低氘水的認(rèn)識(shí)

朱志紅 伍柏堅(jiān) 黃曉丹

一、低氘水的初步了解

低氘水是一種氘元素含量低的水，英文名為Deuterium Depleted Water，簡稱DDW。水分子式是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子組成，相對(duì)分子質(zhì)量為18。同位素是同一元素有相同質(zhì)子數(shù)、不同原子數(shù)，其中氫原子有質(zhì)量不同的3個(gè)同位素，即原子量分別為1、2、3的氕（H，氫）、氘（D，重氫）、氚（T，超重氫）三種同位素，由D代替H結(jié)合的水就是重水（DHO），相對(duì)分子質(zhì)量為20；由T代替H結(jié)合的水就是超重水（THO），相對(duì)分子質(zhì)量為22。由于半衰期較短，自然界的氫元素中基本不考慮氚的存在，而氘的含量一般比較低，約為150ppm，也就是說，150ppm低氘水意味著水里氘原子和氫原子的比例是150ppm，即100萬個(gè)氫中含有150個(gè)氘。

1931年，美國化學(xué)家Harold Clayton Urey首次發(fā)現(xiàn)了氘元素。由于氫和氘質(zhì)量的不同，導(dǎo)致了兩者物理化學(xué)性質(zhì)的差異，DHO密度略大，為1.lg/cm3，冰點(diǎn)略高，為3.82℃，沸點(diǎn)為101.42℃，參與化學(xué)反應(yīng)的速率比普通水緩慢。自然界沒有100%純粹的“H2O”，大多數(shù)水的氘含量在150ppm左右，學(xué)術(shù)界便把氘含量低于150ppm的水稱為“低氘水”。

在生物學(xué)同位素效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的過程中，1933-1934年，路易斯首先試驗(yàn)了煙草種子在重水中的發(fā)芽情況，發(fā)現(xiàn)隨著重水濃度增高，發(fā)芽速度迅速降低；后來又發(fā)現(xiàn)，蝌蚪、金魚在濃重水中迅速死亡；進(jìn)而發(fā)現(xiàn)大麥粒在發(fā)芽時(shí)優(yōu)先吸收輕水，剩液中富集了重水等現(xiàn)象，從而表明發(fā)生了生物學(xué)同位素效應(yīng)。在生物學(xué)同位素效應(yīng)研究中，以氘的生物學(xué)同位素效應(yīng)最為顯著。

二、低氘水的來源和檢測

低氘水分為天然低氘水和人工低氘水。天然低氘水一般存在于低溫、高緯度和高海拔地區(qū)，比如越接近極地，水中的氘含量就越少，南極冰川水中氘含量為88ppm；高海拔的冰川水也具有較低的氘含量，如西藏納木錯(cuò)湖水中氘含量為137ppm。

人工低氘水是指將氘濃度降低至10-145ppm，目前世界上僅有三個(gè)國家具有工業(yè)化生產(chǎn)超輕水的能力，我國就是其中之一。我國關(guān)于低氘水制備最早的專利是在2008年，這項(xiàng)技術(shù)叫作“同位素分離法”。例如，國內(nèi)某公司采用特殊設(shè)備，經(jīng)過上千次蒸餾效應(yīng)，從而降低天然水中的氘含量，使其成為具有特定功效的低氘飲用水，生產(chǎn)流程如圖1所示。

目前，我國針對(duì)高海拔天然低氘水和人工低氘水沒有明確的檢測標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)大多自己建立檢測方法或參考地下水質(zhì)分析氘測定方法，即《地下水質(zhì)分析方法 第78部分：氘的測定 金屬鋅還原氣體同位素質(zhì)譜法》和《地下水質(zhì)分析方法 第89部分：氘的測定 在線高溫?zé)徂D(zhuǎn)換——?dú)怏w同位素質(zhì)譜法》。

三、低氘水的功效介紹

研究結(jié)果表明，氘元素對(duì)生命體的生存發(fā)展和繁衍是有害的，水中的氘含量無論多少對(duì)生命體都是有害的，高濃度的氘還會(huì)引起細(xì)胞代謝和相關(guān)酶活性的改變，以及損傷細(xì)胞。有報(bào)道稱，當(dāng)氘濃度升至25%時(shí)，重水會(huì)對(duì)生命體的神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟產(chǎn)生毒害作用，引起神經(jīng)疾病、貧血癥及其他并發(fā)癥等。

國外研究發(fā)現(xiàn)，患有癌癥、糖尿病、慢性疲勞綜合癥、癡呆癥、阿爾茨海默癥和自身免疫疾病的人有一個(gè)共同點(diǎn)：體內(nèi)氘含量高于正常的氘水平。因此，堅(jiān)持長期飲用低氘純凈水，對(duì)保持身體健康具有重要的意義。

近年來，體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的研究表明，低氘水對(duì)人體的作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，低氘水對(duì)多種腫瘤細(xì)胞的增殖有抑制作用，可作為癌癥的輔助治療劑。據(jù)2014年俄羅斯醫(yī)學(xué)期刊報(bào)道，腫瘤壞死因子破壞細(xì)胞后，飲用低氘水能夠有效減少DNA斷裂數(shù)量。第二，低氘能夠起到抗氧化的調(diào)節(jié)作用，還能減輕鉻、鎘中毒引起的氧化損傷，激活防御系統(tǒng)，保護(hù)肝臟和腎臟。2014年俄羅斯醫(yī)學(xué)期刊實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低氘水組的體內(nèi)自由基氧化水平明顯降低，說明低氘水清除自由基的能力高于天然水，從而起到抗氧化作用。第三，低氘水能夠起到輻射防護(hù)作用，有效增強(qiáng)非特異性免疫防御功能，促進(jìn)外周血細(xì)胞的增殖。2010年，環(huán)境工程雜志報(bào)道了低氘水對(duì)X射線輻照之后的修復(fù)功能，結(jié)果顯示低氘水的存在會(huì)降低輻照產(chǎn)生的損傷，而低氘水結(jié)合多酚物質(zhì)能夠顯著增加保護(hù)功效。第四，低氘水可降低空腹血糖水平，提高空腹血漿胰島素水平，減緩胰島素抵抗，改善胰島細(xì)胞，具有減輕和修復(fù)胰島細(xì)胞損傷的作用。第五，低氘水能快速通過血腦屏障，輔助治療腦血管疾病，還能調(diào)節(jié)血管的舒張和收縮。第六，低氘水是改進(jìn)化妝品品質(zhì)的安全且有效的組分，有助于提高皮膚細(xì)胞抗老化、保濕、抗紫外線照射、抗過敏等功能。

四、低氘水與小分子團(tuán)水、

磁化水、天然礦泉水的區(qū)別和聯(lián)系

市面上關(guān)于水，根據(jù)特性有不同的定義，比如小分子團(tuán)水、磁化水、天然礦泉水等。

小分子團(tuán)水通常是水分子通過分子間作用力締合在一起形成水分子團(tuán)或者叫水分子簇。有商家宣稱，小分子團(tuán)水由5-8個(gè)水分子組成一個(gè)水分子團(tuán)，具有高滲透力、高擴(kuò)散力、高溶解力、高含氧量、弱堿性。低氘水的分子團(tuán)比天然水分子團(tuán)小50%，運(yùn)動(dòng)速度和滲透能力都有提高，因此氘含量降低更容易形成小分子團(tuán)水。

磁化水是一種被磁場磁化了的水，但水又是一種弱磁質(zhì)。磁化水可分天然磁化水和人工磁化水，天然磁化水使用周期較短，不宜長期商用；人工磁化水是通過磁化器產(chǎn)生的，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)保等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。水經(jīng)過靜止磁場或者變化磁場的處理，其理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，而且能在數(shù)小時(shí)內(nèi)保持這種性質(zhì)。

天然礦泉水是指在特定地質(zhì)條件下形成并存在于特定地質(zhì)構(gòu)造巖層中的地下礦水，含有特殊的化學(xué)成分或具有特殊的物理性質(zhì)，通常是從地下深處自然涌出或經(jīng)鉆井采集，含有一定量的礦物質(zhì)、微量元素或其他成分。通常情況下，天然礦泉水的化學(xué)成分、流量、水溫等動(dòng)態(tài)指標(biāo)在天然周期波動(dòng)范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，是一種珍稀的礦產(chǎn)資源。由于很多天然礦泉水取自高海拔地區(qū)，其氘含量也很低，因此，它們既是天然礦泉水又是低氘水，但并不是所有的天然礦泉水都是低氘水，低氘水也不都是天然礦泉水。

五、低氘水的市場認(rèn)識(shí)

在國外，低氘水產(chǎn)品受到了很多養(yǎng)生愛好者的歡迎并得以熱銷，如Preventa（匈牙利）、Litewater（美國）、HtoEau（荷蘭）等品牌產(chǎn)品。早在2001年，匈牙利Preventa產(chǎn)品就進(jìn)入了國際舞臺(tái)，并向日本出口，2017年開始向美國出口；2018年，HYD公司的“擴(kuò)大Preventa低氘水出口市場”項(xiàng)目VEKOP-1.3.1-16-2017-00124，獲得歐盟專項(xiàng)資金，Preventa低氘水正式進(jìn)入中國。

目前，國內(nèi)也有越來越多的企業(yè)看好低氘水在大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿?，著重打造低氘水品牌影響力并進(jìn)行市場推廣。這些品牌宣傳的低氘含量為25-143ppm不等，價(jià)格普遍依據(jù)氘含量來定，氘含量越低其價(jià)格越高，但均高于市面上的天然礦泉水。

綜上所述，低氘水通俗意義上是指氘含量低于150ppm的水，取自高海拔的冰川水是極佳的天然低氘水。就低氘水的分類而言，由于目前的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，市場上的包裝飲用水只分為飲用純凈水和其他飲用水兩類，市售的低氘水大多達(dá)到純凈水的標(biāo)準(zhǔn)，在飲品種類上屬于純凈水。在標(biāo)簽標(biāo)識(shí)上，因?yàn)榘b飲用水的產(chǎn)品名稱不得標(biāo)注“活化水”“小分子團(tuán)水”“功能水”“能量水”以及其他不科學(xué)的內(nèi)容，商家大多只標(biāo)注氘含量，并未公開宣傳標(biāo)注“低氘水”，氘含量越低的飲用水其售價(jià)也越高，遠(yuǎn)高于一般飲用水。低氘水對(duì)人體有諸多好處，對(duì)生命體有一定的積極作用，其中研究最多的就是低氘水對(duì)抗癌的輔助治療，但上海交通大學(xué)的叢峰松教授也表示，低氘水抑制腫瘤是一個(gè)復(fù)雜的過程，目前在國內(nèi)還未進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，因此仍需要進(jìn)行更多深入的研究。