С давних пор талая и ледниковая вода широко использовались в народной практике. Процесс ее получения не составлял большого труда: при*носили в избу со двора полное корыто снега или льда и ждали, когда он растает. В настоя*щее время не так-то просто найти снег, который превратится после таяния в чистую, по*лезную для здоровья воду (как показали исследования экологов, в городском снегу количество вредных соединений, и в первую очередь, бензапирена в десятки раз превышает все нормы ПДК).
Позже ученые нашли объяснение феномену талой воды — в ней, по сравнению с обычной, гораздо меньше примесей, включая изотопных молекул, где атом водорода заменен его тяжелым изотопом — дейтерием. Талая вода считается хорошим народным средством для повышения физической активности организма, особенно после зимней спячки. Сельские жители заметили, что животные пьют эту воду; как только на полях начинают сходить снега, домашний скот пьёт из лужиц талой воды. На полях, где скапливаются талые воды, урожай богаче.
В полярных районах происходит естественное замерзание морской воды, и образующийся лед может служить источником пресной воды, если буксировать ледяные поля или ледниковые айсберги в более теплые климатические зоны. При расплавлении льда и отделении талой воды от морской можно получать пресную воду, по существу, по цене буксировки.
О пользе талой воды и вообще воды для организма известно всем. Вода является непременным элементом всех протекающих в организме жизненных процессов, и чистота ее непосредственно сказывается на качестве этих процессов. Существуют данные, что люди, постоянно употребляющие чистую талую воду, например жители гор, живут гораздо дольше городских.
Одной из важных причин наступления старости является снижение количества связанной в организме воды. Регулярная упорядоченная структура льда идеально подходит к упорядоченной структуре клеточных мембран.
Считается, что талая вода после таянья льда имеет определённую структурированную кластерную структуру. Попадая в организм, талая вода положительно воздействует на водный обмен человека, способствуя очищению организма.
Талая вода отличается от обычной и тем, что в ней после замораживания и последующего оттаивания образуется много центров кристаллизации. Сторонники лечения талой водой считают, что если пить талую воду, центры кристаллизации всасываются и, попав в нужную зону в организме, дают в ней начало цепной реакции «замораживания» воды организма то есть восстанавливается необходимая для протекания жизни регулярная структурированная «ледяная структура», а с нею все полноценные жизненные функции.
По данным директора Украинского института экологии человека, д. ф-м. наук, профессора М.В. Курика, свежая талая вода оздоравливает организм человека, повышает его иммунитет. Многочисленные исследования по изучению биологической активности свежей талой воды провели сотрудники Донецкого медицинского института и Донецкого НИИ гигиены труда и профзаболеваний.
Было установлено, что нагревание свежей талой воды выше +37°С ведет к утрате биологической активности, которая наиболее характерна для такой воды. Сохранение талой воды при температуре +20—22°С также сопровождается постепенным снижением ее биологической активности: через 16—18 часов она снижается на 50 процентов.
Талая вода обладает уникальной структурой. В талой воде сохраняются водородные связи между молекулами: образуются ассоциаты — обломки структур льда, — состоящих из большего или меньшего числа молекул воды. Однако в отличит от льда каждый ассоциат существует очень короткое время: постоянно происходит разрушение одних и образование других агрегатов. В пустотах таких “ледяных” агрегатов могут размещаться одиночные молекулы воды; при этом упаковка молекул воды становится более плотной. Поэтому талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных регулярных структур (кластеров), в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. После таяния всего льда температура воды повышается и водородные связи внутри кластеров перестают противостоять возрастающим тепловым кол****иям атомов.
Талая вода при таянии льда сохраняет температуру 0 °С, пока не растает весь лёд. При этом специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла льда разрушается только 15% всех водородных связей в молекуле. Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними молекулами в значительной степени не нарушается, хотя и наблюдается бoльшая размытость кислородной каркасной решетки. Таким образом, талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных кластеров, в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. После таяния всего льда температура воды повышается и водородные связи внутри кластеров перестают противостоять возрастающим тепловым кол****иям атомов.
Размеры кластеров изменяются, и поэтому начинают меняться свойства талой воды:
диэлектрическая проницаемость приходит к своему равновесному состоянию через 15-20 минут, вязкость - через 3-6 суток. Биологическая активность талой воды спадает, по одним данным, приблизительно за 12-16 часов, по другим - за сутки. Физико-химические свойства талой воды самопроизвольно меняются во времени, приближаясь к свойствам обычной воды: она постепенно как бы "забывает" о том, что еще недавно была льдом.
Лед и пар - различные агрегатные состояния воды, и поэтому логично предположить, что в жидкой промежуточной фазе валентный угол отдельной молекулы воды лежит в диапазоне между значениями в твердой фазе и в паре. В кристалле льда валентный угол молекулы воды близок к 109,5о. При таянии льда межмолекулярные водородные связи ослабевают, расстояние Н-Н несколько сокращается, валентный угол уменьшается. При нагревании жидкой воды происходит разупорядочение кластерной структуры, и этот угол продолжает уменьшаться. В парообразном состоянии валентный угол молекулы воды составляет уже 104,5о. Значит, для обычной жидкой воды валентный угол вполне может иметь некоторое среднее значение между 109,5 и 104,5о, то есть примерно 107,0о. Но так как талая вода по своей внутренней структуре близка ко льду, то и валентный угол ее молекулы должен быть ближе к 109,5о, скорее всего, около 108,0о.
Сказанное выше можно сформулировать в виде гипотезы: в силу того, что талая вода значительно более структурирована, чем обычная вода, ее молекула с большой долей вероятности имеет структуру, максимально приближенную к гармоничному треугольнику золотой пропорции с валентным углом, близким к 108о, и с отношением длин связей примерно 0,618-0,619.
Одной из особенностей воды, отличающих ее от других веществ, является понижение температуры плавления льда с ростом давления. По мере нагревания воды обломков структуры льда в ней становится все меньше, что приводит к дальнейшему повышению плотности воды. В интервале температур от 0 до 4 °С этот эффект преобладает над тепловым расширением, так что плотность воды продолжает возрастать. Однако при нагревании выше 4 °С преобладает влияние усиления теплового движения молекул и плотность воды уменьшается. Поэтому при 4 °С вода обладает максимальной плотностью.
При нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водородных связей (энергия разрыва водородной связи в воде составляет примерно 25 кДж/моль). Этим объясняется высокая теплоемкость воды. Водородные связи между молекулами воды полностью разрываются только при переходе воды в пар.
Существуют предположения о том, что талая вода обладает некоторой особой внутренней динамикой и особым «биологическим воздействием», которые могут сохраняться в течение длительного времени (см. например В. Белянин, Е. Романова, Жизнь, молекула воды и золотая пропорция, “Наука и жизнь”, номер 10, 2004).
Существует множество технологий приготовления талой воды. Для этого хлорированную, водопроводную воду очищают фильтрацией, дегазацией и вымораживанием-оттаиванием, после чего, соблюдая режим оттаивания, понемногу пьют.
В качестве фильтра используют древесный активированный уголь (задерживающий органические вещества и тригалометаны — токсины, образующиеся при обработке воды хлором, а также различного рода бактерии). Для предотвращения жизнедеятельности бактерий в угле, его пропитывают бактерицидными металлами — кальцием, серебром, медью. Например, активированный уголь с 0,3-0,7% серебра сохраняет свои активные очистительные свойства 6 месяцев, затем его обязательно надо менять на новый.
Воду фильтруют через цеолит, шунгиты и другие минералы – моделируют природные процесс очистки вод.
Наиболее перспективным — по простоте технологии и экономичности — методом очистки воды от всего растворенного в ней, является вымораживание всех примесей в остаточный рассол при жестком процессе кристаллизации льда и затем, в последующем — употребление полученного чистого льда (расстаяв его) для нужд приготовления пищи, для питья, компотов, киселей, для приготовления различных настоев и отваров из ягод, трав.
Способ основан на свойстве воды любой солености выделять при замерзании, вначале кристаллы чистого льда, очень маленькие по своим размерам, но непрерывно нарастающие в процессе замораживания. При этом более концентрированный «рассол» размещается в ячейках, между кристаллами пресного льда.
Так как рассол, даже очень слабой концентрации, замерзает при более низких температурах, чем пресная вода (в некоторых случаях при —7°С), то в процессе замерзания исходная вода, содержащая примеси в виде растворенных солей, органических веществ и ядохимикатов разделяется на пресный лед и остаточный рассол, который, имея больший удельный вес, чем лед, постепенно стекает сквозь пористую массу кристаллов пресного льда, сосредоточиваясь в центральной и отчасти нижней зоне замораживаемого первичного локального объема исходной воды.
При быстром льдообразовании промежутки между ледяными кристалликами заполняются новыми кристаллами раньше, чем рассол успевает вытечь из межкристаллических промежутков, поэтому пригоден медленный темп замораживания.
В предлагаемой технологии получения обессоленного льда учтены все особенности процесса кристаллизации компактного льдообразования, идущего в соответствии с закономерностями фазовых переходов из жидкого состояния воды, подлежащей обессоливанию, в твердое состояние — пресный лед, который затем расстаивают и получают «талую воду».
Способ выбран в самом общедоступном, простом и дешевом варианте, не требующем дополнительных расходов для приобретения какого-либо нового оборудования, так как используются находящиеся в распоряжении населения домашние холодильники, имеющие достаточно объемистые морозильные камеры: без каких-либо их переключений или переустройства.
В качестве емкостей, в которых производится замораживание воды, могут применяться любые сосуды, преимущественно цилиндрической формы с достаточно широкой горловиной, позволяющей вручную производить очистку их внутренней части.
Имеющиеся в хозяйстве емкости заполняются холодной водопроводной водой (не до самого верха) и обязательно прикрываются или имеющейся крышкой, пли куском картона; затем устанавливаются в морозильную камеру, но на подкладку, например из картона, служащую теплоизолятором дна сосуда.
При этом замечается — в течение какого времени происходит замерзание примерно половины исходного объема воды в сосудах. В дальнейшем, сообразно этому времени, и производят последующие замораживания. В зависимости от хладопроизводительности морозильной камеры и объема замораживаемой воды на этот процесс уходит 12-14 часов, а то и более. При этом вода должна замёрзнуть на ? - 2/3 cвоего объёма. Удобнее всего интервал в 12 часов, что позволяет повторять цикл замораживания дважды в сутки, но можно выбрать и другие, более удобные для пользователя циклы (например суточные). Предпочтительно ставить в морозильную камеру сразу несколько емкостей, чтобы за 1—2 цикла получить 3—6 литров пресного, очищенного от примесей льда, учитывая, что суточная потребность взрослого человека в чистой воде, употребляемой для приготовления пищи, чая и пр., составляет 1,5—2 литра.
Оставшийся после каждого цикла замораживания рассол необходимо выливать в канализацию, поскольку туда перешли в повышенной концентрации все солевые и другие вредоносные примеси из начального объема воды.
Расстаивание полученного пресного льда целесообразно производить в нижних объемах того же холодильника, где обычно имеется плюсовая температура, что уменьшит расход электроэнергии на льдообразование и, с другой стороны, даст возможность постоянно располагать холодной талой водой для питья.
Расход электрической энергии для приготовления 10 литров талой воды в среднем составляет 1,5 киловаттчаса и зависит от конструкции холодильника.
Биологическая активность ее высока, в чем можно убедиться, опустив в нее зеленый лист березы: через 20 минут он покроется темными пятнами, а то время как в обычной воде его окраска останется прежней. Кстати, чай из такой воды быстро утрачивает живительные свойства — открытая жидкость насыщается атмосферным кислородом.