氫氣如何影響微生物

① 我們的煉金術士——氫作為能源有什麼特性

煉金術是尋求長生的靈丹妙方，是人類受到一切誘惑中的最大誘惑。有史以來，人類就曾希望自己長生，並且做過種種的嘗試。在所有的嘗試中，煉金術士的幻想和技藝是被應用得最普遍的。為什麼稱氫為煉金術士呢當今世界開發新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然氣、煤，均屬不可再生資源，地球上存量有限，而人類生存又時刻離不開能源，所以必須尋找新的能源。

氫能是一種二次能源，它是通過一定的方法制用其他能源製取的，而不像煤、石油和天然氣等可以直接從地下開采、幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天會枯竭。這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的儲量豐富的新的含能體能源。莫非氫就是這樣一種在常規能源危機和開發新的二次能源的同時出現，人們期待的新的二次能源時至今日，氫能的利用已有長足進步。自從1965年美國開始研製液氫發動機以來，相繼研製成功了各種類型的噴氣式和火箭式發動機。美國的太空梭已成功使用液態氫作燃料。我國長征2號、3號也使用液氫作燃料。利用液態氫代替柴油，用於鐵路機車或一般汽車的研製也十分活躍。氫汽車靠氫燃料、氫燃料電池運行也是溝通電力系統和氫能體系的重要手段。

目前，世界各國正在研究如何大量而廉價地生產氫。利用太陽能來分解水是一個主要研究方向。在光的作用下將水分解成氫氣和氧氣，關鍵在於找到一種合適的催化劑。如今世界上有50多個實驗室在進行研究，至今尚未有重大突破，但它孕育著廣闊的前景。

發展氫能源，將向建立一個美好、無污染的新世界邁出重要一步。

在眾多的新能源中，氫能將會成為21世紀最理想的能源。這是因為，在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下，氫氣產生的能量最多，而且它燃燒的產物是水，沒有灰渣和廢氣，不會污染環境；而煤和石油燃燒生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分別產生溫室效應和酸雨。煤和石油的儲量是有限的，而氫主要存於水中，燃燒後唯一的產物也是水，可源源不斷地產生氫氣，永遠不會用完。

氫是一種無色的氣體。燃燒1克氫能釋放出142千焦耳的熱量，是汽油發熱量的3倍。氫的重量特別輕，它比汽油、天然氣、煤油都輕多了，因而攜帶、運送方便，是航天、航空等高速飛行交通工具最合適的燃料。氫在氧氣里能夠燃燒，氫氣火焰的溫度可高達2500℃，因而人們常用氫氣切割或者焊接鋼鐵材料。

在大自然中，氫的分布很廣泛。水就是氫的大「倉庫」，其中含有11%的氫。泥土裡約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲水量很大，因此可以說，氫是「取之不盡、用之不竭」的能源。如果能用合適的方法從水中製取氫，那麼氫將是一種價格相當便宜的能源。

氫的用途很廣，適用性強。它不僅能用作燃料，而且金屬氫化物具有化學能、熱能和機械能相互轉換的功能。例如，儲氫金屬具有吸氫放熱和吸熱放氫的本領，可將熱量儲存起來，作為房間內取暖和空調使用。

氫作為氣體燃料，首先被應用在汽車上。1976年5月，美國研製出一種以氫作燃料的汽車；後來，日本也研製成功一種以液態氫為燃料的汽車；70年代末期，前聯邦德國的賓士汽車公司已對氫氣進行了試驗，他們僅用了5千克氫，就使汽車行駛了110千米。

用氫作為汽車燃料，不僅干凈，在低溫下容易發動，而且對發動機的腐蝕作用小，可延長發動機的使用壽命。由於氫氣與空氣能夠均勻混合，完全可省去一般汽車上所用的汽化器，從而可簡化現有汽車的構造。更令人感興趣的是，只要在汽油中加入4%的氫氣，用它作為汽車發動機燃料，就可節油40%，而且無需對汽油發動機做多大的改進。

氫氣在一定壓力和溫度下很容易變成液體，因而將它用於鐵罐車、公路拖車或者輪船運輸都很方便。液態氫既可用作汽車、飛機的燃料，也可用作火箭、導彈的燃料。美國飛往月球的「阿波羅」號宇宙飛船和我國發射人造衛星的「長征」運載火箭，都是用液態氫作燃料的。

另外，一使用氫燃料電池還可以把氫能直接轉化成電能，使氫能的利用更為方便。目前，這種燃料電池已在宇宙飛船和潛水艇上得到使用，效果不錯。當然，由於成本較高，一時還難以普遍使用。

現在世界上氫的年產量約為3600萬噸，其中絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中製取的，這就得消耗本來就很緊缺的礦物燃料；另有4%的氫是用電解水的方法製取的，但消耗的電能太多，很不劃算。因此，人們正在積極探索研究制氫的新方法。

隨著太陽能研究和利用的發展，人們已開始利用陽光分解水來製取氫氣。在水中放入催化劑，在陽光照射下，催化劑便能激發光化學反應，把水分解成氫和氧。例如，二氧化鈦和某些含釕的化合物，就是較適用的光水解催化劑。人們預計，一旦當更有效的催化劑問世時，水中取「火」——制氫就成為可能，到那時，人們只要在汽車、飛機等油箱中裝滿水，再加入光水解催化劑，那麼，在陽光照射下，水便能不斷地分解出氫，成為發動機的能源。

世紀70年代，人們用半導體材料鈦酸鍶作光電極，金屬鉑作暗電極，將它們連在一起，然後放入水裡，通過陽光的照射，就在鉑電極上釋放出氫氣，而在鈦酸鍶電極上釋放出氧氣，這就是我們通常所說的光電解水製取氫氣法。

科學家們還發現，一些微生物也能在陽光作用下製取氫。人們利用在光合作用下可以釋放氫的微生物，通過氫化酶誘發電子，把水裡的氫離子結合起來，生成氫氣。蘇聯的科學家們已在湖沼里發現了這樣的微生物，他們把這種微生物放在適合它生存的特殊器皿里，然後將微生物產生出來的氫氣收集在氫氣瓶里。這種微生物含有大量的蛋白質，除了能放出氫氣外，還可以用於制葯和生產維生素，以及用它作牧畜和家禽的飼料。現在，人們正在設法培養能高效產氫的這類微生物，以適應開發利用新能源的需要。

引人注意的是，許多原始的低等生物在新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如，許多細菌可在一定條件下放出氫。日本已找到一種叫做「紅鞭毛桿菌」的細菌，就是個制氫的能手。在玻璃器皿內，以澱粉作原料，摻入一些其他營養素製成的培養液，就可培養出這種細菌，這時，在玻璃器皿內便會產生出氫氣。這種細菌制氫的效能頗高，每消耗5毫升的澱粉營養液，就可產生出25毫升的氫氣。

美國宇航部門准備把一種光合細菌——紅螺菌帶到太空中去，用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。這種細菌的生長與繁殖很快，而且培養方法簡單易行，既可在農副產品廢水廢渣中培養，也可以在乳製品加工廠的垃圾中培育。

對於製取氫氣，有人提出了一個大膽的設想：將來建造一些為電解水製取氫氣的專用核電站。譬如，建造一些人工海島，把核電站建在這些海島上，電解用水和冷卻用水均取自海水。由於海島遠離居民區，所以既安全，又經濟。製取的氫和氧，用鋪設在水下的通氣管道輸入陸地，以便供人們隨時使用。

氫燃料電池技術，一直被認為是利用氫能，解決未來人類能源危機的終極方案。上海一直是中國氫燃料電池研發和應用的重要基地，包括上汽、上海神力、同濟大學等企業和高校，也一直在從事研發氫燃料電池和氫能車輛。隨著中國經濟的快速發展，汽車工業已經成為中國的支柱產業之一。2007年中國已成為世界第三大汽車生產國和第二大汽車市場。與此同時，汽車燃油消耗也達到8000萬噸，約佔中國石油總需求量的1/4。在能源供應日益緊張的今天，發展新能源汽車已迫在眉睫，用氫能作為汽車的燃料無疑是最佳選擇。

雖然燃料電池發動機的關鍵技術基本已被突破，但是還需要更進一步對燃料電池產業化技術進行改進、提升，使產業化技術成熟。這個階段需要政府加大研發力度的投入，以保證中國在燃料電池發動機關鍵技術方面的水平和領先優勢。這包括對掌握燃料電池關鍵技術的企業在資金、融資能力等方面予以支持。除此之外，國家還應加快對燃料電池關鍵原材料、零部件國產化、批量化生產的支持，不斷整合燃料電池各方面優勢，帶動燃料電池產業鏈的延伸。同時政府還應給予相關的示範應用配套設施，並且對燃料電池相關產業鏈予以培育等，以加快燃料電池車示範運營相關的法規、標準的制定和加氫站等配套設施的建設，推動燃料電池汽車的載客示範運營。有政府的大力支持，氫能汽車一定能成為朝陽產業。

② 氫氣也可以維持生命的生存嗎

科學家發現，生命可以在以氫為主的大氣中生存。這一發現對尋找生命有一定的意義，但其實它在科學家的意料之中。在自然天文學研究中，大腸桿菌代表著簡單的生命形式

此外，微生物發現氫是如此美味以至於舒爾茨-馬庫奇擔心任何生命都會耗盡大氣中的氫。

這發生在早期的地球上。他說:「所以如果我看到一顆含有大量氫的類地行星，那就不是真正的生物特徵，而是反生物特徵。」

盡管科學家們還不能就富氫世界的意義達成一致，但這樣的對話將為未來探測地外生命奠定基礎。特別是如果這些對話包括更多的微生物學家，正如尼爾森所述，因為已經有大量的研究表明，生命可以利用氫作為能量來源，不僅保證了生長，而且是茁壯成長。

③ 純氫氣中含有微生物嗎

純氫氣中不可能含有微生物。
雖然美國麻省理工學院研究發現微生物在培養基與氫氣環境中能生長繁殖，但在純氫氣中，微生物沒有賴以生存的碳元素、氧元素、氮元素等無法合成自身蛋白質。
因此，我認為在純氫氣中是不可能有微生物的。

④ 酵母和大腸桿菌為什麼能離開氧氣，在100%的氫氣中生存

導讀：實驗表明，酵母和大腸桿菌不僅能夠在含有100%的氫氣的大氣層中生存，而且能夠繁殖。

在地球上氫氣並不豐富。然而，許多其他岩石世界的情況恰恰相反。天文學家知道這一點，因為行星大氣層中的輕質氫氣會導致周圍有一個較大的「氣泡」。這使得富含氫氣的行星很容易被發現，但它不一定能告訴我們那裡是否存在生命。

「我們證明，通常不居住在以H2為主的環境中的單細胞微生物可以在100%的H2大氣中生存和生長，」研究人員寫道。「我們還描述了大腸桿菌產生的幾十種不同氣體的驚人的多樣性，包括許多已經被提出來作為潛在的生物特徵氣體。

這項工作證明了實驗的實用性，可以更好地確定哪種外星環境可以承載某種形式的可能檢測到的生命。」

⑤ 在尋找地外生命時，為何科學家說氣態行星沒有可能

因為水是生命的搖籃，而氣態行星不會存在水，所以科學家說氣態行星沒有可能。

⑥ 地球生物需要氧氣，外星人靠氫氣氦氣來呼吸可能嗎

曾經我們一度認為，沒有氧氣，地球上所有的生物都無法生存下去。然而真是這樣的嗎？氧氣真的是生命的必須嗎？有沒有可能有生命可以依靠其它的元素而非氧來生存呢？

我認為是很有可能的，並且在地球上就存在著一些這樣的證據。

我們認為氧氣是地球生命的關鍵，是因為現在的我們如果沒有氧氣，我們就無法存活下去。但是對於地球的其它生物來說，氧氣也是可有可無的。比如對於小卷葉蛾來說，對於地球的原始生命來說，無氧生存並不是天方夜譚。

所以我認為，即使在沒有氧氣的太空中，可能也有生命以其它的形式存在著。

⑦ 氫氣的應用領域

氫氣生物學效應
早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究，後來2001年才有法國學者將高壓氫用於治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡單地觀察氫氣被動物呼吸後的反應，顯然觀察結果證明氫氣對動物沒有產生顯著的影響。關於氫氣的生物學效應，最熱鬧地當然屬於潛水醫學，因為氫氣作為人類潛水呼吸的氣體被國際許多重要的潛水醫學研究單位深入研究，作為呼吸氣體的最重要前提是該氣體的安全性，就是不能對人體產生明顯的影響，包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫學研究證明呼吸氫氣是非常安全的，但也同時給人們一種深刻印象，呼吸氫氣對人體是沒有明顯生物學效應的。2007年日本學者報道，動物呼吸2%的氫可有效清除強毒性自由基，顯著改善腦缺血再灌注損傷，採用化學反應、細胞學手段證明，氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。而後兩者是氧化損傷的最重要介質，體內缺乏他們的清除機制，是多種疾病發生的重要基礎。隨後他們又用肝缺血和心肌缺血動物模型，證明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。採用飲用飽和氫水可治療應激引起的神經損傷和基因缺陷氧化應激動物的慢性氧化損傷。美國匹茲堡大學器官移植中心學者Nakao等隨後證明，呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎症損傷，飲用飽和氫水可治療心臟移植後心肌損傷、腎臟移植後慢性腎病。國內第四軍醫大學謝克亮等的研究證明，呼吸氫氣能治療動物系統炎症、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。孫學軍等的研究也證明，呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨後，孫學軍等成功制備了飽和氫注射液，並與國內40多家實驗室開展合作，先後發現該注射液對疼痛、關節炎、急性胰腺炎、老年性痴呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創傷、慢性低氧、腹膜炎、結腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說明，氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑，具有潛在的臨床應用前景。 1.氫是主要的工業原料，也是最重要的工業氣體和特種氣體，在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時，氫也是一種理想的二次能源（ 二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來製取的能源）。在一般情況下，氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用於防止出現氧化的生產中。在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中，在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業中，需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。由於氫的高燃料性，航天工業使用液氫作為燃料。
2.用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料，冶金用還原劑，石油煉制中加氫脫硫劑等 一、氫氣治療疾病的概況
2007年，Ohsawa的關於氫氣選擇性抗氧化和對大鼠腦缺血治療作用的報道是該領域具有開創意義的工作。雖然早在1975年和2001年就有關於氫氣抗氧化的報道，但2001年是研究呼吸800 kpa氫氣14天的效應，而2007年報道是呼吸2kpa氫氣不足1小時的效應，兩者分壓相差400倍，呼吸時間相差600倍，所以這絕對是完全不同性質的工作。該研究將大鼠中動脈臨時阻斷90分鍾（將一根縫合線插到大腦中動脈起始段），然後再灌流，這是經典的腦中風動物模型，類似腦缺血後再恢復血流的情況。在恢復血液供應前5分鍾開始給動物呼吸含氫氣1、2、4%的混合氣體35分鍾，結果發現動物腦組織壞死體積非常顯著地減少。日本學者將這種作用歸因於氫氣可以選擇性中和羥基自由基（羥基自由基是生物體毒性最強的自由基），盡管氫氣也可以中和亞硝酸陰離子，但作用比較弱。該文章發表後，迅速引起國際上的廣泛關注，大批臨床和基礎醫學學者迅速跟進，至2014年已經有63個疾病類型被證明可以被氫氣有效治療。每年氫氣生物學文章數量，如2007年3篇、2008年15篇、2009年26篇、2010年50篇、2011年63篇、2012年95篇，呈現爆發式增長。氫氣的分子效應可在多種組織和疾病存在，例如大腦、脊髓、眼、耳、肺、心、肝、腎、胰腺、小腸、血管、肌肉、軟骨、代謝系統、圍產期疾病和炎症等。在上述這些器官、組織和疾病狀態中，氫氣對器官缺血再灌注損傷和炎症相關疾病的治療效果最顯著，有4篇文章涉及到惡性腫瘤。
二、氫氣治療疾病的病理生理學機制
關於氫氣治療疾病病理生理學機制主流觀點仍是氫氣的選擇性抗氧化，在選擇性抗氧化基礎上，人們相繼證明氫氣對各類疾病過程中的氧化損傷，炎症反應、細胞凋亡和血管異常增生等具有治療作用。活性氧在各類心腦血管疾病如中風和心肌梗死、代謝性疾病如糖尿病動脈硬化等人類重要急性和慢性疾病的病理生理進程中扮演了重要角色，它是分子氧在還原過程中的中間產物，包括以氧自由基形式存在和非氧自由基形式存在的兩大類物質，其中氧自由基又包括羥自由基、超氧陰離子、一氧化氮、亞硝酸陰離子等物質。生理情況下，活性氧在體內不斷產生，也不斷被清除，處於動態平衡。但在缺血、炎症等病理狀態下，機體將產生大量的活性氧。其中，羥自由基和過氧亞硝基陰離子毒性較強，是細胞氧化損傷的主要介質。而一氧化氮、超氧陰離子和過氧化氫等物質毒性較弱，具有重要的信號轉導作用。既往在抗氧化損傷的治療中，還原性過強的葯物可能導致機體氧化- 還原狀態出現新的失衡。2007 年Ohsawa等人研究證實，氫氣能夠選擇性清除毒性較強的羥自由基和亞硝酸陰離子，而對其它具有重要生物學功能、毒性較低的活性氧影響不大，此即氫氣的選擇性抗氧化作用。該作用為抗氧化治療提供了新的思路。早在2001 年，Gharib等人報道吸入8 個大氣壓的氫氣對肝臟血吸蟲感染引起的炎症反應具有治療作用，他們認為氫氣與羥自由基直接反應是氫氣抗炎作用的基礎。2009 年Kajiya等人報道氫氣能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘發的結腸炎症反應，減少受損結腸的炎症因子水平，減輕炎症的病理損傷，改善預後。氫氣的抗炎作用與其抑制活性氧產生、中和羥自由基、抑制促炎因子釋放有關。另外，巨噬細胞在炎症反應和免疫調節中起重要作用，氫氣對巨噬細胞的調節為其抗炎作用奠定了基礎。孫學軍等2008 年的研究發現，氫氣能減少大鼠缺血缺氧模型的組織損傷，呼吸低濃度的氫氣可時間依賴性地減少凋亡酶Caspase-3和Caspase-12 的活性，減少凋亡陽性細胞數量，研究提示氫氣的作用與減少Caspase 依賴性凋亡有關。Kubota等報道使用含氫氣的水滴眼具有抗角膜血管增生的作用。
三、氫氣對中樞神經系統疾病的治療作用
氫氣生物學效應發現以來，氫氣對以腦血管疾病為代表和以老年性痴呆為代表的中樞神經系統疾功能紊亂都具有明顯的保護作用。
氫氣對腦血管病的治療作用
Ohsawa等2007年報道的呼吸氫氣對大鼠左大腦中動脈阻斷模型的治療作用後。孫學軍等很快證明呼吸氫氣對新生兒窒息引起的缺血缺氧性腦損傷具有理想的治療作用，發現氫氣對缺血缺氧性腦損傷後神經細胞凋亡酶活性有抑製作用，凋亡酶活性下降導致神經細胞凋亡減少，使神經細胞壞死減少。從而減輕了腦損傷，保護了成年後的腦功能。氫氣對心臟停跳引起的腦損傷具有保護作用，這進一步肯定了氫氣對缺血缺氧性腦損傷的保護作用。衣達拉奉是唯一被批准用於中風治療的抗氧化葯物，和單純使用衣達拉奉相比，氫氣聯合使用衣達拉奉上述核磁共振檢測指標均獲得更好的改善。美國Loma Linda神經外科研究所和南京醫科大學、浙江大學附屬醫院神經外科等三家實驗室先後報道氫氣呼吸和注射氫氣生理鹽水對腦出血和珠網膜下腔出血引起的早期腦損傷、神經細胞壞死、腦水腫和血管痙攣等具有理想的保護作用。
氫氣對神經退行性疾病的治療作用
巴金森病是腦干神經核黑質內多巴胺神經元死亡引起的疾病，經常是許多其他神經退行性疾病如老年性痴呆的繼發表現。孫學軍等在模型制備前1周開始給動物隨意飲用氫氣飽和水，結果發現該治療可完全消除單側巴金森病症狀的發生。非治療組動物注射側多巴胺神經元數量比對照側減少到40.2%，而治療組僅減少到83%。即使在模型制備後3天開始給氫氣水治療，單側巴金森病症狀仍可以被抑制，但治療效果低於預先治療,神經元數量比對照側減少到76.3%。預先治療組動物在模型制備後48小時，紋狀體內代表多巴胺神經元末梢的酪氨酸羥化酶活性在模型對照組和治療組均顯著下降。Fujita等用MPTP誘導的小鼠巴金森病模型證明氫氣具有類似效應。研究結果表明，和其他如銀杏葉比較，氫氣具有更理想的治療效果。
四、氫氣對肝臟病的治療作用
氫氣在肝臟領域的應用研究十分突出，是早在2001年，法國潛水醫學領域就有學者希望證明氫氣的抗氧化作用，在馬賽法國著名飽和潛水設備公司COMEX SA的設備、技術和人員幫助下，他們開展了這一研究。讓感染了肝日本曼氏血吸蟲病的小鼠連續14天呼吸氫氧混合氣（氫氣濃度為87.5%,分壓為0.7 Mpa）,觀察對小鼠肝臟功能、肝組織氧化損傷、纖維化和血液炎症反應等方面的影響，研究結果證明，連續呼吸高壓氫氣對肝臟血吸蟲病動物的肝組織損傷、炎症反應和後期的肝纖維化均有非常顯著的保護作用。Fukuda 等在2007 年製作了大鼠肝臟缺血再灌注的模型，通過對組織標本的HE 染色加MDA 加肝功能酶學檢測，發現氫氣療法對肝臟的缺血損傷有非常明顯的治療效果。2009 年時，哈佛大學口腔醫院的學者Kajiya 等在實驗中讓大老鼠喝下能產生氫氣的細菌，發現對伴刀豆球蛋白誘導的肝炎具有預防作用，如果用抗生素殺滅這些細菌，則抗肝炎的作用消失，這顯示了氫氣對肝炎的預防與治療作用。他們還證明，飲用氫氣飽和水對伴刀豆球蛋白誘導的肝炎具有類似的治療效果。同年，Tsai 等發現飲用富氫電解水可以保護小鼠四氯化碳誘導的肝臟損傷。中國學者孫漢勇等採用GalN/LPS，CCl4 和DEN 3 種肝損傷動物模型，通過檢測氫氣、活性氧水平，評價氧化損傷、細胞凋亡和炎性反應程度，發現腹腔注射氫氣生理鹽水對急性肝臟損傷、肝纖維化和肝臟細胞增生均具有顯著的抑製作用，同時細胞碉亡相關分子如JNK和caspase-3 活性下降，研究結果證明氫氣不僅能治療急性肝臟損傷，而且能治療肝硬化。劉渠等研究認為，腹腔注射氫氣生理鹽水通過提高肝臟抗氧化能力，抑制肝臟炎性反應能治療膽管阻塞後黃疸和肝損傷，這對臨床上的指導意義很大。對非酒精性脂肪肝的研究證明，長時間飲用氫氣水可以對抗高脂飲食引起的脂肪肝，不僅對肝臟功能、肝形態學如纖維化，而且對脂肪肝相關細胞內信號通路均有明顯的阻斷效應，該效果可以和傳統的治療脂肪肝的葯物吡格列酮（促進胰島素受體敏感性，降血脂）治療效果相嫣美。長期飲用氫氣水不僅可以對抗脂肪肝，而且可以顯著減少這種脂肪肝晚期轉化成肝癌的比例，也就是說可以減少脂肪肝發生肝癌的可能性。氫氣可以通過促進一種重要的信號分子FGF 21發揮減肥和治療脂肪肝的效果。氫氣在肝臟疾病的臨床研究十分缺乏，2012年韓國學者Kang 等對49例接受放射治療的惡性肝癌病人，採用隨機安慰劑對照方法，給病人在放射治療期間飲用一定量的金屬鎂制備的氫氣水，通過對生活質量進行評價，發現該氫氣水可顯著提高肝癌病人放射治療後的生活量，同時可以降低血液中氧化應激指標。氫氣作為一種選擇性抗氧化物質，氫對肝臟缺血、葯物性肝炎、膽管阻塞引起的肝硬化、脂肪肝等多種類型的肝臟疾病具有有效和明顯的治療作用。
五、氫氣的臨床研究進展
到2013年四月為至，先後有7個疾病臨床研究報道，分別是二型糖尿病、代謝綜合症、血液透析、炎症/線粒體肌肉病、腦幹缺血和放射治療副作用和系統性紅斑狼瘡。從世界衛生組織注冊的信息中可以發現，也有一些沒有發表論文的臨床研究。這些研究報告顯示氫氣在人體脂代謝和糖代謝中的關鍵的調節作用。 ①反應原理（利用金屬活動性比氫強的金屬單質與酸反應，置換出氫元素）
注意：
1、鉀、鈣、鈉等金屬與稀酸反應時，會優先置換出水中的氫並生成相應的鹼，且反應過於劇烈
2、選取的金屬應與酸反應速率適中，產生氣泡均勻
3、不能使用硝酸或濃硫酸，因為這兩種酸具有強氧化性，反應將會生成NO2或SO2
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑；Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
②收集
1.排水集氣法（用於收集難溶於水的氣體）
優點：可以收集到較純凈的氣體 缺點：收集到的氣體較濕潤
2.向下排空氣法（用於收集密度比空氣小，不與空氣中成分反應的氣體），
優點：過程簡潔 缺點：收集到的氣體不純
③電解水實驗
電解就是將兩根金屬或碳棒(即電極)放在要分解的物質(電解質)中， 然後接上電源，使電流通過液 體。化合物的陽離子移到帶負電的電極(陰極)，陰離子移到帶正電的電極(陽極)，化合物分為二極。
用鋅與稀硫酸反應：
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
注意：這里最好不用鹽酸是因為該反應放熱，鹽酸會揮發出氯化氫氣體，使製得的氣體含有氯化氫雜質。
用鋁和氫氧化鈉溶液反應製取：
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
註：市場上零壓氫氣機就是根據鋁和氫氧化鈉反應制氫充球。因為是開放性，是一邊放料一邊充球，所以機內是無氣壓的，安全系數較高。 ①水煤氣法(主要成分CO和H2，C+H2O=高溫=CO+H2）
②電解水的方法制氫氣(2H2O=通電=O2↑+2H2↑)
③電解飽和食鹽水（2NaCl+2H2O=通電=2NaOH+H2↑+Cl2↑） 原始氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣，大部分分布在宇宙空間內和大的星球中，是恆星的核燃料，是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。
人造氫氣生產方法
可分為以下幾種⒈ 工業氫氣生產方法：
⑴由煤和水生產氫氣（生產設備煤氣發生設備，變壓吸附設備）
將水蒸氣通過熾熱的炭層：C+H2O(g)=高溫=CO+H2（水煤氣），再低溫分離
⑵由裂化石油氣生產（生產設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備）
CH4=高溫催化劑=C+2H2
⑶電解水生產（生產設備電解槽設備）
⑷工業廢氣。
⒉民用氫氣生產方法：
⑴氨分解（生產設備汽化爐，分解爐，變壓吸附設備）
⑵由活潑金屬與酸（生產設備不銹鋼或玻璃容器設備）
(3)強鹼與鋁或硅（生產設備充氫氣球機設備）一般生產氫氣球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加熱=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解（生產設備導熱油爐，甲醇汽化裂解設備，變壓吸附裝置）一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。
CH3OH=高溫催化=2H2↑+CO↑，低溫分離
⒊試驗室氫氣生產方法：
硫酸與鋅粒（生產設備：啟普發生器）
4.其他
(1)由重水電解。
(2)由液氫低溫精鎦。
工業製法
一、電解水制氫 多採用鐵為陰極面，鎳為陽極面的串聯電解槽（外形似壓濾機）來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣，陰極出氫氣。該方法成本較高，但產品純度大，可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供：①電子、儀器、儀表工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等，②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑，③製取多晶硅、鍺等半導體原材料，④油脂氫化，⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。利用電解飽和食鹽水產生氫氣
如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤氣法制氫 氣用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣（C+H2O→CO+H2—熱）。凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氫量在80%以上的氣體，再壓入水中以溶去CO2，再通過含氨蟻酸亞銅（或含氨乙酸亞銅）溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣，這種方法制氫成本較低產量很大，設備較多，在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇，還有少數地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。
三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫 石油熱裂副產的氫氣產量很大，常用於汽油加氫，石油化工和化肥廠所需的氫氣，這種制氫方法在世界上很多國家都採用，在中國的石油化工基地如在慶化肥廠，渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣 也在有些地方採用（如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等）。
四、焦爐煤氣冷凍制氫 把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓，使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用（如前蘇聯的Ke Mepobo工廠）。
五、電解食鹽水的副產氫 在氯鹼工業中副產多量較純氫氣，除供合成鹽酸外還有剩餘，也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
利用電解飽和食鹽水產生氫氣：如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
六、釀造工業副產
用玉米發酵丙酮、丁醇時，發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣，經多次提純後可生產普氫（97%以上），把普氫通過用液氮冷卻到—100℃以下的硅膠列管中則進一步除去雜質（如少量N2）可製取純氫（99.99%以上），像北京釀酒廠就生產這種副產氫，用來燒制石英製品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫
3Fe+4H2O=高溫=Fe3O4+4H2
但品質較差，此系較陳舊的方法現已基本淘汰
八、金屬鎂和水的反應制氫
Mg+H20--->Mg(oH)2+H2
通過某些礦物質的參與，鎂會在冷水中緩慢均衡地反應，並生成豐富的氫氣。
其他
工業上用水和紅熱的碳反應
C+H2O=高溫=CO+H2
製取氫氣的新方法
1.用氧化亞銅作催化劑並用紫外線照射從水中製取氫氣。
2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中製取氫氣。
3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。
4.陶瓷跟水反應製取氫氣。
5.生物質快速裂解油製取氫氣。
6.從微生物中提取的酶制氫氣。
7.用細菌製取氫氣。
8.用綠藻生產氫氣。
9.有機廢水發酵法生物制氫氣。
10.利用太陽能從生物質和水中製取氫氣。
利用太陽能從生物質和水中製取氫氣是最佳的製取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運輸。怎樣製取氫氣的成本就大大降低。
11.用二氧化鈦作催化劑，在激光的照射下，讓水分解成氫氣和氧氣.
12.硼和水蒸氣在高溫下反應製取氫氣，化學方程式為2B+6H2O=高溫=2H3BO3+3H2 氫作為一種清潔能源已被廣泛重視，並普遍作為燃料電池的動力源，然而製取氫的傳統方法成本高，技術復雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素製取氫的技術，有望解決氫製取費用高的難題。
來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說，他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合，製造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。
研究人員說，他們的「一鍋燴」過程有不少進步，比如採用與眾不同的酶混合物，還提高了氫氣的生成速度。此外，除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外，這一過程還可產出高質量的氫。
研究人員說，他們主要使用從木屑中分解的纖維素原料製取氫，不過也可以使用稻草、廢棄的莊稼稈等。木屑或農業廢棄物資源非常豐富，利用它們製取氫，不僅可降低製造成本，而且將大大擴大生產氫的原料資源。製法

⑧ 那原理是什麼.氫氣可以用那種微生物產生

那原理是什麼.氫氣可以用那種微生物產生
第一階段水解階段
有機廢水,不論是糞水、酒糟、糖醪還是其它廢水,它們的化學成分主要是多糖、蛋白質和脂類,它們是大分子有機物且不溶於水.這時,發酵性細菌就開始工作了.他們分泌的酶類可以把以上大分子化合物水解成可溶性小分子.
第二階段酸化階段
發酵性細菌繼續把水解產物發酵,生成乙酸、丙酸、丁酸、醇類、水及二氧化碳.這些生成物中,只有乙酸和氫能產生沼氣(甲烷CH4).丙酸、丁酸、乙醇等物必須再次分解成為乙酸、氫氣和水.這時,產氫產乙酸菌和耗氫產乙酸菌出場了.他們的辛勤勞作,使丙酸、丁酸等分解成乙酸,又把產生的部分二氧化碳和氫合成乙酸,為產生沼氣做好了充分的准備.

⑨ 請問屁中的氫氣從哪裡來是由微生物分解水而來還是由微生物分解食物

酶在分解蛋白質時會產生氨氣，而氨氣本身易分解，在腸道里的情況下反應向分解的方向進行，2NH3=3H2+N2 本來是一個可逆反應 但是此時因為不具備生成氨氣的條件 就會越分解越少，最後氨氣就沒了，產物就是氮氣和氫氣

⑩ 化能自養微生物是如何被發現的，試從代謝角度分析化能營養菌對人類生活的影響

化能自養型微生物:以二氧化碳為碳源，利用無機化合物如銨、亞硝酸鹽、硫化氫、鐵離子等氧化過程中釋放出的能量進行生長的微生物。主要類群有：硫細菌、硝化細菌、鐵細菌等。它們的生長需要在有氧條件下進行。產甲烷菌大多能自養生活，它們以氫氣作為能源，以二氧化碳作為碳源生長，產物是甲烷，我們稱之為厭氧化能自養細菌。
1887年，維諾格拉斯基（ Sergei Winogradsky ， 1856-1953 ）研究貝日阿托氏菌（ Beggiatoa ）後確定了它利用無機物 H 2 S 作為能源、以 CO 2 作為碳源。他首次提出了自養生物的概念及其與自然循環的關系。維諾格拉斯基發現在流出硫礦泉（富含 H 2 S ）的通道口長有一些絲狀物，它們由大量貝日阿托氏菌組成。他還發現若將貝日阿托氏菌飢餓一段時間後體內的硫顆粒會消失，可是給予 H 2 S 後硫粒又再次出現了。經過幾個小測試後他推測硫在貝日阿托氏菌體內氧化了，而且這些氧化過程是該菌的主要能量來源。後來因為硫細菌的研究有些干擾過程，所以謝爾蓋轉而去研究硝化細菌了。
化能自養微生物由於它們在農業生產、能源開發、冶金、采礦等方面的實際應用及在產能代謝、分子遺傳等理論研究方面的重要性，日益受到人們重視。
1）以硝化細菌為例，硝化細菌是化能自養菌類群中主要生理類群之一。包括亞硝化細菌和硝化細菌(或稱亞硝酸氧化細菌)兩個亞群。它們是需氧菌、利用無機物氧化過程獲得能量同化CO2，合成細胞物質。除在土壤氮素養分轉化及自然界氮素循環起重要作用外，由硝化細菌組裝的亞硝酸微生物感測器，可快速檢測大氣和水中的亞硝酸濃度，在環境監測中發揮作用。
2）用氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦時，可以生成硫酸和硫酸高鐵，硫酸高鐵是強氧化劑和溶劑可以和硫酸高鐵，硫酸高鐵是強氧化劑和溶劑可以溶解礦物，如溶解銅礦析出銅元素，用這類微生物來開礦冶金稱為細菌冶金，是開采貧礦和尾礦的有效辦法，用細菌浸出Fe的速度比完全氧化快56－60倍。
3）光能異養微生物能利用CO2，但必須在有機物存在的條件下，才能生長，人工培養還需供給生長因素。目前已用這類微生物，如紅螺菌來凈化高濃度有機廢水，這對處理污水、凈化環境，很有發展前途。