电解水杯的安全研究

吸氢机医学

电解氢水杯早就是一种氢水制备产品，但关于这种水杯的安全性争议一直不断。个人认为，做为一种饮水处理设备，用氢水杯处理过的水不能增加更多有害成分是最起码的要求，我们可以简单理解为，用这种装置处理后不应该让水变的比处理前更差，或有害成分可检测量增加，而且这种标准必须适用于多种不同允许使用条件下的情况。但是目前只能靠普通饮用水安全性指标，其实这不能体现出这种产品的安全要求。

氢水杯安全性的学术研究不多见，最近在《医学气体研究》杂志上刊登了一篇研究论文，对这个问题给出了一个学术答案，研究了电解水对余氯和臭氧水平的改变情况，这也给相应产品生产和销售的机构提供了一个重要的参考。简单说就是评价电解水可观察水电解后是否会增加余氯和臭氧这种有害成分。

电解水的安全性不仅仅考虑这个单次电解因素，电解是非常强烈的氧化还原过程，如果电解电极制备工艺不过关，材料选择不够严格，有一些潜在有害成分在长期使用中可能会释放到饮水中，虽然及其微量，这也应该作为一个设备安全性的评估标准。从安全性角度，追求极致值得推崇。

Hatae T, Miwa N. Electrolytic hydrogen-generating bottle supplies drinking water with free/combined chlorine and ozone repressed within safety standard under hydrogen-rich conditions. Med Gas Res 2021;11:61-5。

作为一种理想生物抗氧化剂，氢分子已经引起了人们的广泛关注，但口服氢水和氢气的安全性以及氢气剂量仍然是重要的问题。市面上的氢水产品类型很多，其中电解氢水仍是一种常见类型。最近纳米气泡氢水异军突起，尤其是在氢水沐浴和氢水农业等大规模氢水应用场景中具有更大优势。电解水杯一般是用直流电解，如果使用含有余氯成分的自来水，这种电解方式对余氯有一定清除作用，这可能对饮水安全性产生一定影响。如有报道发现自来水余氯经过10分钟氢水杯电解可从0.18 mg / L降低至0.12 mg / L，总氯浓度(残余束缚氯和游离氯)也从0.17 mg/L降至0.11 mg/L。世界卫生组织关于饮用水允许氯的水平可能达到低于5毫克/升的准则。不过，日本和美国官方安全标准对饮用水0.1 mg/L以下，这显然是将安全标准提高的标准。如果电解水杯可以将余氯进一步下降，能减少余氯对人体造成的潜在危害。

氧、一氧化碳、硫化氢、一氧化氮等气态生物活性分子具有重要广泛生物学效应，在癌症、心血管系统等生理和病理生理方面的调节具有多种作用。从不同生物大分子的反应性来看，氢分子曾经一直被认为是不活跃的，在哺乳动物细胞中没有任何功能。

已经发现氢分子可以清除细胞内的强氧化性物质，如羟基自由基(·OH)。当活性氧种类过多同时人体内在抗氧化能力恶化时，就会发生过氧化的有害作用，从而产生氧化应激。氢气在各种疾病治疗的研究越来越多，给氢气在临床治疗中的应用提供了非常大的可能性。

预防医学是针对群体针对健康的学科，使用的方法必须具有普适性，必须对绝大多数人安全，例如疫苗、运动和营养等工具都是典型的预防医学方法。氢气作为一种广谱抗损伤因子，对人体的安全性非常大，且具有制备方法成熟，制作成本低等特征，非常适合于预防医学。例如氢水这种方式，完全有条件和必要让每个家庭大多数个人都能日常饮用氢水。目前，氢水杯就是一种适合个人使用的氢水制作工具。

一般来说，将氢分子引入人体的方法有三种:1)饮用氢水，2)吸入氢气体，3)在氢水中沐浴，即使在普通家庭中，对人体的管理也相对容易。氢气的作用机制仍有许多未知因素，需要大规模的临床研究来验证其作用。摄入氢气作为一种生活方式有望成为心血管疾病、癌症、和炎症性疾病等氧化应激引起的多种疾病的新的基础预防方法。因此，学术研究目的应该阐明氢分子在生物体中的作用和作用机制，并在生活方式中引入和传播它们，促进健康。

用氢分子作为一种生活方式来预防疾病传播的一个担忧是，为了保持卫生安全，自来水中含有氯或次氯酸。此外，臭氧是电解过程中产生的一种有害的副产物，它也引起了人们的关注，因为它引起了过氧化反应。为了传播和建议摄入含氢分子的水以预防疾病，必须确认电解过程中电解水中剩余氯和溶解臭氧浓度的变化在安全浓度范围内。根据世界卫生组织关于氯含量的指南，一个体重60公斤的人如果继续每天喝2升水，那么他的氯浓度将保持在5毫克/升以下。日本、美国等许多国家的溶解臭氧浓度安全标准为0.1 mg/L。因此，有必要测量电解前后氯和臭氧的浓度是否在上限内，并从卫生和安全的角度仔细检查。此外，家用电解槽的安全验证尤其应该是一种与生活方式实际相关的测量。例如,具体地说,即使氢分子是由电解生成使用少量的(相当于一个杯子或一杯)自来水一个人，安全的余氯和臭氧浓度的电解铝氢分子水也应该精心测量和确认。

目前研究用一个镀白金电极水杯电解水后氯气的浓度(游离氯、总氯和氯)和臭氧浓度的变化情况。

2007年研究表明，氢分子可以消除细胞内的活性氧/氮自由基(·OH)和(ONOO -)。细胞氧化磷酸化是有氧代谢的基础，但也可以产生自由基活性氧。吸烟、空气污染、暴露于紫外线和辐射、剧烈运动、身心紧张等也会产生过量的活性氧。需要注意的是，一些氯化合物和臭氧也是对人体健康有害的强氧化剂。

因此，在电解饮用自来水时，确认电解水中产生的氢分子的安全性是极其重要和不可缺少的。氯的原子序数是17，在最外层电子轨道上有7个电子。因此，氯是不稳定的，具有很高的活性，很容易与其他元素反应形成另一种化合物。此外，在电解过程中，当电子从阴极接收到时，电解器中会新产生高活性的氯分子和氯化合物，人们担心它们可能对生物有剧毒。因此，有必要检查氯、总氯和化合氯的剩余浓度。卫生管理要求自来水保留游离氯或束缚氯，而氯实际上是在电解前检测到的。然而，本研究发现水电解后未见余氯增加。

本研究中所检测的单槽电解槽，当氯化钠、氯化钾和盐酸等氯化物存在时，氯可通过电解产生的。也就是说电解理论上有增加余氯的可能。然而，在本研究中没有发现氯的增加。因此，我们认为本研究中使用的自来水不含有任何可以通过电解产生新的氯的氯化合物，而且几乎没有氯化合物从电解过程中通电的设备中洗脱到电解水中。但是水的质量差别很大，如果是不同品质的饮用水或自来水，电解后会不会有问题仍然值得关注。值得注意的是，国内氢水杯早已经设计了阴阳分离，理论上不会将氧化产物留在水中，这个因素理论上并不存在。

当电解在阳极和阴极之间的电解质膜(具有仅通过离子而不通过电子的物理性质的膜)的两侧进行时，从阳极产生臭氧。然而，在本研究中没有检测到臭氧。由于目前的设备是单罐式的，其中的阳极和阴极没有被称为“隔膜”的电解质膜分开，因此认为臭氧的产生消失或立即分解到低于检测限。

综上所述，本研究显示了家用电解氢-水发生器中溶解氯和臭氧浓度的安全性，这被认为是促进健康生活方式和促进健康的有效方法。这一研究表明，经过对产品进行认真设计，完全可以避免在某些不利因素的产生。本论文对电解水后余氯和臭氧含量的分析研究是一个值得我们考虑的问题，也给电解水相关产品的学术研究提供一个借鉴。

相关阅读：
富氢水杯的使用简史，亲身经历过的每一种氢水杯的特点