Внесите изменения (Дмитрий)


Письмо #2 от студента 5 курса УдГУ Димы, 12.01.2001.                          
Тема: Внесите изменения                          

Доброе время суток, всем на сайте Water.RU!

С большим вниманием и интересом изучал материалы вашего сайта и обратил внимание на несколько неточностей. В принципе, они не настолько значительные, чтобы на все обращать внимание. Но написать это письмо меня вынудили ваши комментарии к статье: Ее величество вода ("Лиза", #7, 13 сентября 1999 г.). В ней есть описание очистки воды методом вымораживания примесей. Сам метод описан правильно. Единственное, что не хватает популярным журналам, так это научного обоснования последовательности описанных действий. А вот интерпретировать эти действия можно по-разному. Это зависит только от осведомленности и знаний вашего эксперта.

> В случае же с водой - "первый лед" и есть самая чистая вода, а жидкость - концентрат
> растворенных примесей. Так что выкидывать этот лед - полная бездуховность
.

Между прочим, в случае с водой - "первый лед" и есть самая чистая ТЯЖЕЛАЯ вода. Как известно, существуют изотопы элементов составляющих молекулу воды (Н и О), различные комбинации их дают в сумме 32 различных типов соединений. Большинство из них присутствуют в природной воде в незначительных количествах, а тяжелая вода или дейтериевая (в ее состав входит изотоп водорода - дейтерий) может находится в количествах около 150 мг./л.. Это не так уж и много, и все же она вредна для организма (в чем именно - почитайте справочники). Температура плавления (или замерзания) у нее 3.82 oС, в то время как у обычной 0 oС. Так что, тяжелая вода замерзает первой и отличается даже по форме кристаллов - они ажурные, пластинчатые. Если не выкидывать этот лед, то можно повысить содержание тяжелой воды в пресном льде до уровня, когда будет заметен урон здоровью, особенно если ее будет употреблять больной человек.

Так что в этом контексте вполне понятно, что первый лед удаляется для "облегчения" воды, а последующая заморозка как раз и предназначена для устранения примесей. В этом отношении статья написана корректно.

> >Если же для кого-то мы не авторитет - отсылаем к старенькой статье...

Ваша ссылка на более авторитетный источник не совсем верна. В статье идет речь о получении воды для питья и приготовления пищи, в день на человека вполне может хватить 3...4 л., а в статье "Понижение жесткости воды вымораживанием", на которую вы ссылаетесь - рекомендации для аквариумистов, понятно, что наполнять аквариум в 200 л. с такими сложностями не каждому захочется.

Надеюсь, что ваши комментарии к данной статье будут в значительной степени исправлены.

На этом все.

Читайте справочники и энциклопедии.

Дмитрий, студент 5 курса, биолого-химического факультета УдГУ.


Наш ответ, 16.01.2001.                                    

Уважаемый Дмитрий,

Прежде всего, позвольте пояснить суть наших "претензий" к статье в журнале "Лиза" в части очищения воды замораживанием касающихся. Они имеются и по форме и по существу.

По форме. Попробуйте, как студент, поставить, руководствуясь советами из "Лизы", лабораторный опыт. Полагаю, у Вас сразу возникнет ряд вопросов. Кастрюлю какого объема использовать? Какая температура должна быть в морозильной камере? Почему держать кастрюлю в морозилке именно 5 часов, а не 3, не 4 с половиной или 5 с четвертью?

Статья оставляет все эти вопросы на усмотрение читателя. Согласитесь, что результаты, в зависимости от объема кастрюли и температуры могут быть совершенно разными. От полного замерзания всей воды (с весьма вероятной "травмой" самой кастрюли) - но тогда уже точно будет нечего "сливать" - до, при благоприятных обстоятельствах, частичного замерзания, когда описанная методика хоть как-то, но работает (повторим - по форме, а не по сути).

На наш взгляд, лучше не давать советов такого рода вообще, чем давать их таким образом. Именно поэтому, в первую очередь, мы даем отсылку на статью о "вымораживании" воды из аквариумистического журнала. Там очень просто и доходчиво, без всяких лишних цифр объяснена методика всего этого дела. Начиная от совета использовать пластиковую посуду с максимальной площадью поверхности воды, до простого алгоритма - заморозить воду до половины. Для чего таким образом готовиться вода - для питья или для рыбок и в каких объемах, принципиального значения не имеет. Удивительно, что Вы этого не поняли.

Теперь по сути метода и, соответственно, по сути Ваших претензий.

Но сперва небольшое "лирическое" отступление. Читать энциклопедии и справочники, конечно, очень полезно. Но иногда полезно усомниться в написанном и проверить по нескольким альтернативным источникам или самому "раскинуть мозгами".

Так, Вы правы, что существуют несколько изотопов водорода (а точнее три природных стабильных (вопрос о радиоактивности каждого из изотопов опускаем, сейчас это не принципиально) - 1Н (он же протий), 2H (он же дейтерий или 2D) и 3H (он же тритий или 3T) и два искусственных нестабильных - 4H и 5H) и несколько изотопов кислорода (точнее три природных стабильных - 16O, 17O, 18O и шесть искусственных нестабильных - 3 легких: 13O, 14O, 15O и 3 тяжелых: 19O, 20O, 24O).

Не трудно посчитать, что в природе возможны 18 стабильных изотопных разновидностей воды, а именно (для убедительности привожу их все):


1H216O
2D216O
3T216O
1H2D16O
1H3T16O
2D3T16O
1H217O
2D217O
3T217O
1H2D17O
1H3T17O
2D3T17O
1H218O
2D218O
3T218O
1H2D18O
1H3T18O
2D3T18O

Больше природным разновидностям воды взяться неоткуда. Приведенная же Вами цифра 32 неверна, хоть и взяли Вы ее, судя по всему, из какой-то источника (правда, не проверив). Всего же теоретически (принимая в расчет искусственные нестабильные изотопы) возможны 135 видов воды.

Что же касается содержания в природной воде (позвольте Вас процитировать) "тяжелой или дейтериевой воды", которая "может находиться в количествах около 150 мг/л" , то это также неверно. Дейтериевая вода (D2O) содержится в природной воде в количествах, равных миллионным долям процента, а вот в количестве "около 150 мг/л" (точнее - от 132 до156 мг/л) содержится водородно-дейтеривая тяжелая вода (HDO).

Так что, "на энциклопедии надейся, да сам не плошай". Нам, например, где-то попадалась информация, что тяжелая вода замерзает при - (минус!!!) 3,82 oС.

И еще полезный совет. Информацией из справочников и энциклопедий надо уметь пользоваться в полном объеме и правильно ее применять.

Рассмотрим, например, наш случай (переходим к предмету нашего заочного спора). Он хорошо иллюстрирует, как из верных данных можно сделать выводы с точностью до наоборот.

Вы, например, совершенно верно сделали акцент на температуре замерзания тяжелой воды - она замерзает раньше. Однако при этом почему-то Вы совершенно "проскочили" мимо упомянутой Вами ее же плотности.

Как вы совершенно правильно отмечаете, плотность тяжелой (здесь правильнее было бы говорить о водородно-дейтеривой тяжелой воде - HDO, но за неимением ее физических характеристик будем говорить о D2O, тем более, что Вы именно ее и имели в виду) равна 1,104 г/см3 (уточню только, что при 3,98 oС - см., например "Большой энциклопедический словарь"), т.е. в точке наибольшей плотности обычной воды (1.00 г/см3). При остывании воды, при температуре 3,82 oС начнется замерзание тяжелой воды и произойдет скачкообразное изменение (уменьшение) плотности (также как у обычной воды это происходит при 0 oС). Будем откровенны, точной величины этого скачка мы не знем, но можем предполагать, что он составит примерно те же 8,32%, что и у обычной воды. "Накинем" даже для верности еще 10% от этой величины, т.е. 9,15%. Таким образом, даже превратившись в лед, тяжелая вода будет иметь плотность 1,002984 г/см3 и, в соответствии с законом всемирного тяготения "тяжелый" лед будет тонуть в воде. Вы можете возразить, что разность по плотности ничтожна мала. Да, но разность в плотности обычной воды между 1.00 г/см3 (при 3,98 oС) и 0.999968 г/см3 (при 0 oС - см. "Большую Советскую Энциклопедию") обеспечивает циркуляцию воды, столь необходимую для предотвращения полного промерзания воды и, значит, сохраняющую жизнь на Земле. Мы же получили разницу в плотности почти на 3 порядка большую (допускаем, что и здесь мы могли ошибиться на порядок - сути это не меняет).

Отсюда следует прямой вывод о том, что когда в эксперименте по-"Лизе" начнет замерзать обычная вода (при 0 oС) и на поверхности начнет образовываться корочка льда, то это будет именно чистый во всех смыслах лед, т.к. "тяжелый" лед утонул.

Этот вывод хорошо подтверждается практикой. Известно, что пресный лед содержит меньше дейтерия, чем соленый лед, например в Северном Ледовитом Океане. Естественно, ведь соленая вода имеет плотность 1,025 - 1,035 г/см3 (а кое-где и больше), что вполне достаточно, чтобы "вытолкнуть" образовывающийся "тяжелый" лед на поверхность.

Кстати, возможно, проскакивающая здесь и там информация о более низком содержании дейтерия в талой воде и внесла сумятицу в Вашу юную голову. Позволим себе напомнить, что талая вода - эта вода из растаявшего льда. Т.е. когда-то она была водой, которую потом заморозили и она стала льдом. Именно за счет того, что при замерзании воды примеси (включая тяжелую) воду уходят в "рассол", а лед самоочищается (а не наоборот, как утверждаете Вы) в талой воде меньше дейтерия.

По нашему мнению, изложенная выше картина несколько теоретична. Полагаем, что на практике, молекулы тяжелой воды более-менее равномерно "разбросаны" в нормальной воде и "встроены" в укрупненные группы молекул - ассоциаты - обычной протиевой воды. Конечно, при длительном отстаивании они начнут концентрироваться у дна сосуда - недаром нам где-то попадалась информация о том, что самая высокая природная концентрация тяжелой воды наблюдается в Марианском Желобе, а также советы после отстоя воды использовать только верхние 2/3, выливая нижнюю треть. Но в нашем случае для такого "расслоения" воды, скорее всего, недостаточно времени. Отсюда следует другой, более "житейский" вывод - концентрация дейтерия в образовавшемся льду останется примерно такой же, как в исходной воде и близкой к природным 132-156 мг/л.

Что же мы имеем, так сказать, в сухом остатке. А то, что концентрация дейтерия в образующемся льду как минимум не выше, а, скорее всего ниже, чем в остающейся не замерзшей воде. Т.е. правы мы, а не Вы с "Лизой".

И наконец, допускаем, что не убедили Вас и, более того, что наши умозаключения на основе данных энциклопедий ложны. На этот случай приводим Вам последний аргумент.

Положим, руководствуясь методикой из "Лизы", мы взяли 5-ти литровую кастрюлю (полагаем, что у большей части населения нашей страны кастрюля большего размера в морозилку просто не влезет). "Ловить" в таком количестве воды 0.00075 г тяжелой воды задача, вообще-то говоря, довольно забавная, но положим, что мы добросовестно заморозили 1/5 часть воды (1 литр). Предположим также, что в образовавшийся лед "перешла" вся тяжелая вода. Это значит, что ее концентрация во льду возросла в 5 раз. Однако в абсолютных цифрах этот рост составит с 0,00015 г/л до 0,00075 г/л, т.е. на 0,06%. Для кастрюль меньшего размера эта цифра будет еще меньше. Оговоримся, что по нашему мнению, данная ситуация менее вероятна, чем описанные выше.

Тем не менее, смеем Вас уверить, что такой рост никак не скажется на качестве воды. Дело в том, что во всех источниках информации, когда говорится об угнетающем действии тяжелой воды на организм животных и человека, всегда делается оговорка о больших дозах или высоких концентрациях. Каковы же эти дозы? В данном случае энциклопедии и справочники, по крайней мере, имеющиеся у нас под рукой, оказались слабыми помощниками. Знаете почему? А потому что достоверных данных о количественном и качественном характере воздействия тяжелой воды на организм человека (по крайней мере, в открытом доступе) нет. У Всемирной Организации Здравоохранения также нет данных о неблагоприятном воздействии тяжелый воды на организм в тех концентрациях, в каких она встречается в природе.

В таких случаях могут пригодиться и другие источники информации. Например, в книге коллектива авторов во главе с академиком Л. Кульским "Вода знакомая и загадочная" (см. главу "Что такое вода" из этой книги в нашем "Дайджесте") на с.6 говорится: "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; если их поливать водой, на половину состоящей из тяжелой воды, рост прекращается". Обращаем Ваше внимание - треть воды была тяжелой. Треть!!! Т.е. 33%. Это в 2200 раз больше, чем природное содержание тяжелой воды. В природе такой воды не существует. Ее надо приготавливать искусственно. Учитывая немалую цену тяжелой воды, надо быть достаточно состоятельным и увлеченным садистом, чтобы таким образом издеваться над бедными животными. Ну а при 2-тысячекратном увеличении концентрации, заметим Вам, любое самое безобидное вещество "выйдет боком".

Вывод. Даже если бы "вымораживание" и несколько повышало (что не соответствует ни теории, ни практике) содержание дейтерия - напомним естественного, нерадиоактивного изотопа водорода, - то это не имело бы никакого существенного влияния на качество воды.

Подытоживая все вышесказанное, вынуждены констатировать, что при очистке воды замораживанием образовывающийся лед в химическом отношении более чистый, чем вода, из которой его получают. Т.е. метод "вымораживания" действительно имеет право на жизнь, хотя КПД его (кроме, может быть, районов крайнего Севера) весьма низок. Но главное заключается в том, что самой чистой фракцией является самый первый лед. А в свете этого мы не видим никакой необходимости что либо менять на нашем сайте.

С уважением, остающиеся при своем мнении

Water.RU

P.S. Кстати к вопросу о дейтерии. Предполагается, что механизм его действия на организм человека сходен с воздействием тяжелых металлов и заключается в блокировании активности некоторых ферментов и ингибировании некоторых физиологических процессов. Так вот, выдвигается, например, (пока в порядке бреда, но сколько бредовых идей привели потом к открытиям) гипотеза о возможном продлении жизни животных и человека за счет частичной выборочной замены водорода живого организма на дейтерий. Предполагается, что, так как с дейтерием многие реакции протекают медленнее, чем с водородом, то это позволит направленно изменять скорость биохимических реакций за счет изотопных эффектов и отодвигать старение организма. Так что смело пейте воду, даже с дейтерием. Авось проживете дольше. Больше энциклопедий прочитаете.

Вверх