氫水氫氣濃度的含義

      最近有人問，人呼吸氣體中氫氣濃度可以達到ppm級別，如果氫水中氫氣只有1ppm，不是濃度太低了嗎？其實這個問題小編反復講解過，總有人反復問這個問題。ppm是個相對單位，在水中是和水的質量比，在空氣中是和空氣的體積比，如果按照統一的標準，都是按照體積比，那么水中氫氣的濃度可以達到10000ppm。

      在討論氫氣生物醫學相關問題時，許多人會提出一些關于氣體溶解問題。如氫氣不是不溶解于水嗎，怎么可以使用氫水治療疾??？氫水的溶解度幾個ppm是什么含義？呼吸氫怎么能發揮作用？呼吸氫氣和喝氫水有什么區別？

      常識告訴我們，氫氣不溶解于水，我們在學習氫氣性質的時候，正是利用這個特點，使用排水法收集氫氣。這個不溶解于水的概念在化學上并沒有錯誤，但是在醫學和生物學上，這個概念并不是那么準確，甚至會引起誤解。從生物學的角度看，氫氣不僅能溶解，而且溶解度不低，足夠可以產生生物學作用。

      溶解度是在一定溫度下，某固態物質在100g溶劑中達到飽和狀態時所溶解的質量，叫做這種物質在這種溶劑中的溶解度。如果沒有指明溶劑，通常所說的溶解度就是物質在水里的溶解度。一般說溶解度(20℃)大于等于10g易溶，大于等于1g可溶，小于10g 大于等于0.01g微溶小于1g 小于0.01g為難溶(不溶)。氣體的溶解度通常指的是該氣體(其壓強為1標準大氣壓)在一定溫度時溶解在1體積水里的體積數。也有用“g/100g溶劑”作單位。

      氫氣是能溶解于水的，在標準條件下，就是所謂的一個大氣壓，20度時，氫氣的溶解度為1.83%。這里使用的常用氣體溶解度單位是體積比，1.83%的含義是每100毫升水中可以溶解1.83毫升的氫氣。就是在100%純氫氣條件下，氣體緩慢溶解在水中，達到的最大體積為1.83毫升。

      這個溶解度確實比較小，在進行一般氣體分析和研究時，甚至可以忽略不計。但是在生物學上，這個溶解度大約為0.8mM，或者大約每1升水中溶解1.6 mg。在醫學生物學領域，mM和mg都是比較大的單位。我們服用的許多藥物，大多就是在這個數量級上。

      如果對氫氣的溶解度仍然有懷疑，可以對比一下另外一個重要氣體，氧氣的溶解度，氧氣的溶解度在標準條件下為2.4%，和氫氣的溶解度1.83%十分接近。在化學領域，氧氣也被認為是不溶解于水的氣體。如果氧氣不溶解于水，甚至溶解的數量不足，那么生活在水中的魚就不能呼吸到氧氣了。其實人呼吸獲得氧氣，也必須首先經過氧氣在血液中的溶解過程。氧氣在身體內的濃度從動脈到靜脈有很大差距，到組織細胞內濃度就更低了。細胞內濃度最低是在線粒體，線粒體內的氧氣濃度只有幾微摩爾。

      許多氫水的產品使用ppm為單位，ppm是parts permillion含義是每百萬分之一。如前所述，氣體溶解度使用體積比，而不是質量比，所以氫水的產品使用ppm單位并不是一個規范的單位，這主要是日本研究氫氣的學者缺乏氣體醫學研究背景，使用質量比為單位。中國的企業模仿日本的習慣，也采用這個計量單位。體積比和質量比可以進行換算，比如氫氣溶解度為1.83%，每1升水中溶解1.6 mg，1升水的質量為1000g等于1000000 mg，1.6 mg比1000000 mg就是1.6 ppm。所以，如果某一氫水的產品如果氫氣和水質量比可達到1.6 ppm，可以說達到了飽和濃度。根據目前國際上大部分學術研究的習慣，一般認為氫氣濃度達到3/4飽和度，就是0.6 mM或1.2 ppm就足夠產生生物學效應。

      氫氣治療研究最早使用的方法是呼吸含1-4%氫的混合氣，呼吸氣體時，血液中氣體的濃度會隨著呼吸時間延長從低到高增加，一般30分鐘可以達到最大血液濃度(1-4%的飽和度)。只要提高呼吸濃度，就可以更快速地提高血液中的絕對濃度。不過增加呼吸氫氣的濃度，血液中的濃度增加的規律和過程類似，同樣在30分鐘達到最高濃度。理論上，呼吸氫氣的方法能明顯提高機體攝取氫氣絕對量。

      雖然通過喝氫水，攝取氫確實有一定局限性，盡管可以通過一定技術提高水中攜帶氫的濃度，但仍然無法達到呼吸的同樣水平。只要解決安全使用的問題，呼吸是治療疾病的重要方法之一。不過目前關于呼吸和氫水治療疾病效果的比較仍十分少見，因此尚無法確定具體那種方法更為理想。小編個人估計，對消化系統相關疾病，氫水有優勢，對呼吸系統疾病，呼吸氫有更大優勢。主要是考慮到呼吸時，氫氣難以進入消化道，而飲用氫水，呼吸道中的氫濃度又非常低，結合兩種方法能取得更全面理想的效果。最終確定氫氣的治療效果，確定具體什么方法更理想的標準是大規模臨床研究結果。

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