富氧膜制氧

簡介

社會的快速發展，帶來的大氣污染、生活的環境惡化等問題，成為人類生存面臨的巨大挑戰。所以富氧空調、富氧機和氧吧、富氧水等應運而生。如富氧空調可以從根本入手，改變空氣富氧量，採用先進的富氧系統，通過在外機上的富氧裝置，從室外抽取含氧量只有21%的空氣，經過特殊的富氧膜處理後使氧氣含量迅速提升至30%以上，由特殊通道將氧氣輸送到室內，增加室內氧氣濃度，有效解決了由於密閉空間氧氣過低而引起的疲勞﹑睏倦﹑大腦供養不足﹑皮膚缺氧老化等問題。同時由於採用富氧膜的獨特構造，能夠有效隔離室外空氣中的細菌和灰塵等，使得病毒不因為室內外空氣的交換而產生交叉感染和繁衍，潔淨空氣活化氧，營造一個相對獨立的健康環境。

隨著人們對新鮮氧氣的需求願望與日俱增，在美國洛杉磯等大城市，一種氧氣噴泉吧隨之設立。在氧氣噴泉吧里，人們手持透明氧氣罐，其上插上了精巧的外接吸收裝置，輕輕一吸，罐內的純氧即噴涌而出。帶著檸檬或其他香味的氧氣可連續輸送20分鐘。除此之外，美國其他與氧有關的產品不斷湧現，如各種含氧水、含氧汽水、含氧膠丸等。新興的氧氣消費，已形成一股新潮流。圖1是國外一組吸氧照片。

醫療用途

如果由於某種原因而無法攝取正常量的氧氣時，就需要採取一定的醫療手段進行吸氧。比如患有肺結核、或其他原因將肺切除部分者、肺泡數減少者、肺氣腫者、因塵肺而使肺泡功能衰退的呼吸困難者等等，由於他們動脈血液中的氧分壓已低到五、六十乇，導致生命瀕臨危機。在這種情況下，一般供給30-40%的富氧空氣比較理想。這正是膜法富氧的最佳濃度範圍。

有關吸氧醫療的具體效果，以慢性封閉型肺病患者為例，已經有許多病例可以確認具有延長壽命的效果，吸氧與不吸氧相比，累計死亡率平均下降60%左右，而且還可以顯著縮短住院天數。如不吸氧患者平均住院天數最少9天，最長達40天，而吸氧患者平均住院天數最少才1天，最長才4天，縮短近10倍。同時一天24小時吸氧比一天12小時吸氧的效果更好，平均累計死亡率下降1/3左右。當人們進行激烈運動後，脈搏和呼吸次數增加。從運動的機制解釋是因為在人體內組織中營養素和氧反應，所得能量用於促進肌肉運動，與此同時氧被消耗後產生二氧化碳和乳酸，為了補充氧和排放二氧化碳，脈搏和呼吸次數就會大幅度增加。但如何吸氧比較好呢？下面是有關試驗的結果: ① 邊吸氧邊運動時，較吸普通空氣相比，心搏次數減少，全身持久力有改善;② 吸氧後再運動時，即提前吸氧只是起到一種儲備作用。B疲勞的恢復一般情況下，運動後的疲勞感是由於血液中增加的乳酸所致，這種乳酸可以藉助氧氣的補充而消失。因此在激烈運動後，儘快吸進高濃度富氧，將會迅速恢復疲勞。C 提高清醒效果及識別能力當人們長期處於供氧不足的情況下工作，如在高空低壓環境條件下沒有增壓功能的軍用飛機駕駛員，會在肉體和精神上均受到影響。而在高原建立富氧室已被解放軍第十八醫院的崔建華、張西洲、哈振德等已發表十餘篇論文證明能改善移居者的睡眠質量、思維、行為和工作能力，能增強高原機體能量代謝，是高原部隊提高機體運動能力和抗疲勞的理想措施等，是一種較為理想的高原供氧途徑。5.2 吸氧設備吸氧設備主要有膜法富氧機、PSA制氧機、化學制氧機和深冷制氧機等。其中膜法富氧機最具競爭力、最適用。參見圖2，其中板式膜組件只有A4紙張大小，厚度1cm左右，而圖3則是一組邊吸氧邊學習照片。其中個人用膜富氧機的重量不到4公斤，非常輕，攜帶方便。目前比較時尚的膜法氧吧空調（參見圖4）就是從室外抽取含氧量只有21%的空氣，經過富氧膜處理後氧含量迅速提升至30%左右，有效解決了由於密閉空間氧氣過低而影響頭暈、目弦、呼吸不順暢等問題。此外，氧吧空調的氧吧功能及換新風技術還能獨立運行，在不製冷、制熱的情況下，單獨運行氧吧和換新風功能，既保持居室空氣流通與潔淨，又增加空氣中的氧含量，充當一台氧吧單獨使用，有效解決了在目前情況下，消費者使用空調過程中健康與舒適的矛盾。 2003年，可一邊進餐一邊吸氧的氧吧在日本陸續開業，在人們追求健康的過程中，吸氧成為一場熱潮。引發這場熱潮的就是松下電器產業2003年3月上市的膜法富氧供應機和富氧空調。現代住宅的密封性越來越高，室內空氣很容易變得污濁。如果能向室內輸送氧氣濃度較高的空氣，那么在室內也能得到像室外那樣的新鮮效果，這就是松下富氧供應機和富氧空調的賣點。這個在老式家電領域開拓出的前所未有的新突破口贏得了用戶的青睞，上市一年不到，兩種商品的銷售額就已高達120億日元（約合人民幣9.23億元）左右。松下2004年1月15日發布了新型富氧供應機和富氧空調。並且還發布了另外4種產品，包括在空氣不易流通的浴室里也能讓人呼吸自如的富氧熱水器。該公司準備通過不斷擴大產品陣容，到2004年度將富氧相關商品的銷售額提高到500億日元（約合人民幣38.5億元）。6富氧水提到氧氣，人們多會不假思索地認為它只能以氣體狀態存在。殊不知，如今，一種適宜飲用的富氧水已經問世。通過飲水，我們同樣能夠為身體補充氧氣。與普通的飲用水相比，富氧水對於身體的益處是無可置疑的。它能把大量的氧分子供給人的血液，使之提供快捷而有益的氧氣揚程。此外，它還可以用來清洗食物、蔬菜、水果等；使這些有機物免受細菌的侵害，為它們去除異味，並保持其自然本質。一般將氧含量≥20mg/l 的水稱為富氧水。富氧水被世界飲料界稱之為“革命性飲品”，一經問世，在美國飲料界引起強烈反應和巨大轟動，“為人類從被污染的水源、缺氧的空氣中解脫出來開闢了新的途徑”，視為“當今飲料工業的一場深刻革命”，美國飲料工業界權威“飲料網路”評論員評論認為：“LifeO2超氧生命水（富氧水）不但能使人恢復體力，而且使人精力充沛，是最純淨的增強精力飲料，是具有革命性的產品。” 1998年9月22日<<北京經濟報&&發表的文章說：“有關專家認為，氧氣和水被譽為自然界的“生命之源”、“生命之本”，而二者合二為一的超氧生命水即富氧水的發明是對人類的巨大貢獻，將是21世紀譽滿全球的優越的飲品，將廣泛套用於瓶裝水和各種飲品、醫藥保健、美容、環保等各個領域，對維護大自然生態平衡具有重要作用。富氧水在我國還比較陌生，而國外有許多廠家生產“富氧水”。如果容器選擇得當，“富氧水”中的溶解氧可達到70mg/L，是普通水的10倍。氧是生命活動中不可缺少的重要物質，許多疾病的發生，發展，惡化與缺氧有關。初步研究發現，喝富氧水對心血管系統的健康有益；許多人自覺喝了“富氧水”後精神煥發；有人喝了後頭痛消失；運動員喝了以後可提高運動能力。氧氣可抑制和殺滅導致“口氣”難聞，牙齒腐爛和牙齦疾病的厭氧菌，“富氧水”對有口腔疾病的患者是一大福音。如果使用富含微量元素的礦泉水生產“富氧水”還可達到防病健身的多種目的。7 國內膜法富氧用於醫療保健進展情況說實話，國內膜法富氧的研究單位不少，但由於種種原因，開發成功的富氧保健設備比較少，而套用開發就更少。實際上，富氧在醫療保健方面的套用隨著人民生活的不斷提高會越來越廣！特別是膜法富氧，與其它供氧源比較具有操作簡單、安全、經濟、長期使用不會出現氧中毒等特點，更具有推廣使用價值。中國科學院大連化學物理研究所膜中心已經在這方面做了一定工作：① 和大連醫學院附屬二院及大連第三人民醫院合作，用於慢性肺部疾病的康復。慢性呼吸道疾病致低氧血症，國內外醫療專家認為主張長期低流量氧療每日氧療時間15小時，富氧常用濃度22-27%，其臨床意義是：降低紅細胞壓積、血液粘度、緩解肺血管痙攣，降低肺血管阻力，增加右心排出量，提高機體的氧供給，延長壽命，降低死亡率。目前氧療的供氧源有氧氣鋼瓶，液態氧貯存器及富氧發生器。富氧器又可分為吸附法與膜法。在評價這三種供氧源時，認為膜法富氧器具有體積小、操作簡單、不需更換、安全可靠及經濟等優點，其費用僅為氧氣鋼瓶的四分之一到三十分之一，而且療效可靠，為康復醫學工程學增添了新的內容；② 和大連市體委合作，在大連市體委下屬的大連體校中長短跑運動員套用表明：吸氧能促進機體運動後的酸鹼平衡調節，有利於消除運動後機體代謝性酸中毒，訓練後吸氧較訓練前吸氧好，對短距離游泳、潛水、腳踏車等運動後機體血乳酸消除，加速恢復正常狀態也有一定意義；③ 和青海省高原醫學研究所及青海省精神病醫院合作，在海拔2260米的西寧地區建立了一個富氧小環境，即富氧室，通過前後對比表明：吸氧後視覺反應時間有極顯著縮短，動作穩定性顯著提高，敲擊動作更為靈敏迅速。高原富氧室可改善勞動者缺氧，增強心功能，提高勞動效率，是一種十分理想的高原供氧途徑； ④ 和鐵道部南京高原康復病院及青海西寧鐵路分局合作，在青海格爾木機務段的關角站（海拔3650米）與柯柯站（海拔2900米）之間的火車上的火車司機室建立了富氧室，並進行了數十小時的試驗：血氧分壓平均升高7.3mmHg，血氧飽和度平均增加3.4%，而且在富氧環境下，受測人員有輕鬆、疲勞易消除、大腦較清醒的感覺；⑤ 和鐵道部第十八工程局第一工程處共同在甘肅、青海兩省交界處的祁連山冷龍嶺隧洞（海拔高達3429米），首次將膜法富氧技術套用於高原隧洞內，建立了移動式氧吧，善隧洞內作業職工嚴重缺氧狀況，為高原缺氧地區作業人員補氧提供了一種新思路和發展方向改善了供氧條件，為我國高原作業進行勞動保護積累了科學數據。其中表3是我們提供的MFY1608型富氧設備的富氧濃度測試對照表。從測試結果來看，進風口的空氣原氧含量是影響富氧效果的一個重要因素，高原地區原氧含量不足使富氧效率由7%下降到3%左右。採用膜富氧技術建洞內移動式氧吧是一次大膽、有益的嘗試，但由於隧洞斷面小、洞內工況惡劣，該裝置在洞內使用期間也暴露出了一些需改進的缺陷。相信通過技術改進，該方法將會以其具有設備簡單、投資少、操作簡便、運行成本低等其他方法不可比擬的優勢在今後高原地區改善職工缺氧等勞動保護領域得到廣泛推廣；⑥ 和大連儀表集團合作，共同開發了一批個人用小型膜法富氧機，並經中國人民解放軍210醫院臨床套用，效果良好，獲得了遼寧省醫療器械產品質量監督檢測站的市場準入證。後來由於大連儀表集團被兼併等原因而中止；⑦ 關於“氧吧”空調最早和中國科學院大連化學物理研究所膜中心聯繫的是科龍，之後是春蘭，最後是海爾。主要為海爾等提供“氧吧”空調中的核心部件：板框式富氧膜組件。對於家庭用“氧吧”空調，其板框式富氧膜組件的大小只有A4紙那么小，厚度大約1cm。這種“氧吧”空調利用氧氣分子通過富氧膜的速度比其他氣體分子快的特性，使通過富氧膜的氧氣濃度由21%提高到30%左右，讓人體長期處在一個空氣清新的環境中。這種空調的氧吧還可以單獨使用，大大滿足了人們對氧氣的需要。空調能夠制氧，將成為未來的空調行業標準，這項創新，對空調業的發展具有革命性的意義，是空調業發展的里程碑。8 國內典型氧吧介紹A、一汽工人走進“氧吧”首座氧吧在中國一汽集團公司熱處理廠投入使用，一線工人在“氧吧”里呼吸到了純淨的空氣。據趙春仁介紹：一汽集團公司熱處理廠一線工人在生產中大量接觸一氧化碳和各種有害氣體，嚴重影響了工人的身心健康。1993年該廠對工人體檢，發現有27%的人心電圖有改變。經分析，除特定的生產性質決定外（常年四班三倒），作業環境因素很大，零件高溫淬火後產生大量油煙，吸風口又不能將其全部吸走，滲碳爐排氣管每天24小時不停地排氣和燃燒，油煙和燃燒的廢氣中含有大量的一氧化碳和其它有毒有害物質，所以整個作業現場內空氣中的含氧量大大低於普通空氣中正常的含氧量。新工人進廠後開始很難適應這種惡劣環境，經常出現頭疼、頭暈噁心等現象。尤其下三班的工人經常感到全身乏力，精神不振，有時出現心率不齊、噁心嘔吐等病情。後來該廠將原來40個自然吸風全部改為機械通風，並為工人建造了一座吸氧間，在塵毒治理和預防職業病方面做到一步到位。吸氧間以壓縮空氣或室外乾淨的空氣為氣源，通過制氧機獲得純淨的富氧通過管路或吸氧面罩輸入到室內或直接吸入工人口中，生產車間原氧含量是18-20%，吸氧間的氧含量是25-27%。工人通過在吸氧間的休息，疲勞感很快消散，而且精神煥發，頭腦清醒，精力充沛。經過幾年的使用，工人的反應良好，都說在氧吧里享受一會兒真值得。實踐證明，吸氧間對於長期接觸一氧化碳和其它有毒有害物質的工人無疑是一個值得推廣的方法。B、高原“氧吧”在高原，氧吧、富氧室比較多。如青藏鐵路崑崙山隧道的修建，面對高原施工氣候寒冷、缺氧嚴重等挑戰人的生理極限的嚴峻考驗，他們堅持以人為本，在工地建立了員工宿舍富氧室等，終於提前實現了隧道貫通的目標。解放軍第十八醫院和烏魯木齊軍醫學院的崔建華，張西洲和張建林等在海拔5380m處建立了富氧室，將室內富氧濃度提高到27～28%，對海拔5380m高原的10名健康青年在富氧27.3%前後分別進行踏階運動，檢測血中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和丙二醛含量。結果證明富氧對高原運動自由基損傷有明顯的抑制作用，對於增強有氧途徑具有重要的作用。高原低氧影響人的各個組織系統，隨著海拔高度的升高，影響愈加嚴重。高原戰鬥小分隊執行任務前或完成任務後在富氧室睡眠一宿，對提高戰鬥力、恢復因極度缺氧造成機體代償功能的不足是非常有益的。而且這種措施在高原醫療單位及邊防哨卡易於推廣套用，對減少運動疲勞發生，增強能量代謝和提高高原作業效率有明顯的作用。同時富氧室對預防高原病的發生為一種較理想的供氧途徑，在臨床治療及基礎研究方面具有一定的套用價值。9 氧療和氧保健的發展前景氧氣對於人類生存和健康的重要，是無論怎樣強調都不過分的。氧療和氧保健的出現，意味著人對於氧的需求由完全仰賴自然向進一步自覺爭取的轉變，在人與氧氣的歷史上開闢了新的篇章。氧療和氧保健是整個社會文明發展的產物。沒有生理學、各種臨床醫學、預防醫學、急救醫學的發展和積累，沒有化學、特別是過氧化物化學的發展和積累，氧療和氧保健是不可能產生的。氧療和氧保健又是整個社會發展的需要。人民民眾要求高質量的生活和健康的生活。正如《世界衛生組織憲章》所指出的，“‘健康’乃是人在軀體上、精神上和社會上的完滿狀態，而不僅是沒有疾病和衰弱的狀態”。氧療和氧保健能夠促進全面身心健康：精力充沛，承受緊張、壓力的能力強；增強自信心和進取精神；延長青春，延緩衰老進程的能力；提高機體抗病能力，減少疾病發生；一旦發生疾病，提高減輕症狀、較快康復和避免後遺症的能力。氧療和氧保健也是衛生工作的重點向防治非傳染病和生活方式病轉移的需要。當今世界的現實表明，生活節奏不斷加速，競爭壓力不斷加重，知識膨脹和腦力勞動的強度也在不斷增加。與此並存的是世界性老年化的趨勢，大氣、特別是城市大氣污染的難以遏制。氧療和氧保健可以在非傳染病和生活方式病的防治中，發揮獨特的積極作用。氧療和氧保健的科學研究，已經在世界範圍內得到重視，人們對於氧供應影響人體生理、病理複雜機制的認識將繼續深化。隨著認識的深化，氧療和氧保健將在預防醫學、臨床醫學、職業病醫學、運動醫學、婦幼醫學、老年醫學等領域進一步廣泛套用，納入每一位醫生斟酌治療方案的思考範圍，為治病救人發揮更大作用。醫學報告指明，呼吸適當的氧氣，可以保持頭腦清醒，增強記憶力，使血液循環流暢，能夠預防動脈硬化、痴呆、癌症等；吸氧還對哮喘、疲勞的恢復、調節血壓、恢復和提高衰弱的心肺功能有極大效果；另外，人體中對氧氣最敏感的部位就是大腦，孕婦通過胎盤給胎兒提供氧氣可生下聰明的嬰兒；有氧性運動也是糖尿病的有效療法；充足的氧氣供應還可以活躍皮膚的血液循環，使皮膚健康，富有彈性。隨著制膜新材料的不斷出現、制膜工藝的不斷完善和制膜成本的不斷下降、功能日趨完美加之膜法制氧的安全、簡便、可靠、壽命長和無副作用等優點，氧療和氧保健將普及到千家萬戶，普及到偏遠地區、高山哨所、野外工作、地下礦井，讓人民大眾都能用來為自己增進健康。氧療和氧保健將在各種人群中得到廣泛認同，進入教育、工作、競技、休閒、美容等領域，成為現代生活方式的組成部分。氧療和氧保健將與在人群中普及有氧代謝運動相結合，增強人體吸入、輸送、使用氧氣的能力；在發揮人的體力潛能、智力潛能、心力潛能和社會潛能方面作更多的貢獻。

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