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水素水是伪科学吗？ 自从日本的水素水杯旋风刮到中国，随着氢的传奇事件不断的发生，国内的富氢水产品多起来了。水素水（富氢水）用于泡浴，沐足，轻松实现富氢水保健。有很多人已经受益，但是很多人还是会问，富氢水杯是真的假的？ 日本著名水专家林秀光医学博士的《生命之水— 富氢水排毒》一书（人民军医出版社）全面系统地阐述了富含活性氢的水是人类健康的真正朋友的道理。自从2007年日本学者发表氢气效应医学研究论文以后，国际上许多学者，都开展了氢气治疗疾病的研究，发表了一系列研究论文。单从人体研究角度，就有双盲对照临床研究证明氢水对代谢综合征、糖尿病、帕金森等疾病的治疗作用。潜水医学的长期研究表明，人即使呼吸高压氢也无明显不良影响。再次，氢本身结构简单，与自由基反应的产物也简单，例如与羟自由基反应生成水，多余的氢可通过呼吸排出体外，不会有任何残留，这明显不同于其他抗氧化物质。氢的还原性比较弱，只与活性强和毒性强的活性氧反应，不与具有重要信号作用的活性氧反应，这是氢选择性抗氧化的基础。因此饮用活性氢水有着非常好的效果。富含氢气的”水之王”水将会成为人类健康的重要产品保障。 中国氢气医学研究发展迅速，许多著名学术机构如第二军医大学、、复旦大学、上海交通大学、西安交通大学、泰山医学院、天津医科大学、协和医院、天坛医院和北京工业大学等参与这一领域的研究，先后获得国家自然科学基金50多项，发表学术论文300多篇。国际临床试验和600余篇科学研究结果证实氢气的医疗保健及美容效果显著，有效改善至少73种以上疾病，中国氢水研究领军人物第二军医大学孙学军教授也特别发表《谁说氢气医学是骗人的？》博文力顶太田成男教授为水素水平反。文章指出学术争议不能有选择性意见，应该客观公正把两方面的观点都摆出来，更重要的是提出看法要有证据而不只是简单声称。由此可见水素水不是伪科学。 日本水素行业相关部门购买水素水杯进行试验 前些阵子太田成男教授在自己的微博上发表声明，批评不负责任的广告并澄清事实。关于这个问题，现状是商家对于水素水技术没有深入了解，业界及法律没有统一的检测仪器测试方法和检测项目及标准，所以厂家偷换概念，暗度陈仓，不负责任地夸大广告，肆意利用太田教授等水素研究人员的声誉进行宣传。水素科学届及太田教授深受其害。形成商家赚钱，科学家被误解的状态。所以教授只好出面批评过度的广告宣传及澄清被不良商家利用之间的关系，对此撰文反驳，还原真正的科学真相。 据相关消息称，日本市场也出现了大量的水素水杯，造成了市场的混乱，针对此现象日本水素水行业相关部门已经出面购买了不同牌子不同种类的水素水杯产品回来，征集老龄志愿者们试验不同牌子水素水杯的功效、对于人体所产生的影响、及杯子本身所潜在的风险。 首先，水素水杯参数值是否存在虚标问题：在测试水素水杯子时，得出的数据中显示，某些杯子的实际参数值与其说明书上所写的有些出入。其次，水素水杯使用后是否会出现不适症状：老龄志愿者在试验的过程中，有个别出现了头晕头痛、胸闷、过敏等不适现象。究其原因，还要从杯子的卫生结构，电解电极涂层、产生余氯等水素水杯开发设计方面进行全面分析。 下面我们来分析一下水素水杯的核心技术及检测手段。 水素水生成方法 水素（氢）的生成方法目前基本上用的是化学法，光催化制水素（氢）法。水素水（富氢水）的生成方法目前基本有物理法，化学法和电化学分解法。我们着重介绍常用的电解法。电解法生成水素水（分为传统电解法和SPE电解法） 传统电解法制氢技术 电流通过水（H2O）时，在阴极通过还原水形成氢气（H2），在阳极则通过氧化水形成氧气（O2）。氢气生成量大约是氧气的两倍。传统法制氢是现阶段水素水杯的主流，优点是技术成熟工艺简单。缺点是水电解过程中的电化学反应非常微妙，不同矿物质的水会产生不同化学结果。开盖后会闻道一股刺鼻气味，这是因为普通饮用水电解过程中容易产生臭氧并提高水中余氯含量。经过试验传统电解水素水中的余氯含量会比原水多出约15~20%。喝氯超标的水容易致癌。余氯检测剂可以到网络上购买自行检查（后面介绍）。传统电解法电解过程需要用水作为导体所以正常条件这种方法无法对纯净水进行电解。 SPE固体高分子质子膜分槽电解制氢技术 SPE电解水最初用于向宇宙飞船或潜水艇供氧及实验室作为氢气发生器。把满足要求的水（电阻率>1MΩ/㎝，电子或分析行业用的去离子水或二次蒸馏水皆可），送入电解槽阳极室，通电后水立刻在阳极分解成4个带正电荷的H，和2个带-2价的氧，分解成的负氧离子随即在阳极放出电子，形成氧气，从阳极排出，携带部分水进入水槽。氢质子以水合离子的形式，在电场力的作用下通过离子膜，到达阴极吸收电子形成氢气，从阴极室排出，进入水中，即可生成富氢水。 SPE分槽电解法的隔膜是一种质子交换膜，是一种坚韧、柔软的聚合物薄片，对氢离子有高的导通性。在我国SPE氢氧分离技术多用于军事与航空领域。SPE电解水制氢技术优点是电化学反应稳定，不易析出有害物质，生成的氢与氧被离子聚合物薄膜隔离，氧被排到空气中不溶于水使得生成的水素水浓度相对高清澈透明，水素残存时间长，水质口感好。当然有膜了也不一定就能够电解纯净水。也就是TDS为0的水，如二次RO膜过滤和蒸馏水，如怡宝，屈臣氏等。因为水中没有矿物质，所以普通电解无法电解纯净水，需要有一个媒介，增加一道膜处理工艺，就是通过特殊工艺在膜的两边处理上铂金涂层，完成导电性，也就是电流导通性，这样就可以电解纯净水了，这也叫零极距电解。膜上必须镀有媒介才可以电解纯净水。所以再选择的时候可以问下厂家是否可以电解纯净水，这也是一种鉴别的方法。目前的技术可以电解纯净水基本属于高端产品，也只有他可应用在美容化妆方面因为美容化妆多数用的是纯净水。目前，掌握这些技术的国家美国，俄国，日本等都应用在军工领域，固体聚合物电解质膜只有少数几家国外公司能生产（道氏公司、杜邦公司、旭硝子和旭化成公司），电解用的铂金电极价格不菲，电解槽结构复杂技术要求高，这些因数造成可以电解纯净水的SPE电解水素水杯造价成本高。 怎么区分传统电解法和SPE电解法水素水杯 上图左边SPE氢氧分离制氢技术水是透明的，右边为传统同槽电解法电解水是白浊的。 多数传统电解法电解时因为氢氧不分槽电解。电解过程中氢气氧气及臭氧混合进入水中所以生成水时水质白浊有点想淡淡的牛奶水不透明，只有等电解结束20秒后水才渐渐透明。不少销售者吧浑浊的白色液体说成是水素（氢）说只有白色雾状才是水素，这是不负责任颠倒黑白的宣传方式。简单的说电解纯水时电化学分解是 2H2O → 2H2 + O2 如果是普通电解阴阳电极同槽电解情况下，氢占60%的比率氧占30% 还有一些O3臭氧所以水的颜色不是透明的。水中溶解的氧气太多对身体无益，O3臭氧若浓度高于100ppm，则会引起呼吸障碍和头痛，这样电解产生的水素水口感不好，有一股消毒水（O3臭氧）的味道，并且分解过程会提高水的余氯，喝起来有点烧喉咙的感觉。SPE电解法水素水杯生成水素水时，阴极与阳极是分槽电解，所以只有氢分子溶解于水，氧和臭氧将通过另外一个分解槽排到空气中不溶于水所以水质是清澈透明的，没有白浊现象。这样水质更安全口感更好，没有烧喉的感觉。并且相同容量时间下生产的水素水比传统电解法生成的水素水浓度更高，水素（氢）保持残留时间长。因为分槽电解结构复杂技术要求高，成本高，并且可以电解纯水，所以可以攻克这个难关的厂家也不多。现在已经产品化的有韩国的HYARO和日本的Belulu Aquamarine 水素水杯。 水素水浓度测试的方法 用于检测氢气的手段有许多，其中最经典的是气相色谱检测技术，最方便的是氢气电极检测技术，而最简单的是氧化滴定技术。气相色谱技术可以定量分析微量甚至痕量的氢气。 水素（氢）的电极检测法 氢气电极检测技术可以测量的范围非常大，即可以检测微量的氢气，例如组织中的氢气，也可以检测溶液中浓度比较高的氢气，更重要的是这种方法可以进行连续在体检测，对研究氢气的剂量效应具有其他方法无法取代的地位。目前用电极测定氢气浓度使用最多的是测定组织或血液中氢气的浓度，丹麦的unisense公司氢气电极满足可以一般研究的需要，但是民用上设备比较贵这里就不介绍了。 水素（氢）的氧化滴定检测法 日本神奈川县的MiZ公司是专门研究开发的该方法属于经典的氧化还原滴定法。用法是取水素水到黄色线用这个蓝色的液体（大约人民币200一瓶）滴入水素水你会看到蓝色液体马上变成透明色，然后继续滴入一边滴一边摇晃液体直到水素水变成浅蓝色不透明为止。那时滴入的液体数量就是水素含量的大约值。比如5滴就是500PPM。当然这种滴定检测方法也存在明显缺陷，在200 PPM以下测定不出， 1000 PPM左右要加偏差值100PPM。这种方法用于纯水或不含其他还原氧化成分的液体中氢气浓度的检测，但液体中如果含有其他氧化或还原性物质，则会干扰显示的准确性，例如对血液和细胞培养液等不适合采用这种方法。氧化滴定技术本身的敏感性和选择性都比较差，而且受到检测样本的氧气或各类氧化还原性物质的影响，更多地用于氢气水产品的定性鉴定。用于定量并不理想。 水素（氢）orp推算测试笔测试法。 这也是现在最常用的方法之一，即使大家经常说的水素水测试笔（大约3000人民币），如图所示，只要把它放入水素水就可以测出水素含量，当然这个测试笔受溶液温度、pH及化学反应可逆性等因素影响也有误差，但一定条件下还是比较经济实用的测试方法。 关于水素水杯标称浓度问题 因为各个厂家水素水杯的容量不一，制作水素水的时间不一，所以得到的水素水浓度只可以做一个参考数字。只有在相同单位时间体积上的浓度才有参考价值。普通水杯的容量一般是300-350ML如果同样时间 内达到浓度越高说明杯子制造氢能力越高。我们归纳出用一升水每秒产氢量简单的计算方法如下。 （（容量ML/1000）X浓度PPB）/（分钟*60）=浓度PPB/秒 这个数值越大说明水素水杯制水素（氢）能力约大，效果越好。下图表格是市面上常见的日本水素水杯的容量，制作水素水的时间，水素水浓度（1000PPB=1 PPM），还原电位（mV）等参数我们可以分析一下。 江田水素水杯（Gym Silky） 容量350ML 3分钟模式 浓度900PPB =1.75PPB/秒 AQUANODE水素水杯 容量120ML 3分钟模式 浓度900PPB =0.6PPB/秒 POCKET水素水杯 容量350ML 40分钟模式 浓度750PPB=0.12PPB/秒 Belulu 水素水杯 容量350ML 4.5分钟模式 浓度1400PPB=1.81PPB/秒 AQUANODE水素水杯的容量只是120ML要做到350ML900PPM的水素水必须做大约3次也就是说9分钟才可以做出350ML900PPM浓度的水素水。 这说明 江田水素水杯是AQUANODE水素水杯3倍的制水素水能力。 江田水素水杯是POCKET水素水杯11倍的制水素水能力 Belulu 水素水杯是POCKET水素水杯15倍的制水素水能力 只是看水素水杯的测试数据是不够的还需要看水杯卫生条件，电极涂层，去余氯技术及效果等方面。只有这样才可以喝上安全放心的水素水。 怎么区分水素水杯电极的优劣 由于钛强度高，即使在高的正超电势、强酸性和潮湿的条件下也不易发生腐蚀，所以是电解电极最佳基材候选材料之一。但是在使用时钛双极板表面钝化行成氧化层，增大电极和双极板之间的接触电阻，导致功能减退，反应速度减慢。采用贵金属制的涂层，如铂和金，可以克服这个问题。由于铂对氧还原有较高的电催化活性与稳定性，也是最好的双效氢电极催化剂，即对氢还原具有良好的催化活性，又对氢的氧化有良好的催化性能、过电位低而且稳定，所以现在厂家多采用钛基料的铂金涂层电极所以作为电催化剂的首选。 钌铱涂层和铂金涂层都可以用来电解水测试氢因为造价成本和安全问题，钌铱涂层一般应用在工业上，而铂金涂层安全系数高所以应用在生活相关产品上。黑色的电极多数是钌铱涂层这种材质多用在氯碱行业中，电解时多有重金属析出！这种工业上使用的涂层，绝对不能使用在饮用水上，不但会析出有毒的重金属，还会是析氯和臭氧的元凶。建议还在使用的厂家尽快停止使用。而铂金涂层（纯铂金涂层一般为铂金白色）是日本认可的电解水机用的，已经超过50年历史，非常安全。 关于余氯 许多国家自来水目前最常用的灭菌手段是加氯。通常，把氯气或者二氧化氯通入水中，形成次氯酸和次氯酸根。它们具有超强的氧化能力，能够杀灭多种细菌。氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯是指水经加氯消毒，接触一段时间后，余留在水中的含量，水中投氯，经一定时间接触后，在水中余留的游离性氯和结合性氯的总称，氯气对人体有严重危害，它能刺激眼、鼻、喉以及上呼吸道等。引起急性肺水肿及肺炎，浓度高时可麻痹呼吸中枢、出现“闪击性死亡”。长期吸入低浓度的氯会引起慢性中毒，导致体内产生大量的自由基，加速人体衰老速度。主要病症为鼻炎、慢性支气管炎、肺气肿、肝硬化、动脉粥样硬化，甚至是癌症。 氯加入水中后，会让您的头发产生干涩、断裂、分叉，也让您的肌肤漂白化、皮肤层脱落及产生奇痒无比的皮癣过敏症。氯受热后与水中有机腐质产生三氯甲烷等致癌物质。余氯对人体是有致命的伤害的，所以国内的自来水是不能直接饮用的。研究表明，人体65%的疾患和余氯有关，天长日久的毒素积累造成人体很多的问题。国家标准规定出厂水余氯含量≥0.3mg/L，供水公司一般控制在0.3-0.5mg/L之间，所以只要不超过0.5mg/L即可，对人体就没有危害。某些国外的自来水因为水源质量好，细菌少，过滤及消毒技术水平好所以氯的投放量好相对安全可以直接饮用的又被称作直饮水。 传统电解法电解水时也能产生一部分臭氧，而臭氧是强氧化剂，是不能进入人体的，并且通过传统电解法是无法去除水中余氯，普通的电极会提高水中余氯的浓度20%，会放大氯其对人体的伤害，不一定只是电解自来水有余氯，只要水中有带有酸根的化合物，就会有酸根离子被电解出来。所以慎重选择水素水杯十分重要。检测是否含有余氯。余氯可以借助余氯检测笔和余氯检测试剂，根据反应出的颜色和数值可鉴别，如上图所示。大家可以用普通桶装水在生成水素水前后对余氯进行检测对比，看看余氯数值是否增加。试验证明传统电解水素水中的余氯含量会比原水多出约15~20%。而采用物理压力法溶氢技术和采用SPE电解法水素水杯的余氯值基本不会增加。 国外厂家为了消除余氯在水杯里面做了个白色颗粒棒，用化学的中和法消除水中余氯，但是这种方法也未必安全，谁会知道这个化学的东西和电解出水中的（氢，氧，臭氧）及其他矿物质物质发生化学反应又会生产什么新的有毒物质呢？ 所以水素素水被余氯数值指标也非常关键。余氯测试时请拿出这个白色棒棒进行比较。为了保险起见没有白色颗粒的水素水杯只是有可能增加了10%左右氯含量浓度，而加有白色颗粒的水素水杯未必全部消氯还增加了其他潜在风险，得不偿失。 关于水素水的pH值 pH是检测物质中氢离子浓度的一项指标，从0到14它的中间值pH7.0即为所谓的中性。正常情况下的水一般在pH7.3附近。电解水素水大都属于pH7.5~9的弱碱性。而溶解方式生成的水素水则保持不到pH8的中性水平，兼顾了口感及抗氧化力这两点，所以颇有人气。碱性浓度过高的水未必一定就对身体好，这需要留意，不要刻意追求太高pH值的水。而普通电解方式生成的水素水PH值会稍微偏提高一些，也不要太在意。与其过分看重pH的高低，倒不如看“氧化还原电位”，可以说它直接反应还原力（≒抗氧化力）的强弱。pH值可以通过购买PH试纸和电子PH测试笔进行测试。试验证明采用物理压力法溶氢技术和SPE电解法水素水的pH值基本不会变化。 关于水素水的氧化还原电位 生病与身体过氧化（自由基）有密切关系，而自由基的消除是一连串的氧化还原；当身体被氧化（自由基产生时），只要设法予以还原，疾病就没有存在的理由了，这也是一直研究、推荐电解水的日本医学博士林秀光所强调的论点。经过专家们的反复实验，水素水用得愈多，消除自由基的能力也愈强，没有性别差异。 铁钉之所以生锈，是由于铁分子与氧气结合被氧化了的结果。食物腐败变质也是因为氧化。就连人老珠黄也是由于氧化。那么与之相反的就是还原力，就是把附着在物质上的氧给分离开，恢复物质本来面目的能力，叫做“还原力”。还原水具有还原力。 还原力可用氧化还原电位（ORP）进行参考。 左边的是氧化还原电位-350mv的水素水 右边的是氧化还原电位+200mv的瓶装水 而且，若在-250mv的话，生了锈的铁钉就会从红锈变成黑锈。据说负电位的水能防腐，对身体非常有益。 作为水素水的特性氧化还原电位（ORP/Oxidation-ReductionPotential）了。ORP的正值越大氧化力就越强，负值越大就还原力越强。当身体组织被氧化后，就会像削了皮的苹果遇到空气后变色一样而老化。氢则能与促进氧化的体内氧氧自由基（性质及不稳定而容易引起氧化的氧）反应，从而防止身体细胞的氧化。所以说负值越大表明还原力越强越不容易氧化。 上图可以看出天然水一般都要比自来水的氧化还原电位更低，甚至存在一些被称作“天然还原水”的，它们的氧化还原电位是负的。（例如：白山名水-220mV）不过，这只是采水当时测得的数据，在灌装时可能已经变为正值，之后出厂到出售之间这个长时间里，氧化还原电位还会升高。水素水比天然水的氧化还原电位水平更低是其特征。传统电解法电解水素水大约位于-300mV左右而SPE电解法水素水杯电解的高浓度水素水则能达到-500mV-----800mV左右。溶氢量较多可能是水的氧化还原电位变低的主要因素。 上图所示是普通水和水素水的氧化还原电位。这些ORP值可以通过氧化还原ORP测试笔测试出来（图中的长方形测试笔）。水体的氧化还原电位必须在现场测定。氧化还原电位受溶液温度、pH及化学反应可逆性等因素影响。一般情况下水中溶解氧浓度越高ORP负值越高。日本的Belulu Aquamarine 水素水杯及神透水杯可以达到高还原电位-550mV以上。 水素水（富氢水）最怕什么？ 水素水里的氢浓度在震动和升温及放置时间作用下浓度会急剧下降。所以普通情况下不要剧烈摇动水素水。当水素水升温到80度左右水素水浓度也急剧下降。普通情况下水素水生成后10分钟内喝掉比较好。普通低质量水素水杯15分钟后浓度就急剧下降，成为普通水。但是采用SPE技术的水杯所产生的水素是纳米气泡会在水杯底做不规则布朗运动不容易逃逸所以可以相对保存的久，在密封状态下可以24小时后保持80% 的浓度。比如日本的Belulu Aquamarine 水素水杯就是采用这种技术的。 总结 不可否认，水素水已然成为日常养生保健的必备饮水。目前，水素水机、水素水杯的产品还不算多，但是比较好的产品有如韩国的奇迹，日本的松下和belulu等还有一些国产品牌也不错。个人建议对于这样的品类产品不要只是一味追求浓度，也要从产品结构，电解技术，电极用料，余氯含量，卫生条件和安全的角度看最好还是选国外的品牌。 |
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