տուն Հիվանդություններ և վնասատուներ Ինչպիսի՞ն է ծանր իզոտոպների պարունակությունը գետերում: Գիտական էլեկտրոնային գրադարան. Ծանր ջրի կենսաբանական ազդեցություններն են

Հիվանդություններ և վնասատուներ

Ինչպիսի՞ն է ծանր իզոտոպների պարունակությունը գետերում: Գիտական էլեկտրոնային գրադարան. Ծանր ջրի կենսաբանական ազդեցություններն են

n. Տարբեր իզոտոպների ատոմների համակցությունները տալիս են իզոտոպոլոգիական մոլեկուլների մի շարք:

Իզոտոպոլոգները մոլեկուլներ են, որոնք տարբերվում են միայն այն ատոմների իզոտոպային կազմով, որոնցից կազմված են։ Իզոտոպոլոգը ներառում է, ըստ գոնե, որոշակի քիմիական տարրի մեկ ատոմ, որը տարբերվում է նեյտրոնների քանակով մնացածից։

Ջրի մոլեկուլը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից։

Ջրածնի իզոտոպների գոյությունն առաջին անգամ հաստատվել է 1932 թվականին ամերիկացի ֆիզիկաքիմիկոս Գ. Ուրիի հրապարակման մեջ։

Ջրածինը ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ պրոտիում (H) - 1 H և դեյտերիում (D) - 2 H:

Թթվածինն ունի երեք կայուն իզոտոպ՝ 16 O, 17 O և 18 O (Աղյուսակ 1):

Ջրածնի և թթվածնի 5 կայուն իզոտոպների համակցությունները տալիս են ջրի 9 իզոտոպոլ մոլեկուլների հավաքածու (Աղյուսակ 2):

1 H 2 16 O մոլեկուլը ջրի բոլոր իզոտոպոլոգներից ամենաթեթևն է: Դա 1 H 2 16 O ջուրն է, որը պետք է դասական կամ թեթև ջուր համարել։

Բնական ջուրը իզոտոպոլոգների բազմաբաղադրիչ խառնուրդ է։ Դրանում ամենաթեթև իզոտոպոլոգի պարունակությունը զգալիորեն գերազանցում է բոլոր մյուսների համակենտրոնացումը։ Բնական ջրերում 1,000,000 մոլեկուլները պարունակում են միջինը 997,284 մոլեկուլ 1 H 2 16 O, 311 մոլեկուլ 1 HD 16 O, 390 մոլեկուլ 1 H 2 17 O, և մոտ 2005 մոլեկուլ 1 H 218 1 O:

D, 17 O, 18 O ծանր իզոտոպներ պարունակող ջրի մոլեկուլների կոնցենտրացիան բնական ջրում տատանվում է հիդրոսֆերայի SMOW և SLAP իզոտոպային կազմի հիմնական ստանդարտներում ամրագրված սահմաններում (Աղյուսակ 3): Բնական ջրում իզոտոպոլոգների քաշային քանակությունները հաշվարկվել են մոլեկուլային սպեկտրոսկոպիայի միջոցով դրանց պարունակության ուղղակի որոշման տվյալների հիման վրա:

Աղյուսակ 3. Բնական ջրում իզոտոպոլոգների հաշվարկված զանգվածային քանակությունները՝ համաձայն SMOW միջազգային ստանդարտների (միջին մոլեկուլային զանգված= 18.01528873) և SLAP (միջին մոլեկուլային քաշը = 18.01491202), .

Ջրի իզոտոպոլոգ	Մոլեկուլային զանգված	Բովանդակությունը, գ/կգ
		SMOW	ԱՊՏԱԿ
1 Հ 2 16 Օ	18,01056470	997,032536356	997,317982662
1 HD 16O	19,01684144	0,328000097	0,187668379
D216O	20,02311819	0,000026900	0,000008804
1 Հ 2 17 Օ	19,01478127	0,411509070	0,388988825
1 HD 17O	20,02105801	0,000134998	0,000072993
D217O	21,02733476	0,000000011	0,000000003
1 Հ 2 18 Օ	20,01481037	2,227063738	2,104884332
1 HD 18O	21,02108711	0,000728769	0,000393984
D218O	22,02736386	0,000000059	0,000000018

Ինչպես երևում է Աղյուսակ 3-ից, բնական ջրում ծանր իզոտոպոլոգների քաշային կոնցենտրացիան կարող է հասնել 2,97 գ/կգ-ի, ինչը զգալի արժեք է, որը համեմատելի է, օրինակ, հանքային աղերի պարունակության հետ:

Բնական ջուրը, որը 1 H 2 16 O իզոտոպոլոգի պարունակությամբ մոտ է SLAP ստանդարտին, ինչպես նաև հատուկ մաքրված է SLAP ստանդարտի համեմատ այս իզոտոպոլոգի էականորեն ավելացած համամասնությամբ, սահմանվում է որպես լրացուցիչ մաքուր թեթև ջուր (ավելի քիչ խիստ սահմանում, որը կիրառելի է իրական կյանքում):

Թեթև ջրի մեջ ամենաթեթև իզոտոպոլոգի մասնաբաժինը (մոլ.%) է.

99.76 < 1 H 2 16 O ≤ 100.

Եթե SMOW ստանդարտին համապատասխանող բոլոր ծանր մոլեկուլները հանենք 2,97 գ/կգ զանգվածային պարունակությամբ և փոխարինենք 1 H 2 16 O-ով, ապա 1 լիտրի զանգվածն այնքան թեթև և իզոտոպիկ է: մաքուր ջուրկնվազի 250 մգ-ով։ Այսպիսով, թեթև ջրի պարամետրերը, առաջին հերթին, նրա «թեթևությունը» և իզոտոպային բաղադրությունը կարելի է չափել՝ օգտագործելով այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են զանգվածային սպեկտրոմետրիան, ծանրաչափությունը, լազերային կլանման սպեկտրոսկոպիան, NMR:

Տարբեր իզոտոպային կազմի բնական ջրերի միջազգային ստանդարտներ

Ստանդարտ VSMOW(Vienna Standard Mean Ocean Water) որոշում է օվկիանոսների խորքային ջրերի իզոտոպային կազմը։
Ստանդարտ ԱՊՏԱԿ(Standard Light Antarctic Precipitation) որոշում է Անտարկտիկայի բնական ջրի իզոտոպային բաղադրությունը:

Համաձայն VSMOW միջազգային ստանդարտի՝ դեյտերիումի և թթվածնի բացարձակ պարունակությունը 18 դյույմ օվկիանոսի ջուրէ՝ D VSMOW / 1 H VSMOW \u003d (155,76 ± 0,05) ⋅ 10 կամ 2005 ppm: SLAP ստանդարտի համար ջրի մեջ կոնցենտրացիաներն են՝ դեյտերիում D/H=89⋅10 −6 կամ 89 ppm, թթվածին-18 18 O/ 16 O=1894⋅10 −6 կամ 1894 ppm։

SLAP ստանդարտը բնութագրում է Երկրի վրա ամենաթեթև բնական ջուրը: Ջուրը ներս տարբեր կետեր երկրագունդըտարբերվում են իրենց թեթևությամբ:

Ջրի իզոտոպոլոգների ֆիզիկական հատկությունները

Իզոտոպոլոգները միմյանցից տարբերվում են ֆիզիկական, քիմիական և կենսաբանական հատկություններով (Աղյուսակ 4):

Ջրի իզոտոպոլոգների հավասարակշռության գոլորշի ճնշումը տարբերվում է և բավականին էականորեն: Որքան փոքր է ջրի մոլեկուլի զանգվածը, այնքան բարձր է գոլորշիների ճնշումը, ինչը նշանակում է, որ ջրի հետ հավասարակշռության մեջ գտնվող գոլորշին միշտ հարստացված է թթվածնի և ջրածնի թեթև իզոտոպներով: Ինչ վերաբերում է տարրերի փոքր զանգվածին, ապա իզոտոպների զանգվածային տարբերությունը մեծ է, ուստի նրանք ունակ են խիստ մասնատվել. բնական գործընթացներ D/H → 100%, 18 O/ 16 O → 12.5%. Ջրածնի և թթվածնի իզոտոպները առավել արդյունավետորեն մասնատվում են ջրի գոլորշիացում-խտացման և բյուրեղացման գործընթացներում:

Փորձարարական ուսումնասիրությունների արդյունքները ցույց են տալիս տարբերություն ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ թեթեւ ջուրև բնական իզոտոպային բաղադրության deionized ջուր:

Բնական ջրում ծանր իզոտոպոլոգները 1 H 2 16 O-ի նկատմամբ կեղտեր են, որոնք, ըստ որոշ ուսումնասիրությունների, կարող են դիտարկվել որպես կառուցվածքային թերություններ:

Իզոտոպային բաղադրության առումով ջրի տարասեռության վերացումը հանգեցնում է նրա միատարրության բարձրացմանը։ Թեթև ջուրն ավելի համասեռ հեղուկ է։ Բնական կոնցենտրացիաներով ջրի մեջ պարունակվող ծանր իզոտոպային մոլեկուլները գործնականում նկատելի ազդեցություն չունեն ոչ կենդանի համակարգերի վրա: Լույսի ջրի ազդեցությունը առավելագույն չափով դրսևորվում է կենսաբանական օբյեկտներում, որոնք բնութագրվում են կասկադային ռեակցիաներով։

Ծանր և թեթև ջրի կենսաբանական հատկությունները

Առաջին անգամ ծանր ջրի սերմերի աճի արգելակող (խանգարող) հատկությունները հայտնաբերվել են 1934 թվականին Գիլբերտ Լյուիսի կողմից։

Ծանր ջրի մեջ բջիջների մշակումը կտրուկ արագացնում է ծերացման գործընթացը և հանգեցնում է մշակույթի մահվան:

Կաթնասունների (մկների) վրա կատարված փորձերի ժամանակ, որոնք սնվել են կշռված ջրով (3% ծանր ջրով), ցույց է տրվել, որ բացասական ազդեցություններն աճում են սերնդեսերունդ, ներառյալ արական ակտիվության նվազումը և էգերի մեջ լակտատի ունակության նվազումը, նորածինների քաշը և բրդի վիճակի վատթարացումը։ Կենդանիների երրորդ սերունդը, որոնք խմում էին կշռված ջուր, չհաջողվեց ձեռք բերել:
Ընդհակառակը, դեյտերիումի ցածր պարունակությամբ խմելու ջուրն արդեն առաջին սերնդի տղամարդկանց մոտ առաջացրել է սեռական ակտիվության աճ: Կանանց մոտ բազմակի հղիությունը նկատվել է սերունդների քաշի ավելի մեծ աճով:

Կենսահամակարգերի արձագանքը ջրի ազդեցության դեպքում կարող է տարբեր լինել՝ կախված դրա իզոտոպային կազմի քանակական և որակական փոփոխություններից: Կենդանի օրգանիզմների էվոլյուցիայի ընթացքում գոյություն է ունեցել կենսաքիմիական պրոցեսների ընտրություն՝ դրանց կարգավորմամբ միայն մեկ իզոտոպի, սովորաբար լույսի: Մարդու մարմնում տեղի է ունենում իզոտոպային մասնատում, որն ուղեկցվում է ջրածնի և թթվածնի ծանր կայուն իզոտոպների հեռացմամբ: ից ջրի օգտագործումը ավելացել է համակենտրոնացումըծանր իզոտոպները, մասնավորապես՝ դեյտերիումը, օրգանիզմի մակարդակում առաջացնում են ընդգծված թունավոր ազդեցություն։ Միևնույն ժամանակ՝ դրական կենսաբանական ակտիվությունծանր իզոտոպոլոգների, մասնավորապես դեյտերիումի և թթվածնի պարունակությամբ բնականին համեմատած ջրերը 18: Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի կենսաբժշկական հիմնախնդիրների ինստիտուտում իրականացված համակարգված հետազոտություն՝ տիեզերագնացների համար բիոգենի օպտիմալ իզոտոպային բաղադրությամբ բնակավայր ստեղծելու նպատակով: քիմիական տարրերցույց է տվել, որ բնական պարունակության համեմատ ծանր իզոտոպների մոլեկուլների պարունակությամբ ջուրը երկարատև թռիչքների ժամանակ տիեզերագնացների կենսաապահովման համակարգի անհրաժեշտ բաղադրիչն է։

Ինչպես համընդհանուր միջավայր, որտեղ տեղի են ունենում բոլոր կենսաբանական ռեակցիաները, թեթև ջուրը մեծացնում է այդ ռեակցիաների արագությունը՝ համեմատած բնական իզոտոպային կազմի ջրի հետ։ Այս էֆեկտը հայտնի է որպես լուծիչի կինետիկ իզոտոպային էֆեկտ։

Թեթև ջրի տրանսպորտային հատկություններն ապացուցվել են՝ ուսումնասիրելով բնական ջրի բաղադրության մեջ ծանր իզոտոպոլոգների ազդեցությունը մագիլավոր գորտերի հոտառական համակարգից մեթիլեն կապույտ ներկի արտազատման դինամիկայի վրա։

Ծանր իզոտոպոլոգներից ջրի մաքրումն ամենաուժեղ ազդեցությունն ունի կենդանի բջջի էներգետիկ ապարատի վրա։ Միտոքոնդրիաների շնչառական շղթան առանձնանում է կասկադային ռեակցիաներով։ Ծանր իզոտոպոլոգները դանդաղեցնում են շնչառական շղթայական ռեակցիաների արագությունը: Օգտագործելով ջրածնի պերօքսիդի առաջացման ռեակցիայի օրինակը միտոքոնդրիումներով սուքսինաթթվի հետ որպես սուբստրատ, փորձարարականորեն ապացուցվել է ծանր ջրի իզոտոպոլոգների ընդհանուր արգելակող ազդեցությունը։ Ջրում դրանց պարունակության իջեցումը բնական կոնցենտրացիաներից ցածր մակարդակի նվազեցնում է և զգալիորեն արագացնում ուսումնասիրված ռեակցիան:

Թեթև ջուրը ցուցադրում է հակաուռուցքային ակտիվություն, ինչը ցույց է տրված գիտնականների աշխատություններում հետազոտական կենտրոններտարբեր երկրներ . Ըստ Գ.Շոմլայի, 1994-2001 թվականներին անցկացված կլինիկական փորձարկումների արդյունքները. Հունգարիայում ցույց է տվել, որ հիվանդների գոյատևման մակարդակը, ովքեր օգտագործում են թեթև ջուր՝ զուգակցված ավանդական մեթոդներբուժումը կամ դրանցից հետո ավելի բարձր է, քան այն հիվանդների մոտ, ովքեր օգտագործել են միայն քիմիաթերապիա կամ ճառագայթային թերապիա:

Հաստատվել են թեթև ջրի թունավոր պաշտպանիչ հատկությունները փորձարարական ուսումնասիրություններ, որից հետևում է, որ ծանր իզոտոպոլոգներից մաքրված թեթև ջուրը իր տրանսպորտային հատկությունների շնորհիվ արդյունավետորեն հեռացնում է օրգանիզմից տոքսինները և նյութափոխանակության արտադրանքները։

Թեթև ջրի ազդեցությունը հիվանդների վրա շաքարային դիաբետ II տեսակ. 90-օրյա բաց պիտակի նախակլինիկական հետազոտության արդյունքները ցույց են տվել, որ թեթև ջրով բուժվող կամավորները նվազեցրել են ծոմ պահելու գլյուկոզայի մակարդակը և նվազեցրել ինսուլինի դիմադրությունը:

Կարծիք կա նաև թեթև ջրի հատուկ կենսաբանական հատկությունների առկայության ապացույցների բացակայության մասին։

ԱՄՆ բնակչության շրջանում դեպրեսիայի մակարդակը մեծ փոխկապակցված է աշխարհագրական բաշխումըդեյտերիում, և դեպրեսիայի և անհեդոնիայի պատճառահետևանքային կապը խմելու ջրի մեջ դեյտերիումի պարունակության հետ հաստատվել է կենդանիների վրա մի շարք անկախ փորձերի միջոցով: Ցույց է տրվել, որ սովորականի փոխարինումը խմելու ջուրԴեյտերիումով սպառված ջրի վրա հակադեպրեսիան հակադեպրեսանտների ընդունման արդյունքների համեմատ հակադրվում է: Դեյտերիումով սպառված խմելու ջուրը կարող է ընկճախտի կանխարգելման նոր ռազմավարության հիմք դառնալ:

տես նաեւ

Նշումներ

Կուլսկի Լ. Ա., Դալ Վ. Վ., Լենչինա Լ. Ջուրը ծանոթ և խորհրդավոր է - Կիև. «Ռադյանսկի դպրոց», 1982.- 120 էջ.
Պետրյանով-Սոկոլով IV Աշխարհի ամենաարտասովոր նյութը.// Քիմիա և կյանք. 2007. No 1. էջ 26.
Harold C. Urey, F. G. Brickwedde և G. M. Murphy:Ջրածնի զանգվածի իզոտոպ 2 // Կոլումբիայի համալսարանև Ստանդարտների բյուրոն:
Rothman et al., J. Quant. Սպեկտրոսկ. Ռադիատ. Փոխանցում, 1998, 60, 665. Rothman et al., J. Quant. Սպեկտրոսկ. Ռադիատ. Փոխանցում, 2003, 82, էջ 9:
Արտոնագիր RU 2295493. «Թեթև ջրի արտադրության մեթոդ և տեղադրում». Սոլովյով Ս.Պ.
Lis G., Wassenaar L. I., Hendry M. J. High-Precision Laser Spectroscopy D/H and 18 O/ 16 O Measurements of Microliter Natural Water Samples.// Anal. Քիմ. 2008. V. 80 (1). P. 287-293
Ֆերոնսկի Վ.Ի., Պոլյակով Վ.Ա. Հիդրոսֆերայի իզոտոպիա. Մ.: Նաուկա, 1983
Քրեյգ, Հ. Բնական ջրերում դեյտերիումի և թթվածին-18-ի կոնցենտրացիաների հաշվետվության ստանդարտ: // Գիտություն. 1961. V. 133. PP. 1833−1834 թթ.
Hagemann R., Niff G., Roth E. Բնական ջրերի դեյտերիումային վերլուծության բացարձակ իզոտոպային սանդղակ: Բացարձակ D/H հարաբերակցությունը SMOW-ի համար: // Թելլուս. 1970.V.22. N6. PP.712-715.
De Wit J.C., van der Straaten C.M.; Մուկ Վ.Գ. VSMOW-ի և SLAP-ի բացարձակ ջրածնի իզոտոպային հարաբերակցության որոշումը: // Geostandards Newsletter. 1980. V. 4. N. 1. PP. 33-36 թթ.
Վ.Վ. Գոնչարուկ, Վ.Բ. Լապշինը, Տ.Ն. Բուրդեյնայա, Տ.Վ. Պլետենևա, Ա.Ս. Չեռնոպյատկոն և այլք: Ծանր իզոտոպներից քայքայված ջրի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները և կենսաբանական ակտիվությունը // 2011, հրապարակված Khimiya i Tekhnologiya Vody, 2011, Vol. 33, թիվ 1, pp. 15-25։ Ջրի քիմիայի և տեխնոլոգիայի ամսագիր, 2011, հատ. 33, թիվ 1, pp. 8-13։
Սմիրնով Ա. Ն., Լապշին Վ. Բ., Բալիշև Ա. Վ., Լեբեդև Ի. Մ., Գոնչարուկ Վ. Վ., Սիրոեշկին Ա. // Ջրի քիմիա և տեխնոլոգիա. - 2005.- No 2. - C. 11-37; Smirnov A. N., Syroeshkin A. V. Ջրի վերամոլեկուլային համալիրներ: // Ռոս. քիմ. և. - 2004.- T.48 - No 2. - C. 125-135
Լյուիս, Գ.Ն., Ծանր ջրի կենսաբանություն. Science 79, 151 (1934)
Տորոպցև Ի.Վ. և ծանր ջրի այլ կենսաբանական դերը կենդանի օրգանիզմներում: Ռադիոկենսաբանության և արյունաբանության հարցեր, Տոմսկի համալսարանի հրատարակչություն, 1966 թ.
Բնօրինակ հրատարակություն Toroptsev I.V. և ծանր ջրի այլ կենսաբանական դերը կենդանի օրգանիզմներում: Ռադիոկենսաբանության և արյունաբանության հարցեր, Տոմսկի համալսարանի հրատարակչություն, 1966 թ.
Sinyak Yu. E., Grigoriev A. I. Կենսածին քիմիական տարրերի օպտիմալ իզոտոպային բաղադրությունը անձնակազմի վրա տիեզերանավ. // Ավիատիեզերական և էկոլոգիական բժշկություն. 1996. V. 30, No 4, S. 26:
Սինյակ Յու. Ե., Սկուրատով Վ. Մ., Գայդադիմով Վ. Բ., Իվանովա Ս. Մ., Պոկրովսկի Բ. Գ. Գրիգորիև Ա. Ի. Ջրածնի և թթվածնի կայուն իզոտոպների ֆրակցիոնացման հետազոտություն միջազգային տիեզերակայան. // Ավիատիեզերական և էկոլոգիական բժշկություն. 2005. V. 39, No 6, S. 43:

Առանձնահատուկ ուշադրության են արժանի երկու ցուցանիշ՝ մետաստազների ձգձգումը և փորձերի ընթացքում կենդանիների քաշի կորուստը։ «Թեթև» ջրի ընդգծված խթանիչ ազդեցությունը վրա իմմունային համակարգԿենդանիները հանգեցրել են մետաստազների զարգացման 40%-ով հետաձգման՝ համեմատած հսկիչ խմբի հետ, իսկ «թեթև» ջուր խմած կենդանիների քաշի կորուստը փորձի վերջում կիսով չափ էր:

Երբ փորձարարական կենդանիները ենթարկվել են γ-ճառագայթման LD50 դոզանով, պարզվել է, որ կենդանիների գոյատևման մակարդակը, որոնք ճառագայթումից 15 օր օգտագործել են «թեթև» ջուր (30 ppm) 2,5 անգամ ավելի բարձր է, քան վերահսկիչ խմբում (ճառագայթում): դոզան 850 R), որը ցույց է տալիս «թեթև» ջրի ռադիոպաշտպանիչ հատկությունները: Միաժամանակ, փորձարարական խմբի ողջ մնացած մկների մոտ արյան մեջ լեյկոցիտների և էրիթրոցիտների քանակը մնացել է նորմալ սահմաններում, իսկ վերահսկիչ խմբում այն զգալիորեն նվազել է։

Նշվել է նաև, որ եղել է հստակ դրական ազդեցությունջուր լյարդի հյուսվածքների թթվածնով հագեցվածության ցուցանիշների վրա. այս դեպքում pO2-ի աճը կազմել է 15%, այսինքն՝ բջջային շնչառությունն աճել է 1,3 անգամ: Մկների առողջության վրա մնացորդային ջրի օգտակար ազդեցությունը վկայում էր նրանց դիմադրության բարձրացման և քաշի ավելացման մասին՝ համեմատած հսկողության հետ: Սա նշանակում է, որ խոշոր քաղաքների բնակիչների համար «թեթև» ջրի օգտագործումը ֆոնային ճառագայթման բարձրացման պայմաններում արդարացված է։

«Թեթև» ջուրը մեծացնում է արագությունը նյութափոխանակության ռեակցիաներօրինակ՝ ծերացման, մետաբոլիկ համախտանիշի, շաքարախտի և այլնի դեպքում։ . Բացի այդ, ըստ նախնական ուսումնասիրությունների, «թեթև» ջրի նմուշներում սպերմատոզոիդները որոշ չափով ավելի երկար են պահպանել իրենց ֆունկցիոնալ ակտիվությունը, ինչը մեծանում է, քանի որ ջրի մեջ դեյտերիումի պարունակությունը նվազում է: Եթե հաշվի առնենք այն հայտնի փաստը, որ կյանքի վերարտադրությունը կապված է սեռական բջիջների կենսագործունեության ներուժի հետ, ապա պարզ կդառնա ռելիկտային ջրի կարևորությունը ապագա սերունդների համար։ Այս փաստերը նպաստում են ջրից ծանր իզոտոպների արդյունահանման արդյունաբերական օբյեկտների զարգացմանը:

«Թեթև» ջուրը մեծացնում է նյութափոխանակության ռեակցիաների արագությունը, օրինակ՝ ծերացման ժամանակ, նյութափոխանակության համախտանիշ և այլն։ Ըստ նախնական ուսումնասիրությունների՝ «թեթև» ջրի նմուշներում սպերմատոզոիդները որոշ չափով ավելի երկար են պահպանել իրենց ֆունկցիոնալ ակտիվությունը։

Ծանր իզոտոպների տարանջատման կայաններ

Ներկայումս ջրից ծանր իզոտոպների արդյունահանման մի քանի եղանակ կա. իզոտոպների փոխանակում պալադիումի և պլատինի առկայության դեպքում, ջրի էլեկտրոլիզը ջրի և ջրածնի միջև կատալիտիկ իզոտոպների փոխանակման հետ համատեղ, սյունակային թորում, սառը գոլորշիների վակուումային սառեցում, որին հաջորդում է հալեցումը և այլն: . Սառույցի սառեցման-հալեցման միջոցով դեյտերիումով սպառված խմելու ջրի ստացման մեթոդի դեպքում սառույցն առաջանում է աղբյուրի ջրից առաջացած գոլորշու սառեցնելով +10 °C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում, իսկ սառույցի հալման գործընթացում այն լրացուցիչ բացահայտվում է. ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր ճառագայթմանը և հագեցնում է հալված ջրի գազը կամ գազերի խառնուրդը:

«Թեթև» (H2O) և ծանր (D2O + T2O) ջուրը խառնելիս տեղի է ունենում իզոտոպների փոխանակում. H2O + D2O = 2 HDO; H2O + T2O = 2 HTO: Հետևաբար, դեյտերիումը և տրիտումը սովորական ջրում ունեն HDO և HTO ձևեր: Այս դեպքում D2O-ի սառեցման կետը +3,8 °C է, իսկ T2O +9 °C-ի դեպքում HDO-ն և NTO-ն համապատասխանաբար սառչում են +1,9 °C և +4,5 °C-ում։ Հաստատվել է, որ 0-ից +1,9 °C տատանվող ջերմաստիճանների դեպքում դեյտերիումով և տրիտումով ջրի մոլեկուլները, ի տարբերություն «թեթև» (պրոտիումի) ջրի, գտնվում են մետակայուն-պինդ ոչ ակտիվ վիճակում։

Այս հատկությունն ընկած է «թեթև» և ծանր ջրի կոտորակային բաժանման հիմքում` այս ջերմաստիճանում ջրի մակերեսի վերևում օդի հազվադեպություն ստեղծելով: «Թեթև» ջուրը ինտենսիվ գոլորշիանում է, այնուհետև որսվում է սառցախցիկի կողմից՝ վերածվելով սառույցի։ «Ծանր» ջուրը, լինելով ոչ ակտիվ պինդ վիճակում և ունենալով մասնակի շատ ավելի ցածր ճնշում, մնում է աղբյուրի ջրի գոլորշիացման բաքում՝ ջրի մեջ լուծված աղերի և կեղտերի հետ միասին։

Այս սկզբունքով է աշխատում կառուցված Գ.Դ. Բերդիշևը և Ի.Ն. Վարնավսկին, Ուկրաինայի ԳԱԱ Ռ.Կավեցկիի փորձարարական պաթոլոգիայի, ուռուցքաբանության և ռադիոկենսաբանության ինստիտուտի հետ միասին, VIN-4 «Նադիա» արդյունաբերական կայանքը 30-35% նվազեցված պարունակությամբ «թեթև» ջրի արտադրության համար։ դեյտերիումի և տրիտիումի (նկ. 2):

Կայանը բաղկացած է պատյան 1-ից, որի մեջ կա գոլորշիացման բաք 2 աղբյուրի ջրի համար՝ ջեռուցման սարքերով 3 և սառեցնող ջուր 4: Կա նաև փական 5՝ գոլորշիչին ջուր մատակարարելու համար և փական 6՝ ծախսված մնացորդը ցամաքեցնելու համար։ հարստացված է ծանր ջրածնի իզոտոպներով: Բնակարանն ունի նաև սարք 7՝ սառը գոլորշիների խտացման և սառեցման համար՝ բարակ պատերով խողովակավոր տարրերի տեսքով, որոնք միացված են պոմպին՝ դրանց միջով սառնագենտը մղելու համար: Սարքը 7-ը ուլտրամանուշակագույն 8 և ինֆրակարմիր 9 ճառագայթման աղբյուրների հետ միասին տեղադրվում է 10 տարայի վերևում՝ հալված ջուր հավաքելու համար: Մարմնի 1-ի ներքին խոռոչը միացված է ճյուղային խողովակով 11 վակուումային պոմպով - օդի արտանետման աղբյուր: Բացի այդ, բնակարան 1-ը հագեցած է 12 սարքով, որը մաքրված օդը կամ գազերի խառնուրդը մատակարարում է տեղադրման իր ներքին խոռոչ: Բացի այդ, VIN-4 կայանը հագեցած է ջերմային կառավարման համակարգով գոլորշիացման բաքի 2-ի խոռոչում՝ նախնական մաքրված ջրի գոլորշիացման գործընթացի սահմանված ջերմաստիճանը վերահսկելու համար: Գործն ունի 13 և 14 անցք՝ գոլորշիացման, սառը գոլորշիների սառեցման և սառույցի հալման գործընթացները վերահսկելու համար։ Հալոցքի ջրի հավաքման բաքը 10 հագեցած է փականներով 15՝ հալված ջուրը ցրելու համար և ճյուղավոր խողովակ 16՝ հալված ջրի կառուցվածքն ու հատկությունները ձևավորելու բլոկի հետ կապելու համար։ Տանկի 19-ի ելքի մոտ տեղադրվում են կլանման ֆիլտր 20 և արտահոսքի փական 21:

Հաստատվել է, որ 0-ից +1,9 °C տատանվող ջերմաստիճաններում դեյտերիումով և տրիտումով ջրի մոլեկուլները, ի տարբերություն «թեթև» ջրի, գտնվում են մետակայուն-պինդ ոչ ակտիվ վիճակում։

Տեղադրումն աշխատում է հետևյալ կերպ. Ջրի խողովակից գոլորշիացման բաքը 2 լցվում է ջրով, իսկ սառնագենտը մղվում է 4 սարքի միջով: Սահմանված ջերմաստիճանը հասնելուց հետո՝ +10 °C-ից չգերազանցող, ջրի սառեցման գործընթացը դադարեցվում է։ Այնուհետև պատյան 1-ը կնքվում է, և օդը դուրս է մղվում 11 խողովակի միջով՝ ստեղծելով վակուում տեղադրման պատյանի ներքին ծավալում: Հազվադեպության ստեղծումն ուղեկցվում է սկզբում նրանում լուծված գազերի ինտենսիվ արտազատմամբ աղբյուրի ջրի ողջ ծավալից և դրանց հեռացմամբ, այնուհետև ինտենսիվ գոլորշիացմամբ մինչև ջրի եռում, որը դիտվում է 13 և 14 պատուհանների միջոցով: արդյունքում սառը գոլորշիները խտանում և սառչում են սառցախցիկի խողովակաձև տարրերի մակերեսին 7. Երբ սառույցի հաստությունը հասնում է կանխորոշված արժեքի, գոլորշիացման գործընթացը դադարեցվում է: Վակուումային պոմպանջատեք, միացրեք ուլտրամանուշակագույն 8 և ինֆրակարմիր 9 ճառագայթման աղբյուրները և 12 սարքի միջոցով մուտքագրեք բնակարանի խոռոչ 1 մաքրված օդը կամ գազերի խառնուրդը. այնուհետև 1-ին պատյանում ճնշումը հասցրեք մթնոլորտի կամ ավելի բարձր: Բաք 2-ի մնացած ջուրը, որը հարստացված է ծանր իզոտոպներով, 6-րդ փականի միջով թափվում է առանձին տարաների մեջ կամ արտահոսում պահեստային տանկի մեջ: Երբ սառույցը ճառագայթվում և հալվում է, հալված ջուրը մտնում է տանկ 10, այնուհետև 17 միավոր՝ հալված ջրի կառուցվածքն ու հատկությունները ձևավորելու համար: Անցնելով ներքին 18 և արտաքին 19 կոնաձև տարաների հանքանյութերի միջով և հետագայում ֆիլտր 20-ով, հալված ջուրն ավարտում է իր ճանապարհը՝ ձեռք բերելով բուժիչ կենսաբանական ակտիվ հատկություններ:

Էլեկտրոլիզի միջոցով ցածր դեյտերիումի պարունակությամբ կենսաբանորեն ակտիվ խմելու ջուր ստանալու համանման գործարանը նախագծվել է 2000 թվականին ռուս գիտնականների կողմից Յու.Է. Սինյակ, Վ.Բ. Գայդադիմովը և Ա.Ի. Գրիգորիևը Կենսաբժշկական խնդիրների ինստիտուտից (նկ. 3): Տեղադրումը պարունակում է կոնտեյներ 1 մթնոլորտային խոնավության կոնդենսատով կամ թորվածքով, որը միացված է բջջի անոդային խցիկ 2-ին իոնափոխանակման էլեկտրոլիտով: Էլեկտրոլիզատորը պարունակում է ծակոտկեն էլեկտրոդներ (անոդ 2 և կաթոդ 3)՝ պատրաստված պլատինով պատված տիտանից, էլեկտրոլիզի գազերի ջրի փոխարկիչ, կոնդենսատոր 10 և «թեթև» ջրի հավաքածու։ Բացի այդ, սարքը լրացուցիչ համալրված է թթվածնային չորանոցով 4, իզոտոպային D2/H2O փոխանակման ռեակտորով 5, որի արտաքին կողային պատերը ձևավորվում են իոնափոխանակման թաղանթներից և ջրի կոնդիցիոներ 11։ Ռեակտորի արտաքին պատերը 5։ իսկ չորանոցը 4 ձևավորվում են իոնափոխանակման թաղանթներից 6, 8; թթվածնի չորանոցը պարունակում է իոնափոխանակիչ կատիոնափոխանակիչ, իսկ ջրի կոնդիցիոներ 11-ը, իր հերթին, ձևավորվում է իոնափոխանակման նյութերի խառը շերտերով զտիչից՝ կալցիում-մագնեզիումի կարբոնատային հատիկավոր նյութեր պարունակող ներծծող և հանքայնացնող նյութ։

Մթնոլորտային խոնավության կոնդենսատը կամ թորումը պինդ էլեկտրոլիտով մտնում է էլեկտրոլիզատորի անոդային խցիկ, որտեղ էլեկտրոլիզի պրոցեսն իրականացվում է 60-80 °C ջերմաստիճանում։ Ջրային գոլորշիով էլեկտրոլիզի արդյունքում առաջացած դեյտերիումով սպառված գազային ջրածինը և թթվածինը սնվում են թթվածնային չորանոց 4, որտեղ չորանումը տեղի է ունենում իոնափոխանակիչ լցավորիչով (կատիոնափոխանակիչ) ջրի գոլորշի կլանման և իոնափոխանակիչով անցնելու պատճառով։ փոխանակման թաղանթներ 6. Այնուհետև չորացրած էլեկտրոլիտիկ ջրածինը սնվում է կատալիտիկ իզոտոպների փոխանակման ռեակտոր 5, որտեղ այն ենթարկվում է իզոտոպային D2/H2O փոխանակման ջրային գոլորշու և ջրածնի հետ ակտիվացված ածխածնից կազմված կատալիզատորի վրա՝ 4-10% ֆտորոպլաստի ավելացումով և 2-4°% պալադիում կամ պլատին։ D2/H2O իզոտոպային փոխանակումից հետո ջրածինը չորանում է ջրային գոլորշիներից (D2O), որոնք ներծծվում և հեռացվում են ռեակտորի 8 իոնափոխանակիչների միջոցով, որոնք տեղադրված են դրա արտաքին կողային պատերին: Չորացած գազերը մտնում են էլեկտրոլիզի գազերի փոխարկիչ և կատալիտիկ այրիչ 9: Ջահի բոցը ուղարկվում է կոնդենսատոր 10, որը սառչում է խողովակում: ծորակից ջուր, որտեղ ջրի գոլորշիները խտանում են և մտնում օդորակիչ 11՝ կլանման ֆիլտրի վրա հետմշակման համար։ Այնուհետև ջուրը մտնում է դեյտերիումով սպառված ջրի կոլեկցիոներ 12: Սարքի սառեցումը և ջրային գոլորշիից էլեկտրոլիզի գազերը չորացնելու համար իոնափոխանակման թաղանթների աշխատանքը կատարվում է օդափոխիչով 7: Ջրի վերջնական մաքրումը և դրա հետագա հանքայնացումը կատարվում է: իրականացվում է կալցիում-մագնեզիում պարունակող կարբոնատային միներալներով և դոլոմիտով։ «Թեթև» ջրի համար տեղադրման արտադրողականությունը ժամում 50 մլ ջուր է:

Վակուումային սառեցման-հալեցման ժամանակ ստացվում է միկրոհանքանյութացված խմելու ջուր՝ 10-35%-ով նվազեցված դեյտերիումի պարունակությամբ և հալված ջրին բնորոշ սառույցի կարգավորված կառուցվածքով։

Էլեկտրոլիզի գործընթացում 60% և ավելի կրճատված դեյտերիումով ջուրը պահպանում է թորած ջրի բացասական հատկությունները (հանքայինացման բացակայություն, լուծված գազերի պարունակության ավելացում, ջրի մոլեկուլային կառուցվածքի խանգարում): Այն տիեզերագնացների համար խմելու ջուր ստանալու աղբյուր նյութն է։ Էլեկտրոլիզի գործընթացի առավելությունը դեյտերիումի հնարավոր առավելագույն հեռացումն է (մինչև 90 °%):

Նախագծված է վերջին տարիներըԻզոտոպների փոխանակման և ուղղման համակցված մեթոդները հնարավորություն են տալիս ստանալ բարձր իզոտոպային մաքրության «թեթև» ջուր: Իզոտոպային ջրի մաքրման աշխարհում առաջին թորման գործարանը նախագծվել է 1975 թվականին շվեյցարական Sulzer ընկերության կողմից և շահագործման է հանձնվել HFR ILL ռեակտորում։ 1987 թվականին Կանադայում նմանատիպ, բայց շատ ավելի հզոր բլոկ է կառուցվել կանադական ատոմակայանների համար։

1990-ականների վերջին Սանկտ Պետերբուրգի ինստիտուտում միջուկային ֆիզիկաանունով Բ.Պ. Կոնստանտինով, ստեղծվել է ջրի իզոտոպային տարանջատման առաջին կենցաղային թորման սյունը: Սյունի բարձրությունը՝ 10 մ, տրամագիծը՝ 80 մմ։ Այս կարգավորումը հիմնված է համակցված մեթոդիզոտոպային փոխանակում «ջուր-ջրածնային գոլորշի» համակարգում և ջրածնի իզոտոպների ցածր ջերմաստիճանի թորում։

200 °C ջերմաստիճանում ջրի գոլորշու և դեյտերիումի միջև կատալիտիկ իզոտոպների փոխանակման (COI) ռեակցիայի ընթացքում պրոտիումը և տրիտումը արդյունահանվում են «ծանր» ջրից և դրանց հետագա տեղափոխումը գազային փուլ.

DOT+D2=DT+D2O,

HDO + D2 = DH + D2O:

«Ծանր» ջրից տրիտիումի արդյունահանման աստիճանը որոշվում է հավասարակշռության հաստատունով և եռաստիճան մաքրման դեպքում կազմում է ոչ ավելի, քան 30 °%: Պրոտիումից և տրիտումից մաքրված «ծանր» ջուրը վերադարձվում է ռեակտոր: Ջրածնի D2, DT, HD իզոտոպների խառնուրդը կեղտից մաքրվելուց և մինչև 25 Կ ջերմաստիճանի սառեցումից հետո սնվում է ցածր ջերմաստիճանի սյունակում: Ջրածնի իզոտոպների գազային և հեղուկ փուլերի միջև զանգվածի տեղափոխման գործընթացների պատճառով տրիտումը կենտրոնանում է ստորին, իսկ պրոտիումը սյունակի վերին մասում։ Պրոտիումի և տրիտիումով սպառված դեյտերիումի հոսքը D2O-ի տեսքով վերադարձվում է KIO միավոր: Պրոտիումի խտանյութը վերցվում է ցածր ջերմաստիճանի սյունակի վերին մասից՝ «թեթև» ջրի տեսքով, իսկ ստորին մասից՝ տրիտիումի ջրի տեսքով։

Ջրի շտկումը վերաբերում է զանգվածի փոխանցման գործընթացներին և իրականացվում է հակահոսանքի սյունակային սարքերում, որոնք ունեն շփման տարրեր՝ վարդակներ կամ թիթեղներ: Այս գործընթացում տեղի է ունենում շարունակական փոխանակում հեղուկ և գոլորշի ջրի փուլերի մոլեկուլների միջև, որոնք շարժվում են միմյանց համեմատ: Այս դեպքում հեղուկ փուլը հարստացվում է ավելի բարձր եռման բաղադրիչով, իսկ գոլորշիների փուլը՝ ավելի ցածր եռման դեյտերիումով և այլ ծանր իզոտոպներով՝ տրիտումով (T) և թթվածնով (18O)։

Շատ դեպքերում ուղղումը կատարվում է տարբեր կոնտակտային տարրերով հակահոսանքի սյունակային սարքերում:

Շատ դեպքերում ուղղումը կատարվում է տարբեր կոնտակտային տարրերով հակահոսանքի սյունակային սարքերում (նկ. 4): Զանգվածի տեղափոխման գործընթացը տեղի է ունենում սյունակի ողջ բարձրության երկայնքով՝ ներքև հոսող խորխի և վեր բարձրացող գոլորշու միջև: Զանգվածի փոխանցման գործընթացն ակտիվացնելու համար օգտագործվում են վարդակներ և թիթեղներ, ինչը հնարավորություն է տալիս մեծացնել զանգվածի փոխանցման մակերեսը: Փաթեթավորում օգտագործելու դեպքում հեղուկը բարակ թաղանթով հոսում է ներքև՝ իր մակերևույթի վրայով, իսկ սկուտեղների օգտագործման դեպքում գոլորշին անցնում է սկուտեղների մակերևույթի հեղուկ շերտով։

Թորման սյունը հաշվարկվում է ըստ ջրի եռման սխեմայի՝ տրված ուղղման պարամետրերի համար՝ աղբյուրի ջրի բաղադրությունը, թորման մնացորդը, թորումը, արտադրողականությունը և սյունակում գործող ճնշումը: Այնուհետև ընտրվում են թիթեղների տեսակը և քանակը, գոլորշու արագությունը, սյունակի տրամագիծը, զանգվածի փոխանցման գործակիցները, սյունակի բարձրությունը, հիդրավլիկ դիմադրությունափսեներ. Դրանից հետո կատարվում է գործառնական հատկությունների հաշվարկ, ինչպես նաև տնտեսական ցուցանիշներըօգտագործելով թորման սյունակ: Գործնականում ծանր իզոտոպներից ջրի ավելի խորը մաքրման համար օգտագործվում է ոչ թե մեկ թորման սյուն, այլ տասը կամ ավելի առանձին սյունակների մարտկոց (մինչև 20):

Ջրի իզոտոպային տարանջատման այս մեթոդը համեմատած ունի մի շարք նշանակալի առավելություններ գոյություն ունեցող ուղիներըև թույլ է տալիս բնական ջուրը մաքրել դեյտերիումից մինչև 20-30 ppm կարգի արժեքներ: Բացի այդ, այս մեթոդով ջրի իզոտոպային մաքրման արտադրողականությունը ավելի բարձր է, քան մյուս մեթոդները, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է դրա արժեքը: Ենթադրվում է, որ ապագայում «թեթեւ» ջրի լայնածավալ արտադրությամբ այն հասանելի կդառնա բոլորին։

Վերջերս ներքին շուկայում հայտնվեց «թեթև» խմելու ջուր «Լանգվի», որն արտադրվում է սյունակի շտկման մեթոդով՝ տարբեր մնացորդային դեյտերիումի պարունակությամբ (125-ից մինչև 50 ppm) (Աղյուսակ 3):

Ռուսերենով անցկացված կլինիկական փորձարկումների հիման վրա գիտական կենտրոնվերականգնողական բժշկության և բալնեոլոգիայի և Գեղեցկության ինստիտուտում «Լանգվի» խմելու «թեթև» ջուրը խորհուրդ է տրվում ածխաջրերի և լիպիդային նյութափոխանակության նորմալացման, արյան ճնշման, քաշի շտկման, աշխատանքի բարելավման համար: ստամոքս - աղիքային տրակտի, բարձրացնելով ջրի փոխանակման արագությունը և հեռացնելով տոքսինները մարմնից:

Մարմնի վրա «թեթև» ջրի հիմնական ազդեցությունը բացատրվում է մարմնի ֆիզիոլոգիական հեղուկներում դեյտերիումի պարունակության աստիճանական նվազմամբ՝ H-D իզոտոպների փոխանակման ռեակցիաների պատճառով։ Ստացված արդյունքների վերլուծությունը կարող է ցույց տալ, որ մարմնի ջրի մաքրումը «ծանր» ջրից «թեթև» խմելու ջրի օգնությամբ բարելավում է մարմնի որոշ կենսական համակարգերի գործունեությունը: «Թեթև» ջրի կանոնավոր սպառման դեպքում ամբողջ օրգանիզմի ավելի ամբողջական մաքրումը «ծանր» ջրից տեղի է ունենում ֆիզիոլոգիական հեղուկներում H-D-ի իզոտոպային փոխանակման ռեակցիաների և մեզի իզոտոպային կազմի և կալցիումի պարունակության փոփոխության պատճառով: դրանում արձանագրված են. «Թեթև» խմելու ջրի ամենօրյա օգտագործումը թույլ է տալիս բնական ճանապարհով նվազեցնել «ծանր» ջրի պարունակությունը մարդու օրգանիզմում՝ H-D-ի իզոտոպների փոխանակման ռեակցիաների պատճառով։ Այս գործընթացը ուղեկցվում է բջիջների, օրգանների և մարմնի որոշ համակարգերի ֆունկցիոնալ ակտիվության բարձրացմամբ։ Միևնույն ժամանակ, նյութափոխանակության գործընթացները նորմալացվում են, պաշտպանական ուժերև օրգանիզմի դիմադրությունը արտաքին անբարենպաստ ազդեցություններին:

«Թեթև» խմելու ջրի կանոնավոր օգտագործումը թույլ է տալիս բնական ճանապարհով նվազեցնել «ծանր» ջրի պարունակությունը մարդու օրգանիզմում մինչև 111 պրոմիլ/րոպե արժեք: Սա բարենպաստ ազդեցություն ունի նյութափոխանակության վրա, բարելավում է ինքնազգացողությունը, բարձրացնում է արդյունավետությունը և նաև նպաստում է. արագ վերականգնումմարմինը ծանր վարժությունից հետո.

«Թեթև» խմելու ջրի դրական հատկությունները հաստատվում են հետազոտական և կլինիկական փորձարկումներով։ Ցույց է տրվում, որ «թեթև» ջուրը նորմալացնում է նյութափոխանակությունը և զարկերակային ճնշում, նվազեցնում է արյան շաքարը II տիպի շաքարային դիաբետով հիվանդների մոտ, մաքրում է օրգանիզմը տոքսիններից և տոքսիններից, նպաստում է վնասվածքներից հետո ոսկրային և մկանային հյուսվածքների արագ ապաքինմանը և վերականգնմանը, ունի հակաբորբոքային ազդեցություն, ուժեղացնում է ազդեցությունը: դեղեր, նպաստում է քաշի շտկմանը, պաշտպանում է բջիջները ճառագայթումից, վերացնում է հետալկոհոլից հրաժարվելու նշանները։ «Թեթև» ջուրը խորհուրդ է տրվում նաև օրգանիզմի արագ և խորը մաքրման համար, որն անհրաժեշտ է նյութափոխանակության խանգարումների դեպքում՝ վիրահատությունից առաջ և հետվիրահատական շրջանում, ինչպես նաև ուռուցքային հիվանդությունների բուժման ժամանակ։

«Թեթև» ջուրը նորմալացնում է նյութափոխանակությունը և արյան ճնշումը, նվազեցնում շաքարի պարունակությունը, մաքրում է օրգանիզմը տոքսիններից և տոքսիններից, նպաստում է վնասվածքներից հետո ոսկրային և մկանային հյուսվածքների արագ ապաքինմանը և վերականգնմանը, ունի հակաբորբոքային ազդեցություն։

Ռուսաստանի Դաշնության Առողջապահության նախարարության վերականգնողական բժշկության և բալնեոլոգիայի ռուսական գիտահետազոտական կենտրոնի կողմից 60-100 ppm մնացորդային դեյտերիումի պարունակությամբ «թեթև» ջրի կլինիկական փորձարկումները ցույց են տվել, որ այն կարող է առաջարկվել որպես օժանդակ միջոց. համալիր բուժումմետաբոլիկ համախտանիշով հիվանդներ (զարկերակային հիպերտոնիա, գիրություն, ածխաջրերի նյութափոխանակության խանգարում, դիսլիպիդեմիա) և շաքարային դիաբետ:

Բացի այդ, պարզվել է, որ «թեթև» ջուրը բարելավում է կյանքի որակը նեֆրոլիտիասի և աղեստամոքսային տրակտի տարբեր խանգարումների (կոլիտ և գաստրիտ) ժամանակ։ Հաշվի առնելով օրգանիզմում ջրի բաշխման դինամիկան, իզոտոպների (H/D և 16O/18O) փոխանակման ռեակցիաները և «թեթև» ջրի վրա ստացված արդյունքները, կարելի է ակնկալել, որ ջրի իզոտոպային մաքրումը առավելագույն ազդեցություն կունենա։ մարմնի կարգավորիչ համակարգերը և նյութափոխանակությունը.

«Թեթև» ջրի ազդեցության արդյունավետությունը կախված է բազմաթիվ պարամետրերից՝ մարմնի քաշից, օրգանիզմում ջրի քանակից, օրական սպառվող «թեթև» ջրի քանակից և դրա իզոտոպային մաքրության աստիճանից։ Աղյուսակում. Գծապատկեր 4-ը ցույց է տալիս մարմնում դեյտերիումի պարունակության փոփոխությունների հաշվարկների արդյունքները՝ տարբեր մնացորդային դեյտերիումով «թեթև» ջրի կանոնավոր սպառմամբ:

Հաշվարկն իրականացվել է հետևյալ տվյալների հիման վրա. օրական ընդունումը«թեթև» ջուր - 1,0 կամ 1,5 լ; օրական ջրի փոխանակում - 2,5 լ; մարմնում դեյտերիումի պարունակությունը համապատասխանում է բնական ջրում դրա պարունակությանը` մոտավորապես 150 ppm; մարմնի ջրի ծավալը 45 լիտր է (մարմնի քաշը մոտավորապես 75 կգ):

«Թեթև» ջրի ուսումնասիրված դրական հատկությունները թույլ են տալիս խոսել բժշկության, առօրյա կյանքում «թեթև» ջրի օգտագործման հետագա հեռանկարների մասին։ Սննդի արդյունաբերություն. Հետագայում նախատեսվում են փորձեր, որոնցում տիեզերագնացները կսպառեն «թեթև ջուր», քանի որ «թեթև» ջրի հակաճառագայթային հատկությունները հատկապես կարևոր են տիեզերական թռիչքների համար։

Եզրակացություն

Թեթև ջուրը բնական ջրի իզոտոպային տարատեսակ է՝ իր կառուցվածքով և կազմով, որն ունի պոլիֆիզիոլոգիական ազդեցություն մարդու օրգանիզմի վրա՝ հակաուռուցքային, ռադիոպաշտպանիչ և ընդհանուր բուժիչ։ Մարմնի վրա «թեթև» ջրի գործադրած հիմնական ազդեցությունը դեյտերիումի պարունակության աստիճանական նվազումն է՝ ֆիզիոլոգիական հեղուկներում H-D-ի իզոտոպային փոխանակման ռեակցիաների պատճառով։ Ստացված արդյունքների վերլուծությունը թույլ է տալիս ասել, որ «թեթև» ջրի օգնությամբ օրգանիզմը «ծանր» ջրից մաքրելը կարող է զգալիորեն բարելավել օրգանիզմի կարևորագույն կենսական համակարգերի աշխատանքը։

Հաշվի առնելով օրգանիզմում ջրի դերը, «ծանր» ջրի հաշվարկված իզոտոպային ազդեցությունները և «թեթև» ջրի վրա ստացված արդյունքները, կարելի է ակնկալել, որ ամենամեծ ազդեցությունը կարող է ազդել կարգավորիչ համակարգերի, նյութափոխանակության և էներգիայի ապարատի վրա։ կենդանի բջիջ, այսինքն՝ հենց այն բջջային համակարգերը, որոնք օգտագործում են պրոտոնների բարձր շարժունակություն (D) և H+ և D- ջրածնային կապերի խզման բարձր արագություն։ Բացի այդ, «թեթև» ջուրն ավելի ցածր մածուցիկություն ունի, քան «ծանր» ջուրը, ինչը թույլ է տալիս նրան ավելի հեշտությամբ ներթափանցել բջջային թաղանթներ և դրանով իսկ կարգավորել օրգանիզմում ջրի փոխանակման արագությունը։ Թեթև ջրում անօրգանական աղերի լուծելիությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան ծանր ջրում, ինչը թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ կերպով հեռացնել նյութափոխանակության արտադրանքները և աղի վնասակար կեղտերը մարմնից: Թեթև ջրում ֆերմենտային (կատալիտիկ) ռեակցիաների արագությունը որոշ չափով ավելի բարձր է, քան սովորական ջրում։ Սա թույլ է տալիս ակտիվացնել նյութափոխանակության գործընթացները, ինչը օգնում է մարմնին ավելի արագ վերականգնել ծանր բեռներից հետո: Այսպիսով, «թեթև» ջուրը թույլ է տալիս բնական ճանապարհով, առանց որևէ դեղագործական միջոցի օգտագործման, զգալիորեն մեծացնել օրգանիզմում նյութափոխանակության գործընթացները։

Հանրագիտարան YouTube

1 / 5

Թթվածինն ունի երեք կայուն իզոտոպ՝ 16 O, 17 O և 18 O (Աղյուսակ 1):

Աղյուսակ 3. Բնական ջրում իզոտոպոլոգների հաշվարկված քաշը ըստ միջազգային ստանդարտների SMOW (միջին մոլեկուլային քաշ = 18.01528873) և SLAP (միջին մոլեկուլային քաշը = 18.01491202), .

Ջրի իզոտոպոլոգ	Մոլեկուլային զանգված	Բովանդակությունը, գ/կգ
		SMOW	ԱՊՏԱԿ
1 Հ 2 16 Օ	18,01056470	997,032536356	997,317982662
1 HD 16O	19,01684144	0,328000097	0,187668379
D216O	20,02311819	0,000026900	0,000008804
1 Հ 2 17 Օ	19,01478127	0,411509070	0,388988825
1 HD 17O	20,02105801	0,000134998	0,000072993
D217O	21,02733476	0,000000011	0,000000003
1 Հ 2 18 Օ	20,01481037	2,227063738	2,104884332
1 HD 18O	21,02108711	0,000728769	0,000393984
D218O	22,02736386	0,000000059	0,000000018

Թեթև ջրի մեջ ամենաթեթև իզոտոպոլոգի մասնաբաժինը (մոլ.%) է.

99.76 < 1 H 2 16 O ≤ 100.

Եթե SMOW ստանդարտին համապատասխանող բոլոր ծանր մոլեկուլները հանենք 2,97 գ/կգ զանգվածային պարունակությամբ և փոխարինենք 1 H 2 16 O-ով, ապա 1 լիտր նման թեթև և իզոտոպիկ մաքուր ջրի զանգվածը կնվազի 250 մգ-ով: . Այսպիսով, թեթև ջրի պարամետրերը, առաջին հերթին, նրա «թեթևությունը» և իզոտոպային բաղադրությունը կարելի է չափել՝ օգտագործելով այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են զանգվածային սպեկտրոմետրիան, ծանրաչափությունը, լազերային կլանման սպեկտրոսկոպիան, NMR:

Տարբեր իզոտոպային կազմի բնական ջրերի միջազգային ստանդարտներ

Ստանդարտ VSMOW(Vienna Standard Mean Ocean Water) որոշում է օվկիանոսների խորքային ջրերի իզոտոպային կազմը։
Ստանդարտ ԱՊՏԱԿ(Standard Light Antarctic Precipitation) որոշում է Անտարկտիկայի բնական ջրի իզոտոպային բաղադրությունը:

Համաձայն VSMOW միջազգային ստանդարտի՝ դեյտերիումի և թթվածին-18-ի բացարձակ պարունակությունը օվկիանոսի ջրում հետևյալն է. 2005.20±0.45)⋅10 -6 կամ 2005 ppm: SLAP ստանդարտի համար ջրի մեջ կոնցենտրացիաներն են՝ դեյտերիում D/H=89⋅10 −6 կամ 89 ppm, թթվածին-18 18 O/ 16 O=1894⋅10 −6 կամ 1894 ppm։

SLAP ստանդարտը բնութագրում է Երկրի վրա ամենաթեթև բնական ջուրը: Աշխարհի տարբեր ծայրերում ջուրն իր թեթևությամբ նույնը չէ:

Թեթև ջրի հատկությունները և ազդեցությունները

Իզոտոպոլոգները միմյանցից տարբերվում են ֆիզիկական, քիմիական և կենսաբանական հատկություններով (Աղյուսակ 4):

Ջրի իզոտոպոլոգների հավասարակշռության գոլորշի ճնշումը տարբերվում է և բավականին էականորեն: Որքան փոքր է ջրի մոլեկուլի զանգվածը, այնքան բարձր է գոլորշիների ճնշումը, ինչը նշանակում է, որ ջրի հետ հավասարակշռության մեջ գտնվող գոլորշին միշտ հարստացված է թթվածնի և ջրածնի թեթև իզոտոպներով: Ինչ վերաբերում է տարրերի փոքր զանգվածին, ապա իզոտոպների զանգվածների տարբերությունը մեծ է, հետևաբար նրանք կարողանում են ուժեղ մասնատվել բնական գործընթացներում՝ D/H → 100%, 18 O/ 16 O → 12,5%։ Ջրածնի և թթվածնի իզոտոպները առավել արդյունավետորեն մասնատվում են ջրի գոլորշիացում-խտացման և բյուրեղացման գործընթացներում:

Փորձարարական ուսումնասիրությունների արդյունքները ցույց են տալիս թեթև ջրի և բնական իզոտոպային կազմի դեիոնացված ջրի ֆիզիկաքիմիական հատկությունների տարբերությունը:

Կենսահամակարգերի արձագանքը ջրի ազդեցության դեպքում կարող է տարբեր լինել՝ կախված դրա իզոտոպային կազմի քանակական և որակական փոփոխություններից: Կենդանի օրգանիզմների էվոլյուցիայի ընթացքում գոյություն է ունեցել կենսաքիմիական պրոցեսների ընտրություն՝ դրանց կարգավորմամբ միայն մեկ իզոտոպի, սովորաբար լույսի: Մարդու մարմնում տեղի է ունենում իզոտոպային մասնատում, որն ուղեկցվում է ջրածնի և թթվածնի ծանր կայուն իզոտոպների հեռացմամբ: Ծանր իզոտոպների, մասնավորապես՝ դեյտերիումի ավելացված կոնցենտրացիայով ջրի օգտագործումը օրգանիզմի մակարդակում առաջացնում է ընդգծված թունավոր ազդեցություն։ Միևնույն ժամանակ, տարբեր տեղամասերում արձանագրվել է ծանր իզոտոպոլոգների, մասնավորապես դեյտերիումի և թթվածնի 18 ավելի ցածր (բնականի համեմատ) պարունակությամբ ջրերի դրական կենսաբանական ակտիվություն: Ռուսաստանի Դաշնության ԳԱ «Կենսաբժշկական հիմնախնդիրների ինստիտուտ» պետական գիտահետազոտական կենտրոնում բիոգեն քիմիական տարրերի օպտիմալ իզոտոպային բաղադրությամբ տիեզերագնացների համար բնակավայր ստեղծելու վերաբերյալ համակարգված ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ծանր իզոտոպների պարունակությամբ ջուրը. մոլեկուլները, համեմատած ծանր իզոտոպների մոլեկուլների բնական պարունակության հետ, երկարատև թռիչքների ժամանակ տիեզերագնացների կենսաապահովման համակարգի անհրաժեշտ բաղադրիչն է:

Կենսաբանական հատկություններ

Որպես ունիվերսալ միջավայր, որտեղ տեղի են ունենում բոլոր կենսաբանական ռեակցիաները, թեթև ջուրը մեծացնում է այդ ռեակցիաների արագությունը՝ համեմատած բնական իզոտոպային կազմի ջրի հետ: Այս էֆեկտը հայտնի է որպես լուծիչի կինետիկ իզոտոպային էֆեկտ։

Թեթև ջուրը հակաուռուցքային ակտիվություն է ցուցաբերում, ինչը ցույց է տրված տարբեր երկրների գիտահետազոտական կենտրոններում անցկացված գիտնականների աշխատանքում։ Ըստ Գ.Շոմլայի, 1994-2001 թվականներին անցկացված կլինիկական փորձարկումների արդյունքները. Հունգարիայում ցույց են տվել, որ այն հիվանդների գոյատևման մակարդակը, ովքեր օգտագործել են թեթև ջուր բուժման ավանդական մեթոդների հետ միասին կամ դրանցից հետո, ավելի բարձր է, քան այն հիվանդների, ովքեր օգտագործել են միայն քիմիաթերապիա կամ ճառագայթային թերապիա:

Թեթև ջրի թունավոր պաշտպանիչ հատկությունները հաստատվում են փորձարարական ուսումնասիրություններով, որոնցից հետևում է, որ ծանր իզոտոպոլոգներից մաքրված թեթև ջուրը արդյունավետորեն հեռացնում է տոքսինները և նյութափոխանակության արտադրանքները մարմնից՝ շնորհիվ իր տրանսպորտային հատկությունների:

Նշվել է նաև թեթև ջրի ազդեցությունը II տիպի շաքարախտով հիվանդների վրա։ 90-օրյա բաց պիտակի նախակլինիկական հետազոտության արդյունքները ցույց են տվել, որ թեթև ջրով բուժվող կամավորները նվազեցրել են ծոմ պահելու գլյուկոզայի մակարդակը և նվազեցրել ինսուլինի դիմադրությունը:

տես նաեւ

Նշումներ

Կուլսկի Լ. Ա., Դալ Վ. Վ., Լենչինա Լ. Ջուրը ծանոթ և խորհրդավոր է - Կիև. «Ռադյանսկի դպրոց», 1982.- 120 էջ.
Պետրյանով-Սոկոլով IV Աշխարհի ամենաարտասովոր նյութը.// Քիմիա և կյանք. 2007. No 1. էջ 26.
Rothman et al., J. Quant. Սպեկտրոսկ. Ռադիատ. Փոխանցում, 1998, 60, 665. Rothman et al., J. Quant. Սպեկտրոսկ. Ռադիատ. Փոխանցում, 2003, 82, էջ 9:
Արտոնագիր RU 2295493. «Մեթոդ և տեղադրում արտադրության թեթև ջրի համար»: Սոլովյով-Ս.-Պ.
Lis G., Wassenaar L. I., Hendry M. J. High-Precision Laser Spectroscopy D/H and 18 O/ 16 O Measurements of Microliter Natural Water Samples.// Anal. Քիմ. 2008. V. 80 (1). P. 287-293
Ֆերոնսկի Վ.Ի., Պոլյակով Վ.Ա. Հիդրոսֆերայի իզոտոպիա. Մ.: Նաուկա, 1983
Քրեյգ, Հ. Բնական ջրերում դեյտերիումի և թթվածին-18-ի կոնցենտրացիաների հաշվետվության ստանդարտ: // Գիտություն. 1961. V. 133. PP. 1833−1834 թթ.
Hagemann R., Niff G., Roth E. Բնական ջրերի դեյտերիումային վերլուծության բացարձակ իզոտոպային սանդղակ: Բացարձակ D/H հարաբերակցությունը SMOW-ի համար: // Թելլուս. 1970.V.22. N6. PP.712-715.
De Wit J.C., van der Straaten C.M.; Մուկ Վ.Գ. VSMOW-ի և SLAP-ի բացարձակ ջրածնի իզոտոպային հարաբերակցության որոշումը: // Geostandards Newsletter. 1980. V. 4. N. 1. PP. 33-36 թթ.
Վ.Վ. Գոնչարուկ, Վ.Բ. Լապշինը, Տ.Ն. Բուրդեյնայա, Տ.Վ. Պլետենևա, Ա.Ս. Չեռնոպյատկոն և այլք: Ծանր իզոտոպներից քայքայված ջրի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները և կենսաբանական ակտիվությունը // 2011, հրապարակված Khimiya i Tekhnologiya Vody, 2011, Vol. 33, թիվ 1, pp. 15-25։ Ջրի քիմիայի և տեխնոլոգիայի ամսագիր, 2011, հատ. 33, թիվ 1, pp. 8-13։

n. Տարբեր իզոտոպների ատոմների համակցությունները տալիս են իզոտոպոլոգիական մոլեկուլների մի շարք:

Իզոտոպոլոգները մոլեկուլներ են, որոնք տարբերվում են միայն այն ատոմների իզոտոպային կազմով, որոնցից կազմված են։ Իզոտոպոլոգը կազմված է որոշակի քիմիական տարրի առնվազն մեկ ատոմից, որը նեյտրոնների քանակով տարբերվում է մնացածից։

Ջրի մոլեկուլը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից։

Ջրածինը ունի երկու կայուն իզոտոպ՝ պրոտիում (H) - 1 H և դեյտերիում (D) - 2 H:

Թթվածինն ունի երեք կայուն իզոտոպ՝ 16 O, 17 O և 18 O (Աղյուսակ 1):

Աղյուսակ 1. Ջրի իզոտոպներ

Աղյուսակ 2. Ջրի իզոտոպոլոգներ

Թեթև ջուրը որպես մոնիզոտոպային բաղադրություն 1 H 2 16 O իզոտոպային մաքրության սահմանափակող դեպքն է: Բնական պայմաններում նման մաքուր թեթեւ ջուր գոյություն չունի։ 1 H 2 16 O իզոտոպոլոգ ստանալու համար բնական ջրերի նուրբ բազմաստիճան մաքրում է իրականացվում կամ սինթեզվում է սկզբնական 1 H 2 և 16 O 2 տարրերից: Բնական ջուրը իզոտոպոլոգների բազմաբաղադրիչ խառնուրդ է։ Դրանում ամենաթեթև իզոտոպոլոգի պարունակությունը զգալիորեն գերազանցում է բոլոր մյուսների համակենտրոնացումը։ Բնական ջրերում 1,000,000 մոլեկուլները պարունակում են միջինում 997,284 մոլեկուլ 1 H 2 16 O, 311 մոլեկուլ 1 HD 16 O, 390 մոլեկուլ 1 H 2 17 O, և մոտ 2005 H21 O մոլեկուլ: D, 17 O, 18 O ծանր իզոտոպներ պարունակող ջրի մոլեկուլները բնական ջրում տատանվում են հիդրոսֆերայի SMOW և SLAP իզոտոպային կազմի հիմնական ստանդարտներում ամրագրված սահմաններում (Աղյուսակ 3): Բնական ջրում իզոտոպոլոգների քաշային քանակությունները հաշվարկվել են մոլեկուլային սպեկտրոսկոպիայի միջոցով դրանց պարունակության ուղղակի որոշման տվյալների հիման վրա:

Ջրի իզոտոպոլոգ	Մոլեկուլային զանգված	Բովանդակությունը, գ/կգ
		SMOW	ԱՊՏԱԿ
1 Հ 2 16 Օ	18,01056470	997,032536356	997,317982662
1 HD 16O	19,01684144	0,328000097	0,187668379
D216O	20,02311819	0,000026900	0,000008804
1 Հ 2 17 Օ	19,01478127	0,411509070	0,388988825
1 HD 17O	20,02105801	0,000134998	0,000072993
D217O	21,02733476	0,000000011	0,000000003
1 Հ 2 18 Օ	20,01481037	2,227063738	2,104884332
1 HD 18O	21,02108711	0,000728769	0,000393984
D218O	22,02736386	0,000000059	0,000000018

Թեթև ջրում ամենաթեթև իզոտոպոլոգի մասնաբաժինը (մոլ.%) է` 99,76< 1 H 2 16 O ≤ 100.

Տարբեր իզոտոպային կազմի բնական ջրերի միջազգային ստանդարտներ

Ստանդարտ VSMOW(Vienna Standard Mean Ocean Water) որոշում է օվկիանոսների խորքային ջրերի իզոտոպային կազմը։
Ստանդարտ ԱՊՏԱԿ(Standard Light Antarctic Precipitation) որոշում է Անտարկտիկայի բնական ջրի իզոտոպային բաղադրությունը:

Համաձայն VSMOW միջազգային ստանդարտի՝ դեյտերիումի և թթվածին-18-ի բացարձակ պարունակությունը օվկիանոսի ջրում հետևյալն է. ±0,45) 10 -6, կամ 2005 ppm: SLAP ստանդարտի համար ջրի մեջ կոնցենտրացիաներն են՝ դեյտերիում D/H=89 10 −6 կամ 89 ppm, թթվածին-18 18 O/ 16 O=1894 10 −6 կամ 1894 ppm։

Թեթև ջրի հատկությունները և ազդեցությունները

Իզոտոպոլոգները միմյանցից տարբերվում են ֆիզիկական, քիմիական և կենսաբանական հատկություններով (Աղյուսակ 4):

Աղյուսակ 4. Ջրի ֆիզիկական հատկությունների փոփոխությունները իզոտոպային փոխարինման ժամանակ

Ջրի իզոտոպոլոգների հավասարակշռության գոլորշի ճնշումը տարբերվում է և բավականին էականորեն: Որքան փոքր է ջրի մոլեկուլի զանգվածը, այնքան բարձր է գոլորշիների ճնշումը, ինչը նշանակում է, որ ջրի հետ հավասարակշռության մեջ գտնվող գոլորշին միշտ հարստացված է թթվածնի և ջրածնի թեթև իզոտոպներով: Ինչ վերաբերում է տարրերի փոքր զանգվածին, ապա իզոտոպների զանգվածների տարբերությունը մեծ է, հետևաբար նրանք կարողանում են ուժեղ մասնատվել բնական գործընթացներում՝ D/H → 100%, 18 O/ 16 O → 12,5%։ Ջրածնի և թթվածնի իզոտոպները առավել արդյունավետորեն մասնատվում են ջրի գոլորշիացում-խտացման և բյուրեղացման գործընթացներում:

Կենսահամակարգերի արձագանքը ջրի ազդեցության դեպքում կարող է տարբեր լինել՝ կախված դրա իզոտոպային կազմի քանակական և որակական փոփոխություններից: Կենդանի օրգանիզմների էվոլյուցիայի ընթացքում գոյություն է ունեցել կենսաքիմիական պրոցեսների ընտրություն՝ դրանց կարգավորմամբ միայն մեկ իզոտոպի, սովորաբար լույսի: Մարդու մարմնում տեղի է ունենում իզոտոպային մասնատում, որն ուղեկցվում է ջրածնի և թթվածնի ծանր կայուն իզոտոպների հեռացմամբ: Ծանր իզոտոպների, մասնավորապես՝ դեյտերիումի ավելացված կոնցենտրացիայով ջրի օգտագործումը օրգանիզմի մակարդակում առաջացնում է ընդգծված թունավոր ազդեցություն։ Միևնույն ժամանակ, տարբեր տեղամասերում արձանագրվել է ծանր իզոտոպոլոգների, մասնավորապես դեյտերիումի և թթվածնի 18 ավելի ցածր (բնականի համեմատ) պարունակությամբ ջրերի դրական կենսաբանական ակտիվություն: Ռուսաստանի Դաշնության ԳԱ «Կենսաբժշկական հիմնախնդիրների ինստիտուտ» պետական գիտահետազոտական կենտրոնում բիոգեն քիմիական տարրերի օպտիմալ իզոտոպային բաղադրությամբ տիեզերագնացների համար բնակավայր ստեղծելու վերաբերյալ համակարգված ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ծանր իզոտոպների պարունակությամբ ջուրը. մոլեկուլները, համեմատած ծանր իզոտոպների մոլեկուլների բնական պարունակության հետ, երկարատև թռիչքների ժամանակ տիեզերագնացների կենսաապահովման համակարգի անհրաժեշտ բաղադրիչն է:

Կենսաբանական հատկություններ

տես նաեւ

Նշումներ

Կուլսկի Լ. Ա., Դալ Վ. Վ., Լենչինա Լ. Ջուրը ծանոթ և խորհրդավոր է - Կիև. «Ռադյանսկի դպրոց», 1982.- 120 էջ.
Պետրյանով-Սոկոլով IV Աշխարհի ամենաարտասովոր նյութը.// Քիմիա և կյանք. 2007. No 1. էջ 26.
Rothman et al., J. Quant. Սպեկտրոսկ. Ռադիատ. Փոխանցում, 1998, 60, 665. Rothman et al., J. Quant. Սպեկտրոսկ. Ռադիատ. Փոխանցում, 2003, 82, էջ 9:
Արտոնագիր RU 2295493. «Թեթև ջրի արտադրության մեթոդ և տեղադրում». Սոլովյով Ս.Պ.
Lis G., Wassenaar L. I., Hendry M. J. High-Precision Laser Spectroscopy D/H and 18 O/ 16 O Measurements of Microliter Natural Water Samples.// Anal. Քիմ. 2008. V. 80 (1). P. 287-293
Ֆերոնսկի Վ.Ի., Պոլյակով Վ.Ա. Հիդրոսֆերայի իզոտոպիա. Մ.: Նաուկա, 1983
Քրեյգ, Հ. Բնական ջրերում դեյտերիումի և թթվածին-18-ի կոնցենտրացիաների հաշվետվության ստանդարտ: // Գիտություն. 1961. V. 133. PP. 1833−1834 թթ.
Hagemann R., Niff G., Roth E. Բնական ջրերի դեյտերիումային վերլուծության բացարձակ իզոտոպային սանդղակ: Բացարձակ D/H հարաբերակցությունը SMOW-ի համար: // Թելլուս. 1970.V.22. N6. PP.712-715.
De Wit J.C., van der Straaten C.M.; Մուկ Վ.Գ. VSMOW-ի և SLAP-ի բացարձակ ջրածնի իզոտոպային հարաբերակցության որոշումը: // Geostandards Newsletter. 1980. V. 4. N. 1. PP. 33-36 թթ.
Վ.Վ. Գոնչարուկ, Վ.Բ. Լապշինը, Տ.Ն. Բուրդեյնայա, Տ.Վ. Պլետենևա, Ա.Ս. Չեռնոպյատկոն և այլք: Ծանր իզոտոպներից քայքայված ջրի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները և կենսաբանական ակտիվությունը // 2011, հրապարակված Khimiya i Tekhnologiya Vody, 2011, Vol. 33, թիվ 1, pp. 15–25։ Ջրի քիմիայի և տեխնոլոգիայի ամսագիր, 2011, հատ. 33, թիվ 1, pp. 8–13։
Սմիրնով Ա. Ն., Լապշին Վ. Բ., Բալիշև Ա. Վ., Լեբեդև Ի. Մ., Գոնչարուկ Վ. Վ., Սիրոեշկին Ա. // Ջրի քիմիա և տեխնոլոգիա. - 2005.- No 2. - C. 11-37; Smirnov A. N., Syroeshkin A. V. Ջրի վերամոլեկուլային համալիրներ: // Ռոս. քիմ. և. - 2004.- T.48 - No 2. - C. 125-135
Sinyak Yu. E., Grigoriev AI Կենսածին քիմիական տարրերի օպտիմալ իզոտոպային կազմը կառավարվող տիեզերական մեքենաների վրա: // Ավիատիեզերական և էկոլոգիական բժշկություն. 1996. V. 30, No 4, S. 26:
Սինյակ Յու. Ե., Սկուրատով Վ. Մ., Գայդադիմով Վ. Բ., Իվանովա Ս. Մ., Պոկրովսկի Բ. Գ. Գրիգորիև Ա. Ի. Միջազգային տիեզերակայանում կայուն ջրածնի և թթվածնի իզոտոպների մասնատման հետազոտություն: // Ավիատիեզերական և էկոլոգիական բժշկություն. 2005. V. 39, No 6, S. 43:
Denko EI Ծանր ջրի (D2O) ազդեցությունը կենդանիների, բույսերի և միկրոօրգանիզմների բջիջների վրա: // Հաջողություն. ժամանակակից Biol.. 1970. V. 70, No 4, S. 41:
Lobyshev V. I. D2O-ի ջերմադինամիկ և կինետիկ իզոտոպային ազդեցության մեխանիզմները կենսաբանական համակարգերՎերացական դոկ. ատենախոսություններ. Մոսկվա, - 1987 (Մոսկվայի պետական համալսարանի կենսաբանական ֆակուլտետ)
GLEASON J.D., FRIEDMAN I. Վարսակը կարող է ավելի լավ աճել թթվածնով 18-ով և դեյտերիումով սպառված ջրում: NATURE 256, 305 (24.07.1975 թ.)
Bild W, Năstasă V, Haulică I. In vivo և in vitro հետազոտություն դեյտերիումով սպառված ջրի կենսաբանական ազդեցությունների վերաբերյալ. // Rom J. Physiol. 2004. V.41. N 1-2. Պ:53-67։
Sinyak Y., Grigoriev A., Gaydadimov V., Gurieva T., Levinskih M., Pokrovskii B. Deuterium free water (1H2O) երկարատև տիեզերական առաքելությունների բարդ կենսաապահովման համակարգերում: // Acta Astronautica. 2003. V. 52, P. 575:
Reichardt C. «Լուծիչներ և շրջակա միջավայրի ազդեցությունը օրգանական քիմիա«. -Մ.: «Միր», 1991. - 763 էջ.
Տ.Ն. Բուրդեյնայա, Վ.Ա. Պոպլինսկայա, Ա.Ս. Չեռնոպյատկո, Է.Ն. Գրիգորյանը։ Թեթև ջրի ազդեցությունը Xenopus laevis larvae-ի հոտառական համակարգից ներկերի հեռացման դինամիկայի վրա // Ջուր. քիմիա և էկոլոգիա 2011.-№9 - P. 86-91
Պոմիտկին Ի.Ա., Կոլեսովա Օ.Է. //Փորձարարական կենսաբանության և բժշկության տեղեկագիր. 2006. V.142. N 5.
Gyöngyi Z, Somlyai G. Դեյտերիումի սպառումը կարող է նվազեցնել C-myc Haras-ի և p53 գենի արտահայտումը քաղցկեղածինով բուժվող մկների մոտ: // In vivo. 2000. V.14. N.3. էջ 437։

Ջրային ջրածինը ունի երեք իզոտոպ՝ պրոտիում 1H (պրոտոն + էլեկտրոն), դեյտերիում 2H կամ D (պրոտոն + նեյտրոն + էլեկտրոն), տրիտում 3H կամ T (պրոտոն + երկու նեյտրոն + էլեկտրոն), համապատասխանաբար 1, 2 և 3 զանգվածային թվերով։ Պրոտիումը և դեյտերիումը կայուն իզոտոպներ են։ Տրիտիում - բետա ռադիոակտիվ է, կես կյանքը 12,26 տարի է: H ատոմներն են տարբեր աստիճաններգրգռում.

Բացի ջրածնից, իզոտոպներ են հայտնաբերվել նաև թթվածնում, դրանք հինգն են, բացառությամբ հայտնի կայուն O16 իզոտոպի (16 մոլեկուլային քաշով)։ Պարզվել է, որ դրանցից երեքը ռադիոակտիվ են՝ O14, O15 և O19, իսկ O17 և O18՝ կայուն։ O16, O17 և O18 պարունակվում են բոլոր բնական ջրերում, և դրանց հարաբերակցությունը (մինչև 1%) տատանումներով հետևյալն է.

Ըստ ֆիզիկական հատկություններծանր թթվածնային ջուրը սովորական ջրից ավելի քիչ է տարբերվում, քան ծանր ջրածնային ջուրը: Ստացեք այն բնական ջրից կոտորակային թորումև օգտագործվում է որպես պիտակավորված թթվածնով դեղերի աղբյուր:

Հաշվի առնելով ջրածնի և թթվածնի իզոտոպային բաղադրության ողջ բազմազանությունը՝ կարելի է խոսել ջրի իզոտոպային բազմազանության մասին։ Դրանցից ինը ներառում են միայն կայուն իզոտոպներ և կազմում են բնական ջրի հիմնական պարունակությունը: Նրանում գերակշռում են սովորական ջուրը՝ H12O16 (99,73%), որին հաջորդում են ծանր թթվածնային ջրերը՝ H12O17 (0,04%) և H12O18 (0,2%), ինչպես նաև ծանր ջրի H1D1O16 իզոտոպային բազմազանությունը (0,03%)։

Մարդու մեջ թթվածինը կազմում է 60%, բայց ատոմների քանակով բոլոր կենդանի էակները բաղկացած են ջրածնի ատոմների 2/3-ից և թթվածնի ատոմների ¼-ից: Իզոտոպների հարաբերակցությունը` P:D = 1:4700 ներքին ջրերում, P:D = 1:6800 ատոմ ծովի ջրերում: Այսինքն, կոնցենտրացիան մայրցամաքային ջրերում D = 0.0135 at.% կամ 0.015 wt%, ծովի ջրում D = 0.015 at.% կամ 0.017 wt%: Բնական ջրում տրիտիումի պարունակությունը աննշան է՝ ընդամենը 10-18 ատոմային տոկոս։ Այնուամենայնիվ, այն հանդիպում է նաև խմելու ջրի մեջ։

Կախված ջրածնի իզոտոպների (H, D, T) և թթվածնի (O14, O15, O16, O17, O18, O19) տեսակներից և բովանդակությունից, մաքրության և աղտոտվածության աստիճանից, հետազոտողները առանձնացնում են խմելու ջրի ավելի քան հազար տեսակ:

Ջրի մոլեկուլները տարբերվում են միմյանցից իրենց իզոտոպային կազմով։ Ներկայումս հայտնի են ջրածնի 5 տարբեր իզոտոպներ։ Դրանցից միայն երկուսն են կայուն. ամենաթեթև պրոտիումը - 1 ատոմային զանգվածով, այն նշվում է 1H նշանով - բաղկացած է 1 պրոտոնից և 1 էլեկտրոնից, և ծանր ջրածնից կամ դեյտերիումից՝ 2 ատոմային զանգվածով։ նշվում է 2D նշանով - բաղկացած է 1 պրոտոնից, 1 նեյտրոնից և 1 էլեկտրոնից: Երրորդ գերծանր ջրածինը (3 ատոմային զանգվածով) բաղկացած է համապատասխանաբար 1 պրոտոնից, 2 նեյտրոնից և 1 էլեկտրոնից։ Տրիտիումը ռադիոակտիվ է, կիսամյակը կազմում է մոտ 12,3 տարի։ Այլ իզոտոպների կյանքի ժամկետը չի գերազանցում մի քանի վայրկյանը։

Թթվածինն ունի վեց իզոտոպ՝ O14 O15, O16, O17, O18 և O19: Դրանցից երեքը՝ O16, O17 և O18 կայուն են, իսկ O14, O15 և O19՝ ռադիոակտիվ իզոտոպներ. Բոլոր բնական ջրերում հանդիպում են թթվածնի կայուն իզոտոպներ՝ դրանց հարաբերակցությունը հետևյալն է՝ O16-ի 10000 մասերի համար կա 4 մաս O17 և 20 մաս O18։

Ջրի իզոտոպային կամ իզոտոպային ազդեցությունները հիմնված են ջրածնի և թթվածնի իզոտոպների հատկությունների տարբերությունների վրա՝ պայմանավորված դրանց ատոմային զանգվածների, իներցիայի պահերի և համապատասխան քիմիական կապերի ուժի տարբերությամբ։ Իզոտոպների զանգվածների հարաբերական տարբերությունը որքան փոքր է, այնքան մեծ է տարրի ատոմային թիվը։ Ջրածնի իզոտոպների համար այն կազմում է 100% դեյտերիում D (2H) և 200% տրիտիում T (3H)՝ համեմատած պրոտիումի H (1H) հետ։ Հետևաբար, ջրածնի համար իզոտոպային ազդեցություններն առավել ցայտուն են:

Կան 42 իզոտոպոլոգներ (տարբեր իզոտոպների ատոմների համակցությունները տալիս են իզոտոպոլ մոլեկուլների մի շարք1) ջրի (ներառյալ ջրածնի և թթվածնի կայուն և անկայուն իզոտոպները)։ Դրանցից երեսուներեք ջրի մոլեկուլները ռադիոակտիվ են, իսկ ինը կայուն, կայուն ջրի մոլեկուլներ:

Տարբեր իզոտոպային կազմով մոլեկուլների առաջացման հավանականությունը նույնը չէ։ Ամենատարածվածը ամենափոքր զանգված ունեցող մոլեկուլն է՝ բաղկացած ջրածնից՝ 1 (պրոտիում) և թթվածնից՝ 16: Բնության մեջ այլ ավելի ծանր մոլեկուլների պարունակությունը չի գերազանցում 0,23%-ը, ջրի իզոտոպային փոփոխությունների պարունակությունը ներկայացված է բնության մեջ. Աղյուսակ. մեկ.

Համաշխարհային պրակտիկայում ընդունված է դեյտերիումի պարունակությունն արտահայտել ‰ կամ ppm-ով։ Ppm-ը մոնոդեյտրացված ջրի մոլեկուլների թիվն է 1 միլիոն մոլեկուլի վրա, որը պարունակում է միայն թեթեւ 1H իզոտոպը: Երբ ջուրը գոլորշիանում է օվկիանոսի մակերևույթից, դեյտերիումի պարունակությունը փոխվում է 20 ppm-ով:

Փակ ջրամբարներում ավելի շատ ծանր ջուր կա, քանի որ սովորական ջրի համեմատ այն ավելի քիչ ինտենսիվ է գոլորշիանում։ Հետևաբար, տաք կլիմա ունեցող տարածքներում ավելի շատ ծանր ջուր կա:

Օվկիանոսի մակերեսը հարստացված է նաև դեյտերիումով հասարակածում (155 ppm) և արևադարձային գոտիներում, որտեղ հաճախակի տեղումները նպաստում են, որի ձևավորման ընթացքում ջուրը խտանում է գոլորշիների փուլից, իսկ ծանր ջուրը խտանում է ավելի արագ, քան թեթև ջուրը, հետևաբար տեղումները լինում են։ հարստացված է ծանր ջրով:

2H-ի ամենացածր պարունակությունը ջրային գոլորշու մեջ Անտարկտիդայի սառույցի վրա: 90 ppm: Գրենլանդիայի սառույցներում դեյտերիումի համամասնությունը նույնպես փոքր է (126 ppm): Տարբեր ծագման բնական ջրերում դեյտերիումի պարունակությունը ներկայացված է Աղյուսակում: 2.

Արժե ուշադրություն դարձնել այն փաստին, որ բնական ջրերում դեյտերիումի պարունակությունը Իրկուտսկի մարզավելի ցածր, քան Ռուսաստանի եվրոպական մասում և Եվրոպայում: Այսպիսով, D / H- ը Բայկալում 137.0 ppm է, իսկ որոշներում հանքային աղբյուրներ- 132.0 ppm, մինչդեռ Եվրոպայում նմանատիպ աղբյուրներում D-ի պարունակությունը առնվազն 145-150 ppm է: Նման տվյալները կարող են օգտագործվել հանքային և սեղանի ջրերի աղբյուրը բացահայտելու համար (Աղյուսակ 2):