特种饮水微观结构评价方法研究

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1、特种饮水微观结构评价方法研究徐同广陈亚妍贺文义1赵月朝王映红1中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所【摘要】核磁共振氧谱(I?O-NMR)是一种有效测定液态水微观结构平均状态的分析技术，其半峰宽可以用来表征液态水中分子团簇的平均相对大小，离子、处理过程、pH值等都会对液态水分子团簇的人小有影响。对几种特种饮水的微观结构进行了初步评价。关键词：特种饮水核磁共振氧谱?卜峰宽EvaluationofthemicrostructureforspecialdrinkingwaterXuTongguang，ChenYayan，HeWen

2、yi，ZhaoYuechao，WangYinghong，ZhaoXiaoningInstituteforEnvironmentHygieneandHealthRelatedProductSafety，ChineseCenterforDiseaseControlandPrevention，BeiJing100021，China[Abstract]170-NMRisaneffectivemethodtoinvestigatetheaveragewaterclusterdimensioninliquidwater．Thehalf-wid

3、thof170．NMRcanbeusedastheindicationfortheaveragewaterclustersizeinliquidwater,somespecialdrinkingwaterwereevaluatedby170．NMR，andsomefactorswhichinfluencetheliquidwaterclusterstructurearediscussed．Keywords：specialdrinkingwater,170一NMR，half-width随着人们生活水平的提高，对饮用水的要求也越米越高

4、，不仅满足丁．饮用水水质达标，还希望饮用对人体健康有促进作用的水。从二十世纪八十年代开始，日本、奥地利、澳人利亚、美国等国的一些学者开始致力予健康饮水的研究，九十年代各种健康饮水技术开始出现，健康效应还有待系统深入研究。新出现的健康饮水技术不仅关注水中的化学组分，更关注饮水本身的物理结构问题。对水而言最重要的结构就是水分子间通过氢键连接形成的水分子团簇，各种不同的饮水技术都认为通过一定的处理改变了水的团簇结构，使水分子簇变小，容易进出细胞膜，可有效将养分带入细胞内，将代谢产物带出细胞外【1．3l，水分子簇对于生物人分子功能的体现也

5、有很重要的作川【4】’冈此有必要借助物理、化学领域中对分子簇结构的研究成果，结合饮水的实际情况，对水的微观结构进行研究。液态水的微观结构可以通过水的一些宏观性质来推断。怕1例如分子不同微观层次的运动表现出不同的特征光谱，将这些光谱特征记录下来，分析光谱信号可以得到物质不f_J结构层次的信息。当前水分子团簇的研究方法主要包括中子散射谱【刚、微波介电弛豫测试、远红外转振谱【7】及核磁共振等。前几种实验方法和测试仪器的要求很高。这里选择核磁共振作为研究方法，液态水中的水分子团簇是氢键的临时组合体，在水分子中的热运动及外力作用的影响下不断

6、改变组成和火小，稳定存在时间只有10。1L10d3秒左右，目前还没有直接观察这样运动的测量技术，采川核磁共振技术可以在10培秒测得水的动态结构。Hoffmann等人【8】利片j1H—NMR研究超临界水中的氢键，建立了质子化学位移利氢键结合科度的关系式；Okouchi等人191研究了水质与处理过程的关系；还有人【10l用不同的介质对水分子进行束缚，可以人致确定水体中的不同形式的水分子簇的数目。这些研究为利用核磁共振研究水的微观结构进行了有益的尝试。本文对几种特种饮水利用170一NMR进行了研究。这里所说的特种饮水理解为：通过人上方法

7、改变水原来的结构和能量的共振性状或者采用特定的水处理技术进行深度处理和加上除去了水种微生物、有机、无机有害分子或离子的水。1材料与方法水样的选择：以F面儿种特种饮水作为研究对象：(1)矿化处理水：经特种矿石和交变磁场处理的水；(2)电解水：经电解在两极产生碱性水和酸性水；(3)反渗透纯净水：将水通过反渗透膜，可除去可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质等，但同时也会除去对人体有益的微量元素。同时选取其它水作对比。全部测定在Varian一500兆核磁共振谱仪(美国INOVA公司)上完成。采用SW开关探头，170的共振频率为

8、67．796MHz。以D20为标准溶液按照标准方法对照匀场，设置谱宽4006．6Hz，脉冲宽度7．0laS，扫描次数为256次，在质子组合脉冲条件下以32k数据点进行傅里叶变换样品的170FID信号。量度吸收峰二分之一高度处的宽度为半峰宽u1／2(