众所周知,通过物理作用可以改变水的某些特性。近十年来,在研究过程中,科学家涉及到了有关水的一些特殊性质,例如消除气体的水等。那么,什么是消除气体的水呢?
根据道尔顿定律,当水处于某种温度以及常规大气压条件下时,其气体的含量是恒定的。变冷后的水将重新从大气中收集气体。水是这样呼吸的:在加热时,迅速“呼出”气体;在变冷时,缓慢地“吸入”气体(一般需要几小时,有时需要一昼夜)。
如果将开口器皿中的水加热到90 ~ 95°C(迫使它“呼出”气体),然后盖上盖子,并冷却到室内温度,那么,水中的气体就会减少二分之一,其气体含量与开水中相仿。
在变冷了的水中,由于气体含量的减少,将使其物理 - 化学特性发生一系列变化:例如水的表面张力、密度、粘滞度、导电率等。人们所得到的“凉开水”与液态介质的性质十分相似。这种“凉开水”容易透过细胞膜,容易被植物组织所吸收。它可以通过十分简单的试验来演示:如果将一些新摘下来的桦树叶或杨树叶放入消除气体的水中,半小时以后,在这些叶子上就会布满许多黑色的斑点,这就是说,消除气体的水已经渗入叶子细胞。
请您把一杯水(无盖)煮开。随手用盖子盖好(不要盖严),别让盖子接触水面。使这杯水变凉成为活水,然后用它制成“复活神水”洗自己的脸。这种“神水”能很快渗入脸部皮肤,使皮肤变得既有弹性,又柔软。
苏联哈萨克斯坦科学家И. Д. 泽列普希内兄弟多年来的试验表明,消除气体的水与普通的水相比,前者更容易被植物所吸收,同时它能促进植物的生理过程(例如呼吸、光合作用、生长等),提高农作物的产量:冬小麦可增产25%;春小麦可增产28%;糖用甜菜可增产30 ~ 40%。
科学家们还发现,给动物(如绵羊、家兔、大水鼠等)和家禽喝消除气体的水,能增加它们血液中血红素的含量,促进新陈代谢过程,同时可使试验组动物的体重比控制组重25 ~ 40%。
水的蒸发 - 蒸腾作用在植物生命中具有重要的意义。关于这一点,К. A. 提米利亚泽夫早就得到了证明:对于植物机体来说,无论是生长发育,还是吸收营养,都必须进行蒸发作用。所以,尽可能地减少水分的消耗,可获得最大限度的经济效果。奇姆肯特省科学家们的研究成果表明,消除气体的水能使棉花减少水分的消耗量达20 ~ 30%。这样将使植物的热稳性大大增强。
那么,怎样制得消除气体的水呢?本文开头所提及的方法是一种最简便的方法,它是为进行试验工作而特别设计的。
这种方法的缺点是:所制得的“凉开水”不能搁置太久,这是因为它与空气接触以后,一旦超过3 ~ 4小时,其活性就会明显衰减。利用热除气器可避免这一缺点。在这里,游动盖能可靠地防止水面成为气体饱和状态。盖子与容器壁之间存在不大的间隙(大约1 ~ 2毫米)是无所谓的。
利用热除气器制得消除气体的水是不困难的。把加热装置中的水导入一个不大的辅助器皿,就在这一器皿中将完成去气过程。冷水通过蛇形管送入带有游动盖的主要容器。消除气体以后,热水按原路返回,以便进行冷却,并释放出热量。这一装置的优越性在于:整个过程能不间断地进行,因此能节约大量燃料,有可能积聚活性水并保持其特性。这种装置可广泛用于农业以及其他生产部门。
制取活性水最完善的装置是不间断地发生作用的热除气器。这种装置由三个容器组成,每个容器之间留有不大的间隙(总共只有几毫米)。加热带位于上部,热量是可以回收的。
同时,也可以借助于超声波消除水中的气体,把平面平行的器皿竖立在液压辐射器上,器皿底部涂有凡士林油或变压器油,以便获得理想的声音接点。在器皿中洒上水,并让超声波在水中通过。这时,便会形成气泡,气泡浮起来以后,一会儿即离开水面。
采用离心作用也可消除水中气体。这就是说,在离心力的作用下,气体也会从水中释放出来。
在温室中利用活性水可以获得最大的效果。在封闭的条件下,以活性水取代普通水,可使种子充分膨胀,然后弄干再播种。阿拉木图省生产单位的经验表明,黄瓜籽通过这样处理,嫩芽能大量冒出,所结黄瓜的重量可增加50%。
专家们在大面积(约为10公顷)土地上进行了试验。例如在莫斯科近郊的“巴雷比诺国营农场”里,由于利用活性水对种子进行处理,使甜菜收获量增加了40公担(每公担合100公斤)。
某些研究人员认为,利用消除气体的水来培育棉花和水稻具有广阔的前景。这是因为棉花和水稻的种子在播种前无须进行干燥。
有时,消除气体的水还可应用于某些意想不到的部门。例如,莫斯科第五粮食制品基地利用“凉开水”来和面。据报道,这样一来,面的体积和重量都大大增加了,但是其质量一点也没有下降。
在使用消除气体的水的过程中,应尽量避免搅和或转注(来回地倒)。一句话,应力求减少与空气的接触。但是,不应陷入另一个极端,即担心“凉开水”在喷洒植物时,在开口喂水器中与空气接触后,就不再具有有益的作用。要知道,当消除气体的水较多时,其扩散作用进行得相当缓慢。
那么,还有哪些问题需要解决呢?目前,设计师们正在致力于制造一种手提式装置,这种装置可不间断地完成除气过程。另一种设想是:实行真空除气。这种方法是法国化学家让 · 巴蒂斯特 · 迪姆在1825年提出来的。迪姆的方法是:将冷水灌注在器皿中,使冷水与带连接管的盖子之间留下间隙。通过开口连接管,向这一空间引入蒸汽,这时,蒸汽便把空气从间隙中挤出去。然后把连接管封闭起来,于是,蒸汽开始凝聚,与此同时,从水中释放出来的气体形成一个稀薄的空间。
现在,人们正在酝酿着这样一个主意。为了保持水的特性,并与外界隔绝,以免形成逆向气体饱和状态,可采用游动盖,或者加一层比水轻的液体(例如葵花子油或凡士林油)。那么,能否使用松散的漂浮材料(例如泡沫塑料)呢?这还有待于进一步试验研究。
关于采用除气装置的经济效益问题,目前还很难说。它将由今后的实践来回答。
[Технuкα-Молоòежu,1984年10期]