方舟子的Blog

有一个笑话说，世界上有一种叫一氧化二氢的化学物质，它具有很多危害，例如是酸雨的主要成分、促进泥土流失、引起温室效应、导致腐蚀、吸入呼吸道会致命、皮肤长时间接触它的固体形式会导致严重损伤、它的气体形式能引起严重灼伤、能在肿瘤细胞中找到、污染了全世界的河流湖泊等等，但是政府和企业却无视它的危险，还在大量地使用……有些人因此呼吁禁用一氧化二氢。

学过初中化学就知道，所谓一氧化二氢指的就是水，是根据水的分子式起的“雅号”——不是水的化学名称，水的化学名称就是水。一个水分子水含有一个氧原子和两个氢原子，对水进行电解，就会释放出氧气和氢气。但是在通常状态下，水是不含有氢气的，含有少量的氧气，这是因为空气中的氧气会溶解在水里。也幸亏水中有氧气，鱼类才能生存。

但是也有些人认为水里的氧气对人体健康有益，如果人为增加水里氧气的含量，就会对人体起到保健作用。市场上因此有所谓的“富氧水”，通过加压的方式往水里注入氧气，增加水中氧气的含量，再密封起来销售。国内有一家著名的饮料集团就在推销“富氧水”，在其广告中先是描述了人体缺氧的种种害处：

“你是否有想到？很多压力可能是因为‘缺氧’导致的？现代科研表明，人体摄入的氧气不足，血液中的氧分压过低，血红蛋白处于不饱和状态，各部分组织的细胞就会由于供氧不足出现一定的变化和损伤。当轻度急性缺氧时会表现出头痛、激动、记忆力下降，慢性缺氧时表现疲劳嗜睡，注意力不集中，严重缺氧时表现出烦躁、惊厥、昏厥等问题，加上本来就很大的生活压力，导致了全社会‘你有压力,我有压力’的局面。”

然后声称喝“富氧水”能解决身体缺氧问题，而且还能抗疲劳、延缓衰老、保护肺部呢：

“基于‘喝氧’的研究，该团队研究结果表明，口服高氧液可明显改善缺氧反应，且口服比静脉输注维持时间更长，并认为“高氧液进入消化道后，溶解氧可直接透过消化道黏膜进入人体组织，提高血液氧含量以维持全身各种器官机能的需要”。同时，该团队研究结果还表明，口服高氧液还具有显著的抗疲劳、加速体内自由基清除（延缓衰老）、对肺损伤有保护作用等健康益处。”

人的生存、健康当然离不开氧气，去高原、高山旅游的人都对此深有体会。空气中氧气占了21%，不管是在海平面还是在高山，都是这个相对含量。但是在高山上，由于空气稀薄，氧气相对含量虽然不变，绝对含量却减少了。到海拔2500米时，空气中氧气的绝对含量只有海平面的75%，有些人就会开始出现高山反应。我们身体需要的氧气，是通过红细胞中的血红蛋白运输的。长期在高原、高山缺氧环境中生活，身体会做出适应，增加血液中红细胞的数量，或者增加血红蛋白的浓度，提高了身体供应氧气的效率，就不会觉得缺氧了。

在日常生活中，有时会暂时出现缺氧状况。例如身处密闭狭小、人群密集的空间，或者蒙头睡觉，氧气消耗后，没能从外界及时获得补充，空气中氧气的相对浓度下降，氧气的绝对含量也减少了，这时就有可能导致身体缺氧。根据美国职业安全与健康管理署的说法，当空气中氧气含量低于19.5%时，就属于缺氧环境，身体组织未能获得足够的氧气来维持正常功能，在活动时就会开始出现缺氧症状，例如呼吸急促、心跳加速、思维和动作迟钝。当氧气含量低于16%时，即使是在静止的状态下，也会出现这些缺氧症状。氧气含量低于10%时，会出现恶心、呕吐、没精打采甚至昏迷。在氧气含量低于6%时，会出现抽搐、窒息、心跳停止。所以美国职业安全与健康管理署要求在工作环境中氧气含量不能低于19.5%。要避免缺氧，有一个简单的办法，那就是做好通风。

另一方面，处在富氧的环境中却未必对身体有特别的好处。上述饮料公司声称额外摄入氧气能抗疲劳、加速体内自由基清除以延缓衰老、保护肺部是没有科学依据的。日本名古屋大学综合保健体育科学中心教授石田浩司等人在2006年做了一个实验，让10名男生在不同的日子里分别饮用350毫升普通水和氧浓度为普通水4倍的富氧水，而且不告诉学生他们喝的到底是哪一种水。之后学生们被要求运动15分钟，然后研究人员对他们进行测试，结果显示，饮用这两种水后，生理指标并未出现差异。实际上，体内自由基是氧化产生的，要清除自由基的话应该是靠抗氧化剂，氧气不仅清除不了自由基，反而能产生更多的自由基。

用简单的科学常识就可以知道富氧水有益健康的说法是无稽之谈。上述饮料公司声称其富氧水溶解氧含量在100mg/L左右，达到普通饮用水的6-10倍。这么高的溶氧量是通过向水中加压打入氧气达到的，在打开瓶盖喝水时，额外的气压消失了，多溶的氧气会从富氧水中跑出来，不过这有一个过程，如果你立即喝水，总还能多喝下一些氧气。我们的消化道是用来吸收营养素的，不是用来吸收氧气的，喝下去的氧气能否由消化道有效地吸收，本来就值得怀疑。退一步说，假定富氧水中的氧气全被喝下去了，而且完全被吸收进了体内，就会对人体有什么特殊的好处吗？不会，我们人类不是鱼，不靠从水中吸收氧气，而是通过呼吸吸收氧气。一个成年人在平静状态下每分钟大约呼吸16～20次，吸入氧气量大约是250毫升，等于360毫克氧。也就是说，你多做几次深呼吸，吸入的氧气量就比得过一升富氧水中的溶氧量了，水中那点氧气对人体来说微不足道，毫无价值。

近年来除了富氧水，又出现了富氢水。水里天然就含有氧气，但是不含氢气，必须完全靠人工才能制造富氢水。通常的做法是在水中加入镁棒，镁和水发生反应，产生氢氧化镁和氢气。这么折腾干什么呢？富氢水的广告声称，喝富氢水可以排毒、养颜、延缓衰老、促进血液循环、增强记忆力，可以远离糖尿病、高血压、心脏病、癌症等，是神奇之水。其“科学原理”是，活性氧产生的自由基是生命杀手，是万病之源，而富氢水中的氢能够清除自由基，当然就能包治百病了。这跟卖富氧水说的恰好相反，不知有没有哪家公司既卖富氧水又卖富氢水，来个左右互搏？

富氢水要比富氧水有更多的“科学依据”。近年来的确有不少的研究声称摄入氢对人体有种种好处，用来预防或治疗心血管疾病、神经系统疾病、代谢疾病、生殖系统疾病、癌症、炎症、过敏、感染、损伤、中毒等等，以及抗衰老、提高运动能力等，总之，你能想到的疾病和保健作用，几乎都有人声称用氢能够预防、治疗、改善，简直就是包治百病的灵丹妙药。然而，这些研究几乎全都是在几所不那么著名的大学、研究机构工作的日本人和中国人做的，发表在低档次的学术期刊上。让推销富氢水的人津津乐道的是有一篇发表在了《自然·医学》这份著名的期刊上，是日本人在2007年报道的。他们在体外培养细胞，发现氢能够减少细胞里的自由基，又发现氢能够减轻大鼠脑部的氧化损伤。其实其他有关氢的保健、治疗作用的研究与此相似，主要都是体外细胞、动物模型实验，也有少量的小型人体试验。体外实验和动物实验的结果并不能就应用于人体，小型人体试验也不能作为疗效的证明。要证明疗效需要有大型的随机、对照、双盲人体临床试验。也就是说，关于氢与人体健康的研究虽然不少，但是在现在最多只能算是初步的研究，关于氢的种种好处的声称，仍然值得怀疑。

这些研究大多是让动物和人吸入氢气，或者是注射含氢的生理盐水，而不是喝富氢水。那么，即使氢真的对人体具有保健作用的话，富氢水里的氢是不是能被人体有效地吸收、利用，就很值得怀疑了。实际上，人体肠道内的细菌在代谢过程中就会产生氢，每天产生的氢气超过了一升。在常温常压下，氢气的溶解度为1.83%，也就是说100毫升的水能溶解1.83毫升的氢气。人体肠道细菌每天产生的氢气相当于50多升富氢水中的氢气的量，喝富氢水摄入的那点氢气与其相比是微不足道的。如果人体能够通过肠道有效地吸收、利用氢气的话，你也没有必要去喝富氢水，肠道里的细菌已经替你大量地制造氢气了。

和很多保健品一样，富氢水的“科学理论”基础是自由基对人体有害，清除它就能预防、治疗疾病。自由基是在新陈代谢过程中产生的，虽然它们会对生物分子、细胞造成损伤，但是也参与了许多重要的生命活动，没有自由基或自由基过少，生命活动将会停止。自由基还能抗感染、杀死癌细胞。所以自由基并非一无是处，非要把它赶尽杀绝不可。人体自己能够清除自由基，蔬菜、水果等食物含有的抗氧化剂也能帮助人体清除自由基，所以没有必要通过吃保健品来清除自由基，何况把自由基清除得太多也不是什么好事。

市场上号称具有保健、治疗作用的水产品还不少，例如小分子水、碱性水、频谱水、等离子水等等，五花八门，其“科学原理”都很荒唐，其效果更不可信。只要是符合卫生、饮用标准的水，就是对人体有益的好水，没有必要幻想能通过喝水达到不可能达到的神奇效果。

2016.8.8.

（《科学世界》2016.9）