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28 2015-02

水素与健康


氢水的效果怎样?关键看氢气浓度

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氢是元素周期表中的第一号元素,是宇宙中最小也是最多的元素,单个氢原子不能在地球表面大气中存在,许多细菌和植物能制造氢气分子,但是因为氢气分子质量小,非常容易上升到大气上层,所以地球表面氢气浓度非常非常小。从生物学效应角度,这种浓度不会对人体和生物产生丝毫影响。

分子都是两个原子以上的物质状态,有的分子是同样一个原子组成,例如氢气是两个氢原子组成,也有不同原子组成,例如水是2个氢和1个氧两种原子组成。氢分子在常见条件下是气体状态,因此氢分子一般都是指氢气。组成氢气分子的两个原子共同拥有2个成对电子形成牢固的共价键,结构比较稳定。

人和动物喝氢水后,氢气可以迅速经过胃和口腔黏膜扩散到黏膜下,然后进入血管,随着血液循环进入全身各个部位,其中大多数很快经过呼吸释放到大气中。这个过程可以参考喝酒后酒精吸收的情况,警察可以让司机吹监测仪分析出是否饮酒和饮酒量,如果需要更准确的数据,则需要采集血液用气相色谱进行分析。为了分析饮用氢水或呼吸氢气后体内氢气水平,科学家也可以参考酒精分析的方法,采集呼吸气或血液,分别用氢气分析检测仪或气相色谱进行定量分析。

氢气在水中溶解度比较低,正常情况下大约每1000毫升最大可以溶解18毫升氢气,大约为0.804毫摩尔,科学计量浓度记录为0.804毫摩尔/升(mM)。许多氢水产品用ppm作为单位,ppm浓度是用溶质质量占全部溶液质量的百万分比,这和溶剂密度关系密切。可以简单计算,因为每摩尔氢气等于2克,0.804毫摩尔氢气等于0.804*2/1000=1.608毫克。1000毫升水的质量是1000克。1.608毫克氢气/(1000*1000)毫克水=1.608ppm。含义就是每百万毫克水中溶解1.608毫克氢气,或者每百万千克水中溶解1.608千克氢气。

最近10年,分子氢气被科学家发现具有促进细胞代谢和缓解炎症的作用,已经受到医学生物学家的广泛关注,从2007年至今先后发表相关学术论文700多篇。氢气医学相关研究我们过去已经进行了介绍,我们还将对一些新的研究内容跟踪,及时介绍给广大氢医学同行和爱好者。

虽然当今氢气在大气中含量稀少,但是氢气曾经在地球上广泛分布,有学者提出,就是因为远古地球上水中含有大量氢气给生命起源提供了关键条件。

科罗拉多大学研究提示,地球早期大气富含氢气,促进了生命起源“CU Study Shows Early Earth Atmosphere Hydrogen-Rich,Favorable To Life”。

根据研究认为,早期地球大气中氢气浓度高达40%,非常适合于原始生命的形成。随着时间的推移,氢气这种颗粒小质量轻的气体逐渐扩散到大气层外层,并散失在茫茫宇宙中。造成现在地球大气中氢气的比例非常稀少,大约只有0.5ppm(注意与氢水的ppm很不一样)。所以地球表面上的水含有非常少量的氢气(气体中只有1.8%的比例溶解在水中)。

如果要增加氢气溶解的量,必需设法提高水表面氢气的浓度,技术上我们往往称为增加气/水比表面积。这里大家都能理解,大多数水中都溶解相当数量的氧气和氮气,因为这两种气体与水接触的气/水比表面积大,它们是无所不在的空气的主要成分。如果地球大气中只有氢气,那么地球所有的自然水都是氢水。

人类等生物并没有抛弃氢气,在人和许多哺乳动物的肠道内,有专门可以合成氢气的细菌,只不过这些细菌产生的氢气会被其他细菌如甲烷菌消化,只有少数可以进入机体内。关于体内自然氢气来源的话题我们可以专门讨论。

氢水有没有效果,关键是氢气浓度,虽然目前没有关于氢水浓度的标准,但是从学术上可以认为,氢气浓度越高越好,因为高浓度的效果可以覆盖低浓度,而氢气没有毒性,因此从效果角度应尽量能将浓度提高。


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