饮水、微量元素与健康

　1 人体中水的生理意义和代谢作用

　　由于水具有溶解能力强、介电常数大、粘度小、比热高等理化特性，使它在生物体内具有特殊重要的意义。 
　　第一、水是人体基本组成成分，是维持生命、保持细胞外形、构成各种体液所必需的物质； 
　　第二、参与机体代谢。由于水具有很强的溶解性，使各种有机和无机物溶于水中，甚至一些脂肪和蛋白质也能在适当条件下分散于水中，构成乳浊液或胶体溶液。由于水的流动性强，可以作为体内各种物质的载体，对于各种营养素的运输和吸收、气体的运输和交换，代谢产物的运输与排泄起到了极其重要的作用。水是体内生化反应的媒介，同时水本身也参与体内的化学反应。水是各种化学物质在体内正常代谢的保证。所以水是维持人体生理新陈代谢的主要介质(属于媒体营养物质)即通过水把吸收来的营养物质(结构营养物质——蛋白质、脂肪、碳水化合物、常量矿物质等；调控营养物质——微量元素、微素等)溶解输送到机体的各个部分，之后又通过水把代谢物排出机体以外，从而维护生物体内物质及能量的转化过程和平衡。 
　　第三、调节体温。水对体温的调节是由它的三个特性决定的： 
　　① 水的比热高。由于体内含有大量的水，所以在代谢过程中所产生的热能多被水吸收，保持体温恒定； 
　　② 水的蒸发热大。当机体在37℃时，每毫升水的蒸发热为2424.6焦(579.5卡)，因此蒸发少量水即可散发体内贮存的大量热； 
　　③ 水的导热性强。水为非金属中最良好的导热体，虽然机体各组织代谢强度不一样，产热量不一样，但可通过水的导热作用来保证机体各组织和器官间的温度趋于一致。 
　　第四、作为润滑剂。水的粘度小，可使体内摩擦部位滑润，减少损伤。体内关节、韧带、肌肉、膜等处的活动都由水作为润滑剂。同时水还可滋润身体细胞，使其经常保持湿润状态。水可以保持肌肤柔软，有弹性。水还可以维持腺体器官的正常分泌。

　　2 微量元素是人体不可缺少的营养素

　　2.1 无机盐及其在体内的作用 
　　存在于人体的化学元素有几十种，除去碳、氢、氧、氮主要以有机化合物的形式存在外，其余各种元素称为无机盐或矿物质。其中有些矿物质是维持人体的正常生理功能所必需的，因而必须从膳食中不断得到供给。这些物质在体内含量较多的有钙、镁、钾、钠、磷、氯、 硫等，称为常量元素，约占人体总灰分的60～80%。其它一些元素在机体内含量极少，有的甚至只有痕迹量(在组织中的浓度只能以微克/公斤计)，一般将体内含量低于0.1克/公斤的元素称为微量元素。目前已知人体必需的微量元素有铁、锌、碘、铜、硒、氟、钼、钴、铬、镍、锡、钒和硅等14种。 
　　无机盐和微量元素是构成机体内调节生理功能的重要物质，缺乏时就会引起疾病。无机盐在体内的主要作用是构成机体组织和维持正常生理功能，而每种元素又具有各自特殊的作用，归纳起来，具有以下几方面的作用： 
　　① 构成机体组织。如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的主要成份，并使骨骼具有一定的强度和硬度。磷硫是构成组织蛋白的成份，这些化合物构成身体的肌肉器官、血细胞及其它软组织。 
　　② 矿物质与蛋白质协同维持细胞内、外液的正常渗透压和排泄，维持体液酸碱平衡。 
　　③ 在体液中的各种无机离子，如钾、钠、钙、镁以一定的比例维持肌肉和神经兴奋性和细胞膜的通透性。 
　　④ 无机元素是机体某些具有特殊性生理功能的重要物质成份，如血红蛋白和细胞色素酶系中的铁，甲状腺激素中的碘和谷胱甘肽过氧化物酶中的硒。 
　　⑤ 矿物质是机体内很多酶的激活剂和组成成份。如盐酸对胃蛋白酶原；氯离子对唾液淀粉酶；镁离子对氧化磷酸化的多种酶类。 
　　机体在新陈代谢过程中，随时都有一定量的矿物质以不同的途径排出体外，因而必须通过膳食及时给以补充。矿物质在食物中广泛存在，所以一般不易引起缺乏，但根据不同的生理状况和不同地理环境或其它特殊条件会引起对某些元素的缺乏，应给以特殊的补充。
　　2.2 微量元素的生理意义与来源 
　　如前所述，微量元素是组成人体的各种元素成分中含量甚微而又不可缺少的化学元素，这些元素在营养学上称为微量元素。微量元素具有重要的生理功能，例如它是合成某些激素的原料，或是许多酶系统的活化剂或辅助因子。因此，微量元素是人体不可缺少的营养素。
　　附表1列出几种微量元素的生理意义与来源，可供参考。

　　3 健康水的水质

　　3.1 自来水 
　　自来水系天然水源水经过处理后，其水质符合国家规定的《生活饮用水水质标准》的水工业产品水，它是城市居民生活饮用水的重要来源和唯一来源。生活饮用水水质标准是在特定年代，从健康卫生和使用的角度出发所制定的水质指标限量参数的总和，也是水食品质量的法规。而且它应随着国家经济的发展，水环境污染状况以及人民生活水平的提高情况，对其内容和标准不断进行修改、完善和提高。因此，合格的自来水不仅是无害水，而且在相应的历史年代中它就是健康水或相对的优质饮用水。 
　　长期以来，城市居民用户已把自来水视为可以信赖的放心水饮用。但本世纪七十年代以来，我国水源污染日益严重，尤其是成分复杂的工业废水的大量排放，使种类繁多的有机污染物质进入城市水源。这样，近些年有些水厂的处理工艺难以使某些污染物有效去除，加之超负荷运行和管理因素等原因，使自来水水质各项指标的合格率难以确保，非标准自来水的出现时有发生，严重地影响了一些居民用户对自来水的由衷信赖。 
　　因此，面对水源污染的客观现实，如何采取技术对策和管理措施，以确保并提高自来水的水质，乃是当前城市供水行业的重要任务。所以，研究和开发微污染水源饮用水处理工艺技术，是现代水处理学科领域里的一个热点课题。 
　　3.2 纯净水 
　　九十年代初期以来，由于水环境污染日趋严重，水源水质变差，自来水质量的下滑及其二次污染的加剧，还由于人们生活水平的提高及自我保健意识的加强等因素，因此引起人们对饮水质量高度重视，使人们对洁净水的启盼心理越来越高。人们从“吃”得好转向“喝”得好，从而转向对“好水”、“优质水”、“纯净水”的需要，甚至形成一种下意识的感觉，认为水越纯净越好。于是市场上冠以各种好听名称的商品水便应运而生，如纯水、高纯水、超纯水、太空水、宇宙水、磁化水、电解水、蒸馏水、去离子水、活性水、富氧水等。实质上它们都属“纯净水”的范畴。 
　　何谓纯净水?有人定义纯净水是一种无病毒和细菌，不含任何悬浮物及可溶性盐类，去除了各种有机和无机化学污染物的饮用水。其特点是至清至纯，甘甜醇和，符合卫生标准，不需烧开即可直接饮用。而国家《瓶装饮用纯净水卫生标准》(GB17324-1998)对纯净水定义为：瓶装饮用纯净水，以符合生活饮用水卫生标准的水为原料，通过电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法及其它适当的加工方法制得的，密封于容器中且不含任何添加物可直接饮用的水。(其各项理化及微生物指标的数值不是零，而是一个限值)。
　　对于市场上纯净水的利与弊的看法，社会学专家、水处理专家、医学家、营养学家、经济学家等都在研究、论证和争鸣，一直存在着两种不同的观点。 
　　第一、对纯净水持否定态度的观点认为，纯净水≠健康水，饮用纯净水并不等于投资健康。他们认为： 
　　① 纯水不纯。据中国轻工部97年5月对北京、河北、河南等省市场上销售的瓶装纯水抽样化验结果，合格率仅为76.5%。河北某矿泉公司生产的太空水，微生物指标中的菌落总数超标8倍多，电导率超标达30倍之多； 
　　② 纯水有害，据上海、北京的营养学家通过研究发现，目前市场上的各种纯水，主要是通过蒸馏和反渗透膜滤技术产生的，这种方法在去除水中有害杂质的同时，也将对人体有益的物质也去掉了（如铁、镁、锌等矿物质和无机盐等)。长期饮用缺少上述元素的纯水，会造成营养失衡和人体机能衰退。另外，桶装密封的纯水，一旦启封与空气接触，若保管不当，还容易滋生细菌，发生二次污染危害身体健康； 
　　③ 纯水价格不菲。据对上海市抽样调查表明，纯水价格接近甚至超过了牛奶价格，对普通工薪阶层说，无疑是一项不小的额外开支，会在一定程度上促动畸型消费，给社会造成负面影响。 
　　第二、对纯净水持支持态度的观点是，纯净水去除了污染物质，提高了水的纯度，饮用这种水是提高人们生活质量的象征。他们认为：
　　① 随着人们对饮用水质量要求的提高，认为人们从喝天然水→自来水→开水→矿泉水→蒸馏水→纯净水，这是一个发展的趋势，既是由于水源被污染，也是由于社会的发展，人们生活水平质量提高所需要的人类进步。而且，城市供水在市场经济条件下，应根据不同需要去发展不同层次的水商品； 
　　② 纯水中虽然有益的物质也没有了，但对人体健康并无大的影响，认为人体对水之不可缺少，无以替代是在于H₂O的本质——纯水，不在乎水中有无什么营养。认为人和动物都没有直接吸收无机矿物质的功能，绝大多数的营养是从食物或药物中摄取的，不一定必须从饮水获得，何况有的水源水中原本就不含某些有用的物质元素。据美国医学报导：喝一杯牛奶所含钙质等于1200杯矿泉水的含钙量；吃一块猪肉所含的铁质等于8000杯矿泉水的含铁量。认为一般微量元素不具活性，人们无法吸收利用，人体需要的微量元素完全可以从合理的食物中得到满足。并认为，水在体内的主要作用是新陈代谢，饮水并非提供人体所需营养的主要途径； 
　　③ 认为纯水因纯度很高，是处于“饥饿”状态的水，它晶莹清澈，不含污染物，没有细菌和病毒，去除了致癌物、无机矿物质和有害重金属，但却保留了水中的活性氧，使水成为活化水，能活化细胞，并能增强免疫力和抵抗力。它因无毒无菌可直接饮用，甘醇爽口，口感极佳，进入人体后，在扩散作用下，体内的各种杂质，会迅速溶入其中，从而能包容体内无用之物，并一起排出体外。并认为这种纯净活性水对人体的作用有：溶解度高，易被人体细胞吸收，有利于生津止渴，促进新陈代谢；活性水是一种弱碱性饮料，能消除人体消化系统中的油腻和血管上的血脂，有利于血管弹性的恢复；服药时能使药物充分溶解、吸收而提高疗效；能降低血脂和胆固醇；经常用于洗脸能滋润皮肤等。故这种含氧活性纯净水，在日本被誉为“二十一世纪饮用水”； 
　　④ 据在上海调查，40%以上的市民家庭对每月花60元饮用纯水表示接受，在宁波有80%的人愿意饮用纯净水。 
　　3.3 优质饮用水 
　　应当饮用什么样的水质好?笔者认为最好的饮用水应当是不含有毒有害的污染物，而含有对人体健康有益的矿物质的洁净水。或者说采用物理化学及生物学技术，对自然水进行综合处理，去除水中有毒有害有异臭味等污染物，保持水中适宜的矿物质含量和有益人体健康的元素。最好通过“整理”和“激活”作用，赋予水以能量，使水分子集团变小、增强水的溶解力、渗透力、代谢力、扩散力等，恢复水的正常构架，使之具有洁净、富氧、活化等特性，使水的营养生理功能接近人体细胞水。 
　　如何评价纯净水、自来水和优质饮用水？笔者认为： 
　　① 饮用纯净水比饮用不合格的自来水好； 
　　② 现在提倡普遍饮用纯净水尚不具备条件，但它可以作为大众用水的必要补充； 
　　③ 不应排斥纯净水，它是适应不同层次、不同口味需要的补充饮用水； 
　　④ 自来水是大众用水，是城市供水的主流，应不断提高其质量，使居民能稳定地喝上符合“国标”的自来水。不要因自来水质量的一度滑坡而因噎废食; 
　　⑤ 合格自来水，不仅是无害人，而且是相应年代的健康人； 
　　⑥ 21世纪的人类饮用水将是多元化的，这也是市场经济条件下，水作为商品的必然结果； 
　　⑦ 即将大量出现的“优质饮用水”，是在水质上对自来水和纯净水的进一步完善和发展。21世纪在很大程度上它将会代替“纯净水”，可是它仍旧代替不了自来水，它只能作为自来水的一个补充； 
　　⑧“我国的生活饮用水水质标准”应是多元化的。我国建设部根据我国的社会性质和不同区域经济发展状况等因素，对2000年城市自来水水质的分档次要求的原则是正确的，是适合我国国情的。

　　附表1 几种微量元素的生理意义和来源

微量元素

生理功能

缺乏症状

来 源

供给量标准(mg/d)

铁

(Fe)

①与血红蛋白、肌红蛋白相结合，形成红血球，并存在于过氧化氢酶、细胞色素酶中，参与组织中氧气、二氧化碳的转运和交换过程；②参与过氧化物酶的组织呼吸过程，促进生物氧化还原反应的进行；③部分铁以储备形存在于转铁蛋白中。

缺铁性贫血，引起感情和性格上变化，免疫功能下降，食欲减退，乏力、面色苍白、心悸、头晕。

动物性食品为肝脏、肾脏、血液、肉类和鱼类等；植物性食物中为芦笋、木耳、豆类、油菜、菠 菜、韭菜。

我国规定：成年男性为12mg，成年女性为18mg，孕妇和乳母为28mg，婴儿及儿童为10mg，10～12岁儿童为12mg，青少年男性为15mg，女性为20mg，老年人为12mg。

锌

(Zn)

①是多功能元素，是人体中70多个不同种属的酶的组成成分；②是调节DNA聚合酶的必要组成部分；③对味觉及食欲起促进作用；④促进性器官正常发育和性机能的正常；⑤保护皮肤、骨骼和牙齿的正常；⑥维护免疫功能。

食欲不振，儿童生长发育迟缓甚至停滞，皮肤改变，男孩性腺小，味觉减退，头发色素减少，指甲有白斑等。

高蛋白质食物含锌较高。人的初乳、牛肉、牡蛎、肝、小麦；猪肉、禽肉、海产品、花生米、蛋类、豆类、谷类、奶类。

初生婴儿为3mg，7个月婴儿为5mg，1～9岁儿童为10mg，10岁以上及成人为15mg，孕妇及乳母为20mg。

硒

(Se)

①具有抗氧化作用，是延长细胞寿命、防止细胞中毒的重要营养物质；②保护心血管和心脏的健康；③和金属亲和力强，是一种天然的对抗重金属的解毒剂；④保护视器官的健全功能。

脱发，指甲脆，易疲劳和激动等。

海产品、肝、肾、肉和整粒的谷类。

我国规定：婴儿为15μg/d,学龄前儿童为20～40μg/d,学龄儿童及青少年、成年人均为50μg/d。

碘

(I)

是甲状腺的主要成分，甲状腺所分泌的甲状腺素能促进体内的氧化作用，并调节氧化速度，以此调节体内的热能代谢和三大营养素的合成与分解，促进机体的生长发育。

幼年缺碘，影响发育，思维较迟钝；成年缺碘，则皮肤干燥，毛发零落，性情失常，甲状腺增大。

海带、紫菜、海产鱼、虾、蟹和海盐。

我国标准:初生婴儿为40μ/d，7个月婴儿为50μg/d，学龄儿童为120μg/d青少年和成年人为150μg/d，孕妇175μg/d，乳母为200μg/d。

氟

(F)

预防龋齿和老年骨质疏松症，能加速伤口愈合，促进铁的吸收。

老年性骨质疏松症。

一般食物中含氟量较少,人体氟的主要来源为饮水。饮水中氟的适宜含量为0.5～1.0mg/d，最高不应超过2mg/d，否则会引起氟中毒。

每人每日氟的总摄入量为3.3～4.1mg即满足了需要量，又不会产生氟中毒。

铜

(Cu)

①维护正常的生血机能；②维护骨骼、血管和皮肤的正常;③维护中枢神经系统的健康;④保护毛发正常的色素和结构；⑤保护机体细胞免受氧化物质的毒害。

骨质疏松易碎,皮肤病变,脑组织萎缩,运动失调, 发育停滞, 嗜睡,毛发脱色及卷发症。

一般食物都含有铜，谷类、豆类、硬果、肝、肾、贝类。

美国通过进行平衡试验，确定每日摄入1.24mg可维持平衡，并规定RDA为2～3mg。

锰

(Mn)

在碳水化合物、脂肪、蛋白质和核酸的代谢中作为各种酶的激活剂。作为骨骼和结缔组织形成与生长的成分之一，对于胆固醇合成、凝血和胰岛素都是必不可少的。

智力低下，老年骨质疏松, 食欲不振, 体重下降,须发生长缓慢。

植物性食物是锰的主要来源，如小米、稻米含锰量较高，扁豆、大豆、萝卜缨、大白菜也含较多的锰，茶叶和咖啡中含锰更为丰富。

美国规定日摄入量为2～9mg。

钴

(Co)

对人体中铁的代谢、血红蛋白的合成、红细胞的发育有着重要的生理功能。

贫血。

动物肝脏和肉类。

正常人每天至少应摄入维生素B₁₂(钴是其重要成分)2.0μg孕妇和乳母需3.0μg。

铬

(Cr)

①作为葡萄糖耐量因子的组成成分；②作为体内某些代谢酶类的活化剂；③是核酸(RNA和DNA)的稳定剂；④促进胆固醇和脂肪酸生成。

主要表现在葡萄糖耐量受损,可能诱发糖尿病、动脉粥样硬化、白内障、生长迟缓、心脏病、高脂血症等。

在啤洒酵母、干酪、蛋类、肝、禽、畜肉、全谷、牡蛎、马铃薯中含量丰富。

美国的供给量标准为0.05～0.2mg。

钼

(Mo)

①是黄嘌呤氧化酶(可使黄嘌泠氧化为尿酸)和醛氧化酶(可氧化醛类为羧酸)的组成成分;②与铜、含硫氨基酸的代谢有关;③可增强氟的作用，有助于预防龋齿。

人类缺钼尚未见报道。

干豆、粗粮、叶菜。

美国的推荐摄入量为0.1～0.5mg，最高日摄入量不超过0.5mg。