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用氢气必须确保安全!

来源:孙学家 氢思语 编辑:James&Ani 时间:2019-10-02 09:05:47

爱国不需理由,祝愿氢人国庆节快乐!爱氢气不同于爱国,需要给出理由。

氢气是一种容易燃烧可能爆炸的气体,在工业能源领域,氢气的使用安全性是及其严格和非常严肃的问题,氢气医学因为给人直接应用,应比工业安全性要求更高。当然要求高并不等于不可以使用,在充分利用基本物理化学规律,进行各种安全性操作验证,获得足够可靠的研究证据情况下,仍然是能使用的工具。例如氢气可燃烧浓度是4.7%-74.2%。根据这一数据要求,只要把任何不满足这种条件的场景避免,就可以实现安全,例如你可以用超过75%的氢气,也可以用低于4%的浓度。当然理论上这些数据也可能存在不准确的可能,特别是在人用小体积情况下,一些安全性数据可能并不适合甚至不准确,这些都需要进行研究。

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氢气对人体的生物安全性极大,但是毕竟氢气是一种可燃烧,可以爆炸的危险气体,必须对氢气的使用安全性进行认真评估,尤其是对应用于人的氢气吸入设备,安全性评价是必须首先考虑的,甚至应该超过其有效性的要求。企业都会说自己的产品绝对安全,但这需要有客观的研究证据,要有机构安全性认定,自己声称没有用。

任何药物和治疗方法都必须在安全的前提下,再考虑其有效性。氢气产品的安全有两个方面,一是使用或操作安全性,二是对身体效应安全性。从效应方面,氢气几乎绝对安全。但使用方面,安全性绝对不是,必须需要认真考虑。

没有安全保证为前提,即使有效也会失去放心应用的基础。安全性为主在当今药物研发中也体现地淋漓尽致,FDA评价药物的各个环节,都把安全性当作首先评估的内容。当然安全性是相对的,评估在不同疾病药物安全的标准是存在很大不同的。

提醒:这篇文章内容来自日本氢医学企业MIZ公司发表的文章,是关于产品安全性的评估,文章提到部分产品的型号,因此文章存在利益冲突,也明显存在产品广告和企业宣传的情况。企业在保护自身商业利益的同时,可以通过学术论文的形式,开展宣传关键应用技术方面的探讨,这些论文能对企业形象产生正面影响,研究内容也能为应用技术提供重要参考数据。这是应该鼓励的行为。

最近在《医学气体研究》杂志上,有多篇氢气医学研究论文,其中一篇是日本MIZ公司研究的氢气使用安全性。该文章提出,空气中氢气在10%以下并不会发生爆炸,并不是过去认为的4%以下才是安全的,甚至研究中发现15%和100%的氢气浓度虽然能产生爆炸,但破坏性比较小,不会危害到使用者,是相对安全的浓度,但20%的浓度爆炸会产生比较大破坏性。根据这些数据,论文作者认为应控制氢气浓度为10%以下。

根据教科书描述,氢气在空气中可燃烧的浓度是4-75%,但原始研究都是许多年前的资料,一些细节也不清楚。现在把氢气应用于人体疾病治疗,应该有关于氢气使用安全性,尤其是吸入条件下安全性的第一手研究数据,这不仅是对医疗器械安全性的基本要求,也应该是氢气医学领域必须重视的问题,甚至这一研究应该作为医疗器械申请临床应用的必须评价数据。

静电引燃氢气的风险评估。根据日本先进工业科技研究院化学技术所的数据,氢气最小点燃能量为0.02微焦,根据日本职业安全和健康研究院Mizuki Yamakuma教授的观点,人体静电在1.0kV时释放能量可达到0.05微焦,经过测量的人体电容值为90pF,1千伏的静电能量是0.05微焦,2.5千伏时静电释放能量为0.28微焦。这说明人体静电可以在我们毫不知情情况下很容易地点燃氢气。0.02微焦是人类日常活动非常容易满足的条件,试验发现,H2 life、La Briller Luxe和 HydRich等产品都能爆炸。

氢气吸入设备工作原理图(6.6%氢气2100毫升供气)

文章也提出一款吸氢机的设计,本质是利用纯氢加空气稀释,氢气产量每分钟140毫升,用空气稀释到6.6%(稀释15倍)左右,大约加入空气2000毫升,然后通过供气管给人吸用。其中有一个安全设置,就是氢气检测一旦氢气浓度超过10%就停止氢气的制备,这可以保证氢气浓度一直不超过10%。

根据这个文章中提供的信息,日本市场上已经有多种类型的氢气吸入设备,其中有100%的纯氢,也有66%的氢氧混合气的设备。当然文章强调了是自己的设备最安全,大家都会说自己的最好,写文章也一样会这样,是不是真好,大家自己把握。

日本市场上氢气吸入设备的列表

图2 日本市场上氢气吸入设备的列表

这篇文章中再次(氢气吸入对抗放疗抑制副作用的文章中已经说过)提出,在太田教授课题组2007年论文发表前2年,该公司就发表了饱和氢气电解水抗氧化效应的研究,认为这才是氢气医学的关键研究文献。但这个文章并没有引起学术界的关注和认可,氢气医学领域一致公认是2007年的论文才是氢气医学的奠基性研究。客观地说,如果不是2007年的论文,2005年的这个文章会一直沉寂下去,其中的关键是没有拿出更确定无疑的证据,证明氢气是产生效应的唯一基础,2005年的研究论文是意识到氢气的效应,但仍然受到水的影响,如果当时作者认识到氢气效应的重要性,应该知道这是具有颠覆性的发现,但是并没有这样的认识高度。所以2007年的研究仍然具有不可替代的地位。如果单独从氢气医学效应的最早线索看,1975年是更早的研究,但我们也不认为那是奠基性研究,只能是早期研究线索。

TomoyukiYANAGIHARA, et al. Biosci. Biotechnol. Biochem., 69 (10), 1985–1987, 2005

该论文提供的氢气浓度低于10%不会爆炸的文献。

1.ThomasGO. Flame acceleration and the development of detonation in fuel-oxygenmixtures at elevated temperatures and pressures. J Hazard Mater.2009;163:783-794.

2.Yagyu S, Matsui H, Masuda T, Yamamoto H. Study on the explosion risk ofhydrogen (1st Report). Effect of pressure on the explosive limit of hydrogen.Research Report of National Institute for Industrial Safety.1969;RIIS-RR-18-1:3-5.

3.Yagyu S, Masuda T, Yamamoto H. Study on the explosion danger of hydrogen (2ndReport). Explosion pressure of hydrogenair mixture. Research Report of NationalInstitute for Industrial Safety. 1973;RIIS-RR-21-4:3-5.

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