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富氢水抗氧化作用的重要性比抗炎症效应要高得多,如果没有富氢水抗氧化作用，其抗炎症作用就缺乏了根基，成为无源之水。虽然富氢水抗炎症和抗氧化都处于证据层面,但抗氧化可以从生物化学上来认识,抗炎症几乎全部都是生物学层面,都是表象证据。

 富氢水具有选择性抗氧化,这种效应可以从最基本的化学反应中获得解释,因为氢气是相对稳定的分子，两个氢原子以共价键结合，打开这个共价键需要一定的能量，氧化物要抢夺氢原子的电子实现氧化反应，首先需要打破这个共价键。正因为如此，在氢气浓度低于 4.7%的空气中，无法点燃氢气,这是因为氢气和氧气偶然反应产生的能量太低，不足以让更多氢气被氧化，无法发生连续的氧化还原反应,这本质上就是氢气共价键带来的安全浓度范围。类似的甲烷中碳氢键和氢气的共价键的键能接近,甲烷燃烧的浓度也是4%以上。正是因为富氢水有稳定性，所以在溶液中(浓度更低）必须和更强大的氧化剂才可能发生反应，这种结果导致了富氢水具有选择性抗氧化作用。所以富氢水抗氧化存在化学逻辑和基础，这是富氢水抗氧化比抗炎症更具有理论性的原因。