科学网—电解还原水生物学效应的真相(I) - 孙学军的博文 (sciencenet.cn)

许多研究表明碱性电解还原水（电解还原水）是安全的；然而，一些动物研究报告称饮用电解还原水后会出现明显的组织损伤和高钾血症。这些结果的机制尚不清楚，但可能是由于电极降解与pH值升高有关，其中铂纳米颗粒和其他具有有害作用的金属可能会渗入水中。临床研究表明，当电解还原水超过pH 9.8时，一些人会出现危险的高钾血症。因此，关于电解还原水的规定要求电解还原水的pH值不应超过9.8。建议肾功能受损的人在没有医疗监督的情况下不要使用电解还原水。其他潜在的安全问题包括生长受损、矿物质、维生素和营养素吸收减少、有害细菌过度生长以及粘膜损伤导致过度口渴。由于电解还原水中的氢气浓度可能远低于治疗水平，鼓励用户经常使用准确的方法测量氢气浓度，避免使用基于ORP或ORP的氢气仪表。重要的是，尽管有许多人使用高pH值的电解还原水没有任何问题，但需要对电解还原水进行额外的安全性研究，电解还原水用户应遵循建议，不要摄入pH值高于9.8的电解还原水。

电解还原水也被称为碱性离子水，是一种在全球范围内广受欢迎的“健康水”。电解还原水是通过水电解产生的，其中阴极和阳极电极由半透膜隔开。阴极处的水产生电解还原水，而阳极处的水产生一种称为电解氧化水的酸性水。隔膜能防止两种水混合，使每种水都能保持其各自的pH值。这两种类型的水都有着悠久的历史和日益增长的受欢迎程度。然而，人们对两种水仍然存在许多误解和未知之处，特别是关于电解还原水，因为对这种水有许多神奇效应的声称。其中一些声称得到学术研究的支持，而另一些则没有。电解还原水含有氢气，最近已经证明氢气具有许多疾病治疗效果。关于氢气的生物学效应发现解释了电解还原水如何，以及为什么提供任何生物学益处的长期谜团。然而，尽管对电解还原水进行了许多有利的研究，但也存在一些重要的安全和健康问题。一些研究表明，电解还原水可以诱导细胞损伤并损害钾稳态，以及其他风险。本文总结了这些安全问题，并讨论了它们的可能机制。我们首先简要总结电解氧化水和电解还原水的好处和历史，同时澄清有关电解还原水的流行误解。然后讨论每天摄入电解还原水的安全担忧，接着讨论使用电解还原水作为氢气水来源的有效性。

1.1. 电解氧化水，阳极水具有酸性pH值，并含有溶解氧气（O2）和各种含氯化物（如Cl2、HOCl、OCl−）。这是由于水的氧化反应[2氢气O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e−]，以及在阳极发生的氯离子的氧化反应（2Cl− → Cl2和Cl2 + 氢气O → HOCl + HCl），导致这种类型的水通常被称为电解氧化水。由于存在氯物种，这种类型的水具有很强的氧化性，通常用作消毒剂和消毒。通过测量其氧化还原电位（ORP）可以粗略估计其消毒能力的效果。其ORP测量在+600 mV至+1200 mV以上，如果控制pH值，ORP与氯物种浓度相关。电解氧化水的消毒效果取决于水源水中的氯含量、电解时间、施加电压、水的电导率和电极配置等。

略低于中性pH值（≈4.5至6.5）的微酸性电解氧化水对消毒最有效，因为pH依赖性变化导致次氯酸占主导地位，其杀菌效应比碱性条件下的次氯酸根强100倍。当pH值降至3.0以下时，大部分氯以气态氯气形式存在，氯气的杀菌作用比HOCl效果差，而且由于其挥发性，对人体健康构成更大的风险。因此，最有效的电解氧化水装置是那些（1）可以添加氯化钠以确保足够的电导率和氯离子的存在，（2）pH值保持在接近中性，（3）并且可以连续电解一段时间的装置。这些通常是没有膜的电解装置，而不是流动式机器，因此不会产生两种不同类型的水。除了确保产生所需次氯酸浓度的性能可靠外，这种方法还防止电解氧化水过于酸性，降低其效果并对人体健康更具毒性。一般来说，网状电极比实心板电极更有效。电解氧化水的化学性质和工业用途已在其他地方进行了广泛综述。

1.2. 电解还原水c 另一种在阴极处产生的水是电解还原水。电解还原水是根据还原反应在阴极处产生的[2氢气O(l) + 2e− → 氢气(g) + 2OH−(aq)]。这产生了一种由于增加的氢氧根离子（OH−）而呈碱性pH的水，以及由于溶解的氢气气体而呈负ORP的水。电解还原水的pH值可以从微碱性到pH 11.5不等，ORP值可以从-300 mV到超过-800 mV不等，溶解的氢气水平可以从小于0.1 mg/L到接近1.6 mg/L不等。关于电解还原水的健康益处有许多声称，其中一些得到科学支持，而另一些则被科学原理反驳或科学研究驳斥。电解还原水的研究主要始于1990年代，研究发现电解还原水具有重要的生物学益处。例如，已经证明电解还原水可以抑制肿瘤生长，保护肝脏免受毒素侵害，改善脂质代谢等好处。

电解还原水的好处已被证明完全是由溶解的氢分子引起的（请参阅第一部分）。2007年之前，人们基本上不知道氢气气体会产生任何治疗效果，当时《自然医学》发表了一篇论文，展示了氢气的有希望的治疗效果。由于氢气的治疗效果是在电解还原水的治疗效果被报道之后才被认识到的，因此电解还原水的好处最初并未归因于氢分子。相反，电解还原水中提出的物质包括（1）碱性pH以中和有毒废物，（2）负氧化还原电位（ORP）以对抗氧化应激，（3）改变的水结构和“微团簇”以提高细胞水合作用，（4）丰富的氢氧根离子以中和自由基，（5）活性氢或原子氢、矿物氢化物，甚至自由电子以清除自由基。这些主张已经得到了广泛的审查和/或调查，并随后被否定。从科学上讲，唯一看起来有根据的主张是负ORP。

电解还原水和氧化还原电位研究发现，当ORP不为负时，治疗效益就会消失。这成为了一个重要的认识，但是负责产生负ORP的物质尚不清楚。电解还原水的推广者声称负ORP是短暂的，因为它表示半稳定“结构水”，带电水，带电矿物质，电子或带负电荷的氢氧根离子的存在。再次，从化学的角度来看，这些主张中的任何一个都不符合基本的物理和化学原理，甚至逻辑上也是不可能的。尽管如此，尽管不知道是什么导致了负ORP，但其在电解还原水中的重要性仍然通过研究和日常消费者得到证实。

人们很快提出，ORP越负，好处就越大。一些研究甚至表明，过小负ORP（例如-200 mV）不会产生任何好处。现在众所周知，电解还原水中的负ORP是因为有溶解氢气的存在。尽管确实氢气浓度越大，ORP就越负，但对ORP的更重要的影响是pH值（请参阅第一部分）。在碱性水中，只需要非常少量氢气就可以产生负ORP。例如，pH值为9且氢气浓度为0.1 mg/L的水将测量到-497 mV的ORP。即使增加10倍氢气浓度（0.1至1 mg/L），只会使ORP下降到-527 mV，这在典型的ORP计的误差范围内。此外，仅通过将pH值提高0.5个pH单位（从9变为9.5），也可以实现相同幅度的ORP变化。这些原因基于能斯特方程，这是一个已经广泛审查过的主题（请参阅第一部分）。因此，尽管ORP可以指示电解还原水中氢气的存在，但不能用于估计氢气的浓度，甚至不能将一个样本中的氢气水平与另一个样本进行比较。换句话说，由于pH值主导了ORP读数，氢气的水平很容易被掩盖。具有较低氢气水平的较高pH值的水会比具有较高氢气水平的中性pH水显示出更负的ORP。

似乎负ORP越大，治疗效果就越好。对于电解还原水来说这可能是正确的，因为制造出更大负ORP水的方法正是提高溶解氢气水平的方法。例如，可以通过在电解之前增加水源水中的矿物质来提高导电性，从而提高施加电压，增加电极表面积并减慢流速来使负ORP变得更负。不幸的是，这些变化也会导致非常高的pH值（例如10.5至> 11.5），这导致人们误以为摄入高pH碱性水具有治疗效果。也许这导致了当前瓶装碱性水的市场的兴起。重要的是，只有在电解还原水中由于更高的氢气水平而产生负ORP的情况下，才会与较高的碱性pH相关联的好处。

尽管许多研究人员和消费者现在认识到电解还原水的好处是由氢气引起的，但可能超过50％的电解还原水研究仍未解决其重要性（请参阅第一部分）。此外，虽然电解还原水可以是摄入氢气水的一种可行方法，但仍需要解决重要的安全问题。此外，电解还原水机器制造氢气水的有效性存在重要限制，需要考虑这些限制。

2.1 碱性水的安全性 

世界卫生组织(WHO)和美国环保署(EPA)建议饮用水的pH值不超过8.5。然而，如前所述，碱性水本身并没有显著的酸碱缓冲或中和能力，所以它不太可能成为一个大问题。但是，如果碱性水的pH值过高，那么高pH本身就可能是个问题。此外，反复大量摄入非常高的pH值的水仍可能会产生缓冲效果。事实上，喝一升12.7 pH的碱性水大约相当于摄入一茶匙小苏打。糖尿病患者长期每日摄入一茶匙小苏打会导致心律失常和电解质异常，如低血钾(低血液中的钾)。此外，给老鼠饮用pH 11.2-12碱性水一年后，它们的生长和体重明显受损。一些老鼠还出现了毛发暗淡、斑驳不均的情况，表明这是一种系统性毒性反应或代谢反应。同样地，另一项研究评估了酸性(pH 3.4)或碱性(pH 10.1)离子化水对胚胎发育的影响，与中性对照水相比，酸性和碱性组都导致胚胎死亡率更高，存活胎儿的生长也受到影响。许多家用碱性水离子化器都可以生产出pH值大于9.5的水(例如，pH 10-12)。尽管受到商业公司的阻碍，但一些替代执业者推荐人们为胃灼热、消化不良、食物中毒、胃寒、关节炎、痛风、肌肉酸痛和损伤、偏头痛、中风等症服用所谓的“强碱性水”。这种水是通过饱和盐溶液制成的，它增加了水的导电性，使电离器产生的pH值大于12。此外，许多电解还原水的支持者还提倡饮用“紫色水”，即使用通用pH指示剂检测时呈现深紫色的水。然而，这种紫色并不意味着pH值为9.5,而是作为一种敏感指标，深紫色的颜色只有在pH值达到或大于10时才会出现。因此，如果消费者希望避免饮用pH值高于10的水，他们就不应该饮用会使通用pH指示剂变暗的紫色水。 然而，即使没有摄入“强碱性水”，并且只是将机器设置在9.0或9.5的pH值上，消费者每天仍可能摄入pH值高于10的水。不幸的是，消费者可能完全没有意识到这一点，因为虽然大多数水离子化器允许用户设置所需的pH值(例如，8.5、9.0和9.5),但这些设置只会改变电极上的电压，而较高的pH设置会产生更高的电压。它们并不能确保产生的pH值是所设置的数值，因为这些设备没有内部pH电极或反馈软件，这可以说是这类按钮具有误导性的原因。因此，如果水源中的矿物质浓度较高或已经略微呈碱性(例如，pH>8),则在“9.5 pH”设置下产生的碱性水中的pH值很容易超过10。此外，减慢流速会延长电解的时间，这会强烈影响pH值。根据水源矿物质的浓度不同，将流速减慢到“滴”可以产生pH值超过12的碱性水。这是一项令人印象深刻的成就，这样做会导致更高的负氧化还原电位(ORP)和更高的氢气浓度；然而，这也会增加有害影响的危险性。 此外，其他有害影响可能包括营养素吸收减少。例如，钙在较高的pH值下沉淀，而酸性pH有助于矿物溶解并从食物中提取维生素。摄入一升10 pH值的碱性水可以轻松中和数百毫升的pH值为4的胃酸。如果身体无法轻易做出反应(例如，由于药物、胃酸分泌受损、胃部切除等原因)，这种情况就会变得更加严重。在这些情况下，矿物质、维生素和其他重要营养素的吸收可能会受到严重影响。胃酸中和效应也可能增加由胃液中的酸性汁液杀死的病原菌感染的风险。此外，质子泵抑制剂会改变肠道微生物群落并加重患者服用阿司匹林时的肠黏膜损伤，这将在第2.4节中进一步讨论。高pH碱性水的胃酸中和作用在某些情况下可能减轻食道胃反流症状，而在其他情况下/人群中则会加剧其症状。

2.2.电极和金属降解的安全性

另一个潜在的关注点是在电解过程中会发生少量铂纳米颗粒（PtNPs）的浸出。 PtNPs的安全性尚未完全确定，并且存在潜在的毒性问题。例如，PtNPs可以干扰心肌细胞中的离子通道，导致心脏电生理学中断和危及生命的传导阻滞。 PtNPs的毒性似乎与尺寸有关，更小的尺寸会导致更大的损伤，包括肝毒性和肾毒性。这使得PtNPs通过诱导DNA断裂诱导细胞凋亡来吸引癌症治疗。然而，这也会发生在非癌细胞中，其中PtNP与人细胞孵育导致DNA损伤和p53激活以及随后的凋亡。此外，Hiraoka等人发现，摄入含有铂的水会导致健康人的急性肝功能障碍。这是一个正在进行的研究领域，在某些情况下显示出潜在的益处，例如在癌症中，而在其他情况下则显示出毒性作用。

但是，如前所述， PtNPs的数量通常低于检测限，并且PtNPs似乎仅在连续电解时出现。尽管如此，当源水含有更多矿物质时，当施加的电压增加时（例如，最高的碱性设置），当流速减慢导致电解时间延长和电极温度升高时，这种担忧加剧；这些条件促进了电极降解。此外，这些电极不是纯铂，而是镀铂钛。这些金属本身可能不是最高纯度，并且可能容易包含其他已知有毒的重金属，包括镍、镉、铅、钴、砷等。铂涂层损失和/或电极降解可导致这些有毒金属积聚在碱性饮用水中。

同样，用于分隔酸碱室的膜的化学降解也可能成问题。电极/膜降解的后果可能导致大鼠饮用电解还原水后心脏组织的明显坏死和纤维化以及随后的高钾血症。

2.3. 高钾血症

与上述动物研究一样，高钾血症也是一些人类临床研究中观察到的最令人担忧的报告。具体而言，在一些肾功能不好的人中，饮用pH高于10的电解还原水可能导致高钾血症。然而，导致血钾水平升高的机制尚不清楚。重要的是，摄入碱性水引起的高钾血症有点违反直觉，因为即使碱性水可以显著增加血液pH，血液中的钾水平也会下降而不是上升。这将是K+/H+反向转运蛋白的结果，它通过将H+从细胞中移出以换取进入细胞的K+来降低pH回到正常水平。

高钾血症的确切原因尚不清楚，但至少有两种可能的解释。一种可能的（但不太可能）解释是，pH高于10的高pH 电解还原水可以显着增加HCl的产生。产生HCl的生理机制依赖于壁细胞H+/K+ATP酶。H+离子分泌增加到胃腔中导致壁细胞内K+离子增加。然后，这些钾离子通过基底侧Na+/K+ATP酶泵排出细胞进入细胞外空间。同样，肠道腔的碱化可能最初通过K+/H+反向转运蛋白增加肠细胞内的K+浓度。细胞通过激活基底侧Na+/K+ATP酶泵进行反应，导致正常的细胞内K+水平，但更高的细胞外K+水平。

同样，肠道腔的碱化可能最初通过K+/H+反向转运蛋白增加肠细胞内的K+浓度。细胞通过激活基底侧Na+/K+ATP酶泵作出反应，导致正常的细胞内K+水平，但更高的细胞外K+水平。如果这种情况发生在肾功能不好的人身上，他们可能无法维持正常的血钾水平，从而导致观察到的高钾血症。

另一个潜在的原因可能是细胞毒性损伤，就像早期动物研究中的情况一样。在这些研究中，电解还原水导致细胞损伤和心肌病变，然后释放K+进入血液导致高钾血症。电解还原水中负责这些毒性作用的有效因子尚不清楚，但最可能的罪魁祸首是从电极中浸出的有毒金属。电极的降解大多发生在制造较高pH值的电解还原水时，由于较高的电压和/或较长的电解时间、更大的热生成和源水中更高的矿物质浓度。这与观察到的情况相关，即只有当pH值超过10时才会发生高钾血症。因此，pH值为10或更高的电解还原水可能含有更多的细胞毒性金属，这些金属会损害细胞。受损的细胞然后释放钾到血清中，如果个体因肾功能不好而无法维持正常的血钾水平，那么就会发生高钾血症。

高钾血症的患病率是公认的，这就是为什么日本和韩国对碱性水离子化器有这样的规定：碱性饮用水的pH值不得超过9.8[37]。同样，Enagic的官方用户手册指出：“饮用还原水时，请将pH值调整到9.5或更低。不建议饮用pH值超过10.0的水。定期检查pH值。”

它还指出：“如果您有肾脏问题，例如肾功能衰竭或处理钾的困难，请不要饮用还原水。[53]. 这些安全建议似乎是谨慎的，以尽量减少摄入高pH值水、高钾血症的潜在问题，并减少接触金属电极颗粒。

然而，尽管遵循这些建议的大多数人使用电解还原水总体上是安全的，但仍需要对使用电解还原水可能观察到的健康问题进行进一步调查。

2.4.肠道微生物群的安全性

在老鼠和人类身上报告了电解还原水对肠道微生物群的影响。所有这些研究都使用了富氢电解还原水。共同的特征是电解还原水增加了产生SCFA的细菌数量和粪便中SCFA的浓度。SCFA增强了Foxp3基因的表达，并通过抑制组蛋白脱乙酰酶诱导naive T细胞分化为调节性T细胞，这可能具有抗炎作用。抑制组蛋白脱乙酰酶也会使肠黏膜增厚，这部分是由于SCFA作为肠上皮细胞能源的作用。质子泵抑制剂（PPIs）的长期使用会显著改变肠道微生物群，这可能是通过增加大鼠和人类胃和十二指肠的pH值来实现的。在人类中，相对丰度增加的肠球菌是PPI给药的共同特征。患有特应性皮炎的患者肠道内相对丰度增加的肠球菌与SCFAs呈负相关。相对丰度增加的肠球菌也与冠状动脉粥样硬化有关。此外，在人类中，长期使用PPIs会显著降低相对丰度的产SCFA主要细菌Faecalibacterium。虽然在关于电解还原水对肠道微生物群的影响的任何报告中都没有提到肠球菌增加，但通过电解还原水增加SCFA产生菌的碱性可能会对肠道微生物群产生不利影响。

3. 电解还原水机制作氢气水的有效性

几十年来，电解还原水是获取氢水的首选方法。逻辑上，这是因为当时尚不清楚氢气是电解还原水治疗益处的重要介质。水离子发生器制造商将注意力集中在改变pH值上，而不关注分子氢的浓度。事实上，在碱性水离子发生器的早期，在知道氢气的高安全性和好处之前，一些制造商可能已经努力开发出产生高碱性pH和低溶解氢气的机器。无论出于何种原因，并非所有传统的碱性水离子发生器在提供溶解氢水方面都具有同等能力。大多数碱性水离子发生器，在品牌和水源正常流速的条件下，在pH 8.5至10.5范围内产生0.2至1.2mg / L的溶解氢气浓度。浓度取决于机器、电极材料、表面积和形态、施加电压、源水的矿物质含量、流速和电极的清洁度，所有这些因素可能导致氢气范围小于0.01mg / L至约8至超过12的pH范围内近2mg / L。

降低流速可使水在电解期间与电极保持较长时间接触，从而产生更多的氢气和OH-离子，同时减少水的体积，增加pH值。如果水中含有足够的矿物质，那么降低流速以获得1mg / L的氢气浓度通常会导致pH值大于10。虽然这可能是足够的氢气浓度，但过高的pH值也可能导致上述问题。事实上，仅基于化学计量学而不考虑原始源水的弱缓冲效应或质子泄漏到阴极，生产1mg / L的氢气就需要1毫摩尔的电离

事实上，仅基于化学计量学而不考虑原始源水的弱缓冲效应或质子泄漏到阴极，生产1mg / L的氢气需要1毫摩尔的H+并产生1毫摩尔的OH-离子。 这导致pH值为11。同样，再次仅基于纯化学计量学，生产仅0.1mg / L的氢气导致pH值为10，这是有意义的，因为pH值是对数的。然而，并非所有生产的氢气都溶解在水中。这可以通过水的有时雾状或浑浊外观轻易观察到，这表明存在未溶解的气体。同样，可以在流水中点燃火焰，点燃氢气气体导致噼啪声。这种经常使用的营销示范试图“证明”水中高浓度的溶解氢气，但不幸的是，它实际上证明了存在未溶解的氢气气体，因为完全溶解的氢气气体（如火药在水中溶解时）不能点燃。因此，即使产生了足够产生1mg / L的氢气的水，但并非所有的氢气气体都溶解在水中。未溶解在水中的氢气不能提供益处，因为它很快就会释放到大气中。水离子发生器的估计溶解比约为25％，但范围从< 1％到可能高达70％。这意味着，如果电极干净且矿物质浓度处于最佳状态，则在最高的溶解比下，在pH值增加到10之前只能产生0.07mg / L的氢气浓度。然而在实践中，根据离子发生器的不同，有时在pH值超过10之前我们可以测量到接近0.7mg / L的氢气。尽管如此，不建议摄入pH值高于9.8的电解还原水。据估计，为了使碱性离子发生器产生显著的pH和氢气浓度变化，源水必须具有最低约50mg·L-1的矿物质浓度[2]。为了解决这个问题，一些机器允许你在电解前将额外的矿物质（例如，甘油磷酸钙）注入源水中，和/或使用可能略微增加矿物质含量的含硫酸钙的过滤器。不幸的是，这些方法既不能显著增加矿物质浓度也不能提供一个有效的长期解决方案。这意味着，购买水离子发生器设备的客户居住在低矿物质浓度地区将无法在其水中获得任何有意义的分子氢水平。然而，如果水中含有足够的矿物质，就会产生另外两个问题：（1）过高的pH值，这与高血钾症和电极降解以及其相关问题有关；（2）需要经常清洗机器。矿物质，特别是钙离子，带正电荷，倾向于在带负电荷的阴极上积聚导致水垢积聚。这些钙沉积物不仅会降低电极的有效表面积，而且还会阻止氢气气体溶解在水中。作者观察到，在短短两周内，一些碱性水离子发生器可能从产生近1mg/L降至检测水平以下的0.01mg/L。然而，用柠檬酸清洗机器后，氢气浓度恢复到正常水平。这一观察结果并不广为人知，原因如下：（1）对电解还原水中氢气的重要性的认识不足；（2）过度关注pH、微团簇或其他不重要或不可证伪的属性；（3）使用ORP计，尽管氢气水平非常低但由于pH非常高仍然给出非常负的ORP（例如，pH 10.5，ORP = -580至-730 mV）。

这些观察结果在图1中进行了说明，展示了电解还原水的风险与收益比率。随着氢气浓度的增加，pH值也随着表1中提到的相关风险(例如，金属毒性、组织损伤、高血钾、营养吸收障碍等)一起增加。用蓝色描绘的电解还原水范围大部分是不建议的区域(1区、3区和4区)。这是因为要么风险很低，但氢气浓度也很低(3区)，要么高氢气(1区)和低氢气(4区)地区的风险都很高。只有一小部分的电解还原水范围进入了推荐区域(2区)。这是氢气浓度至少略高于潜在治疗阈值的地方，而风险则处于最低水平(例如，pH低于9.8)。不幸的是，这个虽然很小但最佳的区域可能不是所有电解还原水设备都可能实现的。事实上，正如前面提到的，即使是一种在其他方面能够以低于9.8的pH值产生足够水平氢气的电解还原水设备，也可能很快在电极上形成水垢，这将导致治疗无效的氢气浓度的水平线，并且具有很高的潜在风险。

其他提供和施用分子氢的方法

除了通过饮用含有溶解气体的水来获得分子氢外，还有许多其他提供分子氢的方法。这些包括吸入、富氢静脉注射盐水、氢盐水滴眼液、氢高压、氢浴、产生可摄取的氢胶囊和新型氢施用器。然而，氢水仍然是氢最常用的氢气施用方法。

既然分子氢被认为是电解还原水中的治疗剂，许多制造商/公司已经开发了专注于在水中提供高浓度分子氢的产品。这些包括中性pH电解还原水、中性pH 氢气注入机和便携式电解装置（使用质子交换膜）、高浓度产生氢气片的，甚至还有即饮型掺氢功能饮料。这些其他方法完全绕过了电解还原水机器和源水对临床相关浓度的溶解氢气的独特要求。此外，至少非电解方法还绕过了表1中列出的电解还原水的安全问题。中性pH电解设备同样绕过了其中大多数如果不是全部的关注，因为其较低的pH值。然而，由于仍使用金属电极，因此不能排除饮用水金属污染的可能性。

然而，中性pH机器也可以降低这种风险，因为（1）中性pH对电极的腐蚀性不强，而碱性条件会加速铂电极的降解，（2）较低的电流密度导致较少的电迁移和机械应力和较少的电极降解，（3）中性pH装置在电极上产生较低的热量，这也减少了铂的脱落， 以及（4）某些某些金属杂质更容易浸出和/或更易溶，因此在较高的pH值下具有更高的生物利用度（例如，铂、铅、铬、砷、铝等）。

4.使用电解水的建议与指南

如果将电解还原水用于氢水，研究人员和消费者需要确保源水的矿物浓度是最优的，电极上没有钙沉积物，流量是最优的以防止pH超过10，最后要测量氢气浓度以确保达到治疗性和一致性的氢气水平。

对于选择使用电解还原水机器作为制作电解氧化水或氢水的方法的人，以下指南和建议如下：

4.1电解氧化水

1）电解氧化水最有效的pH值在4.5至6.5之间。

2）HOCl浓度取决于源水氯化物浓度、流速、施加电压、电极配置和板形貌，这些因素都可能有很大差异。

3）在所有其他因素相同的情况下，网状电极在生产HOCl方面比实心板电极更有效。

4）如果pH值在最佳范围内，ORP可用于指示消毒/消毒能力，通常应超过+700 mV至超过+1200 mV。

5）使用氯试纸也有助于确保 HOCl 浓度足够高。

4.2电解还原水

1）确保源水的矿物质浓度（总溶解固体，TDS）足以进行电解（最小TDS因机器设计而异）

2）如果源水确实含有足够的矿物质，请务必根据需要清洁机器。

（1）尽管某些机器具有反转电极极性的自清洁模式，但这可能还不够，并且无法防止机器其他部件（包括软管和电磁阀）的水垢堆积。

（2）用醋或柠檬酸等弱酸清洁机器可以溶解钙盐和矿物盐，并将它们从电极和其他润湿部件中去除。

3）经常测量电解还原水的氢气浓度，以确保其水平在理想范围内。一定要使用准确的方法（例如气相色谱法，或者可能不太准确但有用的氧化还原滴定试剂（MiZ Japan和氢气Blue™，USA）来测量氢气。具体而言，避免使用pH敏感的方法，如ORP和基于ORP的氢气测量仪（见[22]）。

（1） 氢气浓度低可能表明源水中矿物质不足、流速过高，或需要用酸性溶液清洁机器。

4）确保电解还原水单元来自高质量供应商，电极涂有高纯度铂，厚度足以承受正常操作。

5）遵守政府规定，不要摄入pH值超过9.8的电解还原水，以防止高钾血症和与摄入高pH值电解还原水相关的其他问题。

（1）记住，即使设置/按钮显示pH值，这只会改变施加的电压，因此实际pH值可能更高或更低。

（2）如果使用通用pH指示剂，颜色不应是“深紫色”，因为这表明pH值大于10。

5. 结论

电解还原水已被饮用超过半个世纪，并已受到许多研究和索赔。有许多研究证实了电解还原水的治疗效果，这些研究早于并且晚于分子氢的研究。然而，电解还原水的益处已被清楚地证明是由于溶解的分子氢而不是其他声称的特性。电解还原水中的负ORP是表明电解还原水是否提供任何益处的重要指标，因为它表明存在溶解的氢气。然而，由于ORP计和基于ORP的氢气计不能用来准确测量电解还原水中氢气的浓度，因此不推荐使用它们。尽管电解还原水具有治疗作用并且相对较安全，但仍然存在重要的安全问题，特别是在高pH值的情况下。最令人担忧的是高钾血症的报告，这很可能是由于电解过程中金属渗入水中引起的组织损伤。然而，在适当条件下，单独的高pH值的电解还原水也可能对那些更容易受其影响的人造成有害影响。建议电解还原水用户当pH值大于9.8时不要摄入电解还原水，以遵守公司声明和政府法规的指导原则。由于电解还原水的潜在安全问题，一些用户可能会寻找其他方法，能够提供更一致和更高的氢气浓度，而不需要那么多的维护和频繁测量氢气。然而，尽管当pH值不超过10时，电解还原水提供的氢气水平相对较低，但电解还原水仍然是一种常见和简单的方法来提供氢水。如果研究人员或消费者选择这种方法，那么使用准确的方法频繁监测氢气水平是很重要的，因为氢气的浓度可能在不知不觉中远低于治疗阈值。