怎样的水才是最好的水?古人早就发现了!

水,生命之源。没有水就没有生命,人类在寻找其他星球是否符合其居住的过程中,就要去寻找水的迹象。在生物进化到目前阶段,大到长34米重200吨的生活在南极寒带冷水域蓝鲸,还是小到没有细胞膜结构靠寄主生存的病毒,都依赖水才得以生存。

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生命之源

平常老百姓饮水,无外乎是自来水和瓶(桶)装水,自来水则由人类居住水源地修建水库,然后经自来水厂净化处理,由管道进入千家万户日常生活中。而瓶(桶)装水,目前市场上,主要有纯净水、矿泉水、天然水、矿物质水等。

关于纯净水与矿泉水哪个才是更好的水,一直存在争议。有人说纯净水去除了矿物质,长期饮用不健康,有人说水中的矿物质含量非常少,并不足以补充人体所需的营养,到底什么水才是最好的水?今天我们从另外一个视角来判断水的好坏。从海洋、高山冰川中两个极端来分析,从原子级别来对水分类,从水的同位素分类

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瓶装水

具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。水含有两种元素氢(H)和氧(O),H含有1H(氕)、2H(氘)、3H(氚)三种,O含有16O、17O、18O。其中3H(氚)和17O非常不稳定,3H(氚)还具有放射性。自然界水中有1H、2H、16O、18O稳定同位素存在,氢和氧的稳定同位素在水文学和古气候学中具有悠久的历史。

在大多数水文过程中,一个简单的规则决定了水同位素的划分:重同位素优先发生在液相(或固相)中,轻同位素发生在气相中。这些阶段之间的分配是涉及水同位素的大多数应用的根源,因为当它们穿过地球表面获得和失去水分时,它导致气候气团的水同位素组成的逐渐演变。这个过程最基本的例子是逐渐干燥已经被海洋上的水饱和然后在陆地上行进的空气团。因为空气质量失去重同位素(2H和18O)会比失去轻同位素快,重质同位素从空气中蒸馏出来。因此,随着时间的推移,从空气质量下降的沉淀中的重同位素与轻同位素的比率随着时间的推移而减少,因为越来越多的水作为沉淀而损失。

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同位素瑞利分馏

最后发现海水中的重同位素2H和18O浓度最高高海拔与高纬度中轻质同位素含量最高。物理过程中,我们把这种现象称之同位素瑞利分馏

这些从海洋蒸发出来的水经过同位素瑞利分馏现象,再通过降雨分布在地球表面,因此在北极冰川和高山的水变成了天然低氘水。以海水为标准,美国犹他大学Waterisotopes.org监测和预测出其中水同位素分布。

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以海水为标准

美国犹他大学Waterisotopes.org监测和预测的水同位素分布(1)

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以海水为标准

美国犹他大学Waterisotopes.org监测和预测的水同位素分布(2)

注释:图中蓝色越深处,水中氘含量越低,越有利于健康

从图中不难发现,在南北两极中,2H的水同位素含量比赤道少了300‰,从海水的150ppm降低至135ppm;18O的水同位素含量则减少了30‰左右,可见自然现象水的同位素分离如此神奇。

从海洋到大气层再到降雨,我们中国人就发现一个规律,“无根水”谓天上初降下不沾地的雨水。无根水,也叫天水,泛指天上落下的水,雨、雪、霜、露等。这在《红楼梦》中有详细的描述,一般主要指雨水,水在地上被大自然的高温蒸发到天上成云,在天上的云遇低温再变成水落到地面,《封神演义》中也多次提到某某解药或仙丹要用无根水服下。以现代眼光看雨水就是一种蒸馏水,无杂质,当它落在地面流经岩石层时,会溶解石灰质,成为“硬水”;还会溶解地面的许多污物,成为“污水”。因此冰川水、无根水都是天然降低2H、18O的优质超轻水,比如我国的唐古拉山处于高海拔地区,其降雨导致的水中氘含量极低,形成的即天然低氘水。

为了追求极致,人们发现这种规律后,从陆地及高山中,从水源水中取水,处理为纯净水后,再在纯净水基础上,模仿大气中同位素瑞利分馏现象,进行精馏处理,去除水中部分2H(氘),使水中氘含量比两极还要低,因此产生了10-125ppm去氘水

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去氘水

欧美、日本等发达国家,根据自然规律,生产了很多降低2H浓度的水,并对其为什么对人体有益进行循证试验,得到验证后便立即将去氘水带入人们的日常生活饮用水中。而国内在这方面研究落后发达国家5-10年,我们还有很长路要走。

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