根据研究结果，氢气停止供应后，一般持续时间不超过60分钟。这主要受血液循环的影响，身体内不同器官的气体消减速度不同，最快是血液，大概30分钟会降低到消失，但其他器官如大脑则释放慢一些，肌肉和皮肤则更慢，肌腱和关节韧带是最缓慢的组织，氢气可能停留的时间可能会比较长，但平均下来60分钟后就所剩无几了。由于氢气的这一特点，要保持氢气持续发挥作用，就必须持续补充或缓慢释放的方法给氢气。
2009年，日本学者Akito Shimouchi1等曾经发表一篇论文，研究对比了人喝牛奶和喝氢水对人呼吸气体中氢气的浓度。研究分多个项目，分别比较了氢水饮用不同体积(100、200和300毫升)，等量氢水不同浓度0.21、0.41、0.58mM的情况。
研究结果发现，饮用商业氢水后15分钟作用，人呼吸气体中氢气浓度可以达到峰值，大概是40ppm左右，60分钟后呼吸气体中氢气会逐渐降低到正常水平。提示人饮用氢水后血液中氢气浓度从15分钟到60分钟内一过性快速增加。饮用普通水不会有这个作用，呼吸气体中氢气浓度维持在10-20ppm。
图1，人饮用氢水后，呼吸气体中氢气浓度的分析
实验饮用的氢水浓度是0.40mM，大约是0.8ppm，饮用量分别是100、200和300毫升，结果发现，随着饮用氢水体积的增加，呼吸气中氢气峰值浓度增加有剂量依赖关系，也就是说喝的越多，呼吸气体中的氢气越多。研究还发现，氢水浓度越高，呼出气体中氢气量也越多。
研究者认为，饮用氢水后，氢气主要在胃内被吸收，然后经过肝脏后进入右心，然后进入肺，此时大多数氢气会从肺释放出来，部分进入心脏，然后从心脏进入全身各个器官，最后再次回到肺，最终大多数从肺释放到外界。进入体内的氢气只有0.1%从皮肤挥发，这部分可以忽略不计，另外大约20%的氢气被身体内细胞利用，考虑到氢气浓度最高的组织在肝脏，推测肝脏是利用氢气最多的部位。当然这些推测并没有直接研究证据。
这个研究还说明，正常人体内氢气的水平非常少，至少在血液中氢气浓度非常低，饮用氢水能快速增加血液中氢气浓度，这个从呼吸气体中氢气浓度的分析可以非常清楚地看到。并不是有人猜测那样，人体大肠内细菌每天能产生12升氢气，如果真是这样，人体血液中氢气的浓度会非常高。
研究也发现，喝牛奶虽然体内产生氢气需要等到90分钟后才逐渐增加，但是氢气上升的最高值和持续时间都超过饮用氢水。为什么喝牛奶需要在90分钟后才出现氢气，是因为这些氢气是来自大肠内细菌消耗牛奶产生氢气。这一研究结果说明喝牛奶造成的体内氢气水平增加比饮用氢水更明显。研究者认为，饮用牛奶确实发现具有提高心脑血管疾病患者存活率的报道，过去认为是由于牛奶增加了钙的摄取，没有想到可能是因为氢气的原因。
图2，饮用不同浓度氢水和喝牛奶后氢气水平的比较
既然喝牛奶能增加肠道产氢气。那么，饮用牛奶可以代替氢水吗?
首先不能简单用体内产生氢气多少作为代替的理由，关键是要拿出喝牛奶的效果比饮用氢水更好才可以。可是至今没有喝牛奶比氢水效果好的研究证据。
其次，饮用氢水可以反复多次更大量饮用，但牛奶似乎不能饮用太多，至少不能像饮水一样。
再次，依靠肠道细菌产生氢气，短时间可以诱导，长期使用肠道菌可能会逐渐适应，氢气的产量将逐渐下降。如果平时不喝牛奶，偶尔喝一次牛奶，体内细菌可大量产生氢气。如果长期习惯饮用牛奶，肠道细菌会适应这种状况，氢气产量可能会逐渐回归到普通水平，这是必须考虑的问题。饮用氢水就不需要有这样的担心。
Shimouchi A1,Nose K, Yamaguchi M, Ishiguro H, Kondo T. Breath hydrogen produced by ingestionof commercial hydrogen water and milk. Biomark Insights. 2009 Feb 9;4:27-32.
