A vizet nyitott edényben hagyják kint a szabadban, néha több órára, vagy akár napokra is.
Első ránézésre ez logikátlannak tűnik. Miért tennéd ki a vizet a fagyba, ha úgyis megfagy? És akkor miért nem teszel rá fedelet? A mai északi népek gyakran el sem gondolkodnak az okokon, csak megszokásból csinálják, az ősök tudására és szokásaira hagyatkozva, az egészet pedig a régi hagyományokkal magyarázzák.
Ennek az egyszerű cselekedetnek azonban mély fizikai értelme van, az eredmény pedig lenyűgöző. A fagyasztás után tiszta, átlátszó jeget kapunk. Miután ez a jég elolvad, a végeredmény ugyanolyan tiszta víz lesz. Fedőre pedig azért nincs szükség az edényen, hogy fenntartsuk a folyamat dinamikáját.
A titok a víz fázisátalakulásainak sajátosságaiban és a szennyeződésekkel való kölcsönhatásában rejlik. A víz szinte sosem tökéletes. Sókat, ásványi anyagokat, mikroszkopikus részecskéket és gázbuborékokat tartalmaz oldott állapotban. Ha lefeded az edényt és gyorsan fagyasztod le a vizet, a jég kaotikusan alakul ki: a szennyeződések belül rekednek, a felület pedig zavaros lesz. Ráadásul a párolgás is nehezített. A nyitott edény viszont szabadságot ad a víznek. A régi népek a hagyományok útján tanulták meg így tisztítani a vizet.
Először a deszublimáció lép működésbe. Ez a gáz jéggé alakulása anélkül, hogy közben folyékony halmazállapotot venne fel. A felszín feletti vízmolekulák lassan, közvetlenül jéggé alakulnak. Ez dér formájában csapódik le, vagy lerakódik az edény falára. Már ebben a szakaszban elpárolog néhány könnyebb szennyeződés – ami a vízben lehetett – a legaktívabb vízgőz-molekulákkal együtt. Itt a felszínen lévő első kristályokba más szennyeződések is belekerülnek.
Ezzel egyidejűleg lassú kristályosodás zajlik. A vízmolekulák rendezett jégráccsá állnak össze. Nagyon sok szennyeződés ilyenkor nem épül be a kristályszerkezetbe – ezek egy vékony folyadékrétegben koncentrálódnak a felszínen vagy az edény falánál. Ideális esetben a tiszta víz fagy meg először, az oldott szennyeződéseket pedig le kell önteni. A lassú kristályosodási folyamat a közönséges vizet nemcsak kemény, hanem meglepően átlátszó és tiszta jéggé változtatja.
Emellett a nagyobb szennyeződések, amelyek más esetben észrevétlenek maradhatnának, könnyen felismerhetővé válnak, és ha véletlenül a felszín közelébe kerülnek, nagyon könnyen eltávolíthatók.
Az ősi északi népek ösztönösen érezték, hogy ez egy jó módszer a víztisztításra, ami végül szép hagyománnyá vált. Ma már mi is ismerjük ezt a primitív tisztítási módszert, amit fagyasztásos tisztításnak hívunk.
Biztosan nem ez a leghatékonyabb módszer, de egyéb lehetőségek híján úgy tekinthetünk rá, mint egy lehetőségre a tiszta víz kinyeréséhez. A megközelítésnek teljesen tudományos magyarázata van.
Már említettük, hogy a víz fagyás közben nem engedi be a szennyeződéseket a kristályába. Azoknak az anyagoknak a skálája, amelyek képtelenek beépülni a rácsba, meglepően széles.
Így csökkenthető a vízkeménységet okozó sók (kalcium és magnézium) mennyisége. Helyes fagyasztással a kalciumionok (Ca²⁺) több mint 90–98%-a eltávolítható. A tiszta jég felolvasztása után a víz sokkal lágyabb lesz, és nem képződik benne vízkő. Ugyanígy ott marad a nátrium-klorid (konyhasó) is. Igen, a módszer alkalmas tengervíz sótalanítására is. Otthoni körülmények között a sókoncentráció 60–86%-os csökkenése érhető el. Északon ez nem igazán probléma, de a kalciummal együtt egyéb sókat is ki lehet zárni.
A fagyasztás hatékonyan kiszorítja a jégszerkezetből a króm- (Cr VI), ólom-, kadmium- és egyéb fémsókat. A szulfátok és nitrátok szintén a sós lében (a meg nem fagyott maradékban) koncentrálódnak, és azzal együtt távolíthatók el.
Ha a vízben sok az oldott vas, az is kiszorul, de rozsdás bevonatot hagyhat a jég felületén vagy a belsejében.
A tudósok rámutatnak a deutériumizotópos vízmolekulák eltávolításának lehetőségére is, mivel ezek valamivel 0 °C felett (+3,8 °C-on) fagynak meg, és létrehozzák az első jégréteget, amit ki kell dobni. Általában a szabványos deutériumtartalom nem veszélyes az emberre, de elméletileg természetes okokból több is lehet belőle a szükségesnél, és az északiak ezt is kifagyasztják.
A sók és szennyeződések nem tűnnek el – tömény oldat (sós lé) formájában megmaradnak a jégkristályok felületén vagy a köztük lévő üregekben. Ahhoz, hogy a tisztítás hatékony legyen, a jeget a leválasztás után feltétlenül le kell öblíteni hideg, tiszta vízzel, hogy lemossuk a sómaradványokat a felületéről.
Paradox módon fagyasztással ki lehet szűrni azokat a szennyeződéseket és káros összetevőket, amelyeket forralással nem lehet eltávolítani. A forralás viszont elpusztít mindenféle baktériumot és egyéb kórokozót. Ezért a legoptimálisabb a két módszer kombinálása, amit egyébként az északi népek a gyakorlatban is alkalmaznak.
