低氘水的认识

朱志红 伍柏坚 黄晓丹

一、低氘水的初步了解

低氘水是一种氘元素含量低的水，英文名为Deuterium Depleted Water，简称DDW。水分子式是由2个氢原子和1个氧原子组成，相对分子质量为18。同位素是同一元素有相同质子数、不同原子数，其中氢原子有质量不同的3个同位素，即原子量分别为1、2、3的氕（H，氢）、氘（D，重氢）、氚（T，超重氢）三种同位素，由D代替H结合的水就是重水（DHO），相对分子质量为20；由T代替H结合的水就是超重水（THO），相对分子质量为22。由于半衰期较短，自然界的氢元素中基本不考虑氚的存在，而氘的含量一般比较低，约为150ppm，也就是说，150ppm低氘水意味着水里氘原子和氢原子的比例是150ppm，即100万个氢中含有150个氘。

1931年，美国化学家Harold Clayton Urey首次发现了氘元素。由于氢和氘质量的不同，导致了两者物理化学性质的差异，DHO密度略大，为1.lg/cm3，冰点略高，为3.82℃，沸点为101.42℃，参与化学反应的速率比普通水缓慢。自然界没有100%纯粹的“H2O”，大多数水的氘含量在150ppm左右，学术界便把氘含量低于150ppm的水称为“低氘水”。

在生物学同位素效应发现的过程中，1933-1934年，路易斯首先试验了烟草种子在重水中的发芽情况，发现随着重水浓度增高，发芽速度迅速降低；后来又发现，蝌蚪、金鱼在浓重水中迅速死亡；进而发现大麦粒在发芽时优先吸收轻水，剩液中富集了重水等现象，从而表明发生了生物学同位素效应。在生物学同位素效应研究中，以氘的生物学同位素效应最为显著。

二、低氘水的来源和检测

低氘水分为天然低氘水和人工低氘水。天然低氘水一般存在于低温、高纬度和高海拔地区，比如越接近极地，水中的氘含量就越少，南极冰川水中氘含量为88ppm；高海拔的冰川水也具有较低的氘含量，如西藏纳木错湖水中氘含量为137ppm。

人工低氘水是指将氘浓度降低至10-145ppm，目前世界上仅有三个国家具有工业化生产超轻水的能力，我国就是其中之一。我国关于低氘水制备最早的专利是在2008年，这项技术叫作“同位素分离法”。例如，国内某公司采用特殊设备，经过上千次蒸馏效应，从而降低天然水中的氘含量，使其成为具有特定功效的低氘饮用水，生产流程如图1所示。

目前，我国针对高海拔天然低氘水和人工低氘水没有明确的检测标准，企业大多自己建立检测方法或参考地下水质分析氘测定方法，即《地下水质分析方法 第78部分：氘的测定 金属锌还原气体同位素质谱法》和《地下水质分析方法 第89部分：氘的测定 在线高温热转换——气体同位素质谱法》。

三、低氘水的功效介绍

研究结果表明，氘元素对生命体的生存发展和繁衍是有害的，水中的氘含量无论多少对生命体都是有害的，高浓度的氘还会引起细胞代谢和相关酶活性的改变，以及损伤细胞。有报道称，当氘浓度升至25%时，重水会对生命体的神经系统和肝脏产生毒害作用，引起神经疾病、贫血症及其他并发症等。

国外研究发现，患有癌症、糖尿病、慢性疲劳综合症、痴呆症、阿尔茨海默症和自身免疫疾病的人有一个共同点：体内氘含量高于正常的氘水平。因此，坚持长期饮用低氘纯净水，对保持身体健康具有重要的意义。

近年来，体外细胞培养实验及动物实验的研究表明，低氘水对人体的作用主要体现在以下几点：第一，低氘水对多种肿瘤细胞的增殖有抑制作用，可作为癌症的辅助治疗剂。据2014年俄罗斯医学期刊报道，肿瘤坏死因子破坏细胞后，饮用低氘水能够有效减少DNA断裂数量。第二，低氘能够起到抗氧化的调节作用，还能减轻铬、镉中毒引起的氧化损伤，激活防御系统，保护肝脏和肾脏。2014年俄罗斯医学期刊实验结果表明，低氘水组的体内自由基氧化水平明显降低，说明低氘水清除自由基的能力高于天然水，从而起到抗氧化作用。第三，低氘水能够起到辐射防护作用，有效增强非特异性免疫防御功能，促进外周血细胞的增殖。2010年，环境工程杂志报道了低氘水对X射线辐照之后的修复功能，结果显示低氘水的存在会降低辐照产生的损伤，而低氘水结合多酚物质能够显著增加保护功效。第四，低氘水可降低空腹血糖水平，提高空腹血浆胰岛素水平，减缓胰岛素抵抗，改善胰岛细胞，具有减轻和修复胰岛细胞损伤的作用。第五，低氘水能快速通过血脑屏障，辅助治疗脑血管疾病，还能调节血管的舒张和收缩。第六，低氘水是改进化妆品品质的安全且有效的组分，有助于提高皮肤细胞抗老化、保湿、抗紫外线照射、抗过敏等功能。

四、低氘水与小分子团水、

磁化水、天然矿泉水的区别和联系

市面上关于水，根据特性有不同的定义，比如小分子团水、磁化水、天然矿泉水等。

小分子团水通常是水分子通过分子间作用力缔合在一起形成水分子团或者叫水分子簇。有商家宣称，小分子团水由5-8个水分子组成一个水分子团，具有高渗透力、高扩散力、高溶解力、高含氧量、弱碱性。低氘水的分子团比天然水分子团小50%，运动速度和渗透能力都有提高，因此氘含量降低更容易形成小分子团水。

磁化水是一种被磁场磁化了的水，但水又是一种弱磁质。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较短，不宜长期商用；人工磁化水是通过磁化器产生的，在工业、农业、医保等领域有广泛应用。水经过静止磁场或者变化磁场的处理，其理化性质会发生改变，而且能在数小时内保持这种性质。

天然矿泉水是指在特定地质条件下形成并存在于特定地质构造岩层中的地下矿水，含有特殊的化学成分或具有特殊的物理性质，通常是从地下深处自然涌出或经钻井采集，含有一定量的矿物质、微量元素或其他成分。通常情况下，天然矿泉水的化学成分、流量、水温等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定，是一种珍稀的矿产资源。由于很多天然矿泉水取自高海拔地区，其氘含量也很低，因此，它们既是天然矿泉水又是低氘水，但并不是所有的天然矿泉水都是低氘水，低氘水也不都是天然矿泉水。

五、低氘水的市场认识

在国外，低氘水产品受到了很多养生爱好者的欢迎并得以热销，如Preventa（匈牙利）、Litewater（美国）、HtoEau（荷兰）等品牌产品。早在2001年，匈牙利Preventa产品就进入了国际舞台，并向日本出口，2017年开始向美国出口；2018年，HYD公司的“扩大Preventa低氘水出口市场”项目VEKOP-1.3.1-16-2017-00124，获得欧盟专项资金，Preventa低氘水正式进入中国。

目前，国内也有越来越多的企业看好低氘水在大健康产业的发展潜力，着重打造低氘水品牌影响力并进行市场推广。这些品牌宣传的低氘含量为25-143ppm不等，价格普遍依据氘含量来定，氘含量越低其价格越高，但均高于市面上的天然矿泉水。

综上所述，低氘水通俗意义上是指氘含量低于150ppm的水，取自高海拔的冰川水是极佳的天然低氘水。就低氘水的分类而言，由于目前的标准规定，市场上的包装饮用水只分为饮用纯净水和其他饮用水两类，市售的低氘水大多达到纯净水的标准，在饮品种类上属于纯净水。在标签标识上，因为包装饮用水的产品名称不得标注“活化水”“小分子团水”“功能水”“能量水”以及其他不科学的内容，商家大多只标注氘含量，并未公开宣传标注“低氘水”，氘含量越低的飲用水其售价也越高，远高于一般饮用水。低氘水对人体有诸多好处，对生命体有一定的积极作用，其中研究最多的就是低氘水对抗癌的辅助治疗，但上海交通大学的丛峰松教授也表示，低氘水抑制肿瘤是一个复杂的过程，目前在国内还未进入临床试验阶段，因此仍需要进行更多深入的研究。