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什麼是氘?

氘(dao)對於大多數人來說比較陌生,它是氫的穩定同位素【氫有3種同位素:氕/氘/氚】。
一般水分子以H2O作為標記,但自然界中並沒有100%純粹的“H2O”,我們日常飲用的水中含有一些比氫(H)多含一個種子的氘(D)構成的D2O和HDO混在其中,它的濃度大概在150PPM(一噸水中大概含氘150克)。

輕水:氫與氧組成的水(H2O)

重水:氘與氧組成的水(D2O或HDO)

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氘在人體內的含量

成人身體70%由水組成,另外還考慮到除水以外的人體內有機物也包含氘,因此我們認為人體內的氘濃度在12~14mmol/L之間。
而人類血液大約含有2m mol/L的鈣、1m mol/L的鎂和4m mol/L的鉀等人體不可缺少的微量元素。
氘在人體中的含量已是鈣的6倍多、鎂的10倍、鉀的3倍多,鋅的90倍、銅的460倍。

人生命機體內的氘含量其實遠高於一些微量元素在人體內的含量。

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氘在自然界中的含量

氘元素在自然界中的分佈:

地球上生物體內的氘含量一般是由海水中的氘含量以及以雨和雪的形式出現的蒸發降水量決定的。
在地球上100個不同的點測量降水中氘的含量,可以得出結論:越接近極地,水中的氘含量一般就越少, 赤道附近的氘含量最高(赤道區域的氘濃度為155ppm,加拿大北部的氘濃度為135~140ppm,一般地區為150ppm)。

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氘含量較高的地區:氘聚集在引力高的地方。例如赤道附近、深海等氘含量較高。

氘含量平均的地區:人口密集的溫帶地區,平均氘濃度大概150ppm,這個地區可以說是平均水準。

氘含量較低的地區:低引力的極地地區(因地球自轉產生遠心力的影響),高山(因為氘集中在低的地域)的氘濃度降低,在海拔4000米地區,到濃度大概比平原地區低10%左右。

PPM和M MOL/L的換算釋義

PPM是溶液濃度(溶質品質分數)的一種表示方法,PPM表示百萬分之一。1ppm即1千克溶液中含有1毫克溶質。
ppm等同於‰,即:1ppm=0.001‰
m mol/L摩爾濃度,即溶液的濃度用1升溶液中所含溶質的摩爾數來表示。溶質摩爾數=溶質品質/溶質的品質分數。

氘的危害

水是由二個氫原子和一個氧原子構成。
但關於水的另一個事實卻少有人知曉:氫的同位素“氘”以150ppm左右的含量形成氫氘水,遍佈于自然界的水系統中。
換言之,我們飲用的水,不論是自來水、純淨水、還是礦泉水,基本構成都是氫氧水加氫氘氧水。

氘,這個一直被忽略,直到上個世紀三十年代被發現,看似生僻卻無所不在的元素,究竟對人體有什麼影響?
◆ 氘影響生物體有絲分裂,損傷DNA修復酶,造成DNA密碼錯亂,DNA損傷會延續終身。
引自【Gross,P.R. and W.Spindel,Ann.New. YorkAcad.Sci.,84,500-522(1960)】

◆ 氘與氫的化學物理特性有一定差別,氘化學鍵比氫鍵的斷裂速度慢6到10倍,相關化學反應速率大大降低,DNA轉錄複製中的隨機錯誤一旦發生在氘鍵上,就更難被DNA修復酶糾正。
引自【Vasilescu,V.,Fourth International Conference on Water and Ions in Biological Systems,Abstracts,1987,43:58-59】

◆ 氘會抑制一些生物酶的作用,影響DNA複製的生物酶在重水中的反應速度降低一半。
引自【Currier,S.f. and .G.Mautner,Proc.Nat.Acad.Sci.USA,1974:71:3355-3358】

◆ 小鼠實驗中,當氘在水中的濃度富集至180ppm,飲用此水的小鼠生命機能大幅衰退,各類器官從腎開始相繼衰竭直至個體死亡。
引自【Katz,J.J.,H.L.Crespi,et al,Am.J.Physiol.,1962,203:907-913】

◆ 2006年在國外發表的文獻《Deuterium and its role in the machinery of evolution》中,進一步確定了氘是引發基因突變,導致物種淘汰和進化的內在原因。
研究表明,氘是一種導致生物衰老、病變、癌變、乃至死亡的有害物質。
飲用水中的氘濃度越低,氘對人體所產生的有害影響就越小。
儘管地球上的生物經過千萬年來的演化和適者生存能夠在有氘環境中存活下來,但依然不能改變上述研究反映的現實:氘不利於個體的生命成長,對於物種而言,氘是一把淘汰不適應者的利刃,它無所不在的影響整個生物生命系統的運轉和繁衍。


生命和氘

成人體內將近70%的成份為水,水可以說是人的生命之源。
人體內每天發生了無數次化學反應而氫鍵作為最普遍的化學鍵,幾乎參與了生命體內所有的反應和構成,也是遺傳物質DNA的基本化學鍵。
DNA掌控著分子系統的秩序和節奏,其損傷,變異和退化是衰老,癌症和免疫失調的根本原因所在。
氘與氫的化學物理特性有一定差別,氘化學鍵比氫鍵的斷裂速度慢6到10倍,相關化學反應速率大大降低,DNA轉錄複製中的隨機錯誤一旦發生在氘鍵上,就很難被DNA修復酶糾正。
也就是說,假定DNA轉錄複製過程中發生隨機錯誤的概率穩定,氘鍵替代氫鍵使得彌補錯誤的有效性和及時性降低。
凡是發生的錯誤會更容易保持和傳遞,細微的差別最終造成迥然不同的結果。
這也是氘的危害性的表現。
早在1974年,氘就被認為是一種導致衰老的因素。
一個重要的理論認為:氘可以改變參與DNA反應的酶分子的形狀。
國外學者Griffiths在《氘在衰老和其它生物機制與過程的引發與發展中的可能作用》一文中提出了這個概念。

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