Живая и мёртвая вода: что это на самом деле
За народными названиями стоят два вполне обычных раствора. «Живая вода» — это католит: то, что собирается у отрицательного электрода, щелочной раствор с растворённым водородом. «Мёртвая» — анолит: то, что собирается у положительного.
И вот главное, что в этих материалах обычно пропускают. Если в исходной воде есть хлориды — а они есть в любой водопроводной воде, — то на положительном электроде из них образуется активный хлор. То есть «мёртвая вода» это в первую очередь разбавленный хлорный раствор, а кислая реакция — побочный признак.
Отсюда всё остальное. Анолит действительно обеззараживает — потому что это хлор. Именно в этом качестве промышленный анолит стандартизованной концентрации внесён в реестр лекарственных средств как препарат наружного применения; на то, что получается в бытовом приборе, эта регистрация не распространяется. И ровно поэтому его нельзя пить, чем бы это ни объясняли.
Откуда взялись названия
У темы две истории, и их постоянно смешивают. Развести их полезно: одна объясняет слова, вторая — приборы.
Сказочная
Живая и мёртвая вода — мотив, распространённый в преданиях разных народов. В разборе волшебной сказки у Владимира Проппа они работают парой: мёртвая вода заживляет тело и довершает смерть, живая возвращает жизнь. Показательно, что в справочниках «мёртвая вода» — это по-прежнему статья про фольклор. Термин есть и в науке, но совсем из другой области: «мёртвой водой» называют эффект, при котором судно теряет ход на границе слоёв воды разной плотности, тратя тягу на раскачивание внутренних волн. Его описал Нансен в 1893 году, объяснил Экман в 1904-м, и к электролизу он отношения не имеет.
Инженерная
Настоящая история начинается в 1972 году в Ташкенте, в отраслевом институте природного газа, и не имеет отношения к здоровью. Занимались тем, как электрохимически менять свойства буровых растворов и технологической воды. В 1975 году инженер Витольд Бахир предложил для обнаруженного явления термин «электрохимическая активация»; за ташкентские годы группа получила больше двухсот авторских свидетельств. С конца 1980-х работы продолжились в московском институте медицинского приборостроения — и тема перешла в дезинфектологию, где и осталась.
⚠️ Уточнение, потому что оно встречается почти в каждом материале. Витольд Бахир — доктор технических наук и профессор по электрохимии, это настоящие степень и звание. Но «академик», как его часто называют, относится к общественной академии медико-технических наук — негосударственной организации, а не к Российской академии наук. Это разные вещи, и на вес аргумента они влияют по-разному.
Что происходит в приборе
Устройство простое: два электрода в воде, между ними перегородка. Ток разделяет объём на две части, и в каждой идёт своя химия.
| Где | Что происходит |
|---|---|
| У катода — «живая» | Вода восстанавливается: выделяется водород и накапливаются гидроксид-ионы. Отсюда щелочная реакция и растворённый H₂. Это католит |
| У анода — «мёртвая» | Окисляются хлорид-ионы: сначала до хлора, затем он гидролизуется до хлорноватистой кислоты и гипохлорита. Отсюда кислая реакция и запах хлора. Это анолит |
Соотношение форм активного хлора задаётся кислотностью: при pH около 6,5 примерно 95 % его находится в виде хлорноватистой кислоты — самой действенной формы. При дальнейшем окислении часть хлора переходит в хлораты, а на некоторых материалах электродов и в перхлораты.
«Мёртвая вода» — это раствор активного хлора
Мы просмотрели полтора десятка материалов, которые чаще всего попадаются по этому вопросу, — сайты про воду, инструкции по самоделкам, школьные работы, телевизионный разбор. Словосочетание «активный хлор» не встретилось ни разу.
Между тем это и есть ответ на вопрос, почему анолит «работает». Он обеззараживает не потому, что кислый, и не потому, что «мёртвый», — а потому, что содержит хлор в той же химической форме, в какой его применяют для обеззараживания воды и поверхностей.
Сколько активного хлора получается
Это можно посчитать, и расчёт переводит разговор из «кислой водички» в миллиграммы на литр, которые есть с чем сравнить.
Сколько активного хлора образуется
Расчёт по закону Фарадея: сколько заряда прошло — столько хлора максимум и получится
На образование активного хлора в пересчёте на Cl₂ расходуется два электрона; постоянная Фарадея — 96 485 Кл/моль. Выход по току заметно меньше единицы, потому что на том же электроде идёт конкурирующая реакция выделения кислорода: при содержании хлорида около 100 мг/л измеренные значения составляют около 10 % на смешанных оксидах иридия и рутения и около 2 % на платине. При другом содержании хлорида выход будет иным, поэтому расчёт даёт порядок величины, а не показание прибора. Норматив по свободному остаточному хлору в питьевой воде — 0,3–0,5 мг/л, СанПиН 1.2.3685-21, таблица 3.13.
Даже при скромном реальном выходе получается концентрация в единицы миллиграммов на литр — заметно выше норматива для питьевой воды в 0,3–0,5 мг/л, а при долгой работе прибора и на уровне ориентира ВОЗ в 5 мг/л. Для наружной дезинфекции это нормально и именно так и задумано. Для питья — нет.
Что измерено и как быстро проходит
Числа по обеим фракциям есть, и они полезны сами по себе.
| Вода | pH и ОВП |
|---|---|
| Водопроводная, исходная | pH 7,32 · ОВП +227 мВ |
| Водопроводная, католит | pH 10,36 · ОВП −815 мВ |
| Водопроводная, анолит | pH 3,01 · ОВП +1045 мВ |
| Дистиллят, католит | pH 6,22 · ОВП −248 мВ |
Последняя строка — самая интересная. Из дистиллированной воды «живая вода» не получается: католит остаётся кислее нейтрального. Значит, щелочная реакция берётся не из «активации», а из солей исходной воды. Прибор не создаёт щёлочь — он перераспределяет то, что уже растворено.
И всё это ненадолго. По тем же измерениям, кислотность католита возвращается к исходной за 12–14 часов, а его свойства в целом — за двое-трое суток; анолит держится дольше, около недели. Популярные сайты называют сроки от двух часов до двух недель и ни один не ссылается на измерение.
⚠️ Об источнике этих чисел честно: это одиночное измерение, опубликованное в журнале, который заявляет рецензирование, но не индексируется в международных базах. Мы приводим их как порядок величины и как иллюстрацию скорости релаксации, а не как установленный факт. Других измерений в открытом доступе найти не удалось — и это само по себе показательно для темы, которой полвека.
Чем «живая вода» не является
- Это не «структурированная» вода. Никакой особой структуры электролиз не создаёт: сетка водородных связей перестраивается за пикосекунды — разбор структуры воды.
- Отрицательный ОВП — не показатель качества. Показание прибора задаётся в основном кислотностью, а не «антиоксидантностью» — разбор ОВП.
- Щелочная реакция не меняет кислотность крови. pH крови удерживается в пределах 7,35–7,45 буферными системами, дыханием и почками — разбор щелочной воды.
- Водород в католите — та же водородная вода. Сколько его там помещается и что об этом известно — отдельный разбор.
То есть «живая и мёртвая вода» — не отдельное явление, а народное название для двух половин одного электролиза, каждая из которых разбирается по своим измеримым показателям. Что с этим делают на практике — в разборе приборов, в разборе пользы и вреда и в разборе применения.
Частые вопросы о живой и мёртвой воде
Это две части воды, разделённой электрическим током. У отрицательного электрода собирается католит — щелочной раствор с растворённым водородом, его называют «живой». У положительного собирается анолит — кислый раствор, содержащий активный хлор, если в исходной воде были хлориды; его называют «мёртвой». Никакого третьего вещества при этом не появляется: прибор перераспределяет то, что уже было растворено.
Потому что содержит активный хлор — тот же, которым обеззараживают воду и поверхности. На положительном электроде хлорид-ионы окисляются до хлора, а он гидролизуется до хлорноватистой кислоты и гипохлорита. Кислая реакция здесь побочный признак, а действующее начало — хлор. Именно поэтому анолит из промышленных установок зарегистрирован как наружное дезинфицирующее средство.
Нет. Это разбавленный хлорный раствор неизвестной концентрации. У его промышленного аналога, внесённого в реестр лекарственных средств, применение только наружное: кожа, слизистые, раны, поверхности, инструменты. Расчёт по закону Фарадея показывает, что даже при скромном реальном выходе получается концентрация активного хлора в единицы миллиграммов на литр — заметно выше норматива для питьевой воды (0,3–0,5 мг/л по СанПиН 1.2.3685-21).
Из водопроводной воды — да, в измерениях католит имел pH около 10,4. Но щёлочь берётся не из «активации», а из солей исходной воды: в том же исследовании католит, полученный из дистиллированной воды, имел pH 6,22, то есть остался кислее нейтрального. Прибор не создаёт щёлочь, он перераспределяет растворённое.
По имеющимся измерениям кислотность католита возвращается к исходной за 12–14 часов, а свойства в целом — за двое-трое суток; анолит держится дольше, около недели. Популярные материалы называют сроки от двух часов до двух недель, и ни один из них не ссылается на измерение.
Название пришло из фольклора, а приборы — из бурения. Работы по электрохимической активации воды начались в 1972 году в Ташкенте, в отраслевом институте природного газа, и касались буровых растворов и технологической воды. Термин «электрохимическая активация» предложил в 1975 году инженер Витольд Бахир. С конца 1980-х тема перешла в институт медицинского приборостроения и закрепилась в дезинфектологии.
Практически ничем, кроме названия и способа получения. Католит одновременно и щелочной, и водородсодержащий: электролиз даёт оба эффекта сразу. Поэтому всё, что известно про щелочную воду и про водородную воду, к нему применимо напрямую — и разбирается у нас в отдельных статьях по этим показателям.
Источники
Нормативные документы, публикации ВОЗ и рецензируемые исследования, на которых основаны цифры в этой статье.
- Kraft A. Electrochemical Water Disinfection: A Short Review Platinum Metals Review, 2008, т. 52, вып. 3, с. 177–185. DOI 10.1595/147106708X329273. Обзор Публикация по DOI Что образуется при электролизе воды с хлоридами, какие формы активного хлора и от чего зависит выход по току: около 10 % на смешанных оксидах иридия и рутения и около 2 % на платине при содержании хлорида 100 мг/л.
- Hypochlorous Acid — Technical Evaluation Report (Handling) Служба сельскохозяйственного маркетинга Министерства сельского хозяйства США (USDA AMS), National Organic Program, отчёт от 13.08.2015 Официальный технический отчёт USDA Соотношение форм активного хлора в зависимости от кислотности: при pH около 6,5 примерно 95 % приходится на хлорноватистую кислоту. Здесь же разрешённое применение в пищевой промышленности — до 200 ppm с последующим ополаскиванием.
- Bergmann M.E.H., Iourtchouk T., Schmidt W. и соавт. Laboratory- and technical-scale comparison of chlorate and perchlorate formation during drinking water electrolysis: a field study Journal of Applied Electrochemistry, 2015, т. 45, вып. 7, с. 765–778. DOI 10.1007/s10800-015-0826-z Публикация по DOI Побочные продукты электролиза воды с хлоридами: хлораты образуются на всех проверенных промышленных ячейках с анодами из оксидов металлов, на алмазных анодах — ещё и перхлораты.
- СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания», таблица 3.13 Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2, регистрация Минюста № 62296 от 29.01.2021 Официальный интернет-портал правовой информации Сверено по тексту таблицы: хлор свободный остаточный 0,3–0,5 мг/л, связанный остаточный 0,8–1,2 мг/л, лимитирующий признак органолептический; хлораты 0,7 мг/л.
- Guidelines for Drinking-water Quality, информационный листок по хлору Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), 4-е издание с дополнениями Издание на сайте ВОЗ Ориентир по хлору в питьевой воде — 5 мг/л, с пометкой о влиянии на вкус и запах уже на уровне этого значения.
- Анолит нейтральный АНК: регистрационное удостоверение ЛС-002150 Регистр лекарственных средств России, последние изменения 21.03.2012 Карточка препарата в реестре Зарегистрированное применение анолита: обработка кожи и слизистых с целью обеззараживания, лечение инфицированных ран, профилактика раневой инфекции. Приёма внутрь среди показаний нет.
- Аронбаев Д.М., Аронбаев С.Д., Раимкулова Ч.А. и соавт. Вода «живая» и «мёртвая». Новые факты об антиоксидантных и релаксационных характеристиках электроактивированной воды Universum: химия и биология, 2021, т. 80, вып. 2, с. 26–31. DOI 10.32743/UniChem.2021.80.2.26-31. ⚠️ Журнал заявляет рецензирование, но в международных базах не индексируется Публикация по DOI Измеренные pH и ОВП католита и анолита из водопроводной воды и из дистиллята, а также сроки релаксации. Приводится как порядок величины с оговоркой о статусе издания.
- Бахир В.М. Электрохимическая активация воды и водных растворов: прошлое, настоящее, будущее Авторский сайт В. М. Бахира. ⚠️ Самоописание: пригодно для хронологии и биографии, не для оценки эффективности метода Материалы на сайте автора История вопроса: Ташкент, 1972 год, буровые растворы; термин «электрохимическая активация» предложен в 1975 году; переход темы в институт медицинского приборостроения с конца 1980-х. Здесь же научная биография: доктор технических наук, профессор.
- Fourdrinoy J., Dambrine J., Petcu M. и соавт. The dual nature of the dead-water phenomenology: Nansen versus Ekman wave-making drags Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020, т. 117, вып. 29, с. 16770–16775. DOI 10.1073/pnas.1922584117 Публикация по DOI Разбор эффекта «мёртвой воды» в гидродинамике: судно теряет ход на границе слоёв разной плотности, тратя тягу на внутренние волны. Наблюдение Нансена 1893 года, теория Экмана 1904 года. К электролизу отношения не имеет — приводим, чтобы показать, что термин в науке занят другим.
Комментарии