蒸留水

蒸留水は、水を沸騰させて蒸気にし、別の容器で凝縮させて液体に戻したものです。水の沸点以下または沸点近くで沸騰しない元の水に含まれる不純物は、元の容器に残ります。したがって、蒸留水は精製水の一種です。

飲料水は少なくとも西暦200年頃から海水から蒸留されており、その過程はアレクサンダー・オブ・アフロディシアスによって明確に記述されている。^{[1]その歴史はこれより古く、}アリストテレスの『気象学』の一節に水の蒸留について言及されている。^[2]フレンドシップ号のイスラエル・ウィリアムズ船長（1797年）は、水を蒸留する方法を即興で考案し、そのことを日誌に記述している。^[3]

化学および生物学の研究室や産業界では、一部の機器で蒸留水の代わりに脱イオン水または逆浸透水を使用することで、より安価な代替品を得ることができます。非常に純度の高い水が必要な場合は、再蒸留水を使用します。

一般的に、精製されていない水は、化学反応を引き起こしたり、化学反応を妨げたり、沸騰後にミネラル沈殿物が残る可能性があります。水やその他の液体から不純物を取り除く方法の 1 つは蒸留です。

例えば、水道水によく含まれるイオンは、自動車やトラックに使用されている鉛蓄電池の寿命を大幅に短縮します。これらのイオンは、エンジン内部の部品を腐食させ、一般的な不凍液の防錆添加剤を枯渇させるため、自動車の冷却システムには適していません。^[4]

水が蒸発または沸騰すると、水中の非揮発性成分またはミネラル成分が残ります。暖房システムのボイラーや蒸気エンジンなどから蒸気として逃げる水は、溶解した物質を残し、ボイラースケールと呼ばれるミネラル沈殿物を引き起こします。

葉巻用 ヒュミドールのような低容量加湿器では、ミネラルの沈殿を避けるために蒸留水を使用できます。^[5]

特定の生物学的用途では、特に実験において不純物の管理が求められます。例えば、水槽に入れる水を蒸留すると、既知および未知の非揮発性汚染物質が除去されます。生物は特定のミネラルを必要とします。水槽などの生態系に蒸留水を加えると、これらのミネラルの濃度が低下します。湖や海で生き残るために進化した魚やその他の生物は、本来の生息地にあるミネラルの範囲で繁栄することが期待されます。^[6]

医療用途では、例えば呼吸用の空気を加湿するために持続陽圧呼吸（CPAP）装置で蒸留水が使用される場合など、不純物の管理と機器の信頼性が極めて重要です。CPAP装置の加湿器が水を蒸発させたときに、蒸留水に汚染物質が残ることはありません。^{[7] [8]}

醸造業者は蒸留水と硬水を混ぜてプルゼニの軟水を模倣することもできる。^[9]

もう一つの用途は、初期のボーイング707で使用されていたように、高温高気圧の離陸時に初期の飛行機のジェットエンジンを補助するために空気の密度を高めることであった。^[10]

蒸留水は、スチームアイロンで衣類をプレスする際に使用できます。硬水地域では、スチームアイロンの寿命を縮める原因となる水垢の蓄積を最小限に抑えることができます。一部のスチームアイロンには、水からミネラルを取り除くフィルターが組み込まれているため、標準的な水道水を使用できます。

第二次世界大戦まで、海水を蒸留して真水を作るのは時間がかかり、燃料も高価でした。諺には「1ガロンの真水を作るには1ガロンの燃料が必要だ」とありました。^[要出典]戦争の少し前に、R. V. クラインシュミット博士は、海水や汚染水から真水を抽出するための圧縮蒸留器を開発しました。これはクラインシュミット蒸留器として知られるようになりました。水を沸騰させて発生した蒸気を圧縮することで、燃料1ガロン(3.8 L、0.83 imp gal)につき、海水から175 US gal(660 L、146 imp gal)の真水を抽出できました。第二次世界大戦中、この装置は連合国の船舶や軍隊のトレーラーマウントの標準となりました。この方法は、19世紀後半に船舶やポータブル蒸留装置^[11]で広く使用されました。現代の船舶では、フラッシュタイプの蒸発器を使用して海水を沸騰させ、水を 70 ～ 80 °C (158 ～ 176 °F) に加熱して真空状態で蒸発させ、その後、凝縮水として集めて保管します。

太陽蒸留器は比較的簡単に設計・構築でき、材料も非常に安価です。^[12]

市販の装置で水を蒸留すると、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、フッ化物、カリウム、鉄、亜鉛などの溶解したミネラルがほぼ完全に除去され、TDS は 1PPM 未満になり、電気伝導率は 2 μS/cm 未満に低下します。一般的な水道水の電気伝導率は 200～800 μS/cm の範囲です。蒸留水の pH は常に 7 (中性) よりわずかに低くなります。これは、蒸留水が大気中の少量の二酸化炭素ガスを吸収して微量の炭酸を形成し、蒸留水の pH を約 5.8 pH (非常に弱い酸性) に低下させるためです。^[13]

ボトル入りの蒸留水は、通常スーパーマーケットや薬局で見つけることができます。また、家庭用の蒸留器も販売されています。蒸留などの水の浄化は、水資源や水道水が沸騰や化学処理なしでは飲用に適さない地域では特に重要です。

市営水道水には、ほとんどの場合、飲用しても安全とされるレベルの微量成分が含まれています。^[14]アルミニウムの微量レベルなど、他の成分は処理プロセスから生じる可能性があります。フッ化物やその他のイオンは、従来の水フィルター処理では除去されません。しかし、蒸留によりほとんどの不純物が除去されます。^[15]

蒸留水は、海水を淡水化することで、十分な淡水が不足している乾燥した海辺の地域で飲料水としても使用されています。 ^[16]

蒸留により水からすべてのミネラルが除去されます。その結果、脱塩水が生成されますが、飲料水よりも健康的であるとは証明されていません。世界保健機関は1982年に脱塩水の健康への影響を調査し、ヒトでの実験では、脱塩水は利尿作用と電解質の排出を増加させ、血清カリウム濃度を低下させることがわかりました。^{[要出典]水中の} マグネシウム、カルシウム、その他の栄養素は、栄養失調の予防に役立ちます。マグネシウムについては、最低10 mg/L、最適値は20～30 mg/Lと推奨されています。カルシウムについては、最低20 mg/L、最適値は40～80 mg/L、総硬度（マグネシウムとカルシウムを加えたもの）は2～4  mmol/Lとされています。水の硬度が5 mmol/Lを超えると、胆石、腎結石、尿路結石、関節症、関節障害の発生率が高くなることが観察されています。^{[要出典]フッ素については、歯の健康のために推奨される濃度は0.5～1.0 mg/Lで、}歯のフッ素症を避けるための最大ガイドライン値は1.5 mg/Lです。^[17]

水のろ過装置や蒸留装置は、家庭でますます一般的になりつつあります。市営水道には、飲用しても安全とされるレベルのミネラルが添加されていたり、微量の不純物が含まれていたりすることがよくあります。揮発性有機化合物、フッ化物、推定75,000種類を超えるその他の化学物質^[18]など、これらの追加不純物の多くは、従来のろ過では除去されませんが、蒸留と逆浸透により、これらの不純物のほぼすべてが除去されます。

飲料水の代わりに蒸留水を飲むことは、健康上の理由から推奨も非推奨もされてきた。蒸留水には、神経系の恒常性など生物学的機能に重要な役割を果たすカルシウムなどのミネラルやイオンが欠けており、これらは通常飲料水に含まれている。蒸留水に天然ミネラルが含まれていないことは、懸念を引き起こしている。Journal of General Internal Medicineは、米国で入手可能なさまざまな水のミネラル含有量に関する研究を発表した。この研究では、「北米人が利用できる飲料水源には、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムが高濃度で含まれており、これらのミネラルの推奨食事摂取量の臨床的に重要な部分を提供している可能性がある」ことが判明した。この研究では、「水道水であれボトル入りであれ、飲料水のミネラル含有量を確認し、自分のニーズに最も適した水を選ぶ」よう人々に勧めている。蒸留水にはミネラルが含まれていないため、健康を維持するためには食事からミネラルを摂取する必要がある。^[19]

「硬水」 （ミネラルを含む水）の摂取は、心血管系に有益な効果をもたらします。アメリカ疫学誌で指摘されているように、硬水の摂取は動脈硬化性心疾患と負の相関関係にあります。^[20]

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