Tin Tức

Những Rủi Ro Đáng Lo Ngại Đến Sức Khỏe Khi Sử Dụng Máy Lọc Tạo Nước ION Kiềm

Nước ion kiềm (ERW): Đánh giá II: Những vẫn đề liên quan đến an toàn và hiệu quả của nó như một nguồn nước hydrogen

Tác giả: Tyler W. LeBaron 1,2,3,*, Randy Sharpe 4 , Kinji Ohno 5, *

1 Trung tâm Y học Thực nghiệm, Viện Nghiên cứu Tim mạch, Viện Hàn lâm Khoa học Slovak, 841 04 Bratislava, Slovakia

2 Viện Hydrogen phân tử, Enoch, UT 84721, Hoa Kỳ

3 Khoa Vận động và Giải trí Ngoài trời, Đại học Nam Utah, Thành phố Cedar, UT 84720, Hoa Kỳ

4 Phân tích H2 , Henderson, NV 89052, Hoa Kỳ

5 Khoa Di truyền thần kinh, Trung tâm Bệnh thần kinh và Ung thư, Trường Cao học Y khoa Đại học Nagoya, Nagoya 466-8550, Nhật Bản

* Các tác giả khác.

Quốc tế J. Mol. Khoa học. 2022 , 23 (23),

https://doi.org/10.3390/ijms232314508

Nhận: ngày 26 tháng 10 năm 2022 / Sửa đổi: ngày 16 tháng 11 năm 2022 / Chấp nhận: ngày 18 tháng 11 năm 2022 / Đã xuất bản: 22 tháng 11 năm 2022

Tóm tắt

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra tính an toàn của nước ion kiềm ( nước khử điện phân) (ERW); Tuy nhiên, một số nghiên cứu trên động vật đã báo cáo tổn thương mô và tăng kali máu đáng kể sau khi uống ERW. Cơ chế gây ra những kết quả này vẫn chưa rõ, nhưng có thể do sự xuống cấp của điện cực liên quan đến việc tạo ra độ pH cao hơn, trong đó các hạt nano bạch kim và các kim loại khác có tác đụng độc hại có thể rò rỉ vào nước. Nhiều nghiên cứu lâm sàng đã báo cáo rằng, khi ERW vượt quá độ pH 9,8, một số người bị tăng kali máu nguy hiểm. Do đó, các quy định về ERW quy định rằng độ pH của ERW không được vượt quá 9,8. Khuyến cáo rằng những người bị suy giảm chức năng thận không nên sử dụng ERW mà không có sự giám sát y tế. Những vấn đề an toàn tiềm ẩn khác bao gồm sự suy giảm tăng trưởng, giảm hấp thụ khoáng chất, vitamin và chất dinh dưỡng, vi khuẩn có hại phát triển quá mức và tổn thương lớp niêm mạc gây ra cơn khát quá mức. Vì nồng độ của H2 trong ERW có thể thấp hơn nhiều so với ngưỡng có hiệu quả, người dùng được khuyến khích đo nồng độ H2 thường xuyên bằng các phương pháp chính xác, tránh các máy đó H2 dựa trên các thiết bị ORP hoặc dựa trên ORP. Điều quan trọng là, mặc dù, đã có nhiều người sử dụng ERW có độ pH cao mà không gặp vấn đề gì, nhưng cần có nghiên cứu an toàn bổ sung về ERW và người dùng ERW nên tuân theo các khuyến nghị để không uống ERW có độ pH vượt 9,8.

Hình ảnh tóm tắt

1. Giới thiệu

Nước khử điện phân (ERW) hay còn gọi là nước ion kiềm, là loại “nước lành mạnh” phổ biến trên toàn thế giới [ 1 ]. ERW được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước, trong đó các điện cực cực âm (cathode) và cực dương (anode) được phân tách bởi một màng bán thấm. Nước ở cực âm tạo ra ERW, trong khi nước ở cực dương tạo ra nước có tính axit gọi là nước oxy hóa điện phân (EOW) [ 2 ]. Màng này ngăn cách hai loại nước này trộn lẫn với nhau, cho phép mỗi loại duy trì độ pH riêng của chúng. Hai loại nước này đã có một lịch sử sử dụng lâu dài và ngày càng phổ biến. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hiểu lầm và điều chưa biết về chúng, đặc biệt là về nước ion kiềm do nó có nhiều tuyên bố kỳ diệu [ 3]. Một số trong những tuyên bố này chứng minh bằng tài liệu, trong khi các tuyên bố khác thì không. Nước ion kiềm có chứa khí hydro, gần đây đã được chứng minh là có nhiều tác dụng điều trị [ 4]. Điều này giải thích bí ẩn lâu dài về cách thức/tại sao nước điện giải ion kiềm mang lại bất kỳ lợi ích sinh học nào. Tuy nhiên, mặc dù có nhiều nghiên cứu có lợi về ERW, nhưng vẫn tồn tại một số vấn đề quan trọng về sức khỏe và an toàn. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng nước ion kiềm có thể gây tổn thương tế bào và làm ảnh hưởng đến cân bằng kali, cùng với các rủi ro khác. Bài viết này tóm tắt những rủi ro về an toàn và thảo luận về cơ chế tiềm năng của chúng. Trước tiên, chúng tôi tóm tắt ngắn gọn về lợi ích và lịch sử của EOW (nước có tính axit) và ERW (nước ion kiềm), đồng thời làm rõ những hiểu lầm lầm phổ biến về nước ion kiềm. Sau đó, chúng tôi thảo luận về những rủi ro liên quan đến việc uống nước ion kiềm hàng ngày, tiếp đó là thảo luận về hiệu quả của việc sử dụng nước ion kiềm như một nguồn nước hydrogen.

1.1. Nước oxy hóa điện phân (EOW)

Nước ở cực anốt có độ pH axit và chứa oxy hòa tan (khí O2) và các loại clo khác nhau (ví dụ: Cl2, HOCl, OCl−). Điều này là do phản ứng oxy hóa của nước [2H2 O( l ) → O2 ( g ) + 4H+ ( aq ) + 4e− ] [ 5 ] và phản ứng oxy hóa ion clorua (2Cl − → Cl2 và Cl2 + H2O → HOCl + HCl), xảy ra ở cực anot . Loại nước này thường được gọi là EOW [ 6]. Do sự hiện diện của các loại clo, loại nước này có tính oxy hóa mạnh và thường được sử dụng làm chất khử trùng và vệ sinh. Hiệu quả khử trùng của nó có thể được ước tính đơn giản bằng cách đo thế khử oxy hóa – oxy hóa (ORP) của nó. ORP của nó đo khoảng +600 mV đến hơn +1200 mV và nếu kiểm soát pH, thì ORP tương quan với nồng độ của các loại clo [ 7 ]. Do đó, hiệu quả của EOW phụ thuộc vào lượng clorua trong nước nguồn, thời gian tiếp xúc của quá trình điện phân (đối với thiết bị không theo lô), điện áp được đặt vào các điện cực, độ dẫn điện của nước và cấu hình các điện cực [ 6 ].

EOW với pH hơi dưới trung tính (hơi có tính axit) (≈4,5 đến 6,5) là phương pháp hiệu quả nhất để khử trùng do các thay đổi phụ thuộc vào pH của các loại clo, trong đó HOCl chiếm ưu thế và hiệu quả gấp 100 lần so với OCl− , chiếm ưu thế ở mức pH kiềm [ 8 ]. Khi pH giảm xuống dưới 3.0, phần lớn clo tồn tại ở pha khí Cl2 , đây là chất khử trùng kém hiệu quả hơn HOCl và vì nó dễ bay hơi nên có nhiều nguy cơ đối với sức khỏe [ 9]. Do đó, các đơn vị EOW hiệu quả nhất là các đơn vị điện phân theo lô, trong đó (i) natri clorua được thêm vào để đảm bảo độ dẫn điện đầy đủ và sự hiện diện của clorua, (ii) giữ pH gần trung tính, (iii) và quá trình điện phân có thể diễn ra liên tục trong một khoảng thời gian nhất định. Đây thường là các đơn vị điện phân theo lô không có màng ngăn cách, trái ngược với máy chảy thông qua dòng chảy, và do đó không tạo ra hai loại nước riêng biệt. Ngoài việc đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong việc tạo ra nồng độ HOCl cần thiết, phương pháp này còn ngăn không cho EOW có tính axit quá cao và khiến nó trở nên kém hiệu quả hơn và độc hại hơn đối với sức khỏe con người. Nói chung, điện cực lưới hiệu quả hơn so với điện cực tấm rắn [ 10 ]. Các ứng dụng công nghiệp và hóa học của EOW đã được đánh giá rộng rãi ở những nơi khác [6 , 7 ].

1.2. Nước khử điện phân (ERW) ( Nước ion kiềm)

Loại nước khác, được tạo ra ở cực âm được gọi là nước ion kiềm (ERW). ERW được tạo ra ở cực âm theo phản ứng khử [2H2 O( l ) + 2e− → H2 ( g ) + 2OH− ( aq )]. Điều này tạo ra nước có độ pH kiềm do có nhiều ion hydroxit (OH- ) và ORP giá trị âm do khí H 2 hòa tan trong nước. Độ pH của ERW có thể dao động trong khoảng từ hơi kiềm đến pH 11,5, giá trị ORP có thể dao động trong khoảng từ −300 mV đến hơn −800 mV và nồng độ H2 hòa tan trong nước có thể dao động từ dưới 0,1 mg/L đến gần 1,6 mg/L. Đã có rất nhiều lời khẳng định về lợi ích của nước ion kiềm ERW đối với sức khỏe, một số được hỗ trợ bởi khoa học và một số khác bị mâu thuẫn với các nguyên lý khoa học và/hoặc bị bác bỏ bởi nghiên cứu khoa học. Nghiên cứu về nước ion kiềm ERW chủ yếu bắt đầu từ những năm 1990 và đã phát hiện rằng nước ion kiềm ERW có các lợi ích quan trọng về mặt sinh học. Ví dụ, nước ion kiềm ERW đã được chứng minh có tác dụng ức chế sự phát triển của khối u [ 11 ], bảo vệ gan khỏi độc tố [ 12 ], cải thiện chuyển hóa lipid [ 13 ] và mang lại nhiều lợi ích khác như đã được đánh giá lại [ 1 , 14 ].

Các lợi ích của nước ion kiềm ERW đã được chứng minh là do sự hiện diện của hydro phân tử hòa tan trong nước (tham khảo Phần I của các bài đánh giá song song của chúng tôi để biết chi tiết) [ 3 ]. Tuy nhiên, trước năm 2007, sự hiệu quả của khí Hydrogen trong điều trị chưa được biết đến rộng rãi, cho đến khi tạp chí Nat. Med ( Giáo sư người Nhật bản Shigeo Ohta) đã công bố một bài báo cho thấy tác dụng điều trị tiềm năng của hydrogen [ 15 ]. Vì tác dụng điều trị của H2 đã được công nhận sau khi các tác dụng điều trị của nước ion kiềm ERW được báo cáo, nên lợi ích của nước ion kiềm ERW ban đầu không được quy cho hydro phân tử [ 3]. Thay vào đó, các tác nhân được đề xuất trong nước ion kiềm ERW bao gồm các khái niệm như (i) độ pH kiềm để trung hòa chất thải độc hại, (ii) giá trị ORP âm để chống lại stress oxy hóa, (iii) cấu trúc nước thay đổi và “việc tạo cụm” để cải thiện sự thẩm thấu của tế bào, (iv) ) sự hiện diện của các ion hydroxit để trung hòa các gốc tự do, (v) hydrogen hoạt động hoặc nguyên tử, các hydride khoáng chất và thậm chí cả các electron tự do để tiêu diệt các gốc tự do [ 16 , 17 ]. Những khẳng định này đã được đánh giá kỹ lượng và điều tra và sau đó bị bác bỏ. Về mặt khoa học chỉ cho thấy một khẳng định có giá trị,đó là tầm quan trọng của giá trị ORP âm [ 3 ].

Nước ion kiềm ERW và Giá trị Oxy hóa khử OPR

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi giá trị ORP không còn âm thì những lợi ích điều trị sẽ bị loại bỏ [ 3 , 18 ]. Điều này trở thành một sự công nhận quan trọng, tuy nhiên tác nhân chịu trách nhiệm về giá trị ORP âm tính vẫn chưa rõ ràng. Những người ủng hộ nước ion kiềm ERW cho rằng giá trị ORP âm là do “nước có cấu trúc” bán ổn định, nước mang điện tích, khoáng chất mang điện tích, electron hoặc sự hiện diện của các ion hydroxit mang điện tích âm [ 18 , 19 , 20 , 21]. Tuy nhiên từ quan điểm hóa học, không một khẳng định nào trong số này có khả thi về mặt logic, vì chúng đã bị bác bỏ bởi các nguyên lý vật lý và hóa học cơ bản. Tuy vậy, mặc dù không biết chính xác tác nhân gây ra giá trị ORP âm là gì, nhưng tầm quan trọng của nó trong nước ion kiềm ERW vẫn được xác nhận bởi các nghiên cứu và người tiêu dùng hàng ngày.

Ngay sau đó, người ta xem xét rằng giá trị ORP càng âm thì lợi ích càng lớn. Một số nghiên cứu thậm chí cho rằng giá trị ORP âm nhỏ (ví dụ -200 mV) không mang lại bất kỳ lợi ích nào. Hiện nay, đã rõ ràng rằng giá trị ORP âm trong nước ion kiềm ERW là do sự hiện diện của khí H2 hòa tan trong nước . Mặc dù đúng là nồng độ khí hydro càng cao thì giá trị ORP càng âm, Tuy nhiên, ảnh hưởng chủ yếu đến giá trị ORP là độ pH (xem Hình 1 trong Phần I để biết chi tiết). Trong nước kiềm, chỉ cần một lượng nhỏ khí H2 để tạo ra giá trị ORP âm. Ví dụ: độ pH là 9 và nồng độ H2 là 0,1 mg/L sẽ đo được giá trị ORP là −497 mV. Tăng nồng độ H2 10 lần ( từ 0,1 đến 1 mg/L), chỉ làm giảm giá trị ORP xuống −527 mV, nằm trong phạm vi giới hạn sai số của máy đo ORP thông thường. Ngoài ra, khi tăng độ pH lên chỉ bằng ½ đơn vị pH (từ 9 lên 9,5), cũng có sự thay đổi độ lớn giống như vậy về mặt giá trị ORP. Các lý do cho điều này dựa trên phương trình Nernst, đã được đánh giá kỹ lưỡng trong các nghiên cứu (xem Hình 1 trong Phần I) [ 22 ]. Do đó, mặc dù giá trị ORP có thể chỉ ra sự có mặt của H2 trong nước ion kiềm ERW, nhưng nó không thể được sử dụng để ước tính nồng độ H2 hoặc thậm chí so sánh mức độ H2 trong các mẫu khác nhau. Nói cách khác, vì pH có ảnh hưởng chủ yếu đến giá trị ORP, nên mức độ H2 có thể dễ dàng bị che giấu. Một mẫu nước có độ pH cao hơn và mức độ H2 thấp sẽ có giá trị ORP âm hơn so với một mẫu nước có độ pH trung tính nhưng có mức độ H2 cao hơn.

Tuy nhiên, dường như giá trị ORP âm càng lớn thì lợi ích điều trị càng lớn. Điều này có thể đúng với nước ion kiềm ERW vì các phương pháp sử dụng để tạo ra nước có giá trị ORP âm lớn cũng là những phương pháp để tăng mức độ khí hydro hòa tan trong nước. Ví dụ: giá trị ORP âm có thể được làm âm hơn bằng cách tăng hàm lượng khoáng chất trong nước nguồn trước khi điện phân để cải thiện tính dẫn điện, tăng điện áp được áp dụng, tăng diện tích bề mặt điện cực và giảm tốc độ dòng chảy. Tuy nhiên, những thay đổi này cũng dẫn đến độ pH rất cao (ví dụ: từ 10,5 đến >11,5), gây ra quan niệm sai lầm rằng việc uống nước kiềm có độ pH cao sẽ có tác dụng điều trị. Có lẽ đây là nguyên nhân dẫn đến sự phát triển thị trường nước kiềm đóng chai hiện nay. Điều quan trọng là những lợi ích liên quan đến độ pH kiềm cao chỉ xảy ra với nước ion kiềm ERW nơi cũng có giá trị ORP âm cao do mức độ khí hydro cao hơn,22 ].

Mặc dù hiện nay nhiều nhà nghiên cứu và người tiêu dùng đã nhận ra rằng lợi ích của ERW là do khí hydro, nhưng có lẽ hơn 50% các nghiên cứu về ERW vẫn chưa đề cập đến tầm quan trọng của nó (Xem Hình 3 trong phần 1 của bài đánh giá song song của chúng tôi). Hơn nữa, mặc dù ERW có thể là một phương pháp khả thi để uống nước hydro, nhưng vẫn có những lo ngại quan trọng về an toàn cần được giải quyết. Ngoài ra, hiệu quả của máy ERW trong việc tạo ra nước hydro có những hạn chế quan trọng cần được xem xét.

2. An toàn và rủi ro của việc uống nước ion kiềm (ERW)

Phần lớn, tính an toàn của ERW đã được xác định tốt kể từ khi được Bộ Y tế và Phúc lợi Nhật Bản chấp thuận lần đầu vào năm 1964 [ 2 ]. Điều này đã được xác nhận bởi nhiều nghiên cứu về tế bào, động vật và con người như được trình bày trong các bài báo trước đó [ 23 , 24 , 25 ]. Điều này đặc biệt đúng đối với phân tử hydro, tác nhân điều trị của ERW, mà tính an toàn của nó đã được đánh giá kỹ trước đây [ 26 ]. Tuy nhiên, ERW không đơn giản là nước chứa H2 hòa tan, mà nó cũng có độ pH cao và có thể chứa các hạt điện cực rò rỉ từ các điện cực trong quá trình điện phân. Do đó, có một số nghiên cứu đáng báo động và một số tình huống cần xem xét cẩn trọng khi sử dụng ERW [ 27 , 28 ]. Bảng 1 tóm tắt những vấn đề an toàn phổ biến nhất liên quna đến ERW. Một trong những điều đáng lo ngại nhất đến từ một số nghiên cứu trên động vật vào trong những năm 1990 đã đã cho thấy rằng những con chuột uống ERW phát triển tổn thương và gây xơ hóa mô mạch và sau đó là tình trạng tăng kali máu [ 29 , 30 , 31 , 32]. Nguyên nhân và cơ chế chính xác cho những quan sát bất thường này chưa được làm sáng tỏ. Tuy nhiên, vì điều đó không phải do khí H2, nên nó rất có thể là do độ pH kiềm hoặc nhiều khả năng là do sự xuống cấp của điện cực, mỗi nguyên nhân sẽ được thảo luận kỹ hơn dưới đây.

Bảng 1. Những tác hại tiềm ẩn có thể xảy ra khi uống nước ion kiềm có độ pH cao.

2.1. An toàn của nước có độ pH cao

Tổ chức Y tế Thế giới WHO và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa kỳ EPA khuyến cáo rằng độ pH của nước uống không được vượt quá 8,5 [ 39 ]; Tuy nhiên, như đã thảo luận trước đó, nước kiềm không có khả năng điều chỉnh hoặc trung hòa axit đáng kể, do đó nó gây nhiều quá lo ngại. Tuy nhiên, nếu độ pH của nước kiềm quá cao, thì chính độ pH cao đó có thể gây ra vấn đề. Ngoài ra, uống nước kiềm có độ pH rất cao thường xuyên có thể bắt đầu có tác dụng điều chỉnh pH. Thật vậy, uống một lít nước kiềm có độ pH 12,7 tương đương với việc uống một muỗng cà phê bột nỡ baking soda. Nếu uống bột nở baking soda mỗi ngày trong thời gian dài đối với nhân tiểu đường sẽ dẫn đến nhịp tim bất thường ( đánh trống ngực – rối loạn tim mạch) và các rối loạn điện giải như hạ kali máu (kali trong máu thấp) do nhiễm kiềm chuyển hóa [ 40]. Hơn nữa, trong một nghiên cứu khác, những con chuột được cho uống nước kiềm ở độ pH 11,2–12 trong một năm dẫn đến sự tăng trưởng kém và trọng lượng cơ thể bị suy giảm đáng kể. Một số con chuột còn bị rụng lông và xù lông, cho thấy bị phản ứng chuyển hóa hoặc nhiễm độc toàn thân [ 28 ]. Tương tự, một nghiên cứu khác đã đánh giá tác động của việc sử dụng nước ion hóa có tính axit (pH 3.4) hoặc tính kiềm (pH 10.1) đối với sự phát triển của phôi so với nhóm nước đối chứng trung tính. Nghiên cứu đã cho thấy rằng cả hai nhóm axit và kiềm đều dẫn đến tỷ lệ chết phôi (thai) cao hơn, cũng như làm suy giảm sự phát triển của những bào thai sống sót [ 33 ].

Việc uống nước có độ pH lớn hơn 9,5 (ví dụ: pH 10–12) không phải là điều không thể xảy ra với nhiều máy lọc nước kiềm ion trong gia đình. Mặc dù các công ty thương mại không khuyến khích, một số bác sĩ phương Đông khuyên uống nước kiềm được gọi là “nước kiềm mạnh” để giảm chứng ợ chua, khó tiêu, ngộ độc thực phẩm, đau dạ dày, viêm khớp, bệnh gút, đau cơ và chấn thương, chứng đau nửa đầu, đột quỵ, v.v. [ 20 , 41]. Nước này được tạo ra bằng các sử dụng dung dịch muối bão hòa, tăng độ dẫn điện của nước, cho phép máy điện phân tạo ra độ pH lớn hơn 12. Ngoài ra, nhiều người ủng hộ công nghệ tái tạo năng lượng từ nước ion kiềm ERW khuyên uống “nước màu tím”, ám chỉ màu tím đậm xuất hiện khi kiểm tra nước bằng chất chỉ thị pH đa năng. Tuy nhiên, màu tím đậm này không có nghĩa là pH 9,5, mà chỉ là do chất chỉ thị nhạy cảm, màu tím đậm không xuất hiện cho đến khi pH đạt 10 hoặc cao hơn [ 42 ]. Do đó, nếu người tiêu dùng muốn tránh uống nước có độ pH cao hơn 10, thì họ không nên uống nước khiến chất chỉ thị pH đa năng chuyển sang màu tím đậm.

Tuy nhiên, ngay cả khi không uống “nước kiềm mạnh” và chỉ cần cài đặt máy ở mức 9,0 hoặc 9,5, người tiêu dùng vẫn có thể uống nước có độ pH cao hơn 10 hàng ngày. Điều đáng tiếc là, người tiêu dùng có thể hoàn toàn không nhận ra điều này, bởi vì, mặc dù hầu hết các máy lọc nước ion kiềm cho phép người dùng đặt độ pH mong muốn (ví dụ: 8,5, 9,0 và 9,5), những cài đặt này chỉ thay đổi điện áp được áp dụng cho các điện cực, điện áp cao hơn được áp dụng cho cài đặt độ pH cao hơn. Tuy nhiên, những cài đặt này không đảm bảo rằng độ pH được tạo ra sẽ đạt độ pH được chỉ định, vì các đơn vị này không có các điện cực pH hoặc phần mềm phản hồi nội bộ, điều này có thể khiến các loại nút cài đặt này gây hiểu nhầm cho người sử dụng. Do đó, nếu nguồn nước có nồng độ khoáng chất cao hoặc đã kiềm nhẹ (ví dụ: pH > 8), thì ở cài đặt “pH 9,5”, độ pH của nước kiềm được tạo ra có thể dễ dàng vượt quá độ pH 10. Hơn nữa, giảm tốc độ dòng chảy cho phép nước trải qua quá trình điện phân trong thời gian lâu hơn, điều này ảnh hưởng mạnh mẽ đến độ pH. Tùy thuộc vào nồng độ khoáng chất của nguồn nước, giảm tốc độ dòng chảy xuống mức “nhỏ giọt” có thể dẫn đến nước kiềm với độ pH vượt quá 12. Đây là một thành tựu đáng kinh ngạc và làm tăng giá trị ORP âm hơn do nồng độ pH và nồng độ khí h2 cao hơn (xem Hình 1 trong Phần I); tuy nhiên, điều này cũng làm tăng nguy cơ tác động có hại.

Ngoài ra những tác hại đã đề cập, uống nước kiềm có thể giảm hấp thu chất dinh dưỡng của cơ thể. Ví dụ, canxi sẽ kết tủa ở các môi trường có độ pH cao hơn và một môi trường có độ pH axit cao sẽ giúp các khoáng chất tan ra và giúp vitamin được hấp thụ từ thực phẩm dễ dàng hơn. Nếu uống một lít nước kiềm ở độ pH 10, nó có thể dễ dàng trung hòa vài trăm ml dịch axit dạ dày có độ pH-4. Điều này trở nên nghiêm trọng hơn nếu cơ thể không thể dễ dàng đáp ứng vì thiếu axit dạ dày (ví dụ: do dùng thuốc, sản xuất axit dạ dày suy giảm, phẫu thuật cắt bỏ dạ dày, v.v.). Trong những trường hợp này, việc hấp thụ khoáng chất, vitamin và các chất dinh dưỡng quan trọng khác có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng [ 36]. Việc trung hòa axit dạ dày cũng có thể làm tăng nguy cơ nhiễm trùng vi khuẩn gây bệnh mà lẽ ra đã bị tiêu diệt bởi dịch axit của dạ dày [ 36 ]. Hơn nữa, các chất (thuốc) ức chế bơm proton(PPI) có thể làm thay đổi vi khuẩn đường ruột và làm tổn thương niêm mạc ruột non ở bệnh nhân dùng aspirin [ 43 ], như đã được thảo luận ở mục Phần 2.4 . Việc trung hòa axit dạ dày bằng nước ion kiềm có độ pH cao có thể làm giảm triệu chứng trào ngược dạ dày thực quản ở một số trường hợp. trong khi những trường hợp khác, nó lại có thể làm tăng triệu chứng này.

2.2. An toàn của điện cực và sự xuống cấp của kim loại

Một vấn đề tiềm ẩn liên quan đến quá trình điện phân là sự rò rỉ một lượng nhỏ các hạt nano bạch kim (PtNPs). Tính an toàn của PtNPs vẫn chưa được xác định hoàn toàn [ 2 ] và có những lo ngại về độc tính tiềm ẩn [ 34 , 35 ]. Ví dụ, PtNPs có thể can thiệp vào các kênh ion trong tế bào cơ tim dẫn đến sự rối đoạn điện tâm đồ và gây ra tình trạng cản trở dẫn truyền tim đe dọa đến tính mạng [ 44 ]. Độc tính của PtNPs dường như phụ thuộc vào kích thước, với kích thước nhỏ hơn gây ra tổn thương nghiêm trọng hơn, bao gồm độc tính Gan và độc tính Thận [ 45 , 46 ]. Điều này làm cho PtNPs trở nên hấp dẫn trong điều trị ung thư bằng cách kích hoạt quá trình tế bào chết do tác nhân độc hại từ PtNPs thông qua sự phân mảnh DNA [ 47]. Tuy nhiên, điều này cũng xảy ra ở các tế bào không ung thư, khi PtNPs được tiếp xúc với tế bào người dẫn đến gây tổn thương DNA và kích hoạt p53 dẫn đến quá trình chết của tế bào [ 48 ]. Ngoài ra, Hiraoka và các cộng sự phát hiện ra rằng uống nước có chứa bạch kim dẫn đến rối loạn gan cấp tính ở người khỏe mạnh [ 49 , 50 ]. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu đang tiếp tục được quan tâm, cho thấy những lợi ích tiềm năng trong một số trường hợp như điều trị ung thư nhưng cũng gây ra những tác động độc hại trong những trường hợp khác [ 51 ].

Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, lượng PtNPs thường thấp hơn và khó phát hiện, và PtNPs chỉ xuất hiện trong quá trình điện phân liên tục. Tuy nhiên, mối lo ngại này tăng lên khi nước nguồn ban đầu chứa nhiều khoáng chất hơn, khi điện áp được áp dụng tăng lên (chẳng hạn: cài đặt chế độ kiềm cao nhất) và khi tốc độ dòng chảy giảm dần cho phép thời gian điện phân dài hơn và nhiệt độ điện cực tăng lên; những điều kiện này tạo điều kiện cho sự xuống cấp của điện cực. Bên cạnh đó , các điện cực này không phải là bạch kim nguyên chất mà là bạch kim phủ titan . Bản thân những kim loại này có thể không đạt được độ tinh khiết cao nhất và có thể dễ dàng chứa các lượng vi lượng kim loại nặng khác đã được biết là độc hại bao gồm niken, cadmium, chì, cobalt, asen, v.v. Mất lớp phủ bạch kim và/hoặc sự xuống cấp của điện cực có thể dẫn đến việc các kim loại độc hại này tích tụ trong nước uống ion kiềm. Tương tự như vậy, sự xuống cấp/suy giảm hóa chất của màng được sử dụng để tách 2 buồng kiềm và axit cũng có thể gây vấn đề [52 ]. Các hậu quả của sự xuống cấp/suy giảm của điện cực/màng có thể dẫn đến các mô sẽ chết và sợi xơ trên mô tim và tăng kali máu ở chuột uống uống nước ion kiềm ERW [ 29 , 30 , 31 , 32 ].

2.3. Tăng kali máu

Tương tự như những nghiên cứu trên động vật đã đề cập, tăng kali máu cũng là tình trạng được quan tâm nhất trong một số nghiên cứu lâm sàng trên con người. Cụ thể, ở một số người có chức năng thận kém, uống nước ion kiềm có độ pH trên 10 có thể dẫn đến tăng kali máu [ 37 , 38 ]. Tuy nhiên, cơ chế gây tăng nồng độ kali trong máu này vẫn chưa rõ ràng. Cần lưu ý rằng tình trạng tăng kali máu do uống nước kiềm có phần hơi đối nghịch với lý thuyết, bởi vì ngay cả khi nước kiềm có thể làm tăng đáng kể độ pH trong máu, thì nồng độ kali trong máu sẽ giảm chứ không tăng. Điều này là do chất Antiporter (đảo chất) K+ /H+ hoạt động để giảm độ pH trở lại bình thường bằng cách di chuyển H+ ra khỏi tế bào để đổi lấy K+ vào tế bào.

Nguyên nhân chính gây tăng kali máu vẫn chưa được biết chắc, tuy nhiên, có ít nhất hai giải thích có thể xảy ra. Một giải thích tiềm năng, mặc dù khó xảy ra, là nước ion kiềm ERW có độ pH trên10 có thể làm tăng đáng kể việc sản xuất HCl (axit clohidric) [ 38 ]. Cơ chế sinh lý tạo ra HCl phụ thuộc vào enzyme H+ /K+ ATPase của tế bào niêm mạc dạ dày. Việc tiết ra các ion H+ vào lumen dạ dày dẫn đến tăng ion K+ trong tế bào niêm mạc dạ dày. Các ion kali này sau đó được bài tiết ra khỏi tế bào vào không gian ngoài tế bào thông qua antiporter Na+ /K+. Tương tự, sự kiềm hóa của nội môi ruột có thể ban đầu làm tăng nồng độ K+ trong tế bào thông qua bơm K+ /H+ . Tế bào phản ứng bằng cách kích hoạt các bơm Na+ /K+ ATPase tại basolateral, dẫn đến nồng độ K+ trong tế bào bình thường, nhưng nồng độ K+ ngoài tế bào cao hơn . Nếu điều này xảy ra ở những người có chức năng thận kém, họ có thể không duy trì được mức độ kali huyết tương bình thường, do đó dẫn đến tình trạng tăng kali máu được quan sát.

Một lý do tiềm năng khác có thể là sự tổn thương tế bào gây độc hại như đã được quan sát trong các nghiên cứu trên động vật trước đó [ 29 , 30 , 31 , 32 ]. Trong các nghiên cứu này, nước ion kiềm ERW gây ra tổn thương tế bào và tổn thương cơ tim, dẫn đến giải phóng kali vào máu gây ra tình trạng tăng kali máu. Tác nhân hoạt động trong nước ion kiềm ERW gây ra các tác động độc hại này vẫn chưa rõ, nhưng khả năng gây hại lớn nhất có thể là các kim loại độc hại được rò rỉ từ các điện cực. Sự xuống cấp của các điện cực thường xảy ra chủ yếu khi tạo ra nước ion kiềm ERW có độ pH cao hơn, do điện áp cao hơn và/hoặc thời gian điện phân lâu hơn, tạo ra nhiệt độ cao hơn và nồng độ khoáng chất trong nước nguồn cao hơn. Điều này liên quan đến quan sát rằng tăng kali máu chỉ xảy ra khi độ pH vượt quá 10. Do đó, nước ion kiềm ERW có độ pH từ 10 trở lên có thể chứa nhiều kim loại gây độc hại tế bào hơn, gây tổn thương tế bào. Các tế bào bị tổn thương sau đó giải phóng kali vào huyết thanh, và nếu cá nhân không thể duy trì mức kali huyết thanh bình thường do chức năng thận kém, thì tình trạng tăng kali máu sẽ xảy ra.

Sụ phổ biến của tình trạng tăng kali máu đã được công nhận rộng rãi, đó là lý do tại sao các quy định của Nhật Bản và Hàn Quốc về các máy điện giải nước ion kiềm yêu cầu độ pH của nước uống kiềm không được vượt quá pH 9,8 [ 37 ]. Tương tự, hướng dẫn sử dụng chính thức của Enagic cũng nêu rõ: “ khi uống nước kangen, hãy điều chỉnh giá trị pH xuống dưới 9,5 hoặc thấp hơn. Không nên uống nước có độ pH lớn hơn 10,0. Hãy kiểm tra định kỳ giá trị pH.” [ 53 ]. Nó cũng nêu rõ: “ Không nên uống nước kangen nếu bạn có vấn đề về thận như suy thận hoặc khó xử lý kali .” [ 53]. Những khuyến cáo an toàn này có vẻ thận trọng để giảm thiểu các vấn đề có thể xảy ra khi uống nước có độ pH cao, tăng kali máu và giảm tiếp xúc với các hạt điện cực kim loại. Tuy nhiên, mặc dù nước ion kiềm phổ biến và an toàn đối với hầu hết mọi người nếu tuân thủ các khuyến cáo này, cần tiếp tục điều tra kỹ hơn về những lo ngại về sức khỏe có thể có khi uống nước ion kiềm ERW.

2.4. An toàn của vi sinh vật đường ruột

Các tác động của nước ion kiềm có cường độ điện trở thấp (ERW) đối với vi sinh vật đường ruột đã được báo cáo ở chuột [ 54 ] và người [ 55 ]. Tất cả những nghiên cứu này đều sử dụng nước ion kiềm giàu hydro. Điểm chung của các nghiên cứu này là nước ion kiềm ERW đã tăng cường vi sinh vật sản xuất axit béo ngắn (SCFA) và nồng độ SCFA trong phân. SCFA tăng cường sự biểu hiện của gen Foxp3 và kích thích sự phân hóa của tế bào T chưa phân hóa thành tế bào T điều tiết bằng cách ức chế histone deacetylase (HDAC), điều này có tác dụng kháng viêm [ 56 ]. Sự ức chế histone deacetylase (HDAC) cũng làm dày niêm mạc ruột, phần là do vai trò của SCFA như một nguồn năng lượng cho các tế bào biểu mô ruột [ 57]. Sử dụng lâu dài thuốc ức chế bơm proton (PPI) làm thay đổi phần lớn vi sinh vật đường ruột, có thể do tăng độ pH dạ dày và tá tràng ở chuột [ 58 ] và người [ 43 , 59 , 60 , 61 ]. Ở người, sự gia tăng tương đối của Streptococcus [ 43 , 59 , 60 , 62 ] là một đặc điểm chung của việc sử dụng PPIs. Sự gia tăng tương đối của Streptococcus đường ruột được gia tăng ở những bệnh nhân bị viêm da dị ứng và có tương quan âm nghịch với SCFAs [ 63 ]. Sự gia tăng tương đối của Streptococcus đường ruột cũng được tăng lên ở bệnh mạch vành [ 64 ]. Ngoài ra, ở người, việc sử dụng PPIs trong thời gian dài làm giảm đáng kể nồng độ Faecalibacterium, đây là loại vi khuẩn sản xuất SCFA chính trong ruột của chúng ta [ 61 ]. Mặc dù không có báo cáo nào cho thấy việc sử dụng nước ion kiềm ERW làm tăng sự hiện diện của Streptococcus trong vi sinh vật đường ruột và các vi khuẩn sản xuất axit béo ngắn (SCFA) đã tăng thay vì giảm khi sử dụng nước ion kiềm ERW [ 54 , 55 , 65 ], tuy nhiên, độ kiềm của nước ion kiềm ERW có độ pH cao có thể gây ra tác động bất lợi đối với vi sinh vật đường ruột.

3. Hiệu quả của máy tạo nước ion kiềm ERW trong việc sản xuất nước giàu Hydo (H2). Trong nhiều thập kỷ, Phương pháp chính để thu được nước hydro là nước ion kiềm ERW. Lý do cho điều này là vì trước đây chưa biết rằng H2 là yếu tố quan trọng chịu trách nhiệm về lợi ích điều trị của nước ion kiềm ERW. Các nhà sản xuất máy tạo nước ion kiềm tập trung vào việc thay đổi độ pH và không quan tâm đến nồng độ hydro phân tử. Trên thực tế, trong những ngày đầu của máy tạo nước ion kiềm, trước khi biết đến lợi ích hay độ an toàn cao của H2, một số nhà sản xuất có thể đã phát triển các loại máy tạo ra độ pH kiềm cao với lượng H2 hòa tan thấp.. Tuy nhiên, không phải tất cả các máy tạo nước ion kiềm thông thường đều có khả năng cung cấp nước hydro hòa tan. Hầu hết các máy tạo nước ion kiềm, khi hoàn toàn mới và sử dụng nguồn nước tốt và tốc độ dòng chảy bình thường, tạo ra nồng độ H2 hòa tan trong khoảng từ 0,2 mg/L đến 1,2 mg/L trong phạm vi pH từ 8,5 đến 10,5. Nồng độ phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm máy móc, vật liệu điện cực, diện tích và hình thái của điện cực, điện áp đặt vào, hàm lượng khoáng chất của nguồn nước, tốc độ dòng chảy và độ sạch của điện cực, tất cả đều có thể dẫn đến một khoảng H2 từ dưới 0,01 mg/L đến gần 2 mg/L trong phạm vi pH từ khoảng 8 đến hơn 12.

Giảm tốc độ dòng chảy sẽ cho phép nước tiếp xúc với các điện cực trong suốt quá trình điện phân trong khoảng thời gian dài hơn và do đó tạo ra lượng H2 và các ion OH− nhiều hơn từ một lượng nước nhỏ hơn, làm tăng độ pH. Nếu trong nước có đủ khoáng chất, thì việc giảm tốc độ dòng chảy để đạt được nồng độ H2 là 1 mg/L thường dẫn đến độ pH vượt quá 10. Mặc dù điều này có thể đạt được nồng độ H2 vừa đủ , nhưng độ pH quá cao có thể gây ra vấn đề như đã đề cập ở trên. Thực tế, chỉ dựa trên phản ứng hóa học mà không xem xét tác dụng đệm yếu của nước nguồn ban đầu hoặc rò rỉ proton vào cực âm, để tạo ra 1 mg/LH2, cần một milimol H+ và tạo ra một milimol ion OH− , điều này dẫn đến làm tăng độ pH lên 11. Tương tự, chỉ dựa trên phản ứng hóa học mà không xem xét tác dụng đệm yếu của nguồn nước ban đầu hoặc sự rò rỉ proton vào cực âm, để tạo ra chỉ 0,1mg/LH2 sẽ dẫn đến độ pH là 10, điều này có ý nghĩa vì độ pH là logarithmic. Tuy nhiên, không phải tất cả H2 được tạo ra đều hòa tan vào nước. Điều này có thể dễ dàng quan sát thông qua sự xuất hiện của sương mù hoặc đục trong nước, Điều này cho thấy khí chưa hòa tan hoàn toàn. Tương tự, một ngọn lửa có thể được đặt dưới dòng chảy nước , kích hoạt khí H2, dẫn dến âm thanh nổ lách tách/lộp bộp. Chiến dịch tiếp thị thường sử dụng phương pháp trưng bày sản phẩm để “chứng minh” mức độ cao của H2 hòa tan trong nước. Tuy nhiên, phương pháp này thực tế không chứng minh được sự hòa tan của H2 mà chỉ chứng minh sự hiện diện của khí H2 không hòa tan, vì khí H2 hòa tan hoàn toàn, giống như thuốc nổ khi hòa tan trong nước, sẽ không cháy được. Do đó, ngay cả khi đủ lượng khí H2 được sản xuất tạo thành nước có nồng độ 1 mg/L H2, không phải tất cả khí H2 đều hòa tan vào nước. Khí H2 chưa hòa tan vào nước không thể mang lại lợi ích vì nó nhanh chóng bị mất vào khí quyển. Tỷ lệ hòa tan ước tính cho các máy nước ion có thể khoảng 25%, nhưng dao động từ dưới 1% dến có thể đạt đến mức cao nhất là 70%. Điều này có nghĩa là, nếu các điện cực được làm sạch và nồng độ khoáng chất tối ưu, thì ở tỷ lệ hòa tan cao nhất, chỉ có thể tạo ra nồng độ H2 0,07 mg/L trước khi độ pH tăng lên trên 10. Tuy nhiên, trong thực tế, tùy thuộc vào máy nước ion kiềm, Chúng ta có thể đo được nồng độ H2 gần 0,7 mg/L trước khi độ pH vượt quá 10. Tuy nhiên, không nên uống nước ion kiềm có độ pH trên 9,8

Người ta ước tính rằng, để máy tạo nước ion kiềm tạo ra được những thay đổi đáng kể về độ pH và nồng độ H2, nước nguồn phải có nồng độ khoáng chất tối thiểu khoảng 50 mg·L−1 [ 2]. Trong một nổ lực để khắc phục vấn đề này, một số máy cho phép bạn bơm thêm khoáng chất (ví dụ: canxi glycerophotphat) vào nguồn nước trước khi điện phân và/hoặc sử dụng bộ lọc có chứa canxi sulfit có thể làm tăng mức độ khoáng chất một cách không đáng kể.. Thật không may, những phương pháp này không làm tăng đáng kể nồng độ khoáng chất và cũng không cung cấp giải pháp hiệu quả lâu dài. Điều này có nghĩa là những khách hàng mua các máy lọc nước ion kiềm nhưng sống ở những khu vực có nồng độ khoáng chất thấp, thì các máy này không đạt mức độ hydrogen phân tử đáng kể trong nước. Tuy nhiên, nếu trong nước có đủ khoáng chất, thì điều này sẽ tạo ra hai mối lo ngại khác. Thứ nhất, độ pH quá cao, có liên quan đến tăng kali máu và sự xuống cấp của điện cực cùng với các mối lo ngại liên quan đến nó. Thứ hai, yêu cầu phải vệ sinh máy thường xuyên. Các khoáng chất, đặc biệt là các ion canxi mang điện tích dương, có xu hướng tập trung trên điện cực âm và gây tích tụ cặn vôi. Những cặn canxi này không chỉ làm giảm diện tích bề mặt hiệu quả của điện cực mà quan trọng hơn là còn ngăn cản khí H2 hòa tan vào nước. Các tác giả đã quan sát thấy rằng, chỉ trong vòng hai tuần, một số máy tạo nước ion kiềm có thể giảm từ gần 1 mg/L xuống còn dưới mức phát hiện là 0,01 mg/L. Tuy nhiên, sau khi vệ sinh máy bằng axit xitric, nồng độ H2 sẽ trở về mức bình thường. Quan sát này không được rộng rãi biết đến do ba nguyên nhân (i) Thiếu nhận thức về tầm quan trọng của H2 trong nước ion kiềm giàu H2 ERW, (ii) sự tập trung quá mức vào độ pH, việc hình thành siêu phân từ hoặc các đặc tính không quan trọng hoặc không thể chứng minh được, và (iii) việc sử dụng thiết bị đo ORP, những thiết bị này vẫn cho ORP rất âm mặc dù nồng độ H2 rất thấp do độ pH rất cao, (ví dụ: độ pH 10,5, ORP = −580 đến −730 mV, nhưng H2 < 0,1 mg/L) [ 22 ].

Trong hình 1. Những quan sát này được minh họa. Cho thấy tỷ lệ rủi ro và lợi ích của nước ion kiềm giàu H2 ERW. Khi nồng độ H2 tăng lên, độ pH cũng tăng theo và có những rủi ro liên quan đến sức khỏe được đề cập trong Bảng 1 (ví dụ như độc tố kim loại, tổn thương mô, tăng kali máu, khó hấp thụ chất dinh dưỡng, v.v.). Phạm vi của nước ion kiềm giàu H2 ERW được mô tả bằng màu xanh lam, trong đó phần lớn nằm ở các khu vực không được khuyến cáo sử dụng (khu vực 1, 3 và 4). Điều này là do rủi ro thấp nhưng nồng độ H2 cũng thấp (vùng 3) hoặc rủi ro cao đối với cả hai khu vực có nồng độ H2 cao (vùng 1) và H2 thấp (vùng 4). Chỉ một phần nhỏ của phạm vi nước ion kiềm giàu H2 ERW được khuyến cáo sử dụng (vùng 2). Đây là nơi nồng độ H2 cao hơn ngưỡng cần thiết đẻ đạt hiệu quả trong điều trị, nhưng đồng thời cũng đảm bảo rủi ro ở mức tối thiểu. (trong trường hợp này, nồng độ H2 trong nước ion kiềm phải cao hơn ngưỡng nguyên tố tiềm năng để đảm bảo hiệu quả điều trị bệnh) (ví dụ: pH dưới 9,8). Thật không may, vùng lý tưởng này, mặc dù rất nhỏ, có thể không đạt được đối với tất cả các máy nước ion kiềm giàu H2 Trên thực tế, như đã đề cập, ngay cả một máy nước ion kiềm giàu H2 ERW có thể tạo ra đủ nồng độ H2 với độ pH thấp hơn 9,8, cũng có thể nhanh chóng phát triển mảng cặn trên các điện cực, điều này sẽ dẫn đến nhiều nồng độ H2 không hiệu quả về mặt điều trị và tiềm ẩn rủi ro cao.

Hình 1. Biểu đồ mô tả tỷ lệ rủi ro và lợi ích của Nước ion kiềm giàu H2 (ERW) trong việc tạo ra khí hydro hòa tan trong nước và các rủi ro tiềm ẩn đối với sức khỏe. Phạm vi nước ion kiềm giàu H2 (ERW) chỉ chồng lên một phần nhỏ của vùng khuyến cáo 2, nơi mà nồng độ H2 đủ đáp ứng và các rủi ro được giảm thiểu.

Các phương pháp khác để cung cấp và quản lý hydro phân tử bao gồm

Ngoài cách lấy hydro phân tử H2 thông qua việc uống nước chứa khí hòa tan, còn có nhiều phương pháp khác để cung cấp hydro phân tử H2 [ 66 ]. Các phương pháp khác bao gồm hít khí H2 , tiêm tĩnh mạch nước muối giàu H2, nhỏ mắt nước muối H2, sử dụng oxy hóa nước muối H2 , tắm nước H2, Uống các viên nang chứa H2 và sử dụng các hợp chất mới cung cấp cho H2 i [ 67 ]. Tuy nhiên, nước Hydro H2 vẫn là phương pháp phổ biến nhất để cung cấp Hydro phân từ H2 [ 68 ].

Hiện nay, khi Hydro phân tử được công nhận là tác nhân trị liệu trong nước ion kiềm giàu hydro ERW, nhiều nhà sản xuất/công ty đã phát triển các sản phẩm chỉ tập trung vào việc cung cấp mức độ hydro phân tử cao trong nước [ 66 ]. Các sản phẩm này bao gồm nước giảm điện phân có độ pH trung tính, máy truyền H2 có pH trung tính và các thiết bị điện phân cầm tay sử dụng màng trao đổi proton, viên nén hydro phân từ tạo ra nồng độ H2 cao [ 69 ], và thậm chí các loại thức uống chức năng chứa hydro phân từ đã được đóng gói và sẵn sàng để uống [ 70 , 71 ]. Những phương pháp này hoàn toàn hoàn toàn bỏ qua được các yêu cầu đặc biệt của cả máy nước ion kiềm giàu hydro ERW và nguồn nước gốc để tạo ra các mức độ hydro phân từ H2 hòa tan phù hợp với điều trị lâm sàng. Hơn nữa, ít nhất các phương pháp không điện phân cũng tránh được những rủi ro về an toàn của nước ion kiềm giàu hydro ERW được liệt kê trong Bảng 1 Các thiết bị điện phân có độ pH trung tính cũng tránh được hầu hết các vấn đề này, nếu không muốn nói là tất cả, những lo ngại này là do độ pH thấp hơn. Tuy nhiên, vì vẫn sử dụng các điện cực kim loại nên không thể loại trừ khả năng nhiễm kim loại trong nước uống. Tuy nhiên, rủi ro này cũng có thể được giảm thiểu bằng các máy có độ pH trung tính vì (i) độ pH trung tính ít ăn mòn trên các điện cực kim loại, trong khi các điều kiện kiềm tăng tốc quá trình xuống cấp của điện cực bạch kim [ 72 ], (ii) mật độ dòng thấp hơn dẫn đến ít điện di chuyển điện và stress cơ học và giảm suy giảm của điện cực hơn [ 73], (iii) các thiết bị có độ pH trung tính tạo ra nhiệt độ thấp hơn trên các điện cực, điều này cũng làm giảm sự bong tróc của bạch kim [ 73 ] và (iv) một số tạp chất kim loại nhất định dễ bị rò rỉ và/hoặc dễ hòa tan hơn và do đó dễ hấp thụ sinh học hơn ở độ pH cao hơn (ví dụ: bạch kim, chì, crom, asen, nhôm, v.v.) [ 74 , 75 ].

4. Hướng dẫn và Khuyến nghị

Nếu muốn sử dụng ERW để tạo ra nước giàu hydro, nhà nghiên cứu và người tiêu dùng cần đảm bảo rằng nồng độ khoáng chất của nước nguồn nước đầu vào là tối ưu, các điện cực không bị tạp chất canxi bám trên bề mặt điện cực, tốc độ dòng chảy nước tối ưu để ngăn chặn pH vượt quá mức pH 10, và cuối cùng đo nồng độ H2 để đảm bảo đạt được một mức độ H2 có tác dụng và ổn định: .

Đối với những người chọn sử dụng máy tạo nước ion kiềm ERW để tạo ra nước EOW hoặc nước giàu H2, chúng tôi cung cấp các hướng dẫn và khuyến nghị sau đây:

Đối với việc sử dụng EOW (nước oxy hóa điện phân – nước có tính axit)

Độ pH hiệu quả nhất cho EOW là từ 4,5 đến 6,5.
Nồng độ HOCl phụ thuộc vào nồng độ clorua trong nước nguồn, tốc độ dòng chảy, điện áp đặt vào, cấu hình điện cực và hình dạng tấm, tất cả có thể có sự khác biệt rộng.
Với tất cả các yếu tố khác đều như nhau, điện cực dạng lưới hiệu quả hơn trong việc tạo ra HOCl so với điện cực dạng tấm rắn.
Nếu độ pH nằm trong phạm vi lý tưởng, ORP có thể được sử dụng để biểu thị khả năng khử trùng/khử khuẩn và nên vượt quá +700 mV đến hơn +1200 mV
Sử dụng các dải thử clo cũng có thể hữu ích để đảm bảo nồng độ HOCl đủ cao.

Đối với việc uống nước ERW ( nước ion kiềm)

Đảm bảo rằng nguồn nước có nồng độ khoáng chất đủ để cho phép quá trình điện phân xảy ra (tổng chất rắn hòa tan, TDS) (TDS tối thiểu phụ thuộc vào thiết kế máy)
Nếu nước nguồn có đủ khoáng chất, hãy đảm bảo làm sạch máy định kỳ.

○ Mặc dù một số máy có chế độ tự làm sạch đảo ngược cực của điện cực, tuy nhiên điều này có thể không đủ và sẽ không ngăn được sự tích tụ cặn ở các bộ phận khác của máy bao gồm ống dẫn và van điện từ.

○ Vệ sinh máy bằng axit yếu như giấm hoặc axit citric có thể hòa tan chất canxi và muối khoáng và loại bỏ chúng khỏi các điện cực cũng như các bộ phận ướt khác của máy.

Đo nồng độ H2 trong nước ion kiềm thường xuyên để đảm bảo nồng độ nằm trong mức mong muốn. Hãy sử dụng các phương pháp chính xác (chẳng hạn như: sắc ký khí hoặc chất xác định nồng độ hydrohen (MiZ Japan và H2 Blue™, Mỹ) cho việc đo lường H2 (xem thêm [ 22 ]). Cụ thể, hạn chế sử dụng các phương pháp phụ thuộc vào pH- như ORP và máy đo H2 dựa trên ORP (xem [ 22 ]).

○ Nồng độ H2 thấp có thể cho thấy nồng độ khoáng chất trong nước nguồn không đủ, tốc độ dòng chảy quá cao hoặc cần phải làm sạch máy bằng dung dịch axit.

Đảm bảo rằng máy sản xuất nước ion kiềm ERW đến từ nhà cung cấp chất lượng cao, các điện cực được phủ bằng bạch kim có độ tinh khiết cao và độ dày đủ lớn để chịu được hoạt động bình thường.
Tuân theo các quy định của chính phủ để không uống nước kiềm ERW có độ pH vượt quá 9,8 để tránh tình trạng tăng kali máu và các vấn đề khác liên quan đến việc uống nước ion kiềm ERW có độ pH cao.

○ Hãy nhớ rằng, ngay cả khi cài đặt/nút điều chỉnh cho độ pH, điều này chỉ làm thay đổi điện áp áp dụng, do đó độ pH thực tế có thể cao hơn hoặc thấp hơn.

○ Nếu sử dụng chất chỉ thị pH chung, màu sắc không nên là “tím đậm” vì điều này cho thấy độ pH lớn hơn 10.

5. Kết Luận

Nước ion kiềm(ERW) đã được tiêu thụ trong hơn nửa thế kỷ và đã được nghiên cứu và khẳng định về nhiều tác dụng. Có nhiều nghiên cứu xác nhận tác dụng điều trị của ERW trước và sau khi nghiên cứu về hydro phân tử được thực hiện. Tuy nhiên, các lợi ích của ERW đã được chứng minh rõ ràng là do khí hydro phân tử hòa tan chứ không phải những tính tính được tuyên bố khác. Điện hóa oxy hóa khử âm(ORP) trong ERW là một chỉ báo quan trọng để đánh giá liệu ERW có mang lại bất kỳ lợi ích nào hay không chỉ vì nó cho thấy sự hiện diện của khí hydro phâ từ đã hòa tan. Tuy nhiên, vì máy đo ORP và máy đo H2 dựa trên ORP không thể được sử dụng để đo chính xác nồng độ H2 trong ERW, nên việc sử dụng chúng không được khuyến khích. Mặc dù ERW có hiệu quả điều trị và được xem là An toàn, nhưng vẫn tồn tại các vấn đề liên quan đến an toàn, đặc biệt là ở mức độ pH cao. Những vấn đề đáng lo ngại nhất là các báo cáo về tăng kali trong máu, có thể gây ra tổn thương mô do kim loại rò rỉ vào nước trong quá trình điện phân. Tuy nhiên, ở điều kiện thích hợp, mức độ pH cao của ERW cũng có thể gây ra những tác động có hại ở những người nhạy cảm với hiệu ứng này. Khi sử dụng ERW, Khuyến cáo người dùng không nên uống ERW khi độ pH vượt quá 9,8 để tuân thủ các quy định của nhà sản xuất và quy định của chính phủ. Do các vấn đề an toàn tiềm ẩn của ERW, một số người dùng có thể tìm kiếm các phương pháp thay thế có khả năng cung cấp nồng độ H2 ổn định hơn và cao hơn mà không cần phải bảo trì nhiều và đo H2 thường xuyên. Tuy nhiên, mặc dù mức độ H2 được cung cấp bởi ERW khi độ pH không vượt quá 10 tương đối thấp, ERW vẫn là một phương pháp phổ biến và đơn giản để cung cấp nước hydro. Nếu phương pháp này được lựa chọn bởi nhà nghiên cứu hoặc người tiêu dùng, thì điều quan trọng là nồng độ H2 phải được đo thường xuyên bằng một phương pháp chính xác để đảm bảo nồng độ H2 không bị thấp hơn ngưỡng điều trị.

Sự đóng góp của tác giả

Khái niệm hóa, TWL; viết—chuẩn bị bản thảo gốc, TWL; viết—đánh giá và chỉnh sửa, TWL, RS, KO Tất cả các tác giả đã đọc và đồng ý với phiên bản đã xuất bản của bản thảo.

Kinh phí

Các công trình trình bày trong bài viết này được hỗ trợ một phần bởi Quỹ hỗ trợ Nghiên cứu và Phát triển Y tế Nhật Bản (JP21gm1010002).

Xung đột lợi ích

Các tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích nào.

Tài liệu tham khảo

Chen, B.K.; Wang, C.K. Electrolyzed Water and Its Pharmacological Activities: A Mini-Review. Molecules 2022, 27, 1222. [Google Scholar] [CrossRef]
Henry, M.; Chambron, J. Physico-Chemical, Biological and Therapeutic Characteristics of Electrolyzed Reduced Alkaline Water (ERAW). Water 2013, 5, 2094–2115. [Google Scholar] [CrossRef]
Jackson, K.; Dressler, N.; Ben-Shushan, R.S.; Meerson, A.; LeBaron, T.W.; Tamir, S. Effects of alkaline-electrolyzed and hydrogen-rich water, in a high-fat-diet nonalcoholic fatty liver disease mouse model. World J. Gastroenterol. 2018, 24, 5095–5108. [Google Scholar] [CrossRef]
Slezak, J.; Kura, B.; LeBaron, T.W.; Singal, P.K.; Buday, J.; Barancik, M. Oxidative Stress and Pathways of Molecular Hydrogen Effects in Medicine. Curr. Pharm. Des. 2021, 27, 610–625. [Google Scholar] [CrossRef]
Zoulias, E.; Varkaraki, E.; Lymberopoulos, N.; Christodoulou, C.N.; Karagiorgis, G.N. A review on water electrolysis. Tcjst 2004, 4, 41–71. [Google Scholar]
Iram, A.; Wang, X.; Demirci, A. Electrolyzed oxidizing water and its applications as sanitation and cleaning agent. Food Eng. Rev. 2021, 13, 411–427. [Google Scholar] [CrossRef]
.................................................