обычная вода Н12О16 (99,73%), далее следует тяжелокислородные воды Н12О17 (0,04%) и Н12О18 (0,2%), а также изотопная разновидность тяжелой воды H1D1O16 (0,03%).

Кислорода в человеке 60%, но по количеству атомов все живые существа на 2/3 состоят из атомов водорода и на ? из атомов кислорода. Изотопное отношение: П:Д = 1:4700 в материковых водах, П:Д = 1:6800 атомов в морской воде. То есть концентрация в материковых водах Д = 0,0135 ат.% или 0,015 вес%, в морской воде Д = 0,015 ат.% или 0,017 вес%. В природной воде содержание трития ничтожно – всего 10-18 атомных процента. И тем не менее он есть и в питьевой воде.

В зависимости от видов и содержания изотопов водорода (Н, Д, Т) и кислорода (О14, О15, О16, О17, О18, О19), от степени чистоты и загрязнения исследователи выделяют свыше тысячи разновидностей питьевой воды.

Поскольку Вселенная в основном состоит из атомов водорода, космические ядра водорода протоны, пронизывая атмосферу, захватывают О2, образуют Н2О. В этой воде много трития и дейтерия. Каждые сутки на Землю падает 1,5 тонны тритиевой-дейтерированой воды. Поэтому основным источником природного трития, дейтерия и радиоактивных кислородов является атмосфера.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ С РАЗНЫМ ИЗОТОПНЫМ СОСТАВОМ

Вода, обогащенная дейтерием, тритием, тяжелыми и радиоактивными изотопами кислорода вредна для всего живого и человека.

Биологические эффекты тяжёлой воды заключаются:

•Снижение скорости биохимических реакций, тканевого дыхания

•Повышение вязкости протоплазмы клеток, скорости старения организма

•Индукция мутаций, повреждение генофонда, рак, другие болезни

•Торможение деления клеток, снижение роста

•Гибель высших позвоночных

Благоприятствует жизни то обстоятельство, что 97% массы воды представлены легкими и стабильными изотопами Н и О.

Современная теория целебной питьевой воды, разработанная Бердышевым, требует полного удаления или существенного снижения концентрации тяжелых и радиоактивных изотопов водорода и кислорода из воды, являющейся основой жизни.

В тонне речной воды содержится 150 г тяжелой воды (Д2О). За 70 лет потребления 3 л питьевой воды в день через организм человека пройдет около 80 тонн воды, содержащей 12 кг дейтерия и значительное количество коррелирующих с ним радиоактивных изотопов водорода и кислорода.

Такое значительное количество тяжелых и радиоактивных изотопов водорода и кислорода воды, являющейся матрицей жизни, уже к наступлению половой зрелости человека повреждает его гены, вызывает различные болезни, рак, инициирует старение организма.

Массивное повреждение генофонда радиоактивными и тяжелыми изотопами водорода и кислорода воды может вызвать вымирание видов растений, животных и человека. По расчетам Бердышева, виду Homo Sapiens также грозит вымирание, если он не перейдет на употребление воды, обедненной радиоактивными и тяжелыми изотопами О2 и Н.

В опытах с различными клетками тканей печени, фибробластов куриных зародышей, в экспериментах на мышах, с курами, со свиньями, а также с пшеницей и овощами, - был зафиксирован повреждающий эффект тяжелой и тритированой воды и высокий положительный эффект воды с пониженным содержанием вредных изотопов водорода и трития.

Для приготовления талой воды свежий снег сгребали, наполняли емкость, таяние снега производили не до конца. Четвертую оставшуюся часть (25%) выбрасывали, предполагая, что с этой частью уйдет 25% дейтерия. Такая талая вода с пониженным содержанием тяжёлых изотопов оказывала благоприятное положительное влияние на организм.

Половая активность мышей повысилась, а у самок было ярко выражено многоплодие, новорожденные мышата весили на 20% больше своих собратьев, родители которых пили обычную воду. От кур, которых поили талой водой, за три с половиной месяца было получено в 2 раза больше яиц. Урожайность пшеницы возросла на 56%, а огурцов и редиса на 250%.

Двадцать пять больных разного возраста в течение трех месяцев для питья и приготовления пищи применяли только полученную талую воду. Результаты превзошли все ожидания: у всех улучшилось общее состояние здоровья, снизилось количество холестерина в крови, улучшился обмен веществ.

Биологические эффекты лёгкой воды:

•Оптимизация скорости биологических реакций

•Стимуляция деления клеток, роста организмов

•Стимуляция деления клеток, роста организмов

•Радиопротекторное действие

•Антимутагенные эффекты

•Лечебно-профилактическое, антираковое действие

Учёные считают, что гравитационное поле Земли – недостаточно сильно для удержания 1Н, и наша планета постепенно теряет протий в результате его диссоциации в межпланетное пространство. Протий улетучивается быстрее тяжелого D. По мнению некоторых исследований, в течение геологического времени должно происходить накопление дейтерия в атмосфере и в поверхностных водах.

На нашей планете осуществляется гигантский испарительно-конденсационный процесс получения протиевой воды и обогащения его туч и облаков. В горах из них на одних склонах проливается преимущественно дейтерированая вода, на других – вода, обогащенная протием. В организме животных изотопный состав воды близок к составу дождевых вод в местах обитания. Для человека существенные коррективы в эту зависимость вносят овощи и фрукты, выращенные в других климато-географических условиях. Так, тропические фрукты, выращенные близко к экватору, имеют более низкие величины Д и О18. Весь Д в обычной воде находится в форме НДО, а не Д2О. Этиловый спирт также хороший накопитель дейтерия.

ЗАЧЕМ ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ НУЖНА ТЯЖЁЛАЯ ВОДА?

Все, что мы до сих пор говорили, касалось тех свойств, которые зависят от строения атомов, от их порядкового номера, от числа и расположения электрических зарядов в атомных ядрах и электронов в молекуле. Только это и определяет химическое поведение вещества. Строение молекулы не зависит от массы атомного ядра. Поэтому одинаковые молекулы с разным изотопным составом химически почти неразличимы.

Правда, в науке слово «почти» нужно употреблять очень осторожно и осмотрительно. Это верно, что химические соединения, различные по изотопному составу, по химическим свойствам почти неразличимы. Но все же они ведут себя немного по-разному, хотя наблюдаемые при этом изотопные эффекты очень невелики: различаются по скорости реакций, у них различны значения константы равновесия. Различаются между собой спектры одинаковых по составу и строению молекул с разным изотопным составом. Сходство в свойствах изотопных соединений прекращается, когда вопрос касается кинетических и ядерных характеристик. Молекула, содержащая тяжелый изотопный атом, при той же температуре движется с меньшей скоростью, при столкновении таких частиц иначе протекает обмен кинетической энергией. А самое главное — изменяется способность вступать в ядерные превращения. Все эти-то свойства резко отличают тяжелую воду от любой другой воды с иным изотопным составом: ведь в ее состав входит тяжелый водород. В наши дни тяжелая вода успешно применяется в атомной энергетике для замедления нейтронов в ядерных реакторах.

Роль тяжёлой воды как замедлителя в атомном котле очень важна. Когда ядро урана-235 распадается на два атомных ядра-осколка, из него одновременно вылетают два или три нейтрона. Скорость их огромна, она превышает 20 000 км/с. Эти быстрые нейтроны не могут сами вызвать новый распад в других атомах урана. Они пролетят мимо них с такой быстротой, что просто не успеют прореагировать.

Нейтроны нужно замедлить примерно до 2,2 км/с, так чтобы они пришли в равновесие с тепловым движением окружающих молекул. При этом энергия нейтронов должна уменьшиться почти в 60 млн. раз. Далеко не всякое вещество пригодно в качестве замедлителя. Выбор очень ограничен. Во-первых, оно не должно поглощать нейтроны, вступая само в ядерные реакции, а во-вторых, оно должно состоять обязательно из легких элементов с малыми массовыми числами.

При соударении с тяжелым ядром скорость нейтрона почти не изменяется, точно так же как почти не изменяется скорость мяча, отскакивающего при ударе о стенку.

Самым лучшим замедлителем мог бы быть легкий водород, но он заметно поглощает нейтроны. Тяжелый водород их почти не поглощает. Нейтрону, попавшему в тяжелую воду, достаточно всего 25 раз столкнуться с тяжелым водородом, чтобы потерять свою высокую энергию и приобрести способность взаимодействовать с ураном. Неплохой замедлитель — углерод в форме графита, но нейтрону в нем приходится испытывать около 110 столкновений, чтобы утратить начальную скорость.

Используя тяжелую воду как замедлитель, конструкторы создают очень эффективные, а главное, легкие и компактные атомные энергетические установки, применяемые в основном на транспорте.

Тяжёлая вода также нужна чтобы исследовать механизм многих химических, физических и биологических процессов. Это, конечно, скромное, но очень важное применение тяжелой воды. Наверное, нет ни одного природного процесса, в котором не принимали бы участия вода или водород. Атомы тяжелого водорода — наиболее важные меченые атомы. Их, как разведчиков в бой, направляют химики в исследуемые реакции, чтобы проследить за ее ходом. В наши дни уже возникла и быстро развивается самостоятельная область науки — химия изотопного обмена. Наиболее важная ее задача — изучать с помощью дейтерия механизм химических реакций при получении органических соединений и исследовать их строение.

Для химиков теперь очень точно измерены массы всех изотопных атомов. А физики сумели установить возможность ядерных реакций между легкими атомами, в том числе возможность реакции между атомами дейтерия.

В такой реакции неприменим закон сохранения массы, каким пользуется обычная химия; в результате реакции получается недостача. Она означает, что если бы удалось найти условия, при которых может протекать реакция между двумя молями тяжелого водорода, то, согласно уравнению Эйнштейна можно было бы получить энергию: 0,00433х(3,0х1010)2 эрг=3,9х1018 эрг=3,9х1011 Дж.

Это немалая энергия. В наше время, чтобы получить такую энергию, приходится сжигать в топках котлов ни много ни мало 13,5 т первосортного угля. А ведь его еще нужно добыть из шахт и доставить из-под земли к топке.

Между тем в соответствии с уравнением ядерной реакции такую энергию можно получить при затрате всего лишь двух молей дейтерия, которые содержатся в одном моле тяжелой воды. Следовательно, простой воды потребуется 120 л. Значит, из одного литра обычной воды можно добыть больше энергии, чем можно получить ее из ста килограммов высококачественного угля. А запасы воды на нашей Земле огромны.

Что же мешает получать энергию из воды? Такая возможность пока что кажется фантастической, но она вполне реальна. На пути к ее осуществлению наука уже преодолела немало трудностей. Решена сложнейшая проблема, как извлекать тяжелую воду из природной. Теоретически исследованы и рассчитаны условия, при которых возможны ядерные реакции между легкими атомами.

Но к сожалению, исследователи встретили на этом пути много трудностей. Насколько они серьезны, может показать простой расчет: чтобы два атома могли вступить в ядерную реакцию, их ядра должны столкнуться, т. е. сблизиться до расстояния примерно 10–14 м, начиная с которого межъядерные силы уже могут преодолеть электростатическое отталкивание.

Но ядра атомов защищены, как броней, своими электронными оболочками. Эти оболочки простираются на расстояние в десятки тысяч раз большее. А самое главное — ядра заряжены и отталкиваются друг от друга, как и все одноименно заряженные тела.

Конечно, мир атомных величин не очень привычен и нагляден, и трудно сразу представить себе, какова же эта энергия — мала или не очень мала. Но легко сообразить, с какой скоростью должны сталкиваться атомы, чтобы преодолеть потенциальную энергию электростатического отталкивания.

У дейтерия атомный номер Z=1. Масса изотопа А=2, следовательно, скорость атомов должна быть равна: V=3,8х108 м/с, или 3800 км/с. При обычной температуре физикам известна средняя скорость теплового движения у атомов дейтерия, она равна всего лишь 1,9 км/с. При комнатной температуре, равной примерно 293 К, кинетическая энергия молекул возрастает пропорционально абсолютной температуре, или, что то же самое, пропорционально квадрату скорости. Следовательно, чтобы средняя скорость молекул дейтерия была достаточной для реакции между ядрами, нужно нагреть тяжелый водород до высокой температуры свыше миллиарда Кельвинов. Вот в этом-то и заключается довольно серьезное затруднение для подлинных героев науки — физиков, посвятивших свою жизнь труднейшей и величественнейшей из проблем — стремлению обеспечить энергией будущие поколения.

Литературные источники:

Бердышев Г.Д., Варнавский И.Н., Прилипенко В.Д. Аквабиотика – наука о роли воды в жизненных процессах. В кн.: Информоенергетика ІІІ-го тисячоліття: соціолого-синергетичні та медично-екологічні підходи. Київ – Кривий Ріг: ЗАТ “ЗТНВФ “Коло”, 2003, с. 22 – 28.
Бердышев Г.Д., Корочкин Л.И., Таранов С.Н., Михтарьянц Э.А. Влияние гистонов на структуры фибробластов куриных зародышей. В кн.: Материалы теоретической и клинической медицины. Томск: из-во ТГУ, 1964, в.3., с.44-45.
Варнавский И.Н., Бердышев Г.Д., Прилипенко В.Д. Целебная реликтовая вода – открытие третьего тысячелетия. Вопросы химии и химической технологии, 2002, № 5, с. 168 – 174.
Денько Е.И. Влияние тяжелой воды D2O на клетки животных, растений и микроорганизмы. Успехи совр. биол., 1970, т. 20. - № 1 (4). - с. 41 - 85.
Лобышев В.Н., Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D2O в биологических системах. М.: Наука, 1978. – 215 с.
Мосин О.В., Складнев Д.А., Швец. Исследование физиологической адаптации бактерий на тяжёловодородной среде. Биотехнология. 2000 г. N 8.

ДЕЙТЕРИЙ, ТЯЖЁЛАЯ ВОДА, АДАПТАЦИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ

О.В. Мосин

Вселеннаяая, сформировавшаяся в результате “Большого взрыва” несколько десятков миллиардов лет тому назад, была значительно горячее и плотнее, чем сейчас и состояла, в основном, из двух элементов – водорода и гелия.

Дейтерий сформировался в последующие мгновения эволюции Вселенной в результате столкновения свободного нейтрона и протона при температурах миллион градусов Цельсия. А ещё позже два атома дейтерия сформировали дейтерон и вошли в состав в ядро гелия, который состоит из двух протонов и двух нейтронов.

Таким образом, дейтерий может служить своеобразным индикатором эволюции Вселенной, поскольку количество дейтерия в мире постоянно. Вплоть до настоящего времени считалось, что в процессе формирования гелия израсходовались почти все дейтероны, и лишь 10 тысяч дейтеронов остались неизрасходованными. Исходя из этого количества дейтерия в мире, природная распространённость дейтерия составляла по расчётам не более 0.015% (от общего числа всех атомов водорода).

Совсем недавно проводя наблюдения Млечного Пути, американские учёные обнаружили что дейтерия — тяжёлого водорода – содержится в нём значительно больше, чем об этом говорили данные предыдущих исследований. По мнению астронома Джеффри Лински (Jeffrey L. Linsky) из университета Колорадо (University of Colorado), руководившего исследованием, эта новая информация может радикальным образом изменить теоретические положения о формировании звёзд и галактик.

Тяжёлый водород "прятался" от телескопов за скоплениями межзвёздной пыли и часто был недоступен для наблюдений в силу своей непрозрачности. Астрономы использовали данные ультрафиолетового телескопа FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer). Дейтерий создаёт характерное свечение в ультрафиолетовом диапазоне, благодаря которому разглядеть тяжёлый водород удалось именно с помощью FUSE.
До настоящего времени считалось, что природная распространённость дейтерия составляет не более 0.015% (от общего числа всех атомов водорода).

Это количество зависит как от природы вещества, так и от общего количества материи, сформированной в ходе эволюции Вселенной. Теперь очевидно, что дейтерия в природе намного больше, чем предполагалось раннее.

Но с чем это может быть связано? Источником дейтерия во Вселенной являются вспышки сверхновых и термоядерные процессы, идущие внутри звёзд. Возможно этим объясняется тот факт, что мировое количество дейтерия повышается в период глобальных потеплений и изменений климата. Однако дейтерий довольно быстро разрушается в этих звёздах.

Дело в том, что наряду с водородом в первые мгновения после Большого взрыва образовалось и огромное количество его изотопа дейтерия. Исходя из предыдущих наблюдений, учёные постановили, что больше трети первоначально образованного дейтерия потратилось на создание звёзд. Однако, оказывается, что дейтерия в Млечном Пути намного больше, чем предполагали ранее. В частности, на звездообразование потрачена не треть, а всего 15% изотопа и он распределён неравномерно.

В частности, эти данные могут говорить о том, что для формирования звёзд требовалось значительно меньше водорода, превратившегося затем в гелий. Так же это может оказаться существенным основанием для пересмотра теории эволюции галактик и звёзд.

Если это так, то необходимо также пересмотреть теорию молекулярной эволюции и эволюции жизни на нашей планете, поскольку жизнь напрямую связана с водой и зарождалась в ней. Но была ли это обычная вода? Ещё 10 лет тому назад автор этой статьи, будучи аспирантом Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова в группе академика РАМН В. И. Швеца выдвинул предположение, что первичный “первобытный бульон”, в котором зарождалась жизнь в виде первых коорцерватов, был насыщен тяжёлой водой вследствии того, что в атмосфере Земли не было защитного озонового слоя и вулканические геотермальные и электрические процессы в горячей атмосфере, насыщенной водой могли привести к обогащению гидросферы тяжёлой водой. Но тогда мало кто из учёных увлёкся этой идеей, хоть и напрямую никто не отвёрг её. И только сейчас стало очевидным, что учёные пренебрегали дейтерием в своих расчётах.

Если это так, то необходимо заново пересмотреть эволюцию всего живого на нашей планете, чтобы смоделировать и предсказать дейтерированные формы жизни. Тем более, что их можно легко создать в современных условиях – макромолекулы ДНК, белков, липидов и сахаров – вот те главные компоненты для конструирования дейтерированных мембран и изучения гидрофобных взаимодействий между дейтерированными молекулами.

Отдельный вопрос – генетика дейтерированных клеток и изучение распределения наследственного аппарата, а также физиология, цитология и морфология клетки при росте на тяжёлой воде.

Модели дейтерированных систем довольно легко прогнозировать и конструировать в лабораторных условиях. Нами были получены адаптированные к тяжёлой воде штаммы бактерий, относящиеся к различным таксономическим группам. арактерной особенностью объектов являлось то, что весь биологический материал клетки вместо природного водорода содержал дейтерий.

Дейтерированные клетки адаптированных к максимальной концентрации тяжёлой воды в среде – весьма удобные объекты для исследования. В процессе роста клеток на тяжёлой воде в них синтезируются макромолекулы, в которых атомы водорода в углеродном скелете полностью замещены на дейтерий. Такие дейтерированные макромолекулы претерпевают структурно-адаптационные модификации, необходимые для нормального функционирования клетки в тяжёлой воде. Но эти изменения не единственны; физиология, морфология, цитология клетки, а также генетический аппарат клетки также подвергается воздействию и модификации в тяжёлой воде.

Одним из интереснейших биологических феноменов является способность некоторых микроорганизмов расти в искусственных условиях на средах, в которых все атомы протия заменены на дейтерий (О.В. Мосин, Д.А. Складнев, В. И. Швец, 1996), хотя в природе этот изотоп составляет лишь 0,015%.

Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной, константы диссоциации молекулы тяжёлой воды меньше таковых для обычной воды.

Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году году. А уже в 1933 году Гильберт Льюис получил чистую тяжёловодородную воду путём электролиза обычной воды.

В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя на самом деле он частично находится в составе полутяжёлой воды HDO).

Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Однако некоторые микроорганизмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии). Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. В этом отношении тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль.

Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична. Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 200-250 долларов за кг).

Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Физические свойства D2O H2O
Молекулярная масса 20 18
Плотность при 20C (г/см3) 1,1050 0,9982
t кристаллизации (C) 3,8 0
t кипения (C) 101,4 100

Важнейшим свойством тяжёлой воды является то, что она практически не поглощает нейтроны, поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии и биологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино в Канаде содержит 1 килотонну тяжёлой воды.

Российскими учёными из ПИЯВ разработаны на опытных установках оригинальные технологии получения и очистки тяжелой воды. В 1995 была введена в эксплуатацию первая в России и одна из первых в мире опытно-промышленная установка на основе метода изотопного обмена в системе вода-водород и электролиза воды (ЭВИО).

Высокая эффективность установки ЭВИО дает возможность получать тяжелую воду с содержанием дейтерия > 99,995 % ат. Отработанная технология обеспечивает высокое качество тяжелой воды, включая глубокую очистку тяжелой воды от трития до остаточной активности, позволяющей без ограничений использовать тяжелую воду в медицинских и научных целях.
Возможности установки позволяют полностью обеспечить потребности российских предприятий и организаций в тяжелой воде и дейтерии, а также экспортировать часть продукции. За время работы для нужд Росатома и других предприятий России были произведены более 20 тонн тяжёлой воды и десятки килограммов газообразного дейтерия.

Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO.

Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов заменен тяжёлым изотопом:

к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16O замещен тяжёлыми изотопами 17O или 18O),

к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1H его радиоактивный изотоп тритий 3H).

Если подсчитать все возможные различные соединения с общей формулой Н2О, то общее количество возможных «тяжёлых вод» достигнет 48. Из них 39 вариантов — радиоактивные, а стабильных вариантов всего девять:

Н216O, Н217O, Н218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O.

Тяжёлая вода - это оксид дейтерия, отличается от обычной воды тем, что вместо двух атомов водорода в молекуле, она содержит два дейтерона. Дейтерон, в свою очередь, отличается от протона тем, что он содержит одинаковое число протонов, но разное число нейтронов (на 1 нейтрон больше, чем атом водорода, а в молекуле тяжёлой воды соотв. на 2 нейтрона больше). Соответственно этому увеличению числа нейтронов, увеличивается и молекулярная масса тяжёлой воды, в то время как заряд остаётся неизменным. Этим увеличением массы и обуславливаются так называемые изотопные эффекты тяжёлой воды - энергия связи, константа диссоциации, подвижность, длина связи и т.д.

С первых экспериментов американца Креспи и Даболла в 1940-х годах прошлого века, вплоть до конца 90-х годов установилось устойчивое представление, что тяжёлая вода несовместима с жизнью и что высокие концентрации тяжёлой воды могут приводить к ингибированию многих жизненно-важных мутаций, включая блокировку митоза в стадии профазы, и даже в некоторых случаях вызывать спонтанные мутации.

Клетки животных способны выдерживать до 25-30% тяжёлой воды в среде, растений (50%), а клетки простейших микроорганизмов способны жить на 80% тяжелой воде.

Однако, потом было доказано, что многие организмы могут быть адаптированы к росту на тяжёлой воде.

Тяжёлая вода высокой концентрации токсична для организма; химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных.

Тем не менее тяжелая вода играет значительную роль в различных биологических процессах. Российские исследователи давно обнаружили, что тяжелая вода тормозит рост бактерий, водорослей, грибов, высших растений и культуры тканей животных. А вот вода со сниженной до 30% концентрацией дейтерия (так называемая "бездейтериевая" вода) способствует увеличению биомассы и количества семян, ускоряет развитие половых органов и стимулирует сперматогенез у птиц.

За рубежом пробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Та вода оказалась по настоящему мертвой: и опухоли губила, и мышей. Различные исследователи установили, что тяжелая вода действует отрицательно на растительные и живые организмы. Подопытных собак, крыс и мышей поили водой, треть которой была заменена тяжелой водой. Через некоторое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали. И наоборот, снижение содержания дейтерия на 25% ниже нормы в воде, которую давали животным, благотворно сказалось на их развитии: свиньи, крысы и мыши дали потомство, во много раз многочисленнее и крупнее обычного, а яйценосность кур поднялась вдвое.

Тогда учёные взялись за "облегченную" воду. Эксперименты проводили на 3 моделях перевиваемых опухолей: карцинома легких Льюис, быстро растущая саркома матки и рак шейки матки, который развивается медленно. "Бездейтериевую" воду исследователи получали по специальной технологии электролизом дистиллированной воды. В опытных группах животные с перевитыми опухолями получали воду с пониженным содержанием дейтерия, в контрольных группах - обычную. Животные начали пить "облегченную" и контрольную воду в день перевивки опухоли и получали ее до последнего дня жизни.

Вода с пониженным содержанием дейтерия задерживала появление первых узелков на месте перевивки рака шейки матки. Однако, на время возникновения узелков других типов опухоли облегченная вода не действала. Но во всех опытных группах с тяжёлой водой, начиная с первого дня измерений и практически до завершения эксперимента, объем опухолей был меньше, чем в контрольной группе. К сожалению, хотя тяжёлая вода и тормозит развитие всех исследованных опухолей, жизнь экспериментальным мышам она не продлевает.

Как это всё происходит на уровне метаболизма? При попадании клеток в дейтерированную тяжёловодородную среду из них не только исчезает протонированная вода за счет реакции обмена Н2О-D2О, но и происходит быстрый H±D обмен в гидроксильных, сульфгидрильных и аминогруппах всех органических соединений, включая белки, нуклеиновые кислоты, липиды, сахара. Только С—Н-связь не подвергается обмену и соединения типа С—D синтезируются «de поvo».

Интересно, что после обмена H±D ферменты не прекращают своей функции (Themson et al., 1966; Денько, 1974), но изменения в результате изотопного замещения за счет первичного и вторичного изотопных эффектов (Thomson, 1963; Halevy, 1963), а также действие тяжёлой воды как растворителя (большая структурированность и вязкость по сравнению с обычной водой) приводят к изменению скоростей (замедлению) и специфичности ферментативных реакций в тяжёлой воде.

Присутствие дейтерия в биологических системах приводит к изменениям структуры и свойствам жизненно-важных макромолекул таких как дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и белки. При этом различают первичные и вторичные изотопные эффекты дейтерия в зависимости от того, какое положение занимает атом дейтерия в молекуле. Наиболее важными для структуры макромолекулы связи являются динамические короткоживущие водородные (дейтериевые) связи. Они формируются между соседними атомами дейтерия (водорода) и гетероатомами кислорода, углерода, азота, серы и т.д. и играют главную роль в поддержании пространственной структуры макромолекулярных цепей и как эти структуры взаимодействуют с другими соседними макромолекулярными структурами, а также с тяжелой водной окружающей среды.

Структурно-динамические свойства клеточной мембраны, которые в большинстве зависят от качественного и количественного состава липидов, также могут изменяться в присутствии тяжёлой воды. Полученный результат объясняется тем, что клеточная мембрана является одной из первых органелл клетки, которая испытывает воздействие тяжёлой воды, и тем самым компенсирует реалогические параметры мембраны (вязкость, текучесть, структурированность) изменением количественного и качественного состава липидов.

Возможно эффекты, наблюдаемые при адаптации к тяжёлой воде связаны с образованием в тяжёлой воде конформаций молекул с иными структурно-динамическими свойствами, чем конформаций, образованных с участием водорода, и поэтому имеющих другую активность и биологические свойства. Так, по теории абсолютных скоростей разрыв СH-связей может происходить быстрее, чем СD-связей, подвижность иона D+ меньше, чем подвижность Н+, константа ионизации тяжёлой воды меньше константы ионизации обычной воды. Всё это отражается на кинетике химической связи и скорости хим. реакций в тяжёлой воде.

Связи, образованные атомами углерода с дейтерием немного прочнее, чем СН-связи из-за того, что частота колебания дейтерона, имеющего большую массу (в два раза большую, чем протон) и размер меньше частоты колебания протона и тем самым, это стабилизирует связь.

Другое важное свойство определяется самой пространственной структурой тяжёлой воды, которая имеет тенденцию сближать гидрофобные группы макромолекулы, чтобы минимизировать их эффект на водородную (дейтериевую) связь в присутствии молекул тяжёлой воды. Так что структура спирали, каковой является ДНК в присутствии тяжёлой воды стабилизируется. Кроме этого, отмечены радиопротекторные свойства тяжёлой воды на клетки печени обезьяны, в которой экспонировались эти клетки. Также было показано, что жизненный цикл плоских червей, выращенных на тяжёлой воде увеличивается в 1.5 раза по-сравнению с червями, выращенными на обычной воде (М.Шепенинов, 2006).

Вероятно, клетка реализует лабильные адаптивные механизмы, которые способствуют функциональной реорганизации работы жизненно-важных систем в тяжёлой воде. Так, например, нормальному биосинтезу и функционированию в тяжёлой воде таких биологически активных соединений, как нуклеиновые кислоты и белки способствует поддержание их структуры посредством формирования водородных (дейтериевых) связей в молекулах.

Связи, сформированные атомами дейтерия различаются по прочности и энергии от аналогичных водородных связей. Различия в нуклеарной массе атома водорода и дейтерия косвенно могут служить причиной различий в синтезах нуклеиновых кислот, которые могут приводить в свою очередь к структурным различиям и, следовательно, к функциональным изменениям в клетке.

Ферментативные функции и структура синтезируемых белков также изменяются при росте клеток на тяжёлой воде, что может отразиться на процессах метаболизма и деления клетки.

Изменения соотношения основных метаболитов в процессе адаптации к тяжеловодородной среде также может являться причинами гибели клеток. Клетки высших организмов погибают при содержании тяжёлой воды в составе тела свыше 30%, но микроорганизмы, легко приспосабливающиеся к резким изменениям среды обитания, способны жить и размножаться даже в 98%-ной тяжёлой воды (Мосин О.В, 1996).

Давно замечено, что адаптация к тяжёлой воде проходит легче при постепенном увеличении содержания дейтерия в среде (Pratt a. Curry, 1938), так как чувствительность к тяжёлой воде разных ключевых систем различна. Практически даже высокодейтерированные среды содержат протоны от 0,2—10%. Возможно, что остаточные протоны в момент адаптации к тяжёлой воде облегчают перестройку к изменившимся условиям, встраиваясь именно в те участки, которые наиболее чувствительны к замене. Если это так, то встраивание протонов должно приводить к накоплению легкого изотопа в органическом материале клеток и соответственно к обогащению тяжелым изотопом среды культивирования.

Способность к адаптации в высоких концентрациях тяжёлой воды связана с эволюционным уровнем организации, т. е. чем ниже уровень развития живого, тем выше способность к адаптации.
Дейтерированные клетки адаптированных к максимальной концентрации тяжёлой воды в среде микроорганизмов – весьма удобные объекты для исследования. В процессе роста клеток на тяжёлой воде в них синтезируются макромолекулы, в которых атомы водорода в углеродном скелете почти полностью замещены на дейтерий. Такие дейтерированные макромолекулы претерпевают структурно-адаптационные модификации, необходимые для нормального функционирования клетки в тяжёлой воде.

Эти факты позволяют видеть некоторую аналогию между адаптацией к тяжёлой воде и адаптации к низким температурам. Ещё Юнг (Jung, 1967) на клетках Escherichia coli, помещенных в 98,6%-ную тяжёлую воду, показал, что эффект торможения роста тяжелой воды может быть компенсирован повышением температуры роста. Аналогия с охлаждением позволяет рассматривать адаптацию к тяжёлой воде, как адаптацию к неспецифическому фактору, действующему одновременно на функциональное состояние большого числа систем: превращение энергии, биосинтетические процессы, транспорт веществ, структуру и функции макромолекул. Возможно, что наиболее чувствительными к замене Н+ на D+ оказываются именно те системы, которые используют высокую подвижность протонов и высокую скорость разрыва протонных связей. Такими системами в клетке могут быть дыхательная цепь и аппарат биосинтеза макромолекул, которые располагаются в цитоплазматической мембране или находятся под ее контролем.

Аналогия между адаптацией к тяжёлой воде и температурной адаптацией очень важна для конструирования дейтерированных ферментов, которые смогут функционировать в условиях высоких температур. Такие стабильные дейтерированные ферменты необходимы в биотехнологии, медицине и сельском хозяйстве.

Это привело бы к ускорению обменных процессов в организме человека, а, следовательно, к увеличению его физической и интеллектуальной активности. Но вскоре возникли опасения, что полное изъятие из воды дейтерия приведет к сокращению общей длительности человеческой жизни. Ведь известно, что наш организм почти на 70% состоит из воды. И в этой воде 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) он занимает 12-е место среди химических элементов, из которых состоит организм человека. В этом отношении его следует отнести к разряду микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в нашем теле в десятки и сотни раз меньше, чем дейтерия. Что же случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же несомненным является тот факт, что, меняя количественное содержание дейтерия в растительном или животном организме, мы можем ускорять или замедлять ход жизненных процессов.

Вода - самая необыкновенная субстанция на Земле

О.В. Мосин

Вода— самое распространенное вещество на Земле. 3/4 поверхности земного шара покрыты водой в виде океанов, морей, рек и озер. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в земной атмосфере; в виде огромных масс снега и льда на вершинах гор и в полярных странах. В недрах земли также находитcя вода, пропитывающая почву и горные породы.

Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Происхождение жизни на Земле обязано воде. В организме вода представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма; кроме того, вода принимает участие в целом ряде биохимических реакций как растворитель.

Вода очень необычная по своим физико-химическим свойствам субстанция. Плотность воды при переходе ее из твердого состояния в жидкое не уменьшается, как у других веществ, а возрастает. При нагревании воды от 0 до 4°С плотность ее также увеличивается. При 4°С вода имеет максимальную плотность, при дальнейшем нагревании ее плотность уменьшается. Это свойство воды очень ценно для жизни. Если бы при понижении температуры и при переходе из жидкого состояния в твердое плотность воды изменялась, как это происходит у подавляющего большинства веществ, то при приближении зимы поверхностные слои природных вод охлаждались. бы до 0°С и опускались на дно, освобождая место более теплым слоям, и так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоема не приобрела бы температуру 0°С. Тогда бы вода замёрзла, образующиеся льдины погружались бы на дно и водоем промерзал бы на всю его глубину. Многие формы жизни в воде были бы невозможны. Но так как наибольшей плотность вода достигает при 4 °С, то перемещение ее слоев, вызываемое охлаждением, заканчивается при достижении этой температуры. При дальнейшем понижении температуры охлажденный слой, обладающий меньшей плотностью, остается на поверхности, замерзает и тем самым защищает лежащие ниже слои от дальнейшего охлаждения и замерзания.

Большое значение имеет тот факт, что вода. обладает аномально высокой теплоемкостью [4,18 Дж/(г К)]. Поэтому .в ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно, а днем или при переходе от зимы к лету так же медленно нагревается, являясь, таким образом, регулятором температуры на земном шаре.

Молекула воды имеет угловое строение; входящие в ее состав ядра образуют равнобедренный треугольник, в основании которого находятся два протона, а в вершине — ядро атома кислорода, Межъядерные расстояния О—Н близки к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно 0,15 нм. Из восьми электронов, составляющих внешний электронный слой атома кислорода в молекуле воды две электронные пары образуют ковалентные связи О—Н, а остальные четыре электрона представляют собой две неподеленных электронных пары.

Атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии sp2-гибридизации. Поэтому валентный угол НОН (104,3°) близок к тетраэдрическому (109,5°). Электроны, образующие связи О—Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате атомы водорода приобретают эффективные положительные заряды, поскольку на них создаются два положительных полюса. Центры отрицательных зарядов неподеленных электронных пар атома кислорода, находящиеся на гибридных - орбиталях, смещены относительно ядра атома и в свою очередь создают два отрицательных полюса.

Молекулярная масса парообразной воды равна 18 ед. Но молекулярная масса жидкой воды, определяемая путем изучения ее растворов в других растворителях оказывается более, высокой. Это происходит из-за того, что в жидкой воде происходит ассоциация отдельных молекул воды в более сложные агрегаты (кластеры). Такой вывод подтверждается и аномально высокими значениями температур плавления и кипения воды. Ассоциация молекул воды вызвана образованием между ними водородных связей.

По своей структуре вода представляет собой иерархию правильных объемных структур, в основе которых лежит кристаллоподобные образования, состоящие из 57 молекул и взаимодействующие друг с другом за счет свободных водородных связей. Это приводит к появлению структур второго порядка в виде шестигранников, состоящих из 912 молекул воды. Свойства кластеров зависят от того, в каком соотношении выступают на поверхность кислород и водород. Конфигурация элементов воды реагирует на любое внешнее воздействие и примеси, что объясняет чрезвычайно лабильный характер их взаимодействия. В обычной воде совокупность отдельных молекул воды и случайных ассоциатов составляет 60% (деструктурированная вода), а 40% - это кластеры (структурированная вода).

В твердой воде (лед) атом кислорода каждой молекулы участвует в образовании двух водородных связей с соседними молекулами воды. Образование водородных связей приводит к такому расположению молекул воды, при котором они соприкасаются друг с другом своими разноименными полюсами. Молекулы образуют слои, причем каждая из них связана с тремя молекулами, принадлежащими к тому же слою, и с одной — из соседнего слоя. Структура льда принадлежит к наименее плотным структурам, в ней существуют пустоты, размеры которых несколько превышают размеры молекулы.

При плавлении льда его структура разрушается. Но и в жидкой воде сохраняются водородные связи между молекулами: образуются ассоциаты — обломки структур льда, — состоящих из большего или меньшего числа молекул воды. Однако в отличит от льда каждый ассоциат существует очень короткое время: постоянно происходит разрушение одних и образование других агрегатов. В пустотах таких “ледяных” агрегатов могут размещаться одиночные молекулы воды; при этом упаковка молекул воды становится более плотной. Именно поэтому при плавлении льда объем, занимаемый водой, уменьшается, а ее плотность возрастает.

По мере нагревания воды обломков структуры льда в ней становится все меньше, что приводит к дальнейшему повышению плотности воды. В интервале температур от 0 до 4°С этот эффект преобладает над тепловым расширением, так что плотность воды продолжает возрастать. Однако при нагревании выше 4°С преобладает влияние усиления теплового движения молекул и плотность воды уменьшается. Поэтому при 4°С вода обладает максимальной плотностью.

При нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водородных связей (энергия разрыва водородной связи в воде составляет примерно 25 кДж/моль). Этим объясняется высокая теплоемкость воды. Водородные связи между молекулами воды полностью разрываются только при переходе воды в пар.

Вода — очень реакционноспособное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты; наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода.

Вода обладает также каталитической способностью. В отсутствие следов влаги практически не протекают некоторые обычные реакции; например, хлор не взаимодействует с металлами, фтороводород не разъедает стекло, натрий не окисляется в атмосферы воздуха.

Вода способна соединяться с рядом веществ, находящихся при обычных условиях в газообразном состоянии, образуя при этом так: называемые гидраты газов. Примерами могут служить соединения ксенона, хлора и углеводородов, которые выпадают в виде кристаллов при температурах от 0 до 24 °С (обычно при повышенном давлении соответствующего газа). Подобные соединения возникают в результате заполнения молекулами газа (“гостя”) межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды (“хозяина”); они называются соединениями включения или клатратами.

В клатратных соединениях между молекулами “гостя” и “хозяина” образуются лишь слабые межмолекулярные связи; включенная молекула не может покинуть своего места в полости кристалла преимущественно из-за пространственных затруднений Поэтому клатраты — неустойчивые соединения, которые могут существовать лишь при сравнительно низких температурах.

Клатраты используют для разделения углеводородов и благородных газов. В последнее время образование и разрушение клатратов газов (пропана и некоторых других) успешно применяется для обессоливания воды. Нагнетая в соленую воду при повышенном давлении соответствующий газ, получают льдоподобные кристаллы клатратов, а соли остаются в растворе. Похожую на снег массу кристаллов отделяют от маточного раствора и промывают, Затем при некотором повышении температуры или уменьшении давления клатраты разлагаются, образуя пресную воду и исходный газ, который вновь используется для получения клатрата. Высокая экономичность и сравнительно мягкие условия осуществления этого процесса делают его перспективным в качестве промышленного метода опреснения морской воды.

Вода и человеческая цивилизация

Первые земледельческие поселения людей появились в долинах рек, разливы которых происходили летом в результате таяния льдов на горных ледниках. Вода в реках, идущих с гор, обычно бедна планктоном. Расширение зон поселений в пределах речных долин привело к появлению колодцев с чистой отфильтрованной водой. Лишь возникновение городов требовало других форм водоснабжения. Гидравлических насосов тогда не было, и воду из рек, лежащих ниже городских улиц, нельзя было направить в города. Живительную воду находили в источниках на окружающих холмах или предгорьях, откуда она текла по трубам, каналам и акведукам самотеком. Немало акведуков древности сохранилось в рабочем состоянии до настоящего времени.

Римляне были самыми знаменитыми строителями водопроводов, но далеко не первыми. За тысячу лет до возникновения Римский республики водопровод, питавшийся от горного источника, был сооружен в Дамаске. Системы водоснабжения были в Древней Персии, Армении и Греции. Крупные города той эпохи Иерусалим, Александрия, Кноссос также имели водопроводы. В Древнем Риме первый водопровод-акведук построен в 312 г. до н. э. в период Республики, последний — одиннадцатый в 226 г. современного летоисчисления. Самый знаменитый высотный акведук воздвигли в 144 г. Он позволил расширить город в восточном возвышенном направлении. Вода в Рим поступала с горных холмов, с расстояния от 25 до 100 км от города. Римляне строили акведуки по всей своей империи и некоторые из них в современной Франции и Испании функционируют доныне.

В России в первых поселениях и небольших городах источником питьевой воды были реки и колодцы. Римская технология акведуков не подходила для равнины. Большинство российских рек берут начало не в горах, а в болотах. Их вода богаче солями, планктоном и рыбой. В Восточной и Северной Европе, включая Англию и Ирландию, главным источником водоснабжения городов также были реки. Но воду для первых водопроводов брали обычно из верхнего течения рек. Вода рек и озер теряла постепенно свое значение не потому, что она была изначально плохой, а в результате загрязнения, связанного с деятельностью людей, с развитием животноводства и перерабатывающей промышленности.

Промышленное развитие привело к очень сильному химическому загрязнению речных вод. Открытие бактериальной природы холеры, брюшного тифа, дизентерии, гепатита и других кишечных инфекций привело в конечном итоге к прекращению забора воды для водопроводов в естественных водоемах. В Европе стали создаваться водохранилища, наполнявшиеся талой и грунтовой водой и водоохранные зоны. Появились большие установки для стерилизации воды хлором и ее фильтрации. Но вместе с этим стала интенсивно развиваться коммерческая продажа чистой и стерильной воды из разнообразных источников-родников. Вода стала товаром розничной торговли и заняла достойное место в одном ряду с пивом, элем, квасом, лимонадом и фруктовыми соками.

Бутилированная вода

История алкогольных напитков уходит в глубокую древность. Лимонный и апельсиновый соки вошли в употребление в Италии, Франции и Англии в 1660—1670 годах. В России брусничная вода была популярна в XVIII в. «На столик ставит вощаной кувшин с брусничною водой...» — Пушкин пишет об этом как о привычном явлении. Воду из лечебных минеральных источников стали продавать в Германии в 1787 г. и в Англии — в 1792-м.

Однако мировая торговля минеральной водой началась лишь после европейских эпидемий холеры. К этому времени Европа покрылась и сетью железных дорог. Первые партии бутылок минеральной воды наполнялись в действительно знаменитом в то время водном курорте Карлсбаде, ныне известном как Карловы Вары. Один из источников горячей минеральной воды с температурой 72оC бьет здесь фонтаном-гейзером на высоту 11 м. Поверить в лечебную силу такого подарка природы, конечно, нетрудно.

Знаменитые Римские бани строились вокруг горячих источников, и некоторые из них функционируют до настоящего времени. Самой величественной считается баня императора Каркаллы, построенная недалеко от Рима в 217 г. Император Диоклетиан возвел для себя дворец возле минеральных источников в Далматии. Европейские минеральные курорты и бани в Бас, (Англия), в Спа (Бельгия), в Виши (Франция) и в Карлсбаде ведут свою лечебно-гигиеническую историю со времен Римской империи.

Каждый минеральный источник имеет разный состав воды, разный запах и кислотно-щелочной баланс. Они получали покровительство европейских королевских династий и врачи в XVIII—XIX веках часто рекомендовали лечение на водах больным желудочно-кишечными расстройствами, ревматизмом, артритом и множеством других хронических недугов.

Природная вода с повышенным содержанием минеральных компонентов классифицируется на четыре группы.

•Минеральные лечебные воды с общей минерализацией более 8 г/л. Сюда же относят и менее минерализованную воду, содержащую повышен¬ное количество бора, мышьяка и других элемен¬тов. Ее принимают по назначению врача.

•Минеральные лечебно-столовые воды с об¬щей минерализацией 2—8 г/л. Они применяются с лечебными целями по назначению врача, но можно использовать их в качестве столового напитка.

•Минеральные столовые воды с минерализацией 1—2 г/л.

•Столовые воды с минерализацией менее 1 г/л.

Своим происхождением минеральные воды обязаны подземным водоносным слоям или бассейнам, расположенным среди особых горных пород, в течение долгого периода обогащающих воду целебными минералами, которые находятся в растворе в виде диссоциированных на положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы.

В названии вод даются определения «гидрокарбонатная» и «натриевая», значит, этих веществ более всего, но могут быть воды хлоридно-натриево-кальциевые, хлоридно-сульфатные, натриево-магниевые и др. В зависимости от того, какой у воды показатель рН, минеральная вода яв¬ляется кислой, нейтральной или щелочной. Дей¬ствие минеральных вод на желудочно-кишечный тракт и организм различное.

Минеральными водами лечатся такие болезни, как гастриты, колиты, воспаления слизистой кишечника, заболевания желчного пузыря и печени, болезни обмена веществ.
Развитие медицины привело в XIX в. к появлению новой научной отрасли — бальнеологии (от латинского balneum — баня, купание). Производились химические анализы воды разных источников. Первые химические анализы кавказских минеральных вод были сделаны в 1825 г. русским ученым Г. И. Гессом. Воды классифицировались на кислые (Кисловодск), углекисло-сероводородные (Пятигорск), карбонато-хлоридо-натриевые (Ессентуки) и сульфат-магниевые. В этот же период знаменитый шведский химик И. Я. Берцелиус провел анализ минерального состава источников Карлсбада. Вода источников, ключей стала продаваться в бутылках. Французы первыми стали торговать в Европе, а затем и в мире своей популярной водой «Виши». В Москву и Санкт-Петербург привозили минводу из кавказских источников. Самые популярные поступали и на европейский рынок. Этому примеру последовали немецкие, австрийские, итальянские и швейцарские курорты.
В СССР к 1970 г. производилось более 900 млн. бутылок минеральной воды в год.

Всего лишь 30—40 лет назад минеральная вода действительно была минеральной, отличаясь повышенным содержанием каких-то определенных солей натрия, калия, кальция или магния. Из анионов ценились хлориды, фосфаты и карбонаты. Французская «Виши» была богата ионами натрия — 1200 мг на литр. Литр «Виши» обеспечивал человека физиологическим минимумом поваренной соли в сутки. «Боржоми» содержала еще больше натрия — от 1300 до 1500 мг на литр.

В «Ессентуках» содержание натрия в знаменитых источниках № 4 и 17 доходило до 4000 мг на литр. Соленый вкус воды достаточно силен. «Нарзан» богат магнием, полезными ионами. Но его содержание — 400 мг на литр — выше оптимального. Все эти лечебные воды полезны при заболеваниях, сопровождавшихся сильной потерей солей.

В странах европейского сообщества потребление минеральных вод популярных курортов стало сокращаться после введения закона об обязательном указании на бутылочных этикетках полного ионного состава. Слишком высокое содержание тех или иных катионов или анионов приводило к перемещению бутылок из супермаркетов в магазины здоровья. Однако товарная ниша минвод не пропала. Стала происходить смена «курортных» названий и марок на географические, появились как «минеральные» шотландская, альпийская, французская и множество других.

Стало цениться не высокое, а наоборот, очень низкое содержание солей. В России переход к рыночной экономике привел к резкому росту продаж бутилированной минеральной воды во всех областях и автономных республиках. На гребне этого подъема в 2000 г. по инициативе международных корпораций «Кока-кола» и «Пепси-кола» возникла новая отрасль водоснабжения — розлив в бутылки обычной водопроводной воды после дополнительной фильтрации. Такая вода как наиболее дешевая и производимая в странах-потребителях стала вытеснять другие. Но мечта людей о благотворной воде все же не пропала. Она переместилась в область поисков «живой воды», «эликсира молодости».

Поиск «эликсира молодости»

Теория о том, что причиной старения организма может быть тяжелая вода, содержащая вместо двух атомов водорода два его тяжелых изотопа дейтерия, была впервые выдвинута в 1934 г. Согласно ей якобы с возрастом происходит накопление дейтерия в тканях, и это служит причиной нарушения функций. Предполагалось, что тяжелая вода ингибирует рост и развитие организма.

Дейтерий, открытый в 1932 г., это изотоп водорода с молекулярным весом 2 и имеющий в ядре атома один протон и один нейтрон. Формула тяжелой воды D2О и молекулярный вес 20, а не 18, как у легкой воды. Тяжёлая вода на 10% плотнее обычной воды, её вязкость выше на 25%, она кипит при температуре 101,42 0С, а замерзает при +3,8 0С. Тяжелая вода содержится в составе природной воды, но в небольших количествах. В натуральных источниках, в реках и морях одна молекула тяжелой воды приходится на 6000 молекул Н2О. Это составляет 0,015%. В тонне питьевой воды содержится около 150 г., а в морской воде – 165 г. тяжёлой воды. Замечено, что содержание тяжёлой воды в природе зависит от климата и глобалного потепления. В периоды глобального потепления количество тяжёлой воды увеличивается.

Тяжелую воду в 1934 году не производили, поэтому проверку ее токсичности для всего живого было невозможно осуществить. Но с 1938—39 гг. началось промышленное производство тяжелой воды посредством расщепления легкой воды электролизом. Тяжелую воду применяют в ядерной физике и в конструкции реакторов как поглотитель нейтронов. Кроме того, тяжёлую воду используют при создании нейтронной бомбы, поскольку при распаде 1 г. дейтерия выделяется в 10 млн. раз больше энергии чем 1 г. угля.

Эксперименты с растениями и животными показали, что тяжелая вода действительно токсична, но лишь в очень больших концентрациях. Мыши погибали, если содержание дейтерия в воде превышало 20%. Клетки растений выдерживали 30-50%-ные концентрации тяжёлой воды. А одноклеточные водоросли могли жить и в 75-80%-ной тяжелой воде. И лишь простейшие животные — нематоды не только существовали в тяжелой воде, но их жизнь даже удлинялась на насколько недель. Заметить какую-либо токсичность при природных концентрациях дейтерия в 0,015% не удавалось. Было к тому же установлено, что содержание тяжелой воды с возрастом у млекопитающих животных не увеличивается, а уменьшается, так как дейтерий хуже, чем обычный водород, ассимилируется клеткой для биохимических процессов.

Однако интерес к тяжелой воде как причине старения возродился после публикации в 1973 г. нового варианта теории токсичности тяжёлой воды. Автор этой теории Т. Грифиц рассчитал, что водородные связи, от которых зависит конфигурация белковых молекул и ДНК, становятся прочнее, если водород в аминокислотах или нуклеотидах заменен дейтерием. Это происходит из-за того, что дейтерий намного крупнее и массивнее водорода и частота колебания его намного меньше, чем водорода. Это стабилизирует связь дейтерия с другими атомами, например с углеродом, кислородом, делая её более прочной. Поэтому, если даже одна молекула ДНК на десять тысяч имеет более прочную структуру, то это может означать мутацию при процессах репликации генома в делящихся клетках. Это же относится и к белкам.

Дeфективность даже одной молекулы на тысячи правильных конфигураций может создавать помехи, «шумы» в обмене веществ. Для проверки этой теории понадобились более обстоятельные эксперименты со сравнением продолжительности жизни животных при разных режимах и в нескольких поколениях с учетом мутаций, а не физиологии. Убедительных опытов в этом направлении пока не было. Однако теоретические предположения о том, что уменьшение процента тяжелой воды в составе питьевой может продлевать жизнь, возродились и начались попытки проверки этих предположений в естественных популяциях животных и в человеческом обществе.

Химические реакции с участием дейтерия, в отличие от протия, протекают с меньшей скоростью из-за большей энергии активизации. Скорость ферментных реакций с участием протия в 4–5 раз выше, чем с дейтерием. Так, по теории абсолютных скоростей разрыв СD-связей может происходить быстрее, чем СH-связей, подвижность иона 2H+ меньше, чем подвижность Н+, константа ионизации тяжёлой воды несколько меньше константы ионизации обычной воды. При этом различают первичные и вторичные изотопные эффекты дейтерия в зависимости от того, какое положение занимает атом дейтерия в молекуле.

Тяжелая вода кипит при 101,42 0С и именно из-за своего более тяжелого веса медленнее поднимается вверх при испарении с поверхности водоемов. Поэтому в закрытых водоёмах должно находиться больше тяжёлой воды, т.к. она испаряется не так эффективно, как обычная вода. Но с другой стороны, тяжёлая вода конденсируется быстрее, чем обычная вода, поэтому осадки обогащаются тяждёлой водой. А вот тучах должно находиться меньше тяжелой воды, чем в воде Мирового океана. Соответственно меньше ее должно быть и в ледниках Антарктики и Гренландии, а особенно в высокогорных глетчерах. При этом чем выше горы, тем меньше в их ледниках тяжелой воды, так как они образованы не низкими тучами, а облаками, поднявшимися на высоту 8—9 км. Однако серьезных проверок физиками с определениями действительных пропорций тяжелой и легкой воды в разных ледниках не было.

На острове Ньюфаундленд, на севере Канады, наиболее близком к Гренландии, была основана компания, которая летом 2000 г. начала производство воды из айсбергов, но пока не для питья, а для особых сортов пива и водки. В России издавна для водки использовали талую воду. На этой рецептуре держится также слава финской и шведской водок. Преимущество воды айсбергов в том, что вода в этом случае замерзла десятки тысяч лет назад и чище той, которую получают из снега в настоящее время.

Интересные эксперименты с влиянием тяжёлой воды на организм животных осуществил академик Украины В.И. Бадьин. Учёные провели измерения динамики снижения содержания дейтерия в организме 4-х месячных телят, которых поили водой с пониженным содержанием дейтерия.

Для эксперимента были отобраны три здоровых теленка 4-х месячного возраста. Каждый из них помещался в отдельное стойло. Перед началом эксперимента у животных были взяты пробы мочи, крови и волосяные покровы. Животных измеряли для определения веса. В течение эксперимента телят кормили сеном (1,5–2 кг/сут.) и комбикормом (2 кг/сут.). А поили их очищенной водой с добавкой тяжёлой воды с известным изотопным сдвигом протий/дейтерий.

Затем на второй, пятый и седьмой день эксперимента у животных отбирали мочу и кровь, в которых определяли содержание дейтерия, а также макро- и микроэлементов. Каждый день у телят измеряли пульс, частоту дыхания и температуру тела. В течение всего эксперимента за телятами вели наблюдение ветеринарный врач и зоотехник. Было установлено, что концентрация дейтерия в моче животных до начала эксперимента оказалась примерно равной концентрации дейтерия в воде Московского региона.

Академик В.И. Бадьин пришёл к следующим выводам:

•Потребление животными воды, обедненной дейтерием, приводит к изменению изотопного состава воды мочи.

•Потребление животными очищенной воды, приводило к снижению концентрации кальция в моче.

•Зарегистрировано уменьшение содержания кальция, магния и кадмия в волосяном покрове.

•Произошло увеличение концентрации креатенина в моче и сыворотке крови при сохранении соотношения концентраций кровь/моча.

•Телята, пившие воду, обедненную дейтерием, отличались от обычных телят резвостью и высокой подвижностью.

Таким образом, был сделан вывод, что изотопный эффект т дейтерия может активизировать или угнетать биохимические процессы в организме. Однако, до тех пор, пока не накоплены первичные сведения в области токсикологии дейтерия, исследовать его действие на человеке очень опасно. Первым шагом в практическом использовании обедненной дейтерием воды может быть применение ее в рационе персонала на производстве тяжелой воды в качестве профилактического средства.

Тяжёлая вода и рак

Российские исследователи давно обнаружили, что тяжелая вода тормозит рост бактерий, водорослей, грибов, высших растений и культуры тканей животных. А вот вода со сниженной до 50% концентрацией дейтерия (так называемая "бездейтериевая" вода) обладает антимутагенными свойствами, способствует увеличению биомассы и количества семян, ускоряет развитие половых органов и стимулирует сперматогенез у птиц.
За рубежом пробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Та вода оказалась по настоящему мертвой: и опухоли губила, и мышей. Российские исследователи взялись за "облегченную" воду.

Эксперименты проводили на 3 моделях перевиваемых опухолей: карцинома легких Льюис, быстро растущая саркома матки и рак шейки матки, который развивается медленно. "Бездейтериевую" воду исследователи получали по технологии, разработанной в Институте космической биологии.

В основе метода лежит электролиз дистиллированной воды. В опытных группах животные с перевитыми опухолями получали воду с пониженным содержанием дейтерия, в контрольных группах - обычную. Животные начали пить "облегченную" и контрольную воду в день перевивки опухоли и получали ее до последнего дня жизни.

Вода с пониженным содержанием дейтерия задерживает появление первых узелков на месте перевивки рака шейки матки. На время возникновения узелков других типов опухоли облегченная вода не действует. Но во всех опытных группах, начиная с первого дня измерений и практически до завершения эксперимента, объем опухолей был меньше, чем в контрольной группе. К сожалению, хотя тяжёлая вода и тормозит развитие всех исследованных опухолей, жизнь экспериментальным мышам она не продлевает.

Дейтерий - экологически чистое топливо

Дейтерий - изотоп водорода с одним "лишним" нейтроном в ядре - экологически чистое, дешевое и доступное в неограниченных количествах топливо, поскольку выделяется из обычной воды. В одной тонне воды его столько, что им можно заменить 250 тонн нефти. Правда соответственно и внимание к нему повышенное пока, лишь в научной среде. Например, ученые из Российского федерального ядерного центра - Всероссийского научно-исследовательского института технической физики (РФЯЦ-ВНИИТФ) города Челябинск-70 предлагают взрывать небольшие термоядерные заряды. По их убеждению, тем самым можно спасти мир от энергетического голода и экологической катастрофы, а страну - от нищеты. Российские оружейники однажды уже спасли мир от третьей мировой войны, создав стратегическое ядерное и термоядерное оружие. Что же они предлагают XXI столетию?

Учёные готовы спроектировать и построить энергоустановку взрывной дейтериевой энергетики (ВДЭ) - "котел взрывного сгорания" (КВС). Это такая железобетонная бочка диаметром около 150 и высотой 200 метров, толщина стенки - 35 метров. Внутри она облицована 20-сантиметровой сталью, а сверху засыпана грунтом толщиной более сотни метров. В этом сооружении, именуемом в проекте "КВС10", внутри защитного слоя жидкого натрия с помощью дейтериевых взрывов мощностью до 10 килотонн тротилового эквивалента можно каждые полчаса получать 37 гигаватт тепловой энергии, что равноценно 25 миллионам тонн нефтяного эквивалента в год. Разработке концепции взрывной дейтериевой энергетики предшествовало создание специалистами РФЯЦ - ВНИИТФ под руководством академиков Е.И. Забабахина, Е.Н. Аврорина и Б.В. Литвинова "чистых" дейтериевых зарядов.

Реликтовые источники и долгожительство

В Советском Союзе в 1960—65 гг. Геннадий Бердышев, работавший в Томском мединституте и изучавший долгожительство в Якутии и на Алтае, связал долголетие якутов и алтайцев с употреблением талой воды ледников, которые в горах Якутии образовались намного раньше гренландских. Реликтовый лед привозили в вагонах-ледниках в Томск, использовали в разных экспериментах. По данным Бердышева, реликтовая вода (т.е. вода, с низким содержанием дейтерия) оказывала омолаживающее действие на клетки тканей. В книге «Эколого-генетические факторы старания и долголетия», изданной в Ленинграде в 1968 г., ученый предположил, что большое число долгожителей среди алтайских, якутских и бурятских народов связано с использованием целебной силы горных источников. Алтайские и бурятские источники умеренно теплые, с температурой 30—42 0С. Вода источников-аржанов не замерзает зимой. Местные жители в них купаются и возят воду в кожаных мешках в поселки. Бердышев предположил, что реликтовая вода из ледников Якутии содержит меньший процент дейтерия.

Геннадием Бердышевым совместно с институтом экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Кавецкого НАН Украины была разработана промышленная установка для производства легкой воды с пониженным на 30—35% содержанием дейтерия и трития.

Три года учёные исследовали эту воду в Институте экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Кавецкого НАН Украины. Первые опыты проводили на линейных мышах с привитой карциномой легких Льюиса. Реликтовая вода задерживала развитие ракового процесса и повышает резистентность животных. Опыты проводили на 75 мышах в возрасте 3—3,5 месяца, которые были разбиты на пять групп по 15 особей в каждой, соответственно виду исследуемой воды.

Особого внимания заслуживают два показателя: задержка метастазирования и потеря веса животных за время эксперимента. Мощное стимулирующее действие реликтовой воды на иммунную систему животных привело к задержке развития метастазов на 40% (!) по сравнению с контрольной группой, а потеря массы у животных, которые пили реликтовую воду, к концу опыта была в два раза меньше.

Затем исследователи выясняли механизмы действия реликтовой воды на организм животных, а именно — на дыхание и окислительное фосфорилирование митохондрий печени мышей, а также на изменение состава периферической крови. Через четыре недели после начала эксперимента прирост числа эритроцитов в одном миллилитре крови у мышей, пивших реликтовую воду, составил 657000 клеток, показатель содержания гемоглобина возрос на 1,54 г%. Было отмечено также четкое положительное влияние воды на показатели кислородного насыщения тканей печени: увеличение рО2 составило 15%, в 1,3 раза увеличился ее дыхательный потенциал. О полезном действии реликтовой воды на здоровье мышей свидетельствовала их повышенная резистентность и увеличение веса по сравнению с контролем. Чтобы убедиться в благотворном действии реликтовой воды на все живое, требовалось еще испытать ее влияние на рост и развитие растений. В результате исследований, проведенных в Институте кукурузы УААЕ, установлено: стимулирующее действие реликтовой воды на проростки пшеницы, льна, кукурузы сравнимо с действием таких стимуляторов роста растений, как фумар и фумаран, на проростки же подсолнечника реликтовая вода оказывает более выраженное стимулирующее действие.

Исследования биологической активности реликтовой воды с различным содержанием дейтерия, полученной на установке ВИН-7 «Надія», на активность сперматозоидов, были проведены в 1998 году в Институте экогигиены и токсикологии им. Л.Медведя Минздрава Украины. В пробах реликтовой воды из установки ВНН-7 «Надія» сперматозоиды дольше сохраняют свою функциональную активность, и она повышается по мере снижения содержания дейтерия в воде. Если принять во внимание общеизвестный факт о том, что воспроизводство жизни связано с потенциалом жизнедеятельности половых клеток, то станет ясно значение реликтовой воды для будущих поколений.

Медико-биологические свойства реликтовой воды в 1995 г. исследовались на кафедре общей и молекулярной генетики Киевского национального университета им. Т. Шевченко. Дрозофила является общепризнанным в мировой науке живым модельным объектом для различных биологических и медицинских экспериментов. Предполагалось исследовать действие трех видов воды на весь цикл зарождения и развития Drosophila melanogaster линии Oregon — на яйцекладку, выход личинок из яйца, куколок из личинки и взрослых особей (имаго) из куколок.

Впервые были обнаружены геропротекторные (омолаживающие), радиозащитные и антимутагенные эффекты воздействия реликтовой воды с пониженным содержанием дейтерия на 5 % на дрозофилу в процессе ее развития.
Получив положительные результаты опытов на дрозофиле, ученые продолжили исследования на теплокровных животных. Этому также способствовала заинтересованность специалистов по жизнеобеспечению космонавтов (Институт медико-биологических проблем, г. Москва), которые передали для сравнительного исследования образцы воды с пониженным (на 60%) содержанием дейтерия.

В 1998 году было проведено исследование действия воды с пониженным содержанием дейтерия, полученной по электролизной технологии в Институте медико-биологических проблем, и воды, полученной по вакуумной технологии на установке ВИН-7 «Надія», на иммунную систему морских свинок.
Предполагалось определить, какая вода обладает более высокой биологической активностью, благотворно влияющей на иммунную систему — электролизная, очищенная от дейтерия на 60%, или реликтовая вода из «Надії» со сниженной концентрацией дейтерия всего на 9%?

При электролизном процессе у воды с пониженным на 60% содержанием дейтерия сохраняются негативные свойства дистиллированной воды (отсутствие минерализации, повышенное содержание растворенных газов, неупорядоченная молекулярная структура воды). Она является лишь исходным материалом для получения питьевой воды космонавтов.

Преимуществом электролизного процесса является потенциально возможное удаление дейтерия (до 90%), поэтому она используется для экспериментов на животных и растениях.

При вакуумной технологии производства воды с пониженным содержанием дейтерия получают микроминерализованную питьевую воду со сниженным содержанием растворенных в ней газов и с упорядоченной льдоподобной структурой.

Для опыта учёные взяли 12 половозрелых морских свинок. К культуре лимфоцитов контрольной 1-й группы добавляли воду, близкую по своим свойствам к физиологическому раствору. К лимфоцитам 2-й группы добавляли электролизную воду. В третьей группе использовали реликтовую воду из установки ВИН-7 «Надія». Четвертую группу составляла тяжелая вода с повышенным содержанием дейтерия на 40%.

Оценку иммунного состояния животных производили по четырем тестам, принятым в мировой иммунологии: Е-РОК — выявляет способность связывать чужеродные клетки; ФГ-НГ — характеризует способность нейтрофильных гранулоцитов (НГ) к фагоцитозу (ФГ); ФГ — МФ — определяет способность макрофагов (МФ) к фагоцитозу; четвертый тест представляет киллерную активность Т-лимфоцитов, их способность убивать все измененные в результате мутации клетки организма.

Также был отмечен значительный иммуностимулирующий эффект, который оказала реликтовая вода из установки ВИН-7 «Надія» (№ 3). Несмотря на 9-процентный уровень снижения дейтерия, она показала наибольшее стимулирующее действие на иммунную систему морских свинок, превзойдя по всем показателям электролизную воду (№2) с пониженным содержанием дейтерия на 60%. Тяжелая вода оказала сильнейшее угнетающее влияние на иммунитет животных.

«Живая» и «мертвая» вода

«Живую» и «мертвую» воду впервые получил изобретатель Кратов, исцелившийся с их помощью от аденомы и радику¬лита. Эти жидкости производят с помощью элек¬тролиза обычной воды, причем кислую воду, которая собирается у положительно заряженного анода, называют «мертвой», а щелочную (концентрирующуюся около отрицательного катода) — «живой». По описаниям в литературе, «живая» вода-католит — мягкая, светлая, с щелочным привкусом, иногда — с белым осадком; ее рН = 10—11 ед. «Мертвая» вода анолит— коричневатая, кисловатая, с характерным запахом и рН = 4—5 ед.

“Мёртвая вода” -анолит имеет рН менее 6 и по параметрам острой токсичности при введении в желудок и нанесении на кожу относится к 4 классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 и обладает в данном классе минимальной токсичностью. При ингаляционном введении мёртвая вода с содержанием оксидантов 0,02% и общей минерализацией 0,25 -0,35% не оказывает разражающего действия на органы дыхания и слизистые оболочки глаз. При введении внутрь не оказывает иммунотоксического действия и повышения уровня хромосомных аберраций в клетках костного мозга и, следовательно, не обладает цитогенетической активнстью. При нагревании до 400 С биоцидная активность “мёртвой воды” увеличивается на 30-100% (В.М. Бахир и др., 2001).

“Живая вода” - католит имеет рН более 8. Его антибактериальное действие диффренцированное: бактерицидный эффект проявляется относительно энтеробактерий, устойчивыми к нему являются энтерококки и стрептококки группы В, а в отношении грамотрицательных микроорганизмов - только бактериостатическое. По данным изобретателей “живая вода” является раствором с усиленными электронодонорными свойствами и, попадая в кровь человека, усиливает её электронодонорный фон на несколько десятков милливольт. Авторы приводят сведения о механизмах действия католита: ускорение процессов регенерации за счёт стимуляции синтеза ДНК; иммунокорригирующее действие; усиление детоксицирующей функции печени; стабилизация проницаемости мембран клеток; нормализация энергетического потенциала клеток; повышение энергообеспечения клеток путём стимуляции и максимального сопряжения дыхания и процессов окислительного фосфорилирования.

На основании материалов, опубликованных в сборника Второго и Третьего Международных симпозиумов «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности», монографии Прилуцкого В.И. и Бахира В.М., (1997) можно привести следующие данные о некоторых свойствах и лечебном действии “живой” и “мёртвой” воды.

“Мёртвая вода” обладает антибактериальным, противовирусным, антимикозным, антиаллергическим, противовоспалительным, противоотёчным, противозудным и подсушивающим действием, может оказывать цитотоксическое и антиметаболическое действие, не причиняя вреда клеткам тканей человека. Биоцидные вещества в электрохимически активированном анолите, не являются токсичными для соматических клеток, поскольку представлены оксидантами, подобными тем, которые продуцируют клетки высших организмов (В.М. Бахир и др., 2001).

“Живая вода” обладает антиоксидантными, иммуностимулирующими, детоксицирующими свойствами, нормализует метаболические процессы (повышение синтеза АТФ, изменение активности ферментов), стимулирует регенерацию тканей (повышает синтез ДНК и стимулирует рост и деление клеток за счёт увеличения массопереноса ионов и молекул через мембраны), улучшает трофические процессы и кровообращение в тканях.

В медицине электроактивированные растворы как анолиты, так и католиты находят достаточно широкое применение. Наиболее широко известно применение анолитов с целью дезинфекции и стерилизации инструментов, помещений, аппаратуры, предметов ухода, кожи и слизистых и т.д., а также для лечения гнойных ран. Испытание анолитов показало, что они при экспозиции 5-10 мин для полоскания полости рта снижают обсемененность микроорганизмами полости рта и глотки в 25-100 раз (В.В.Торопков с соавт., 1999), что подтверждается успешным применением их для полосканий при заболеваниях зева (Л.Г.Баженов с соавт., 1999).

Использование смоченных в анолите салфеток позволяет полностью очистить раневые полости при огнестрельных ранах, флегмонах, абсцессах, трофических язвах, маститах, обширных гнойно-некротических поражениях подкожной клетчатки за 3-5 дней, а последующее применение католита в течение 5-7 дней существенно ускоряет репаративные процессы. Имеются также данные о высокой лечебной эффективности электроактивированных растворов при неспецифических и кандидозных кольпитах, эндоцервицитах, резидуальных уретритах, эрозии шейки матки, язвах роговицы, гнойных кератитах, инфицированных ранах кожи век, при коррекции дисбактериоза и иммунных нарушений; при лечении стоматитов, гингивитов, парадонтитов; при заболеваниях желудка; при лечении сальмонеллёза, дизентерии, а также при лечении сахарного диабета, тозиллитов, гнойных отитов, жирной и сухой себореи лица, выпадения волос, контактных аллергодерматитов, коррекции морщин. Хороший эффект выявлен при применении католита при гастритах, язвенной болезни желудка, геморрое, дерматомикозе, экземе, аденоме предстательной железы и хроническом простатите, тонзиллите, бронхите, хроническом пиелонефрите, хроническом гепатите, вирусном гепатите, деформирующих артрозах и т.д. (С.А.Алехин, 1997 и др.).

Однако, фармакологических исследований этих растворов, как лекарственных средств, очень мало. Исследования проводятся на кафедре фармакологии Воронежской медицинской академии. Установлен ряд других лечебных эффектов электроактивированных водных растворов, изучена токсичность и продолжаются исследования их влияния на сердечно-сосудистую систему, систему крови и кроветворение, на ЦНС, на двигательную сферу, мочеполовую систему и вводно-солевой обмен, систему пищеварения, дыхания, а также при лечении в хирургии.

Можно также использовать водные растворы в сельском хозяйстве: в животноводстве (профилактика болезней молодняка) и полеводстве (повышение урожайности). Одним из положительных свойств этих растворов является их дешевизна (2 рубля за литр) и экологичность. Промышленностью уже выпускаются установки для проведения электролиза в домашних условиях («СТЭЛ», производи¬тельность до 60 л/ч, и менее производительные, но удобные «Эсперо-1»). «Живую» и «мертвую» воду стали продавать в аптеках и мага¬зинах в бутилированном виде.

Вода помнит и хранит информацию

Вода как жидкость существует в организме лишь в крови, лимфе и в секретах слезных, слюнных и пищеварительных желез. В составе клеток и тканей вода — это не жидкость, а коллоид, а иногда и кристаллоид. Внеклеточные образования, такие как коллагеновые волокна хрящей и сосудов, белки глаз и нервных волокон, это обычно кристаллоиды. Первые теории старения пыталась объяснить этот процесс гистрезисом, медленной потерей воды биологическими коллоидами. Ткани действительно теряют воду с возрастом. В расчете на обезжиренную массу тела на долю воды у грудных детей приходится 80,6%, у взрослых — в среднем 75,9 у стариков — около 70%.

Возникли теории о принципиальном различии между коллоидальной «структурированной (кластерной)» водой, которую назвали «живой», и обычной водой. Автор флуктационного метода очистки воды Ф.Р. Черников считает, что вода хранит “генетическую память” вследствие того, что в структурно-динамических параметрах водной среды (обладающих специфической биологической активностью) остаётся информация о предшествующих воздействиях, включая воздействия самих водоочистительных процессов.

Очищенной водой может считаться вода с высоким уровнем структурно-динамических параметров (по типу «талой воды»).
С.В. Зениным на основании данных, полученных тремя физико-химическими методами: рефрактометрии (С.В. Зенин, Б.В. Тяглов, 1994), высокоэффективной жидкостной хроматографии (С.В. Зенин с соавт., 1998) и протонного магнитного резонанса (С.В. Зенин, 1993) построена и доказана геометрическая модель основного стабильного структурного образования из молекул воды (структурированная вода), а затем (С.В. Зенин, 2004) получено изображение с помощью контрастно-фазового микроскопа этих структур. Структурной единицей такой воды является кластер, состоящий из клатратов, природа которых обусловлена дальними кулоновскими силами. В структуре кластров закодирована информация о взаимодействиях, имевших место с данными молекулами воды. В водных кластерах за счёт взаимодействия между ковалентными и водородными связями между атомами кислорода и атомами водорода может происходить миграция протона (Н+) по эстафетному механизму, приводящие к делокализации протона в пределах кластера.

Вода является источником сверхслабого и слабого переменного электромагнитного излучения. Наименее хаотичное электромагнитное излучение создаёт структурированная вода. В таком случае может произойти индукция соответствующего электромагнитного поля, изменяющего структурно-информационные характеристики биологических объектов.

Любая система, уровень порядка которой выше минимально приемлемых 60%, начинает саморегуляторное поддержание упорядоченных взаимодействий. Чем выше в воде содержание кластеров, чем более упорядоченная её структура, тем более она способна сама себя воспроизводить, что и наблюдается в живых системах. Это свидетельствует о том, что вода организма человека может выполнять системообразующую роль, с одной стороны, и регуляторную роль - с другой. В этом отношении интересной является концепция двухкомпонентной системы восстановления повреждённых тканей (К.М. Резников, 2005), где алгоритм восстановления реализуется на уровне структурированной воды.

Роль воды, входящей в состав биологических жидкостей (кровь, лимфа, ликвор и др.), ещё мало освещена в современной литературе, но её значение, как информационного фактора, чрезвычайно велика и требует дальнейшего осмысления. При этом следует учитывать мнение И.Л. Герловина (1990) о том, что любые воздействия на воду и растворы – электрические, магнитные, электромагнитные, ультразвуковые, электрохимические – можно объяснить на основые энергизации виртуальной пары элементарных частиц электрон-позитрон.
Последовательность процесса структурирования биогенной воды была предложена К.М. Резниковым в 2001 году. Эти данные раскрывают процессы передачи информации в живых системах и возможности использования их в лечебных и диагностических целях. При этом понятие «информация» рассматривается как мера организованности движения (взаимодействия и перемещения) частиц в системе.

Конкретные механизмы передачи информации посредством структурированной воды можно рассмотреть в соответствии с моделью К. М. Резникова в виде многоканальной рецепторно-информационной системы, включающей 3 уровня:

1-й – перескок протонов вдоль спирали структурированной воды, характерен вероятнее всего для терминалей, заканчивающихся в области биологически активных точек (БАТ), с одной стороны, и тканей отдельных органов с другой.

2-й - образование протонных сгущений и разряжений вдоль тяжей (коллатералей), состоящих из отдельных спиралей и реализующих передачу информации от нескольких БАТ или от внутренних органов и обратно.

3-й - межкластерный обмен молекулами воды, кластеров, входящих в структуру параллельных тяжей, образующих основу так называемых каналов (меридианов), является

центральным звеном передачи информации между БАТ и внутренними органами в обе стороны.
Если под влиянием какого либо внешнего фактора (микроорганизм, токсин, электромагнитное излучение и т.д.) меняются информационные свойства воды, то изменяются и структурно-функциональные компоненты клеток, тканей и органов. По мнению автора предложенной модели К.М. Резникова изменения информационных возможностей структурированной воды могут быть наиболее ранними признаками возможности возникновения патологических явлений.

К.М. Резников всю рецепторно-информационную систему организма представил следующим образом:

Первая, самая высокая степень обезличенности (осознаваемости) информации (на уровне «да-нет», «+ или – », «много-мало» и т.д.) реализуется на уровне водно-структурной рецепторно-информационной системы (вовлечение в информационный процесс всех клеток организма);

Вторая, меньшая степень обезличенности информации (более обобщённая информация), осуществляется с участием ионов, пептидов, аминокислот на уровне клеточных мембран (определённые клетки организма);

Третья, целенаправленная передача информации (конкретная, адресованная определённой ткани и вызывающая регистрируемые на уровне органов изменения), происходит при участии системы «медиатор-рецептор» (нервная система), «гормон-рецептор» (гормональная система).

Эти три компонента составляют всеобщую (генерализованную) рецепторно-информационную систему, обеспечивающую информационные взаимодействия, с одной стороны, всех структурных образований организма (клетки и их органеллы, ткани, органы, функциональные системы) по типу «всё знает обо всём», а с другой – непрерывную двустороннюю связь организма с внешней средой. Центральная нервная система, являясь специализированным органом восприятия, обработки, создания новой и передачи информации, может функционировать на основе всех этих 3-х компонентов.

Важное значение имеет мнение С.В. Зенина (2004) о том, что следует различать первичную память воды в виде преобразованной матрицы структурных элементов в ячейке с выводом на поверхность ячейки граней, отображающих рисунок заряда воздействующего соединения, и долговременный «след» воздействия вещества на структурированное состояние воды, когда после многократного согласования информационной передачи между веществом и водой устанавливается окончательно преобразованная матрица структурных элементов в ячейке воды. Это является существенным дополнением к нашим знаниям о деятельности мозга. Это позволяет объяснить удивительные доказательства информационных свойств воды, показанных японским исследователем Масару Эмото (Masaru Emoto) на примере образования при замерзании образцов воды различных видов кристаллов, форма которых определяется предшествующим воздействием на воду. Согласно его воззрениям, в основе любой вещи лежит источник энергии – вибрационная частота, волна резонанса (определённая волна колебаний электронов атомного ядра). Если учесть, что сознание человека скорее всего определяется квантово-волновыми процессами (К.М. Резников и др., 2003), то вполне понятным становится заключение доктора Масару Эмото о том, что «все вещи лежат в пределах нашего собственного сознания».

Японский исследователь Масару Эмото приводит еще более удивительные доказательства информационных свойств воды. Он установил, что никакие два образца воды не образуют полностью одинаковых кристаллов при замерзании, и что их форма отражает свойства воды, несет информацию о воздействии, оказанном на воду.

Технология получения фотографий такова. Вода, кристаллы которой предстоит получить, заливается в пятьдесят чашек Петри и помещалась в холодильник с температурой –25 градусов Цельсия. Затем, кристаллы фотографировались под микроскопом в комнате, где постоянно поддерживается температура –5 градусов Цельсия. Кристалл воды «живет» под микроскопом в среднем не более двух минут. Поскольку совершенно одинаковых кристаллов нет на полеченных пятидесяти снимках, выбирается фотография, отражающая чаще всего встречающуюся форму.

В лаборатории доктора Эмото были исследованы образцы воды из различных водных источников всего мира. Вода подвергалась различным видам воздействия, такие как музыка, изображения, электромагнитное излучение от телевизора или мобильного телефона, мысли одного человека и групп людей, молитвы, напечатанные и произнесенные слова на разных языках. Таких снимков сделано более пятидесяти тысяч.

Отправным моментом для исследований Масару Эмото явились работы американского биохимика Ли Лорензена, который в восьмидесятых годах прошлого века доказал, что вода воспринимает, накапливает и сохраняет сообщаемую ей информацию. Эмото стал сотрудничать с Лорензеном. При этом его основной идеей явился поиск путей визуализации получаемых эффектов. Он разработал эффективный метод получения кристаллов из воды, на которую предварительно в жидком виде наносилась различная информация посредством речи, надписей на сосуде, музыки или посредством мысленного обращения.

О них Масару Эмото сообщил 16 марта 2004 года на встрече с польскими исследователями и журналистами в Институте геологии в Варшаве. Результаты эти вызвали сенсацию. Многочисленные и разнообразные эксперименты, многие тысячи фотоснимков демонстрировали, что информация, полученная водой, воспринимается и отражается в виде геометрической структуры кристаллов, являющихся ее образами.

Вода реагирует на мысли и эмоции окружающих ее людей, на события, происходящие с населением и так далее. Кристаллы, образовавшиеся из только что полученной дистиллированной воды, имеют простую форму хорошо известных шестиугольных снежинок. Накопление информации меняет их строение, усложняя, повышая их красоту, если информация добрая, и, напротив, искажая или даже разрушая первоначальные формы, если информация злая, оскорбительная. Вода кодирует получаемую информацию нетривиальным образом. Нужно еще научиться ее декодировать. Но иногда получаются «курьезы»: кристаллы, образовавшиеся из воды, находившейся рядом с цветком, повторили его форму.

Открытие японского исследователя, по мнению многих ученых – одно из самых сенсационных, сделанных на рубеже тысячелетий. Первая книга Масару Эмото «Послания, исходящие от воды» вышла в 2002 году. Она переведена на многие языки Мира, в том числе и на русский.

Воду превращают в структурную с помощью особых аквадисков нанотехнологиями, ультразвуком и даже музыкой. В Москве приходилось видеть в бутылках особую «святую» воду из источников, освященных патриархом православной церкви. Список подобного рода попыток превратить обычную воду в «чудотворную» очень внушителен. Немецкая компания «Энерджетикс», производящая оборудование для популярной в альтернативной медицине магнитной терапии, начала недавно выпуск магнитов, которые при помещении в стакан воды «структурируют» обычную воду и делают ее более полезной. В коммерческой торговле, особенно через интернет, продаются японские и китайские фильтрационные установки, которые «оживляют» воду.

Физиология водного обмена

Природа не наделила наземных животных способностью запасать воду. Но запас её в организме все же существует в форме жиров, которые при окислении распадаются до воды и диоксида углерода с выделением энергии. Эта метаболическая вода может поддерживать водный обмен некоторых обитателей пустыни, верблюдов, коз, овец в течение нескольких дней. Двугорбые верблюды способны в караванных переходах обходиться без воды около недели. Однако, достигнув источника в оазисе, они в течение десяти минут выпивают 70—80 л. Верблюды также не потеют при жаре, так как температура их тела может подниматься до 45°С без угрозы для жизни. Ночью она, наоборот, опускается ниже нормальной, чтобы избежать расхода жиров на энергию. Мигрирующие животные пустынь и степей могут поддерживать свой водный баланс за счет листьев и плодов растений. Арбузы и дыни для этой же цели используются и человеком.

Существует определенный оптимальный водный баланс, наиболее благоприятный для физиологических функций в условиях умеренного климата и современного образа жизни, не обремененного физическими нагрузками, люди теряют воду в основном в результате деятельности легких и почек. Немного воды испаряется через кожу и выводится через кишечник. Женщины в среднем теряют в сутки около 2 л, мужчины — около 2,5 л. Потеря воды через легкие — величина постоянная, составляющая около 1 л в сутки.

У животных и человека общий объем потребления воды регулируется сложными системами нейрогуморального контроля и особыми осмотическими рецепторами, расположенными в гипоталамусе, печени, сосудах мозга и других органах.

Повышение осмотического давления приводит к появлению жажды, которая нарастает по мере роста концентрации ионов в крови. Дополнительная регуляция отключает секрецию слюны. Высыхание ротовой полости — четкий сигнал. Даже глоток воды уменьшит жажду — это условный рефлекс на короткий срок. Жажда быстро исчезает, если выпить нужный объем воды, но задолго до того как выпитая вода всосется в кровь. Это тоже рефлекс и приспособление. Животные в природе часто пьют холодную воду природных водоемов. Она всасывается в кровь только после того, как температура воды в желудке и в кишечнике сравняется с температурой крови. Это требует 5-10 минут. Рефлекс на объем защищает организм от избыточной воды, так как лишняя влага вредна. Если осмотическое давление в крови падает ниже нормы, то это включает мочегонные стимулы. Выделение воды почками — активный процесс, при котором происходит реабсорбция ионов и необходимых организму органических веществ, аминокислот, глюкозы, пептидов, гормонов и других. Лишняя вода — дополнительная работа для почек. Животные и в природе и в лабораторных условиях не пьют свыше их физиологических потребностей.

Периодичность выделения воды с мочой зависит от объема мочевого пузыря. У человека он варьирует от 800 до 600 мл. Стенки мочевого пузыря эластичны и могут растягиваться. С возрастом гормональные механизмы водного объема слабеют, слабеет и чувство жажды. Но рефлекс высыхания ротовой полости сохраняется до глубокой старости. Если человек потребляет воду независимо от жажды и условных рефлексов, то эти важные системы, не получая регулярных стимулов и упражнений, начинают атрофироваться раньше времени.

Лишняя вода создает проблемы для почек. За одну минуту в почках человека образуется в среднем 125 мл фильтрата плазмы крови. Но в мочу из него выделяется лишь 1 мл. Остальная вода реабсорбируется и возвращается в кровоток. То же самое происходит и с другими полезными компонентами фильтрата. Вредные аммоний, мочевина, мочевая кислота, нитраты и токсины, напротив, концентрируются. Способность почек концентрировать мочу регулируется нейрогуморальными факторами. Лишняя вода, поглощенная независимо от жажды, приводит к увеличению выделения воды в почечные канальцах.

Вода становится не растворителем вредных веществ, а сама выделяется через почки. Это происходит в результате блокады синтеза антидиуретического гормона гипофиза вазопрессина. Происходит не очистка организма от токсинов, а избавление от токсической воды. Моча будет лишь более разбавленной. Кроме того, не происходит полной реабсорбции полезных компонентов фильтрата крови. Излишняя вода повышает и кровяное давление. Если почки не могут справляться с удалением избыточной воды, то наступает состояние, опасное для жизни.

Многие люди следуют появившимся сравнительно недавно рекомендациям пить как можно больше воды, просто для «очищения» и «гидратации» организма. Привычные жидкости — суп, молоко, йогурт, чай и кофе не считаются «водой». В дополнение к ним рекомендуется пить еще восемь стаканов воды, причем независимо от жажды. В этом случае поглощение воды увеличивается с прежних двух литров в сутки до четырех. Эти рекомендации появились в 1990 г. вначале только для американцев как официальные советы министерства сельского хозяйства и министерства здравоохранения США. Документ назывался «Диетические принципы для американцев» и содержал советы по питанию для разных возрастов. После этого началась популяризация этих рекомендаций в прессе. В геронтологической научной литературе эти рекомендации вскоре были подвергнуты критике. Старые люди не могут выделять столь много воды, как молодые, из-за возрастных изменений в почках. При избыточной гидратации у старых людей может возникнуть гипонатремия или интоксикация водой из-за разведения крови.
Тем не менее инициативу США поддержали в Европе. В Лондоне, по данным потребительских обществ, почти 40% населения следует в настоящее время рекомендациям удвоенного поглощения воды. Энтузиасты уверены, что они продляют этим молодость. Вода, конечно, нужна для почек и печени, для пищеварения, но не обязательно в столь больших объемах. Обычная диета, обеспечивающая человека 2500—2700 Ккал и достаточным количеством белков, в прошлом сопровождалась двумя литрами жидкости и нередко в Европе бокалом вина или кружкой пива.

Сколько пить воды в старости?

Изучение потребления воды в США и Европе до появления рекомендаций пить больше, невзирая на жажду, показали, что с возрастом менялись вкусы и приоритеты. Особенно у молодого поколения. Пожилые люди по-прежнему отдавали предпочтение традиционным чаю и кофе, тогда как у молодых в водном балансе преобладали алкогольные напитки, сладкие содовые, кока-кола и соки. Эта разница определялась как «социальная». Появление в 1990 г. рекомендаций об увеличении потребления воды привело к дискуссиям и новым экспериментальным проверкам.

В пожилом возрасте кровоснабжение почек снижается, к 75 годам — почти на 50%. Также происходит уменьшение общего числа почечных клубочков, в канальцах которых происходит ультрафильтрация сыворотки крови. С возрастом часто уменьшается объем мочевого пузыря у мужчин из-за увеличения размера предстательной железы. Старые люди поэтому обладают сниженной способностью к эффективному выделению воды. При наличии болезней печени, почек и сердца излишняя вода и вовсе становится опасной. В старости уменьшается объем легких и соответственно выделение воды при дыхании, снижается и общее число потовых желез, примерно с 2 млн. у молодых до 1 млн. у старых. Все эти изменения свидетельствуют о том, что лишняя вода может создавать лишь новые проблемы.

К 2000 г. геронтологи произвели множество наблюдений и экспериментов. Обобщение данных десятилетних проверок, в которых участвовали 48 тысяч пожилых мужчин, показало, что высокое потребление воды, т. е. дополнительные 8 стаканов, коррелировало с некоторым уменьшением рысков рака мочевого пузыря. Это объяснялось тем, что канцерогены, присутствующие в современной пище и питьевой воде, действуют слабее при их низкой концентрации в моче. Однако увеличение потребления воды вело к большей частоте появления такой возрастной патологии мочевого пузыря, как недержание мочи, a также к потере сна из-за необходимости более частого опорожнения мочевого пузыря. Рост рисков рака возрастал на сотые доли процента, рост недержания мочи — на 10—15%, рост нарушения режима сна — почти на 100%. Увеличение объемов потребляемой воды также уменьшало эффективность лекарств, часто применяемых в пожилом возрасте.

Помимо рекомендаций министерств США, существуют также и рекомендации Всемирной организации здравоохранения ООН. ВОЗ при этом ориентируется не на Европу или США, а на все страны. В рекомендательном отчете по итогам конференции 2002 г., рассматривавшей диетические потребности именно пожилых и старых людей, дается совет определять потребности в воде на основе веса тела. Взрослому здоровому человеку требуется, по заключению ВОЗ, 30 мл жидкости на каждый килограмм веса тела в сутки. Для тех, у кого сниженный вес или худоба, эксперты предлагают другую формулу: 100 мл на кг для первых 10 кг веса, 50 мл для следующих 10 кг и 15 мл на кг — для остального веса.

ИСТОЧНИКИ ВОДЫ НА ЗЕМЛЕ И ЕЁ ВИДЫ

О.В. Мосин

Воды на Земле содержится примерно 1500 млн. км3, причём пресные воды составляют порядка 10% общего планетарного запаса воды. Большая часть воды находится не в открытых водоемах, а в земной коре: 110—190 млн. км3. Эти воды подразделяются на два типа в соответствии с глубиной их залегания – подземные и поверхностные воды.

Подземные воды глубокого залегания расположены в десятках-сотнях метрах от поверхности земли, они пропитывают пористые горные породы, а также образуют гигантские подземные бассейны, окруженные водонепроницаемыми слоями. Вода в таких подземных резервуарах находится под давлением.

Другой тип подземных вод поверхностные, расположенные в почве и верхних слоях земной поверхности на глубине нескольких метров. По сравнению с водами глубокого залегания у них есть один недостаток и одно преимущество. Недостаток: эти воды гораздо активнее контактируют с поверхностью земли и поэтому они сла¬бее защищены от загрязнений, чем воды глубоко¬го залегания. Преимущество этих вод заключается в том, что они более доступны и легко накапливаются в колодцах и поверхностных резервуарах.

Следующий по величине массив пресных вод (20—30 млн. км3) сосредоточен в ледниках Антарктиды, Гренландии и островов Северного Ледовитого океана.

Пресную воду из атмосферы (около 13 тыс. км3) мы получаем в виде осадков — дождя и снега.

Мировой океан содержит большие запасы воды, которая может быть опреснена различными физико-химическими методами.
Основной запас пресной воды, употребляемой человеком, сосредоточен в озерах и реках. Одно из крупнейших российских озерных хранилищ воды — озеро Байкал содержит около 20 тыс. км3 воды. На сегодняшний день байкальская вода считается самой чистой в мире; она характеризуется следующими параметрами: содержание (в мкг/л) свинца — 0,7 (ПДК = 10), кадмия — 0,02 (ПДК = 1), ртути — 0,1 (ПДК = 1), мышья¬ка - 0,3 (ПДК = 10).

Другой источник воды – живые организмы. В растениях и животных, состоящих на две трети из воды, содержится 6 тыс. км3 воды. Человеческий организм находится в состоянии непрерывного водного обмена с окружающей средой: он выделяет воду в виде пота и мочи и ежедневно восполняет водные потери пресной водой. Если нет возможности напиться, то вода теряется с потом и с выдыхаемым воздухом, и в результате наступает угроза обезвоживания (дегидратации) организма. На первой стадии учащается пульс, возникает слабость, затем — головокружение и одышка. При обезвоживании, составляющем 10% от массы тела, происходят нарушение речи, зрения и слуха и потеря сознания. Гибель организма наступает от необратимых изменений в нервной и сердечно-сосудистой системах при водопотере 15—25% от массы тела (в зависимости от температуры окружающей среды).
Так распределены водные ресурсы на нашей планете. Согласно данным таблицы для питья, бытовых и промышленных нужд более доступными являются воды озер и рек. Эти запасы воды можно оценить и сопоставить с современными перспективными потребностями человечества в воде.

ВИДЫ ПРЕСНОЙ ВОДЫ

Все имеющиеся на Земле запасы пресной воды составляют лишь небольшую часть общего количества воды. Они возникают в результате испарения воды из океанов и с поверхности суши, а также с листьев растений. Накапливающиеся в атмосфере пары воды переносятся вследствие глобальных циркуляции атмосферы в другие географические широты, где выпадают в виде осадков-дождя или снега. Выпадающая в виде осадков вода сбегает в реки или собирается в озера и подземные резервуары. В конце концов она испаряется или уносится реками обратно в океаны.

Приблизительно 10% пресной воды расходуется на домашние нужды, остальное идет на нужды сельского хозяйства и промышленности. Для получения одного фунта сахара требуется около 200 л воды, для выращива¬ния одного фунта зерна (с учетом осадков) 700 л воды, а для получения одного фунта синтетической резины 1200 л воды.

Увеличение расхода воды на домашние нужды обгоняет рост населения, поскольку возрастает использование таких бытовых приборов, как автоматические посудомойки, стиральные машины и устройства для удаления мусора. В автоматической посудомой¬ке требуется 40 л воды на одну загрузку, что приблизительно вдвое больше, чем при мытье посуды вручную. Средний американец ежедневно расходует примерно 200 л воды, не считая воды, расходуемой на поливку газонов и садов.

Вода для домашних нужд, сельского хозяйства или промышленных предприятий поступает из озер, рек и подземных источников либо из искусственных резервуаров. Большая часть воды, попадающей в систему водоснабжения, была предварительно «использована»; она уже прошла через одну или несколько канализационных систем или промышленных предприятий. Поэтому ее обычно приходится предварительно обрабатывать, прежде чем она попадает в наши водопроводные краны.

После использования воду снова необходимо обрабатывать, чтобы она не загряз¬няла озера и реки, куда ее возвращают. Важность обработки канализационных и сбросовых вод после их промышленного использования становится все более очевидной, так как многие воды подвергаются многократному использованию, прежде чем они попадают в моря и океаны.

Пресная вода подразделяется на две группы: обычную воду и минеральную.

В переделах каждой группы вода сильно отличается по составу в связи с геологическими и географическими особенностями. Эта классификация справедлива для вод естественного происхождения, но, помимо них, существуют искусственные воды, создаваемые человеком целенаправленно или в качестве отходов хозяйственной деятельности. К ним относятся искусственные минеральные воды, опресненная вода (из морской) и дистиллированная вода, а также особые воды, насыщенные тем или иным компонентом, например серебряная вода. Что же касается жидких отходов, то они представлены сливами и сточными водами.

ОБЫЧНАЯ ПРЕСНАЯ ВОДА

Пресные воды рек и озер различны по химическому составу. Эти различия возникли изначально и связаны с климатической зоной и особенно¬стями местности, в которой находится водоем. Вода — универсальный растворитель, а это значит, что ее насыщенность минералами зависит от почвы и залегающих под нею горных пород. Кроме того, вода подвижна, и, поэтому, на ее состав влияют выпадающие осадки, таяние снегов, половодье и притоки, впадающие в более круп¬ную реку или озеро.

Пресная вода не является идеально чистой. В ней содержатся растворенные газы (главным образом О2, N2 и СО2), множество катионов (преимущественно Na+, K+, Mg2+, Ca2+ и Fe2+), а также анионов (преимущественно Cl-, SO42+ и НСО3-). Обычно в ней присутствуют взвешенные частицы твердых веществ, например глины.

Количество растворенного в воде кислорода является важным показателем ее качества. Кислород необходим для жизни рыб и большинства других водных форм жизни. Рыба, обитающая в холодных водах, может существовать при наличии в воде приблизительно 5 млн. долей растворенного кислорода. Вода, полностью насыщенная воздухом при давлении 1 атм и 20°С, содержит приблизительно 9 млн. долей О2. Аэробные бактерии поглощают растворенный в воде кислород для окисления органических веществ, которые служат им пищей и удовлетворяют их энергетические потребности. Органические вещества, способные окисляться бактериями, называются биоразложимыми.

Окисление происходит в результате сложной последовательности химических реакций, сопровождающихся постепенным исчезновением органического вещества. Содержащиеся в биоразложимых веществах углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор превращаются главным образом в СО2, Н2О, NO3-, SO42-. и фосфаты. Происходящие в воде окислительные реакции иногда снижают количество растворенного кислорода до уровня, при котором невозможно дальнейшее существование аэробных бактерий. В этих условиях процесс разложения выполняют анаэробные бактерии, в результате чего образуются такие продукты, как СН4, NH3, H2S и PН3.

Количество растворенного кислорода, необходимое для разложения всех биоразложимых органических отходов в воде, называется биохимической потребностью в кислороде (БПК). БПК указывает перегруженность воды органическими загрязнителями. Стандартной пробой на такие органические вещества является пятидневная проба БПК. При проведении этой пробы загрязненную воду разбавляют насыщенной воздухом дистиллированной водой, чтобы обеспечить избыток кислорода, и измеряют количество растворенного кислорода в полученном растворе. Затем раствор выдерживают в течение 5 дней при 20°С, после чего снова измеряют количество растворенного в нем кислорода.

Пятидневную БПК, обозначаемую БПК5, вычисляют как количество израсходованного растворенного кислорода. Пятидневная БПК обычно составляет приблизительно три четверти полной БПК воды. У нормальной питьевой воды БПК5 не превышает 1,5 млн. долей О2. Канализационная вода до предварительной обработки обычно имеет БПК5 от 100 до 400 млн. долей О2.

Микробиологический состав воды зависит от водной флоры и фау¬ны, от лесов и лугов на берегах водоема и еще от множества других причин, не исключая факторы космического свойства. Патогенность микробов резко возрастает в годы солнечной активности: прежде почти безвредные становятся опасными.

Большое значение в характеристике свойств воды играет показатель её чистоты. Существует несколько важных показателей качества пресной природной воды: кислотность рН (или водородный показатель), жесткость и органолептика.
рН связана с концентрацией ионов водорода в среде, измеряется с помощью простого прибора рН-метра» и дает нам понятие о кислотных или щелочных свойствах воды как растворителя:
рН 7 — щелочная среда.
Это очень важный показатель не только для воды, но и для человеческого организма, кислотный баланс которого должен выдерживаться в определённых рамках: допустимые значения рН составляют от 7,38 до 7,42 и не могут отклоняться даже на 10% от этого диапазона. При рН = 7,05 человек впадает в предкоматозное состояние, при рН = 7,00 наступает кома, а при рН = 6,80 — смерть. рН человеческого организма сохраняется так называемыми буферными растворами физиологических жидкостей (мочи, крови, лимфы и слюны) в состав которых входят карбонатный и фосфатный буферы.

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция Са2+и магния Mg2+. Жесткость определяют по специальной методике, описанной в ГОСТах на питьевую воду, единицы ее измерения — моль на ку¬бический метр (моль/м3) или миллимоль на литр (ммоль/л).

Различаются несколько видов жесткости — общая, карбонатная, некарбонатная, устранимая и неустранимая; но чаще всего говорят об общей жесткости, связанной с суммой концентраций ионов кальция и магния.

Под органолептическими характеристиками воды понимаются ее запах, вкус, цвет и мутность.

Запах воды определяют (землистый, хлорный, запах нефтепродуктов и т. д.) и оценивая интенсивность запаха по пятибалльной шкале (ноль соответствует полному отсутствию запаха):
1— очень слабый, практически неощутимый запах;
2— запах слабый, заметный лишь в том случае, если обратить на него внимание;
3— запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде;
4— запах отчетливый, обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;
5— запах настолько силен, что делает воду непригодной к употреблению.

Вкус воды характеризуется определениями соленый, кислый, сладкий, горький, а все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценивают вкус по такой же пятибалльной шкале, как и запах, с градациями: очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный.

Цвет воды определяют фотометрически, путем сравнения испытуемой воды с эталонными растворами, имитирующими цвет природной воды. Оценивают цвет по специальной шкале цветности с градациями от нуля до 14. Аналогичным образом исследуют и мутность.

Свойства воды изучаются методами качественного и количественного химического анализа. На каждую примесь имеется свой ПДК — предельно допустимая концентрация, то есть такая, которая не наносит вреда нашему организму. Но есть вещества, вирусы и бактерии, для которых ПДК равен нулю, то есть их вообще не должно быть в воде. Вредные вещества и микрофлора могут присутствовать в воде, но в столь ничтож¬ной концентрации, что их не определить самыми тонкими и точными методами анализа.

МОРСКАЯ ВОДА

Огромный слой соленой воды, покрывающий большую часть Земли, представляет собой единое целое и имеет примерно постоянный состав. Мировой океан огромен. Его объем достигает 1,35 миллиардов кубических километров. Он по¬крывает около 72% земной поверхности. Почти вся вода на Земле (97%) находится в мировом океане. Приблизительно 2,1% воды сосредоточено в полярных льдах и лед¬никах. Вся пресная вода в озерах, реках и в составе грунтовых вод составляет лишь 0,6%. Остальные 0,1% воды входят в состав соленой воды из скважин и солончаковых вод.

ТАБЛИЦА. Ионные вещества, содержащиеся в морской воде в концентрации выше 0,001 г/кг (1 млн.д.) по весу

Вещество Содержание, г/кг морской воды
Хлорид-ион C1- 19,35
Ион натрия Na + 10,76
Сульфат-ион SO4 2- 2,71
Ион магния Mg2 + 1,29
Ион кальция Са2 + 0,412
Ион калия К + 0,40
Диоксид углерода 0,106
Бромид-ион Вr- 0,067
Борная кислота 0,027
Ион стронция Sr2 +0,0079
Фторид-ион F- 0,001

Морскую воду часто называют соленой. Под соленостью морской воды понимают массу (в граммах) сухих солей в 1 кг морской воды. В пределах мирового океана соленость колеблется от 33 до 37, в среднем ее можно считать равной 35. Это означает, что в морской воде содержится приблизительно 3,5% растворенных солей. Перечень элементов, содержащихся в морской воде, очень велик, однако концентрация боль¬шинства из них очень низка. В таблице указаны 11 ионных частиц, присутствующих в морской воде в концентрациях, превышающих 0,001 г/кг, т.е. 1 миллионную долю (млн. д.) по весу. Среди веществ, содержащихся в морской воде в несколько меньших, концентрациях (от 1 млн. д. до 0,01 млн. д.), имеются элементы азот, литий, рубидий, фосфор, йод, железо, цинк и молибден. В морской воде обнаружено не менее 50 других элементов в еще более низких концентрациях.

С тех пор как люди стали следить за составом океанической воды, он остается неизменным. Постоянство состава воды в мировом океане свидетельствует о равновесии между процессами поступления и удаления воды. В океаны постоянно втекает речная вода, которая имеет совершенно другой минеральный состав, чем океаническая вода. Например, выветривание горных пород приводит к появлению в речной воде алюминия, кремния, железа или кальция. В морской воде эти элементы постепенно включаются в биологический цикл или удаляются из нее в результате осаждения. Поэтому среднее содержание многих элементов в океанической воде устанавливается в результате равновесия между скоростью процессов поступления этих элементов в морскую воду и удаления их из нее. Этим и объясняется более или менее постоянный состав океанической воды.

Океан является огромной кладовой воды и многих химических веществ. В каждой кубической миле морской воды содержится 1,5 -1011 кг растворенных твердых веществ. Океан столь огромен, что если концентрация какого-либо вещества в морской воде составляет все¬го 1 миллиардную долю по весу, то его содержание в мировом океане исчисляется в 5-109 кг. Тем не менее океан еще мало используется как источник сырьевых материалов, поскольку стоимость извлечения необходимых веществ из воды слишком высока. Лишь три вещества получают из морской воды в промышленно широких масштабах: хлорид натрия, бром и магний.

Наиболее ценной составной частью морской воды является пресная вода. Нехватка пресной воды все больше ощущается даже в таких странах, как Соединенные Штаты, где с ежегодным уровнем осадков дело обстоит совсем неплохо. Во многих областях Соединенных Штатов потребность в пресной воде для бытовых нужд, сельского хозяйства и промышленности превышает ее имеющиеся запасы. В таких странах, как Израиль или Кувейт, где уро¬вень осадков очень низок, запасы пресной воды совершенно не соответствуют потребностям в ней, которые; возрастают в связи с модернизацией хозяйства и приростом населения. В конце концов все человечество окажется перед необходимостью рассмат¬ривать океаны как источник воды.

Высокая концентрация солей делает морскую воду непригодной для питья и для большинства других целей. В Соединенных Штатах содержание солей в водопроводной воде, согласно требованиям органов здравоохранения, не превышает 0,05%. Это намного меньше по сравнению с их 3,5%-ным содержанием в нормальной морской воде или по сравнению с 0,5%-ным или около того содержанием в солоноватых подземных водах. Снижение содержания солей в морской воде или солоноватых водах до уровня, при котором вода становится пригодной к использованию, называется опреснением воды.

Существует множество способов опреснения воды (дистилляция, ионный обмен, обратный осмос, электродиализ), и на основе любого из них могут быть построены большие производственные предприятия. Проблема заключается в том, чтобы проводить опреснение с минимальной затратой энергии и минимальными расходами на оборудование. Это требование важно потому, что нация, которая вынуждена в большей мере полагаться на опресненную воду, должна выдерживать экономическую конкуренцию с другими нациями, располагающими более обильными и дешевыми источниками пресной воды. Такая небольшая страна, как Ку¬вейт, расположенная на берегу Персидского залива и почти не располагающая природными источниками пресной воды, может позволить себе роскошь зависеть от опресненной воды только потому, что она извлекает большие доходы от продажи нефти.

По мере того как возрастает заселенность районов вблизи морских берегов, увеличивается потребность в опреснении морской воды. Это делает экономически оправданным превращение океанической воды в пресную воду. Самый распространённый способ опреснения морской воды – это дистилляция (см. ниже). Для опреснения морской воды также используется также ионный обмен и обратный осмос. Осмотическое давление морской воды относительно пресной воды составляет 22 атм.; поэтому, для осуществления обратного осмоса необходимо приложить к морской воде давление, превыщающее эту величину. Стоимость получения пресной воды этим способом составляет всего 1 доллар за 16000 литров воды, что делает метод обратного осмоса конкурентноспособным с другими способами получения пресной воды.

Развитие принципа обычного диализа привело к разработке метода электродиализа, который также используется для получения пресной воды. Морская вода накачивается между двумя полупроницаемыми мембранами, которые отделяют её от электродов. При пропускании тока через электроды, катионы перемещаются по направлению к катоду, а анионы – по направлению к аноду. Концентрация ионов вблизи электродов, за пределами полупроницаемых мембран, снижается за счёт прокачивания морской воды, а вода в пространстве между мембранами постепенно опресняется. Для работы установки по опреснению морской воды методом электродиализа используется напряжение 500 В и слабые токи порядка миллиампера.

ДИСТИЛЛИРОВАННАЯ ВОДА

Дистиллированная вода — это чистая Н2О, или вода с ничтожно малыми примесями инородных веществ. Используется она в основном для медицинских или ис¬следовательских целей. Ее производят в специальных дистилляторах путем выпаривания обычной пресной воды с последующей кон¬денсацией пара - дистилляцией. При этом все присутствующие в воде примеси остаются в выпаренном остатке. Этот процесс основан на принципе, что вода представляет собой летучее вещество, а соли являются нелетучими веществами. Также поступают с морской водой, чтобы избавить ее от солей и минеральных включений. В тропических зонах солнечным теплом нагревают воду в мелких лотках (парниковый эффект), после чего происходит конденсация водяного пара. Идеальное место для размещения подобных установок—прибрежные тропические районы, соседствующие с засушливыми землями, которым предельно не¬обходима вода. Конструкция опреснительных установок должна быть хорошо продумана, с тем чтобы в ней предусматривалось вторичное использование тепла, выделяющегося при конденсации паров. Стоимость опреснения морской во¬ды по методу дистилляции не превышает 1 доллара за 4000 л.

Принцип дистилляции довольно прост, но с его промышленным использованием связано много проблем. Например, по мере выпаривания пресной воды из сосуда, в котором находится вода, раствор соли становится все более концентрированным, и в конце концов соль осаждается. Это приводит к образованию накипи, что в свою очередь ухудшает теплопроводность стенок сосуда, засоряет трубы и т.п. Решение этой проблемы в том, что при котором морскую воду после дистилляции из нее некоторого количества пресной воды необходимо сбрасывать, а вместо нее набирать новую порцию морской воды. Но это нужно делать аккуратно, чтобы не потерять весь запас тепла, накопленный в нагретой морской воде, и чтобы не пришлось подводить дополнительное тепло к вновь набираемой холодной морской воде.

Потери тепла связаны с тепловым загрязнением окружающей среды и удорожанием процесса. Следует также учесть, что, если дистилляцию проводить при атмосферном давлении, воду надо нагревать до 100°С; при более низком давлении температура ки¬пения воды понижается, и, следовательно, дистилляция требует меньших тепловых затрат.

Основная часть затрат при осуществлении дистилляции связана с большими потребностями в тепловой энергии. Для типичной выпарной установки стоимость пара составляет приблизительно 40% от стоимости получаемой пресной воды. В связи с этим предложено множество других способов опреснения воды, которые не связаны с необходимостью ее испарения.

Другой способ получения пресной воды, основанный на замораживании морской воды, заключается в том, что ее распыляют в вакуумных камерах. Техника вакуумного охлаждения, уже используемая в пищевой промышленности, позволяет охлаждать воду ниже температуры замерзания, в результате чего образуется смесь кристаллов льда в рассоле. После отделения льда его подвергают повторной перекристаллизации до тех пор, пока не будет достигнут необходимый уровень чистоты. На таком принципе работают заводы, дающие 1 млн. литров пресной во¬ды в день.

Поскольку дистиллированная вода бедна микро- и макроэлементами, то её пьют, компенсируя отсутствие в ней нужных веществ специальной диетой, сыроедением, овощами, фруктами, препаратами микроэлементов и т. д.

КОЛОДЕЗНАЯ ВОДА

Кроме озер и рек, мы получаем обычную пресную воду из колодцев, артезианских скважин, родников, а также собирая осадки, наполняя вед¬ра и бочки дождевой водой или растапливая лед и снег. Колодцами реально пользуются лишь в сельской местности, так как шурф глубиною 5—10 м не способен обеспечить большого выхода воды — для этого необходимо бурить скважины в 20—150 м, в зависимости от глубины залегания подземных вод. Колодцы питаются подпочвенными водами и могут обеспечить водопотребление до 100—150 л/ч (в редких случаях — до 500 л/ч). Они очень уязвимы с точки зрения загрязнений: все, что попадает в почву — нитраты, нитриты, ПАВ, пестициды и тяжелые металлы, — может оказаться в колодезной воде.

ВОДА ИЗ АРТЕЗИАНСКИХ ИСТОЧНИКОВ

Воды глубокого залегания лучше защищены от различных промышленных и бактериальных загрязнений. Для бурения используются специальные установки, затем в скважину опускают стальные трубы, погружают мощный насос, через который выводится на поверхность трубопровод. Существуют два водоносных горизонта: песчаный залегает на глубине 15— 40 м и отделен от верхнего слоя почвы глинистыми пластами, которые и защищают его от загрязнений, а на глубине 30—230 м и более находятся известняковые водоносные слои, так называемые артезианские. Состав артезианских вод зависит от глубины их залега¬ния. Такая вода может иметь повышенную жесткость и содержать бактерии и органические вещества. Кроме того, из-за плохого соединения труб в скважинах в артезианскую воду могут просачиваться загрязнения из более высоких водоносных слоев. Обычно эту воду необходимо фильтровать и очищать, что осуществляется с помощью очистных систем промышленного и бытового назначения.

РОДНИКОВАЯ И КЛЮЧЕВАЯ ВОДА

Родником, или ключом обозначается небольшой водный поток, бьющий непосредственно из земных недр. Некоторые российские реки и водоёмы порождаются именно такими подземными источниками. Родниковая вода берется в том самом месте, откуда она поступает из-под земли. Вода может быть пресной или минерализованной. В первом случае мы говорим о родниках и ключах, а во втором — об источнике минеральных вод.

Природа у родниковой воды такая же, как у колодезной или артезианской, так как она поступает с подземного водоносного горизонта или бассейна.

На территории России количество родников неисчислимо, они различаются качеством и составом вод. Родниковые воды обладают лечебными свойствами, они свежи и приятны на вкус. Но родники так же, как артезианские скважины и колодцы, подвержены загрязнению. В наше время невозможно гарантировать неизменное качество родниковой воды, так как оно зависит не только от сезонных обстоятельств (ливни, паводки, грунтовые воды), но и от выбросов близлежащих промышленных предприятий.

В Москве есть несколько источников, воду из которых можно пить: родник «Сергий Радонежский» в Теплом Стане, «Святой» в Крылатском, «Царевна-лебедь» в Покровском-Стрешневе, «Царицыно» в пойме Царицынского пруда.

Некоторые издревле популярные родники были закрыты: в воде родника в Тропаревском парке превышена ПДК по хрому, в Филевском источнике — по алюминию, калию, магнию, в ключе Живоначальной Троицы в Борисове — избыток железа, в родниках в Свиблове (в пойме Яузы) и «Кадочке» (в Коломенском) превышение ПДК по тяжелым металлам, а в «Бекете» в Донском — по кадмию и хрому. Воды этих источников опасны для здоровья.

Широкой популярностью в крупных городах пользуется бутилированная вода - родниковая, и минеральная. Родники и скважины, из которых берется эта вода должны располагаться вдали от городских подземных коммуникаций, свалок и других источников заражения, а химический состав воды должен регулярно контролироваться санитарной службой.

МИНЕРАЛЬНАЯ ВОДА

Природная вода с повышенным содержанием минеральных компонентов классифицируется на четыре группы.
1. Минеральные лечебные воды с общей минерализацией более 8 г/л. Сюда же относят и менее минерализованную воду, содержащую повышен¬ное количество бора, мышьяка и других элементов. Ее принимают по назначению врача.
2. Минеральные лечебно-столовые воды с общей минерализацией 2—8 г/л. Они применяются с лечебными целями по назначению врача, но можно использовать их в качестве столового напитка.
3. Минеральные столовые воды с минерализацией 1—2 г/л.
4. Столовые воды с минерализацией менее 1 г/л.

Своим происхождением минеральные воды обязаны подземным водоносным слоям или бассейнам, расположенным среди особых горных пород, в течение долгого периода обогащающих воду целебными минералами, которые находятся в растворе в виде диссоциированных на положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы.

В названии вод даются определения «гидрокарбонатная» и «натриевая», значит, этих веществ более всего, но могут быть воды хлоридно-натриево-кальциевые, хлоридно-сульфатные, натриево-магниевые и др. В зависимости от того, какой у воды показатель рН, минеральная вода является кислой, нейтральной или щелочной. Действие минеральных вод на желудочно-кишечный тракт и организм различное. Минеральными водами лечатся такие болезни, как гастриты, колиты, воспаления слизистой кишечника, заболевания желчного пузыря и печени, болезни обмена веществ.
Искусственные воды

Искусственными обозначаются пресные воды, изготовленные с помощью технологических методов с целью имитации химического состава природных минеральных или других вод. Искусственные минеральные воды получают добавлением в обычную или дистиллированную воду химических компонентов (солей магния, калия, натрия, иода и др.), присутствующих в натуральных минеральных водах в таких же процентных концентрациях. Примером таких вод служат искусственно минерализованные воды известных производителей “Боржоми”, ”Нарзан” и ”Ессентуки” с тем отличием, что на бутылках стоит надпись “Искусственно минерализованная вода”. Опрес¬ненную морскую воду, которую в широких масштабах производят Арабские Эмираты, богатые нефтью, но бедные пресной водой, тоже можно считать искусственной, как и тяжелую воду, по¬лучаемую для исследований в области ядерной физики.

ТЯЖЁЛАЯ ВОДА

Тяжёлая вода (оксид дейтерия) — имеет ту же химическую формулу, что и обычная вода, но вместо атомов водорода содержит два тяжёлых изотопа водорода — атомы дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как: D2O или 2H2O. Внешне тяжёлая вода выглядит как обычная — бесцветная жидкость без вкуса и запаха.

По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды. Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной, константы диссоциации молекулы тяжёлой воды меньше таковых для обычной воды.

Молекулы тяжёловодородной воды были впервые обнаружены в природной воде Гарольдом Юри в 1932 году году. А уже в 1933 году Гильберт Льюис получил чистую тяжёловодородную воду путём электролиза обычной воды.

В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 (в предположении, что весь дейтерий находится в виде тяжёлой воды D2O, хотя на самом деле он частично находится в составе полутяжёлой воды HDO).

Тяжёлая вода токсична лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных. Эксперименты над млекопитающими показали, что замещение 25% водорода в тканях дейтерием приводит к стерильности, более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного. Однако некоторые микроорганизмы способны жить в 70%-ной тяжёлой воде) (простейшие) и даже в чистой тяжёлой воде (бактерии). Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. В этом отношении тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль.
Тяжёлая вода накапливается в остатке электролита при многократном электролизе воды. На открытом воздухе тяжёлая вода быстро поглощает пары обычной воды, поэтому можно сказать, что она гигроскопична. Производство тяжёлой воды очень энергоёмко, поэтому её стоимость довольно высока (ориентировочно 200-250 долларов за кг).

Физические свойства обычной и тяжёлой воды

Физические свойства D2O H2O
Молекулярная масса 20 18
Плотность при 20?C (г/см3) 1,1050 0,9982
t? кристаллизации (?C) 3,8 0
t? кипения (?C) 101,4 100

Важнейшим свойством тяжёлой воды является то, что она практически не поглощает нейтроны, поэтому используется в ядерных реакторах для торможения нейтронов и в качестве теплоносителя. Она используется также в качестве изотопного индикатора в химии и биологии. В физике элементарных частиц тяжёлая вода используется для детектирования нейтрино; так, крупнейший детектор солнечных нейтрино в Канаде содержит 1 килотонну тяжёлой воды.

Российскими учёными из ПИЯВ разработаны на опытных установках оригинальные технологии получения и очистки тяжелой воды. В 1995 была введена в эксплуатацию первая в России и одна из первых в мире опытно-промышленная установка на основе метода изотопного обмена в системе вода-водород и электролиза воды (ЭВИО).

Характеристика качества изотопной продукции получаемой на установке ЭВИО

Наименование Содержание дейтерия Содержание примесей Содержание трития
Тяжелая вода реакторного качества > 99,8% ат.Электропроводность - 99,995 % ат. Отработанная технология обеспечивает высокое качество тяжелой воды, включая глубокую очистку тяжелой воды от трития до остаточной активности, позволяющей без ограничений использовать тяжелую воду в медицинских и научных целях. Возможности установки позволяют полностью обеспечить потребности российских предприятий и организаций в тяжелой воде и дейтерии, а также экспортировать часть продукции. За время работы для нужд Росатома и других предприятий России были произведены более 20 тонн тяжёлой воды и десятки килограммов газообразного дейтерия.

Существует также и полутяжёлая (или дейтериевая) вода, у которой только один атом водорода замещен дейтерием. Формулу такой воды записывают так: DHO.

Термин тяжёлая вода применяют также по отношению к воде, у которой любой из атомов заменен тяжёлым изотопом:
• к тяжёлокислородной воде (в ней лёгкий изотоп кислорода 16O замещен тяжёлыми изотопами 17O или 18O),
• к тритиевой и сверхтяжёлой воде (содержащей вместо атомов 1H его радиоактивный изотоп тритий 3H).

Если подсчитать все возможные различные соединения с общей формулой Н2О, то общее количество возможных «тяжёлых вод» достигнет 48. Из них 39 вариантов — радиоактивные, а стабильных вариантов всего девять: Н216O, Н217O, Н218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O. На сегодняшний день в лабораториях получены не все варианты тяжёлой воды.

Тяжелая вода играет значительную роль в различных биологических процессах. Российские исследователи давно обнаружили, что тяжелая вода тормозит рост бактерий, водорослей, грибов, высших растений и культуры тканей животных. А вот вода со сниженной до 50% концентрацией дейтерия (так называемая "бездейтериевая" вода) обладает антимутагенными свойствами, способствует увеличению биомассы и количества семян, ускоряет развитие половых органов и стимулирует сперматогенез у птиц.

За рубежом пробовали поить тяжелой водой мышей со злокачественными опухолями. Та вода оказалась по настоящему мертвой: и опухоли губила, и мышей. Различные исследователи установили, что тяжелая вода действует отрицательно на растительные и живые организмы. Подопытных собак, крыс и мышей поили водой, треть которой была заменена тяжелой водой. Через недолгое время начиналось расстройство обмена веществ животных, разрушались почки. При увеличении доли тяжелой воды животные погибали. И наоборот, снижение содержания дейтерия на 25% ниже нормы в воде, которую давали животным, благотворно сказалось на их развитии: свиньи, крысы и мыши дали потомство, во много раз многочисленнее и крупнее обычного, а яйценосность кур поднялась вдвое.

Тогда Российские исследователи взялись за "облегченную" воду. Эксперименты проводили на 3 моделях перевиваемых опухолей: карцинома легких Льюис, быстро растущая саркома матки и рак шейки матки, который развивается медленно. "Бездейтериевую" воду исследователи получали по технологии, разработанной в Институте космической биологии. В основе метода лежит электролиз дистиллированной воды. В опытных группах животные с перевитыми опухолями получали воду с пониженным содержанием дейтерия, в контрольных группах - обычную. Животные начали пить "облегченную" и контрольную воду в день перевивки опухоли и получали ее до последнего дня жизни.

Вода с пониженным содержанием дейтерия задерживает появление первых узелков на месте перевивки рака шейки матки. На время возникновения узелков других типов опухоли облегченная вода не действует. Но во всех опытных группах, начиная с первого дня измерений и практически до завершения эксперимента, объем опухолей был меньше, чем в контрольной группе. К сожалению, хотя тяжёлая вода и тормозит развитие всех исследованных опухолей, жизнь экспериментальным мышам она не продлевает.

И тогда раздались голоса в пользу полного изъятия дейтерия из употребленной в пищу воды. Это привело бы к ускорению обменных процессов в организме человека, а, следовательно, к увеличению его физической и интеллектуальной активности. Но вскоре возникли опасения, что полное изъятие из воды дейтерия приведет к сокращению общей длительности человеческой жизни. Ведь известно, что наш организм почти на 70% состоит из воды. И в этой воде 0,015% дейтерия. По количественному содержанию (в атомных процентах) он занимает 12-е место среди химических элементов, из которых состоит организм человека. В этом отношении его следует отнести к разряду микроэлементов. Содержание таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден, марганец в нашем теле в десятки и сотни раз меньше, чем дейтерия. Что же случится, если удалить весь дейтерий? На этот вопрос науке еще предстоит ответить. Пока же несомненным является тот факт, что, меняя количественное содержание дейтерия в растительном или животном организме, мы можем ускорять или замедлять ход жизненных процессов.

ТАЛАЯ ВОДА

Люди давно подметили, что целебными свойствами обладает талая и ледниковая вода. Позже ученые нашли объяснение этому феномену — в ней, по сравнению с обычной, гораздо меньше примесей, включая изотопных молекул, где атом водорода заменен его тяжелым изотопом — дейтерием. Талая вода считается хорошим народным средством для повышения физической активности организма, особенно после зимней спячки. Сельские жители заметили, что животные пьют эту воду; как только на полях начинают сходить снега, домашний скот пьёт из лужиц талой воды. На полях, где скапливаются талые воды, урожай богаче. В полярных районах происходит естественное замерзание морской воды, и образующийся лед может служить источником пресной воды, если буксировать ледяные поля или ледниковые айсберги в более теплые климатические зоны. При расплавлении льда и отделении талой воды от морской можно получать пресную воду, по существу, по цене буксировки.

Техника получения талой воды заключается в различных скоростях замерзания чистой воды и воды, содержащей примеси. Талую воду получают в морозильной камере, варьируя объём воды и время замерзания (обычно 10-12 часов). В результате получается двух-компонентная система, состоящая из льда (фактически чистая замёрзшая вода без примесей) и водного незамерзающего рассола подо льдом, содержащего соли и примеси, которые удаляются. При этом водный рассол сливается в раковину, а лёд размораживается. Принимать талую воду рекомендуется сразу после размораживания (её температура не должна превышать 10 градусов). Пить воду рекомендуется на протяжении всего дня небольшими глотками, задерживая во рту.

ШУНГИТНАЯ ВОДА

Шунгит — горная порода, обширные залежи которой имеются в районе Онежского озера, и в этих залежах циркулируют и просачиваются на поверхность воды, насыщенные целебной шунгитной эманацией. Еще Петр I выстроил в этих местах первую в России водолечебницу, и она существует до сих пор — курорт «Марциальные воды» под Петрозаводском. Там находится санаторий, где лечатся водой, очень сильно насыщенной железом.

Шунгиты - уникальные по составу, структуре и свойствам образования. Они представляют собой необычный по структуре природный композит - равномерное распределение высокодисперсных кристаллических силикатных частиц в аморфной углеродной матрице. Средний размер силикатных частиц около 1 мкм. Средний состав пород месторождения - 30% углерода и 70% силикатов. Породы характеризуются высокой прочностью, плотностью, химстойкостью и электропроводностью. Они обладают рядом необычных физических, химических, физико-химических и технологических свойств, позволяющих их использовать в качестве уникальных природных фильтров.

В настоящее время бытовые шунгитные фильтры выпускаются некоторыми отечественными предприятиями. Однако вопрос насколько эффективна искусственная шунгитная вода, которую готовят с помощью бытовых шунгитных фильтров остаётся актуальным. Сторонники шунгита заявляют о чудестных целебных свойствах этого минерала, что он очищает воду, обеззараживает ее, убивает кишечные палочки, холерный вибрион, нейтрализует примеси тяжелых металлов, хлорорганические соединения, аммиак и нитраты. Однако процесс искусственного фильтрования через шунгитный фильтр далёк от природного; фильтр невелик по размерам, а вода находится в кратковременном контакте с минеральным веществом.

КРЕМНИЕВАЯ ВОДА

Увлечение кремнием и водой, настоенной на его основе началось совсем недавно. Силиконовый минерал кремний - черный, темно-серый или светлый - довольно часто встречается в природе, и человек хорошо знаком с ним. Но о целебных свойствах кремния стало известно совсем недавно: в конце 70-х годов XX века.
Адептом кремния является народный целитель А. Д. Малярчиков. Им было замечено, что на дне озера Светлое, расположенного в 150 км от Петербурга, в котором много кремния вода всегда чистая и просматривается на десятиметровую глубину. Рыба в нем не живет; не растут водоросли, нет других представителей биофлоры. Местные жители считали его мертвым и сторонились его. но купаясь и потребляя воду из него раны и ссадины быстро заживали, а волосы и ногти росли лучше.

По мнению Малярчикова кремний якобы активизирует и регенерирует воду и превращает ее в жидкость с уникальными свойствами. Средства массовой информации подхватили этот тезис. "Активизированная кремнием вода, - писали газеты, - практически не имеет противопоказаний для употребления; по сравнению с водой, ионизированной серебром, она не может вызвать побочных явлений, так как кремний является продуктом животного и растительного происхождения. Органические остатки в кремнии - это не что иное, как биокатализаторы, способные перерабатывать энергию света и в десятки тысяч раз ускорять окислительно-восстановительные реакции. Кремниевая вода обладает антибиотическим, антисептическим, регенерационным действием, улучшает обмен веществ, функционирование почек, печени, помогает при желудочно-кишечных расстройствах, наличии воспалительных процессов. Она останавливает кровотечение, лечит ожоги, пролежни, помогает при отите, флегмонах, инфекционном гепатите, пародонтозе, саркоме и т. д. Регулярное употребление такой воды уменьшает содержание сахара в крови у диабетиков". И еще много других заболеваний включали наши газеты в этот список. Потом сообщения стали сдержаннее, реже, и скептичнее.

Согласно мнениям учёных кремний действительно мощный активатор воды и обладает значительными бактерицидными свойствами. Вода не портится, долго сохраняется, очищается. Но использовать ее как лекарство нужно с большой осторожностью. Врачи заметили, что тем, кто имеет предрасположенность к онкологическим заболеваниям, лучше совсем от нее отказаться.
Кремниевая вода обладает уникальными свойствами и может быть использована в качестве лечебного средства. Кремниевой водой можно лечить пролежни, ожоги, раны, опрелости, прыщи, фурункулы, насморк, ангину (как полоскание). Очень полезна такая вода в косметике: очищает кожу, избавляет от перхоти, способствует росту волос. Однако пока нет никаких достоверных научных данных , потверждающих её лечебное действие на организм, эта вода имеет противопоказания, и обращаться с ней нужно очень осторожно.

Кремниевая вода готовится очень просто. Нужно опустить кремний в стеклянную или эмалированную емкость с сырой или кипяченой водой. Количество кремния должно быть из расчета 1-3 г на 1-5-литровую банку. Для защиты от пыли и естественного воздухообмена емкость нужно накрыть чистой марлевой салфеткой и поставить в помещение с комнатной температурой и дневным светом, защитив ее от попадания прямых солнечных лучей. Через двое-трое суток водой можно умываться, полоскать горло, смазывать раны. Также ею очень полезно поливать цветы, огородные культуры (помидоры, огурцы), плодовые деревья.

СЕРЕБРЯНАЯ И ЗОЛОТАЯ ВОДА

Бактерицидные свойства серебра подтверждены совре¬менной наукой. Бактерицидные свойства серебра известны с глубокой древности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах.

Пионером исследований в данной области считают французского врача Бенье Креде, который в конце XIX века сообщил об успехах в лечении сепсиса ионами серебра. Продолжая исследования, он выяснил, что серебро в течение трех дней убивает дифтерийную палочку, в течение двух — стафилококки, а возбудитель тифа — за сутки.

В 1942 гиду англичанину Р. Бентону удалось остановить эпидемию холеры и дизентерии, свирепствовавшую на строительстве дороги Бирма — Ассам. Бентон наладил снабжение рабочих чистой питьевой водой, обез¬зараженной с помощью электролитического растворения серебра (концентрация серебра 0,01 мг/л).

Когда бактерицидные свойства серебра были изучены, оказалось, что решающую роль здесь играют положительно заряженные ионы серебра Ag+. Ионизация серебра повышает активность в водных растворах. Катионы серебра по¬давляют деятельность фермента, обеспечивающего кислородный обмен у простейших микроорганизмов болезнетворных бактерий, вирусов и грибков (порядка 700 видов патогенной «флоры» и «фауны»). Скорость уничтожения зависит от концентрации ионов серебра в растворе: так, кишечная палочка погибает через 3 мин при концентрации 1 мг/л, через 20 мин — при 0,5 мг/л, через 50 мин — при 0,2 мг/л, через 2 ч — при 0,05 мг/л. При этом обеззараживающая способность серебра выше, чем у карболовой кислоты, сулемы и даже таких сильных окислителей, как хлор, хлорная известь, гипохлорид натрия. Но на станциях водоочистки используют хлорирование, фторирование и более современный метод — озонирование, а не электролитическое насыщение воды ионами серебра из-за высокой дороговизны серебра.

Но серебро — тяжелый металл, и его насыщенные растворы не полезны человеку: предельно допустимая концентрация серебра — 0,05 мг/л. При приеме 2 г солей серебра возникают токсические явления, а при дозе в 10 г вероятен летальный исход. Кроме того, если превышать предельную дозу в течение нескольких месяцев, возможно постепенное накапливание металла в организме.

Серебро — важный для микроэлемент, необходимый для нормального функционирования желез внутренней секреции, мозга и печени. Приготовить серебряную воду в домашних условиях непросто. Если настаивать воду в серебряном сосуде, эффект будет незначительным. Серебряную воду производят в специальных электрических приборах ионаторах. Ее также можно получить с помощью установок «Пингвин» и «Дельфин». В домашних условиях серебряную воду получают погружением в обычную воду серебряных вещей.

Помимо серебряной также известна золотая вода. Золото известно с древности как общеукрепляющее и тонизирующее средство. Древние лекари рекомендовали употреблять ее при болезни сердца, связанной с нарушением ритма (аритмии, ишемической болезни, стенокардии). Хорошие результаты получены также при лечении и профилактике препаратами золота радикулитов, артритов, варикозного расширения вен, возбуждении центральной нервной системы. Для приготовления такой воды золото помещают в кастрюлю, заливают двумя стаканами отфильтрованной воды, ставят на огонь и выпаривают до половины первоначального объема. Золотую воду принимают по 1 чайной ложке 3 раза в день.

МЕДНАЯ ВОДА

Следует остановиться ещё на одном металле – меди. У медных браслетов, которые считают регулирующими давление, сегодня уже немало поклонников. Кроме использования браслетов из меди, Аюрведа рекомендует еще и прием медной воды. Считается, что такая вода стимулирует работу печени, селезенки, кроветворных органов, борется с анемией любой этиологии и способствует профилактике ожирения. Однако никаких достоверных научных данных, подтверждающих эти эффекты не существует.
Для приготовления такой воды нужно взять медную монету, тщательно ее промыть в известковой воде и далее поступать так, как при приготовлении золотой воды. Медную воду следует принимать по 2 чайные ложки 3 раза в день в течение месяца, все это время целесообразно постоянно носить на запястье медный браслет.

МАГНИТНАЯ ВОДА

Идея магнитной воды принадлежит доктору Е. В. Утехину, который в начале 80-х годов внедрил магнитную воду в быт россиян. Он считал, что омагниченная вода становится биологически активной и поэтому может оказывать терапевтическое действие.
Предварительные эксперименты, проводимые врачами и физиками, показали, что употребление воды, обработанной магнитом, повышает проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижает количество холестерина в крови и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует выделению мелких камней из почек. Были отмечены положительные результаты и при лечении омагниченной водой больных, страдающих экземой и различными дерматитами. В начале 90-х годов на Всесоюзной конференции по магнитобиологии и магнитотерапии подробно обсуждалось и было признано благоприятным воздействие ванн и турбулентного подводного массажа на больных с затяжными пневмониями, неспецифическими инфекционными полиартритами, ревматоидными артритами и некоторыми другими заболеваниями суставов.
Однако научные данные по магнитной воде всё же не полны. Необходимо отметить, что физико-химические свойства при магнитной обработке изменяются в большей степени у воды, в которой растворено больше солей, следовательно, и лечебное действие ее будет сильнее. На основании этого в санаториях Сочи стали применять метод лечения омагниченной морской водой. Ванны назначались больным, страдающим гипертонической болезнью. После проведенного курса лечения у большинства исчезли жалобы на головные боли, шум в ушах, быструю утомляемость и боли в области сердца. У большинства пациентов снизилось артериальное давление и нормализовался сон. Сегодня минеральные ванны с омагниченной водой применяются на некоторых российских курортах. В домашних условиях получить намагниченную воду довольно трудно.

«ЖИВАЯ» И «МЁРТВАЯ ВОДА»

«Живую» и «мертвую» воду впервые получил изобретатель Кратов, исцелившийся с их помощью от аденомы и радикулита. Эти жидкости производят с помощью элек¬тролиза обычной воды, причем кислую воду, которая собирается у положительно заряженного анода, называют «мертвой», а щелочную (концентрирующуюся около отрицательного катода) — «живой».

По описаниям в литературе, «живая» вода-католит — мягкая, светлая, с щелочным привкусом, иногда — с белым осадком; ее рН = 10—11 ед. «Мертвая» вода анолит— коричневатая, кисловатая, с характерным запахом и рН = 4—5 ед.

“Мёртвая вода” -анолит имеет рН менее 6 и по параметрам острой токсичности при введении в желудок и нанесении на кожу относится к 4 классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 и обладает в данном классе минимальной токсичностью. При ингаляционном введении мёртвая вода с содержанием оксидантов 0,02% и общей минерализацией 0,25 -0,35% не оказывает разражающего действия на органы дыхания и слизистые оболочки глаз. При введении внутрь не оказывает иммунотоксического действия и повышения уровня хромосомных аберраций в клетках костного мозга и, следовательно, не обладает цитогенетической активнстью. При нагревании до 400 С биоцидная активность “мёртвой воды” увеличивается на 30-100% (В.М. Бахир и др., 2001).

“Живая вода” - католит имеет рН более 8. Его антибактериальное действие диффренцированное: бактерицидный эффект проявляется относительно энтеробактерий, устойчивыми к нему являются энтерококки и стрептококки группы В, а в отношении грамотрицательных микроорганизмов - только бактериостатическое. По данным изобретателей “живая вода” является раствором с усиленными электронодонорными свойствами и, попадая в кровь человека, усиливает её электронодонорный фон на несколько десятков милливольт. Авторы приводят сведения о механизмах действия католита: ускорение процессов регенерации за счёт стимуляции синтеза ДНК; иммунокорригирующее действие; усиление детоксицирующей функции печени; стабилизация проницаемости мембран клеток; нормализация энергетического потенциала клеток; повышение энергообеспечения клеток путём стимуляции и максимального сопряжения дыхания и процессов окислительного фосфорилирования.

На основании материалов, опубликованных в сборника Второго и Третьего Международных симпозиумов «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности», монографии Прилуцкого В.И. и Бахира В.М., (1997) можно привести следующие данные о некоторых свойствах и лечебном действии “живой” и “мёртвой” воды.

“Мёртвая вода” обладает антибактериальным, противовирусным, антимикозным, антиаллергическим, противовоспалительным, противоотёчным, противозудным и подсушивающим действием, может оказывать цитотоксическое и антиметаболическое действие, не причиняя вреда клеткам тканей человека. Биоцидные вещества в электрохимически активированном анолите, не являются токсичными для соматических клеток, поскольку представлены оксидантами, подобными тем, которые продуцируют клетки высших организмов (В.М. Бахир и др., 2001).

“Живая вода” обладает антиоксидантными, иммуностимулирующими, детоксицирующими свойствами, нормализует метаболические процессы (повышение синтеза АТФ, изменение активности ферментов), стимулирует регенерацию тканей (повышает синтез ДНК и стимулирует рост и деление клеток за счёт увеличения массопереноса ионов и молекул через мембраны), улучшает трофические процессы и кровообращение в тканях.

В медицине электроактивированные растворы как анолиты, так и католиты находят достаточно широкое применение. Наиболее широко известно применение анолитов с целью дезинфекции и стерилизации инструментов, помещений, аппаратуры, предметов ухода, кожи и слизистых и т.д., а также для лечения гнойных ран. Испытание анолитов показало, что они при экспозиции 5-10 мин для полоскания полости рта снижают обсемененность микроорганизмами полости рта и глотки в 25-100 раз (В.В.Торопков с соавт., 1999), что подтверждается успешным применением их для полосканий при заболеваниях зева (Л.Г.Баженов с соавт., 1999). Использование смоченных в анолите салфеток позволяет полностью очистить раневые полости при огнестрельных ранах, флегмонах, абсцессах, трофических язвах, маститах, обширных гнойно-некротических поражениях подкожной клетчатки за 3-5 дней, а последующее применение католита в течение 5-7 дней существенно ускоряет репаративные процессы. Имеются также данные о высокой лечебной эффективности электроактивированных растворов при неспецифических и кандидозных кольпитах, эндоцервицитах, резидуальных уретритах, эрозии шейки матки, язвах роговицы, гнойных кератитах, инфицированных ранах кожи век, при коррекции дисбактериоза и иммунных нарушений; при лечении стоматитов, гингивитов, парадонтитов; при заболеваниях желудка; при лечении сальмонеллёза, дизентерии, а также при лечении сахарного диабета, тозиллитов, гнойных отитов, жирной и сухой себореи лица, выпадения волос, контактных аллергодерматитов, коррекции морщин. Хороший эффект выявлен при применении католита при гастритах, язвенной болезни желудка, геморрое, дерматомикозе, экземе, аденоме предстательной железы и хроническом простатите, тонзиллите, бронхите, хроническом пиелонефрите, хроническом гепатите, вирусном гепатите, деформирующих артрозах и т.д. (С.А.Алехин, 1997 и др.).
Однако, фармакологических исследований этих растворов, как лекарственных средств, очень мало. Исследования проводятся на кафедре фармакологии Воронежской медицинской академии.

Установлен ряд других лечебных эффектов электроактивированных водных растворов, изучена токсичность и продолжаются исследования их влияния на сердечно-сосудистую систему, систему крови и кроветворение, на ЦНС, на двигательную сферу, мочеполовую систему и вводно-солевой обмен, систему пищеварения, дыхания, а также при лечении в хирургии.
Можно также использовать водные растворы в сельском хозяйстве: в животноводстве (профилактика болезней молодняка) и полеводстве (повышение урожайности). Одним из положительных свойств этих растворов является их дешевизна (2 рубля за литр) и экологичность. Промышленностью уже выпускаются установки для проведения электролиза в домашних условиях («СТЭЛ», производи¬тельность до 60 л/ч, и менее производительные, но удобные «Эсперо-1»). «Живую» и «мертвую» воду стали продавать в аптеках и мага¬зинах в бутилированном виде.

РЕЛИКТОВАЯ ВОДА

Так называемая реликтовая вода – это вода с пониженным содержанием дейтерия и примесей. Вода загрязнена многими примесями земного, космического и биоэнергоинформационного происхождения.

К земным загрязнениям воды следует отнести многочисленные вредные и ядовитые органические и неорганические примеси, прежде всего техногенного происхождения, а также микроорганизмы.

Космические загрязнения — это главным образом тяжелые и радиоактивные изотопы водорода (дейтерий и тритий), кислорода и др.

Под биоэнергоинформационными (БЭИ) загрязнениями подразумеваются энергополевое и информационное поле воды и земли, которое негативно влияет на все живое.

Существуют природные и техногенные БЭИ загрязнения. Первые возникают вследствие солнечной активности, магнитных бурь, землетрясений, электромагнитных аномалий и т. п.; вторые — результат технического прогресса человечества. К ним следует отнести не только отравление воды, земли и воздуха промстоками и выхлопными газами, повышенную радиацию, но и т. н.

Электромагнитный смог — колоссальное увеличение плотности электромагнитных излучений различных частот и интенсивностей, в том числе и глобальную компьютеризацию.

Сочетание природных и техногенных БЭИ загрязнений негативно воздействует на структуру воды, вследствие чего она приобретает мутагенные и канцерогенные свойства. Авторы этой идеи говорят, что существующие ныне технологии получения питьевой воды осуществляют очистку воды только от земного типа загрязнений, не изменяя при этом ее изотопный состав и полевую структуру. Такая вода по их мнению практически полностью сохраняет свою негативную структуру, и по этой причине не может быть полезной для здоровья, роста и развития живых организмов.

Для очистки воды, придания ей целебных биологических свойств её необходимо очистить от всех загрязнений — земных, космических и биоэнергоинформационных. Эти исследования проводили в Институте экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Кавецкого НАН Украины. Исследования биологической активности реликтовой воды с различным содержанием дейтерия, полученной на установке ВИН-7 «Надія», были проведены в 1998 году в Институте экогигиены и токсикологии им. Л.Медведя Минздрава Украины. Авторы сообщают, что вода с пониженным содержанием дейтерия обладает многими чудесными свойствами – повышает иммунитет, ускоряет рост и резистентность организма и даже способна остановить раковые опухоли, но пока нет достоверных независимых данных учёных, подтверждающих эти исследования.

Близка к реликтовой воде и её наш отечественный аналог, так называемый “Протиус”. Производство этой воды расположено в г Железнодорожном. Основатели этой фирмы поставили перед собой цель — создать производство легкой воды, более эффективное, чем существующие западные аналоги. Был разработан проект и создана промышленная установка — авторская разработка сотрудников фирмы. В ней происходит очистка воды от примесей центробежно-вихревым методом по технологии, защищенной международным и российским патентами.

Эта вода по мнению авторов не содержит никаких вредных для человека веществ и, кроме того, в ней понижено содержание дейтерия. Название новой фирме и производимой воде дали в честь протия — легкого изотопа водорода — антагониста дейтерия. Известно, что дейтерий неблагоприятно действует на все живое. Тяжёлая вода ингибирует жизненно-важные функции роста и развития многих микроорганизмов. Некоторые бактерии выносят 70%-ную и выше концентрацию тяжёлой воды в среде, в то время как растительные клетки могут нормально развиваться при концентрациях тяжёлой воды не более 50-75%, а клетки животных не более 35% тяжёлой воды. Однако, впоследствии было показано, что несмотря на биостатический эффект тяжёлой воды на клетку, многие клетки бактерий, растений и животных могут быть адаптированы к тяжёлой воде.

ВОДОПРОВОДНАЯ ВОДА

Вода, поступающая для потребления из крана называется водопроводной водой. Подготовка водопроводной воды обычно включает пять стадий: механическую фильтрацию, отстаивание, фильтрацию через слой песка, аэрацию и стерилизацию.

После механической фильтрации через специальные фильтры-решётки воде дают отстояться в больших отстойниках, где из нее осаждаются частицы песка и другие мелкие частицы. Для уда¬ления очень мелких частиц воду сначала делают слегка основной, добавляя в нее гидрооксид кальция, а затем добавляют сульфат аммония Аl2(SО4)3-- При реакции сульфата алюминия с ионами ОН- обра¬зуется пористый желатинообразный осадок Аl(ОН)3. Этот осадок медленно осаждается, захватывая с собой взвешенные в воде частицы, благодаря чему из нее удаляются практически все тонкоизмельченные вещества и большая часть бактерий. Затем воду профильтровывают через слой песка. После фильтрации воду иногда разбрызгивают в воздухе, чтобы ускорить окисление растворенных в ней органических веществ.

На последней стадии подготовки воду обычно обрабатывают каким-либо химическим веществом для уничтожения бактерий. Наиболее эффективен в этом отношении озон О3, но его приходится вырабатывать в том месте, где он используется. По этой причине более удобен хлор С12. Хлор поставляют к месту потребления в сжиженном виде в цистернах, а затем распределяют его через измерительное устройство непосредственно в водопроводную сеть. Расход хлора зависит от присутствия в воде других веществ, с которыми хлор может реагировать, а также от концентрации подлежащих удалению бактерий и вирусов. Стерилизующее действие хлора обусловлено не самим Сl2, а хлорноватистой кислотой, образующейся в результате реакции хлора с водой:
С12(водн.) + Н2О(ж.) = НОСl (водн.) + Н+(водн.) + Сl- (водн.)
Хотя хлор используется для стерилизации воды долгие годы, не оказывая заметного вредного воздействия на здоровье людей, пользующихся такой водой, недавно обнаружено, что он все же может наносить некоторый вред здоровью. При исследовании источников воды в ряде американских городов было обнаружено наличие в них незна¬чительных количеств хлороформа СНС13 было обнаружено наличие в них небольшого количества хлороформа CHCl3 и четыреххлористого углерода СС14. Эти вещества обладают токсическим действием. Хотя уровень их содержания в водопроводной воде чрезвычайно низок, не исключена возможность, что долговременное потребление воды, содержащей эти вещества, может приводить к заболева¬ниям печени и почек. Эти вещества образуются в результате реакций молекул органических загрязнителей воды с хлором при стерилизации воды.

Очистка питьевой воды обеспечивает удаление из нее всех веществ, потенциально опасных для здоровья. Но иногда воду приходится подвергать еще дополнительной обработке, чтобы снизить в ней концентрацию ионов кальция Са2+ и магния Mg2+, которые вызывают жесткость воды. Эти ионы реагируют с мылами, образуя нерастворимые вещества. Хотя при их взаимодействии с синтетическими моющими средствами не образуется нерастворимых осадков, указанные ионы неблагоприятно сказываются на эффективности действия синтетических моющих средств. Кроме того, при нагревании воды, содержащей ионы Са2+ и Mg2+, в водонагревательных устройствах образуются минеральные отложения (накипь). При нагревании воды, содержа¬щей Са2+ и бикарбонат-ионы, из нее выделяется часть диоксида углерода. В результате этого происходит повышение рН воды и образование нерастворимого карбоната кальция:
нагревание

Са2+(водн.) + 2НСО3- > СаСО3(тв.) + СО2(г.) + Н2О(ж.)

Твердый карбонат кальция СаСО3 покрывает поверхность водонагревательных систем и внутренние стенки чайников, что снижает их нагревательную способность. Особенно много наки¬пи откладывается на стенках бойлеров, где вода нагревается под давлением в трубках, обвивающих печь. Образование накипи снижает эффективность теплопередачи и может привести к плавлению трубок.

Вода не всех источников питьевой воды требует умягчения. Обычно это необходимо для воды из подземных источников, где она достаточно долго соприкасается с известняком (СаСО3) и другими минералами, содержащими ионы Са2+, Mg2+ и Fe2+. Для крупномасштабного умягчения водопроводной воды применяют известково-содовый процесс. В этом процессе воду обрабатывают негашеной известью СаО или гашеной известью Са(ОН)2 и содой NaНСO3. Эти вещества вызывают осаждение кальция в виде СаСО3 и магния в виде Mg(OH). Роль Na2CO3 заключается в повышении рН воды и, если необходимо, в обеспечении ее ионами СО3-. Если вода уже содержит бикарбонат-ион в высокой концентрации, кальций можно удалить из нее в виде СаСО3 просто путем повышения рН в результате добавления Са(ОН)2:

Са2+(водн.) + 2НСО3- (водн.) + [Са2+(водн.) + 2ОН-(води.)] = 2СаСО3(тв.) + 2Н2О(ж.)

СТОЧНЫЕ ВОДЫ

Эти воды не относятся ни к пресным, ни к соленым. Их можно разделить на два вида: первые поступают из городских квартир, из городской канализации, вторые — с промышленных предприятий. В водах первого типа присутствуют фекалии, моча, бумага, мыло, остатки пищи. Все это оседает в водоотстойниках, перегнивает на специальных площадках и не наносит экологического вреда природе. Кроме этого, в сточных водах имеются элементы, с которыми естественным процес¬сам очистки не совладать: поверхностно-активные вещества; микробы и вирусы; поверхностно-активные вещества, органика.

Человек не может отказаться от химических и целлюлозно-бумажных комбинатов, гальванических цехов, металлургических и машиностроительных заводов, атомных электростанций и всего остального, что насыщает воды тяжелыми металлами, химией и радиоактивными изотопами.

В настоящий момент человечеству известны десятки тысяч химических соединений. Попадая в воду, эти вещества претерпевают различные изменения: разлагаются, вступают в реакции друг с другом, с хлором или озоном, которыми обеззараживают воду, и в результате могут получиться новые модификации, ранее неизвестные науке. Сравнительно немногие из этого огромного количества соединений исследованы на вредность и ПДК.

Очистка сточных вод и приготовление воды, поступающей в наши квартиры, — два разных процесса, осуществляемых государственными унитарными предприятиями «Водоканал».

Сточные воды очищают на особых станциях аэрации, где они фильтруются, отстаиваются, насыщаются кислородом и лишь затем поступают в природные водоемы, а отстой (сухое вещество) утилизируется. Есть разные способы утилизации: зарыть в землю, сбросить в океан, переправить на территорию другого государства или переработать на специальной фабрике. Очищенные от сухого остатка сточные воды во многих Российских городах не хлорируют, как за рубежом из-за опасности загрязнения хлором водоёмов.
Из природных водоемов вода берется для бытового потребления. Это совсем другая операция, не связанная с очисткой сточных вод. Этим занимаются станции водозабора и водоподготовки «Водоканала». Вода проходит необходимые стадии очистки, хлорируется или фторируется, а затем поступает в водопроводную сеть. Возможны опасности: некачественная очистка, ржавые во¬допроводные трубы, залповый несанкциониро¬ванный сброс каким-нибудь предприятием промышленных отходов.

Очистка сточных вод обычно включает три последовательные стадии, называемые первичной, вторичной и третичной обработкой. Приблизительно 10% сточных вод вообще не получают обработки, около 30% получают только первичную обработку и около 60% подвергаются еще вторичной обработке. Третичная обработка в настоящее время применяется редко, но, по-видимому, она станет более распространенной, когда для этого появятся материальные возможности, что позволит приблизить качество обработки к более высоким стандартам.

Первичная очистка по существу представляет собой отфильтровывание твердых примесей, песка и ила и хлорирование воды для обезвреживания находящихся в ней инфекционных бактерий.

Вторичная очистка включает медленную фильтрацию либо аэрацию. На стадии медленного фильтрования сточные воды просачиваются через слой гравия, в котором находятся бактерии, разлагающие 75% содержащихся в воде органических веществ. При аэробной биологической очистке сточные воды обезвреживают, пропуская их сквозь слой бактерий, окисляющих и минерализующих органические вещества, а затем обогащают воздухом и дают отстояться, чтобы удалить осаждающиеся примеси. Этот метод обладает 90%-ной эффективностью.

Третичная очистка воды связана с удалением из нее растворимых ионных веществ и остатков органических веществ, не извлеченных при вто¬ричной очистке. Третичная очистка проводится не всегда одинаково, а зависит от конкретного ха¬рактера сточных вод и самого метода очистки. В некоторых случаях для её проведения используются фильтры из активированного древесного угля, в других случаях для осаждения фосфат-иона PO43- проводится обработка воды гидроксидом кальция Са(ОН)2. Возможно также применение электродиализа, хотя этот метод сопряжен с большими расходами.

Очищенные сточные воды содержат вредные вещества, но после попадания в обширные природные водоемы концентрация этих веществ разбавляется до ничтожных величин, которые нельзя обнаружить точнейшими методами анализа.

В заключение следует подчеркнуть, что все естественные водоёмы – источники пресной воды обладают свойством самоочищаться. Это очень мощный природный механизм. Однако успокаиваться нельзя. Следите за качеством вашей питьевой водой и, если что не так — сразу бейте тревогу, поскольку от качества вашей питьевой воды зависит качество вашей жизни.

Литература:
1. Ахматов М. Вода, которую мы пьём, Москва, 2006;
2. Вода питьевая. М.: ИПК Издательство стандартов.
3. Миклашевский Н.В., Королькова С.В. Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры. СПб.: Изд. Арлит, 2000.

Страницы

Subscribe to RSS - Блог пользователя Олег Мосин