四平純化水設備《飲用純凈水的健康風險》Frantisek Kozisek

捷克G家公共衛生研究所

翻譯：一棵桉樹 校譯：曹琳

翻譯備注：

1、本文為WHO《飲用水中的營養》D十二章。此次翻譯為《后一滴水》的公益翻譯，旨在通過整合和本地化全球水健康研究成果，幫助人們認識水，懂水，喝對水。譯者正在進行《飲用水中的營養》全篇翻譯，預計完成時間16年10月。

2、聲明：翻譯版權屬于《后一滴水》，任何媒體、網站或個人轉載或使用須注明出處和譯者信息。

3、意見與投訴：歡迎大家批評指正文中翻譯不當之處，請在下方回復或給《后一滴水》留言。

4、該章節原文地址：http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/nutrientschap12.pdf

一、簡介

不同地質環境下的水，成分各有不同。地下水和地表水中不存在化學意義上的純水，水中一般都含有少量的氣體，礦物質和天然有機物。水中含有數百mg/L（毫克/升）的溶解性總固體往往被認為是水質好的一種表現。19世紀以來，伴隨著流行病學，微生物學和化學的發展，大量水生病原體被確認。水中含有有害物質的發現是建立飲水質量指引和法規的轉折點。為了保障飲水安全，全球范圍內的許多G家開始設定水中無機物、有機物和微生物的限值。但，尚未涉及純水的潛在影響，主要是因為自然界中不存在純水，僅有的純水可能是來自雨水或自然形成的冰。在已經制定了飲用水規范的工業化城市，雨水或冰塊沒有作為社會水源供應，但不排除，在一些地區，某些個人把它們作為日常飲用水來源。此外，天然水中也存在礦化度極低或二價離子含量少的天然軟水，還有一些情況就是硬水被人為軟化了。

人們對水中礦物質和有益元素重要性的認識要追溯到數千年以前，古印度吠陀經中就有記載。在《梨俱吠陀》詩篇中，優質飲用水被描述為：“Sheetham(冰涼),Sushihi(清潔),Sivam(應該有營養價值,必需的礦物質和微量元素),Istham(透明),Vimalam lahu Shadgunam(其酸堿平衡應該在正常的范圍內)”(1)。雖然在飲水指引和法規中，水中有益物質并沒有得到足夠的重視，但，在過去幾十年，人們對水的生物價值的認識發生了質的飛躍。

人工制造的純凈水，包括初的蒸餾水，到后來的去離子水和反滲透過濾的純水，被廣泛應用于工業、技術行業和實驗室。1960年代，一些海邊城市和島嶼人口快速增長，當地有限的水資源無法滿足人們日漸提高的生活標準，工業發展和旅游產業的需求，純水提煉技術開始廣泛應用于飲用水處理設備。由于當地水資源主要是高礦化度的咸水和海水，純凈水技術的發展成為必然趨勢。同時，也考慮了遠洋船只和宇宙飛船的水供應。初，這些水處理技術并沒有在除此以外的其他地方應用，因為技術嚴格而且昂貴。

本章節中，純凈水是指通過蒸餾、去離子、膜過濾（反滲透或納濾）、電解析或其他技術幾乎或完全去除了溶解性總固體的水。純凈水中可能存在的溶解性總固體（TDS）成分不同，但總量幾乎都低至1mg/L。導電率一般小于2mS/m（毫西門子/米），甚至更低（< 0.1 mS/m）。盡管純水提煉技術起源于上世紀六十年代初，但那時并沒有得到廣泛引用。前蘇聯中亞地區一些G家在生產公共飲用水中引進了脫鹽水技術，這些G家已經專注于純凈水領域的公共衛生研究了。結論從一開始就是顯而易見的，那就是脫鹽水或純凈水（后期如果沒有通過礦化處理）不完全適合飲用。主要有三個原因：

未經處理的純凈水具有高侵蝕性，幾乎不可能通過管道輸送或儲罐。高侵蝕性水會腐蝕管道，并把管道和配材中的重金屬和其他物質釋放到水中。蒸餾水口感極差?？尚诺淖C據表明，水中的物質對人體健康有有益影響也有負面影響。例如，人為氟化水的經驗顯示其可降低牙齲齒的發病率；一些1960年代的流行病學研究報告顯示飲用硬水地區，人們的心血管疾病發病率和死亡率更低。因此，研究人員集中關注兩個問題：1.）純凈水對健康的負面影響有哪些？2.）從技術和健康兩方面考慮，水中相關物質（例如礦物質）的小值和理想值或大值分別是多少？傳統的水質管理方式首先是限制水中有毒物質，避免過量有毒物質引起健康風險，現在也要考慮由于某些元素的缺失帶來的健康風險。

在一次飲用水水質準則工作會議上，世界衛生組織（WHO）審議了關于

設定脫鹽水中礦物質界限值的議題，集中討論了去處水中天然物質對健康的可能性風險

（2）。在1970年末，WHO委托進行了一項研究，目的在于為設定純水飲用準則提供背景信息。這項研究由當時的A.N.Sysin 公共衛生研究院和前蘇聯醫學科學院的一組研究人員在Sidorenko教授和Rakhmanin博士的指導下進行。1980年，研究報告作為內部工作文檔發表（3），得出的結論是：“純凈水不僅具有令人不滿的感官特性，而且對動物和人的有機體有明確的不利影響?！?該研究團隊在綜合考慮了健康、感官和其他影響后，提出建議：純凈水中應包含 1.）低限值：總溶解鹽(100mg/L)，碳酸氫鹽離子(30mg/L)，鈣(30mg/L)；

2.）佳水平：溶解性總固體（ 含有氯和硫酸鹽的水250-500mg/L和含重碳酸氫根的水250-500mg/L）；

3.）高限值：堿度（6.5 meq/l），鈉（200 mg/L），硼(0.5 mg / L)，溴(0.01 mg / L)。本章節中將針對這些建議進行更詳細的討論。

在過去三十年中，脫鹽技術已經成為飲用水供應領域經廣泛實踐的技術。全球范圍內超過11000個脫鹽水加工廠，每天可以生產超過60億加侖的脫鹽水（Cotruvo，本書）。在中東和西亞的一些地區，超過一半的飲用水是通過這種方式生產供應。脫鹽水通常會通過添加碳酸鈣或石灰石進行深度加工，或者與含更多礦物質的水進行混合，從而改善口感和減少純水對供水管網管材的腐蝕。但是，不同脫鹽水組成成分差別很大，特別是水中含有少量TDS的時候。大量的脫鹽水工廠在發展過程中沒有遵循飲用水指引規范，沒有考慮成品水中礦物質的低含量。

長期飲用純凈水對健康具有潛在負面影響，這一問題涉及到長期缺乏淡水的地區，廣泛使用家庭水處理系統的地區和飲用瓶裝水的地區。一些天然礦泉水TDS總量低于50mg/L，尤其是冰川礦泉水；一些地區甚至供應瓶裝蒸餾水作為飲用水。還有一些品牌的瓶裝水則通過往純凈水里添加礦物質改善口感（礦物質水）。人們喝這些類型的水可能就無法吸收本應從礦化度更高的水中吸收的礦物質。因此，飲用純凈水的風險不僅是社會層面的問題，也是個人和家庭層面的問題。

二、飲用純凈水或低礦物質水的健康風險

對飲用純凈水的影響的認識主要源于實驗和觀察數據。研究者已經開展了動物實驗和人類志愿者實驗，觀察數據來自脫鹽水供應區的居民，飲用反滲透純凈水的個人，和飲用蒸餾水配制飲品的嬰幼兒。以上研究的可用數據是有限的，因此，我們還參考了流行病學研究的成果，這些研究對比了低礦物質水（軟水）和礦物質含量更高的飲用水對人們健康的影響。沒有經過礦化處理的純凈水被認為是低礦物質水或軟水的極端的案例，因為這些水僅含有小量的溶解性物質例如鈣和鎂，這兩種物質是硬度的主要貢獻者。

低礦物質水可能的負面影響一般就以下類別進行討論：

1、對腸黏膜、代謝及礦物質平衡或其他身體機能有直接影響。

2、幾乎或無法從低礦物質水中吸收鈣、鎂。

3、僅能吸收少量其他重要物質和微量元素。

4、引起食物中鈣、鎂和其他微量元素的損失。

5、可能攝入更多有毒重金屬。

6、低礦物質水細菌污染風險。

1、對腸黏膜、代謝及礦物質平衡或其他身體機能有直接影響。

蒸餾水和低礦物質水（TDS小于50mg/L）口感不好，消費者需要一定的適應時間。這種類型的水據悉也是更不容易解渴的（3）。盡管這些考慮的都不是健康方面的影響，因為考慮人們飲用低礦物質水的適宜性，還是要提及的。糟糕的感官體驗和難解渴的特性會影響人們的飲用量，也是促使人們尋找其他更為滿意的水源的原因。

威廉姆斯（4）報告說，蒸餾水進入腸道時引起的老鼠上皮細胞的異常變化，很可能是由滲透壓沖擊引起的。但是，舒曼等人（5）在一項14天的老鼠實驗中并沒有得到同樣的結論。組織學檢查顯示食道、胃和空腸沒有任何跡象的糜爛、潰瘍或炎癥。WHO研究（3）報告了動物的分泌功能（即，胃液分泌增加）和胃肌張力的變化，但是目前的數據并沒有明確證明低礦物質水會對胃腸道黏膜造成直接的負面影響。

不過，充足的證據表明，長期飲用低礦物質水對身體的平衡機制有負面影響，會損害身體的礦物質和水代謝功能。尿量增加（即增加排尿）與人體組織液離子的排泄增加、負平衡、身體水位的改變以及人體內水分調控依賴性激素的功能性活動有關。持續一年的動物實驗（主要試驗對象是老鼠）不斷證明飲用蒸餾水或溶解性總固體TDS ≤ 75 mg/L的水會導致：

1、飲水量增加，尿量增加，細胞外液量增加，血清鈉（Na）、氯（Cl）離子等排泄增加，綜合導致整體負平衡。

2、紅細胞體積更低和紅細胞壓積變化（3）。盡管Rakhmanin等人（6）沒有發現蒸餾水致突變和對性腺的影響，但他們報告了下列癥狀：三碘和醛固酮分泌減少，皮質醇分泌增加，腎臟形態學改變包括更顯著的腎小球萎縮，血管內皮細胞腫脹限制了血流。一年期的老鼠實驗中也發現，蒸餾水喂養的母鼠胎兒骨骼骨化減少。顯然，本應從水中攝入的礦物質通過飲食是無法彌補的，即使這些動物一直保持標準化飲食，食物的熱量、營養和鹽類組成都是完全滿足生理需要的。

研究者在給WHO的報告（3）中評估了人體實驗結果，與動物實驗結果一致，驗證了低礦物質水（TDS）（e.g. < 100 mg/L ）影響人體水和礦物質平衡的基理。低礦物質水的顯著影響：1.）增加泌尿（約20%，平均值），身體水容積和血清鈉濃度；2.）降低血清鉀濃度；3.）增加身體中鈉離子、鉀離子、氯離子、鈣離子和鎂離子的流失。低礦物質水一般被認為會作用于胃腸道的滲透壓受體，鈉離子進入腸腔流量增加，門靜脈系統滲透壓輕微降低，隨后作為一種適應性反應，血鈉釋放增加。血漿滲透壓變化導致人體水分的重新分配；總細胞外液量增加，紅細胞和間質液中的水轉移到血漿內和細胞內液和間質液之間。為了應對血漿容量的變化，血液中的壓力感受器和容量感受器被激活，醛固酮釋放減少，從而增加了鈉的流失。

血管容量感受器興奮導致ADH（抗利尿激素）釋放減少，排尿增加。德G營養學會關于蒸餾水的影響也得到了相似的結論，并警告公眾不要飲用蒸餾水（7）。出版這個警告是回應德文版《水的驚人真相》（8），這本書的作者推薦飲用蒸餾水而不是“普通”的飲用水。學會在其立場文件中解釋到：體液中含有特定濃度的電解質（例如，鉀和鈉），濃度由身體控制。鈉使得水被腸道上皮細胞吸收。當攝入蒸餾水時，腸道必須先從身體儲備中調出電解質，加入到水中。身體是不會排出“純”水的，排出的體液中往往含有各種鹽類，因此身體必須吸納充足的電解質。攝入蒸餾水會稀釋體內的電解質。區室間不充足的身體水分再分配則可能損害重要器官的功能。初的癥狀包括疲勞，虛弱和頭痛；更嚴重癥狀是肌肉痙攣和心臟受損。

不同G家的動物實驗和臨床觀察提供了更多的證據。飲水中添加鋅或鎂的動物，其血清中兩種元素的含量要遠遠高于飲食中含更多量但飲用低礦物質水的動物。基于實驗結果和礦物質缺乏病人臨床觀察的結果（這些病人接受經蒸餾水稀釋的均衡的靜脈營養，他們的腸道吸收功能不需要納入考量范疇），Robbins和Sly（9）推測攝入低礦物質水是增加人體礦物質流失的原因。

定期飲用低礦物質水會引起上述癥狀的漸進演變，可能表現為長期隱性癥狀或隨機癥狀。然而，高強度體力活動或一次性飲用幾升低礦化度水后會發生嚴重的急性損傷，例如低血鈉休克或昏迷。過量飲用低礦化度水或自來水都會引起“水中毒”（低血鈉休克）。但，水中TDS濃度越低，中毒風險就會越高。過去曾報道過登山運動員的急性健康問題，這些登山運動員把融化的雪水作為飲用水，而雪水中并沒有充分溶濾人體必需的微量元素。據報道，嬰幼兒飲用蒸餾水和低礦物質水，發生了更為嚴重的情況，并伴隨有腦水腫，抽搐和代謝性酸中毒等癥狀（11）。

2、幾乎或無法從低礦物質水中吸收鈣、鎂。

鈣和鎂是人體必不可少的微量元素。鈣是骨骼和牙齒的重要組成部分。此外，鈣作用于神經興奮（即降低神經興奮），心肌系統的正常功能，心臟和肌肉收縮，細胞間信息傳遞和血液凝固。鎂作為輔因子和催化劑參與300多種酶促反應，例如糖酵解，ATP代謝，通過膜輸送鈉、鉀和鈣，合成蛋白質和核酸，以及神經興奮和肌肉收縮。

盡管飲用水不是我們攝入鈣和鎂的主要來源，但，從飲用水中充分攝入這兩種元素的健康意義要遠遠大于它們在每日攝取總量中貢獻的那部份營養價值。即使在發達G家，飲食中鈣和鎂的量本是不足的，更無法彌補飲用水中缺失的那部分鈣，尤其是鎂。

在過去的50年里，世界許多G家的流行病學研究報告稱，與硬水和鎂含量高的水相比，軟水（即水中鈣鎂含量低）和水中鎂含量低的水會提高心血管疾?。–VD）發病率和死亡率。流行病學證據的概述由近期評論文章提供（12-15），這本專著中的其它章節也進行了總結（Calderon and Craun, Monarca等人）。近期研究表明，攝入鈣含量低的軟水與兒童骨折高風險（16）、神經組織退化疾?。?7）、早產、低出生體重（18）和一些典型的癌癥（19，20）相關聯。攝入鎂含量低的水不僅會增加猝死的幾率（21-23），也與運動神經元疾?。?4）、妊娠期疾?。ǚQ為先兆子癇）（25）和某些癌癥相關聯（26-29）。

前蘇聯舍普琴科市的研究（3，30，31）獲取了人們飲用TDS和鈣含量低的脫鹽水（即通過石灰石過濾的蒸餾水）所產生的鈣代謝的具體變化信息。當地居民被發現堿性磷酸酶活性下降，血液中鈣和磷濃度降低，骨組織脫鈣升高。顯著的變化發生在婦女身上，尤其是孕婦，取決于其在舍普琴科市居住的時間長短。在持續一年的動物實驗中，飲用水中鈣的重要性也得到證實；實驗里，老鼠獲得充足的營養和鹽分，分別飲用添加了400 mg/L溶解性固體的脫鹽水和添加了5 mg/L, 25 mg/L和 50 mg/L鈣的脫鹽水（3，32）。飲用水中添加5mg/L鈣的老鼠，與水中添加兩倍劑量鈣的老鼠相比，出現了甲狀腺及相關功能降低的癥狀。

絕大多數水中化學物質的影響需要經過長期暴露才會表現出來，但鈣，尤其是鎂，對心血管系統的影響在短期內就會顯現出來。水中缺乏鎂或者鈣，僅僅幾個月的時間就足夠反映出它們的影響了（33）。蘇黎世和斯洛伐克居民就是典型的短期暴露案例：2000-2002年，這兩個地區的居民開始使用反滲透（RO）過濾設備作為終端飲水的處理設備。之后的幾個星期到幾個月之間發生了大量急性鎂（也可能是鈣）缺乏癥的通報（34）。這些疾病包括心血管疾病、疲勞、虛弱或肌肉痙攣，與德G營養學會警告的癥狀幾乎吻合（7）。

3、僅能吸收少量的其他重要物質和微量元素。

盡管飲用水（也有極少數例外）不是人們獲取必需元素的主要來源，但出于一些原因，它的貢獻是非常重要的?，F在，許多人的飲食無法提供足夠的礦物質和微量元素。在某一元素已經低到缺乏邊緣線時，飲用水中就算僅有少量的該元素，也可以起到即時的保護作用。這是因為微量元素一般以游離狀態存在水中，食物中的微量元素往往是與其它物質綁定在一起，因此跟食物中的元素相比更容易被人體吸收。

動物研究也說明了水中微量元素的重要意義。例如，Kondratyuk (35)的報告稱不同微量元素的攝入會導致肌肉組織中微量元素至高6倍的變化。這些研究結果源自一項6個月的實驗，在實驗中，老鼠被隨機分為4個組，分別喂養：a.)自來水，b.)低礦物質水，c.)在自來水中添加了碘、鈷、銅、錳、鉬、鋅、氟的低礦物質水，d.)添加十倍量同樣礦物質的低礦物質水。進一步發現了沒有添加礦物質的純水對血液形成過程有負面影響。喝純凈水的動物的比喝自來水的動物的紅細胞平均血紅蛋白含量低19％。與經過礦物質補充的水相比，血紅蛋白的差異性甚至更大。

一項針對飲用不同礦化度飲用水的俄羅斯居民開展的生態設計流行病學研究表明，低礦物飲用水可能是以下多種疾病的風險要素：高血壓、冠心病、胃十二指腸潰瘍、慢性胃炎、甲狀腺腫、妊娠并發癥，新生兒和嬰兒并發癥包括黃疸、貧血、骨折和生長障礙（36）。但是，這些研究沒有表明是否是水中鈣鎂含量低還是其他某個重要元素的含量低，亦或其它什么因素，導致了上述影響。

Lute（37）在俄羅斯烏斯季伊利姆地區進行了一項大樣本的流行病學研究。這項研究在兩個地區的7658個成人，562個兒童，1582個孕婦和她們的新生兒中開展，研究主要集中在發病率和體格發育兩方面。其中一個地區供應低礦物質水（平均值：TDS134 mg/L，鈣18.7mg/L,鎂4.9mg/L，碳酸氫鹽86.4mg/L），另一個地區供應礦物質含量更高的水（平均值TDS385mg/L，鈣29.5mg/L,鎂8.3mg/L，碳酸氫鹽243.7mg/L)。另外，測定了水里硫酸鹽、氯、鈉、鉀、銅、鋅、錳、鉬的含量。這兩個地區的居民飲食習慣，空氣環境，社會環境和居住時間方面都沒有差別。研究表明，飲用低礦物質水的地區，甲狀腺腫、高血壓、缺血性心臟病、胃及十二指腸潰瘍、慢性胃炎、膽囊炎、腎炎等疾病病發率更高。住在這個區域的兒童生長發育更慢，生長發育異常更多，孕婦遭受更頻繁的水腫和貧血。新生兒發病率更高。當飲用水中鈣含量水平為30-90mg/L，鎂含量 水平為17-35mg/L，溶解性總固體（TDS）總量400mg/L（含碳酸氫鹽的水），疾病發病率低。作者認為，這樣的水可以被認為是生理上佳的飲用水。

4、引起食物中鈣、鎂和其他微量元素的損失。

當用于烹飪時，軟水會導致食物（蔬菜，肉類，谷物 ）中的重要元素的損失。鈣鎂損失高達60%，其它微量元素甚至更多（例，銅66%，錳70%，鈷86%）。相反的，當使用硬水烹飪時，食物中元素的流失要低得多，甚至有報道稱烹飪后鈣離子含量比原先更高（38-41）。

由于大部分的營養是通過食物獲取的，因此使用低礦物質水烹飪或加工食品所造成的總礦物質攝入不足的影響，要比單純飲用這些水的影響嚴重的多。目前許多人的飲食通常不能提供足量的必需元素，因此，在加工或烹飪食物過程中任何一個導致基本要素和營養物質損失的因素都是不利的。

5、可能攝入更多有毒重金屬。

低礦物質水提升有毒金屬風險的兩種可能方式：1.）與水接觸的材料中浸出更多金屬，增加了水中金屬含量。2.）鈣離子和鎂離子含量低的水防護（抗毒）能力更弱。

低礦化度水是不穩定的，因此對其接觸的材料有高侵蝕性。這樣的水更容易從管道、涂料、儲存罐、容器、軟管管路和配件中溶濾金屬和有機物，且不能將有毒物質形成不易吸收的絡合物來降低有毒物質的負面影響。

1993-1994，美G爆發了八次飲用水化學品中毒事件，其中三起是嬰幼兒鉛中毒案例，血鉛含量分別達到15 μg/dL, 37 μg/dL和 42 μg/dL。血鉛監測水平是10μg/dL。三個案例中，鉛都是從飲用水儲罐的銅配件和鉛焊接接縫中浸出。這三套供水系統供應低礦物質水，加強了鉛的浸出（42）。對血鉛濃度高的兩個嬰兒廚房龍頭飲用水進行初次采樣，水中鉛含量達到495ug/L-1050ug/L，血鉛濃度水平D三位的嬰兒廚房水樣中鉛含量為66 μg/L（43）。

水和食物中的鈣和鎂（程度較小一些）具備抗毒活性。這兩種元素可以阻止小腸吸收鉛和鎘這樣的有毒元素進入血液，一般通過直接反應生成不能被吸收的化合物的方式或通過競爭結合位點的方式（44-50）來實現。雖然這種保護作用是有限的，但不能被忽視。飲用低礦物質水的居民暴露于有毒物質受到負面影響的風險要遠遠高于攝入平均礦化度和硬度飲用水的居民。

6、低礦物質水細菌污染風險。

所有的水在沒有消毒劑殘留的情況下都易于被細菌污染，包括水源水，也是處理后的管道水中微生物再生長的必然結果。脫鹽水中也會發生微生物再生長。管道中細菌在生長主要是由于更高的初始溫度，炎熱的氣候條件下管網中水溫升高，沒有殘余消毒劑，更大的可能性是水中侵蝕性物質與管道接觸。盡管一個完整的脫鹽膜可以濾掉所有細菌，它的過濾效率也達不到100%（可能是滲漏的原因）；1992年沙特阿拉伯一項文件記載了反滲透水引起的一次傷寒病爆發（51）。

因此，幾乎所有水，包括脫鹽水，在處理之后都會進行消毒處理。Geldreich等人 (52) 、 Payment 等人(53, 54) 和許多其他人都曾報道過用于控制非致病菌再生的不同型號的家用處理設備。捷克公共衛生G家研究所（34）在布拉格測試了與飲用水接觸的產品并取得了一些發現，例如，反滲透設備濾掉了水中的消毒劑殘留后，其壓力桶易于細菌再生。

三、純凈水中理想的礦物質含量

低礦物質水的易腐蝕性和潛在健康風險關系到供應和飲用低礦物質水量大方面，建議飲用水中礦物質含量的低值和佳值成為必然結果，這也便于一些地區在制定飲用水質量法規和技術標準時確定準則值。水的感官特性和解渴能力也屬于建議的范疇。例如，人類志愿者實驗（3）表明，15-35℃的水更能滿足生理需要。水溫高于35℃或低于15℃會減少攝水量。水中溶解性總固體（TDS）含量在25-50mg/L 之間，水的口感不好（3）。

1、1980 WHO 報告

低礦物質飲用水會導致鹽分從身體里流失。負責撰寫1980 WHO報告的研究團隊在觀測脫鹽水和溶解性總固體（TDS）在50-75mg/L之間的飲用水時發現了其改變水鹽平衡的負面影響，并建議飲用水中溶解性總固體（TDS）低含量為100mg/L。該團隊同時建議含氯和硫酸鹽飲用水溶解性總固體（TDS）佳含量為200-400 mg/L，含碳酸氫鹽飲用水TDS佳含量為250-500 mg/L（WHO 1980）。

這些建議也基于對老鼠，狗和人類志愿者進行的更深入的實驗研究。水暴露影響包括莫斯科自來水，TDS含量約10mg/L的脫鹽水，實驗室制備水濃度分別為50mg/L，100mg/L, 250mg/L, 300mg/L, 500mg/L, 750mg/L, 1000mg/L和1500 mg/L，制備水微量元素的配比分別為：氯(40%), 碳酸氫鹽 (32%), 硫酸鹽 (28%) / 鈉 (50%), 鈣 (38%), 鎂 (12%)。

研究包括了大量的健康結果：體重動力學、基礎代謝、酶活性及氮、水鹽平衡和調節系統，人體組織和體液中礦物質含量，紅細胞壓積和ADH活性。TDS佳建議值與低不良反應發生率，對人、狗、鼠的低負面影響發生率，良好的感官特性和解渴的性能以及降低水的腐蝕性等因素相關。

除了TDS水平，報告（3）還建議脫鹽水中的含鈣量不低于30mg/L。含量值建議是基于兩項核心變化對健康的影響：鈣磷代謝的激素變化和骨組織礦物飽和度降低。另外，當鈣含量增加至30mg/L，脫鹽水的腐蝕活性明顯降低，水質更穩定（3）。報告（3）同時建議水中的碳酸氫鹽離子低含量為30 mg/L，從而實現感官特性可接受，腐蝕性降低以及鈣平衡濃度達到建議的低水平。

2、近的建議

更多的近期研究為設定純凈水中礦物質含量低值和佳值提供了補充信息。例如，在南西伯利亞的四個城市開展的兩項隊列流行病學研究（樣本分別為460位女性和511位女性），研究了飲用水的不同硬度對20歲至49歲女性健康的影響（55，56）。

城市A水中鈣含量和鎂含量低（鈣3.0mg/L，鎂2.4 mg/L）。城市B水中鈣鎂含量稍高（鈣18.0mg/L，鎂5.0 mg/L）。城市C（鈣22.0 mg/L，鎂1.3 mg/L）和城市D（鈣45.0 mg/L，鎂26.2 mg/L）水中鈣鎂含量高。

與生活在城市C和城市D的女性相比，在城市A和城市B生活的女性更頻繁地顯示出心血管變化（經心電圖測試），更高的血壓以及軀體形式自主神經功能障礙、頭痛、頭暈和骨質疏松癥（經X射線骨密度儀測量）等。這些研究結果建議飲用水中鎂含量低為10mg/L，鈣含量低為20 mg/L，而不是1980WHO報告中建議的30mg/L（3）。

基于目前可用的數據，研究者們對飲用水的鈣含量、鎂含量和硬度的建議整理如下：

·鎂，低含量10mg／L（33,56），佳含量20-30mg/L（49，57）；

·鈣，低含量20mg／L（56），佳含量50（40-80）mg/L（57，58）；

·硬度，鈣鎂含量總和2-4mmol/L（37，50，59，60）。（譯者注：1mmol/L ＝100 mg/L (CaCO3)）

以上濃度經觀察對健康的負面影響低甚至無負面影響。經評估給出的理想濃度和佳濃度的建議值可以使得飲用水保護作用大化或發揮其對健康的佳影響。鎂離子建議濃度是基于對心腦血管系統的影響，而鈣離子建議濃度是建立在鈣代謝和骨化的變化上。硬度建議佳值的上限源于數據顯示飲用水硬度超過5mmo/L地區的居民患有腎結石、膽囊結石、尿路結石的風險更高。

濃度評估同時考慮了飲用水攝入的長期性。對于有短期治療作用的水而言，這些元素的濃度可能要考慮的更高。

四、飲用水的鈣，鎂，硬度的指南和指令

WHO《飲用水水質準則》D二版（61）就水的硬度值評估了鈣和鎂，但沒有建議鈣、鎂和硬度的低值和高值?！稓W洲飲用水指引》D一版（62）規定了軟化水和脫鹽水的低硬度值（≥ 60 mg/L 以鈣或同等陽離子計）。

這一要求成為所有歐共體成員的G家法律的共同規定，直到2003年12月新版指引（63）生效，舊版指引失效。新版指引沒有設立鈣、鎂和硬度值的要求。從另一方面說，它也不阻止各會員G在其G家法律中實施這樣的要求。

目前，只有幾個歐盟成員G（如荷蘭）在G家法律中設立了鈣、鎂和硬度值，作為強制性法規。還有一些成員G（如奧地利、德G）將這些參數設定為非強制性法規，比如技術標準（例，降低水的腐蝕性的不同措施）。

2004年五月，四個中歐G家成為歐盟成員G，這四個G家同時將以下要求列入各G法規中，但約束力各有不同：

捷克共和G（2004）：軟化水鈣含量≥30 mg/L，鎂含量≥10 mg/L；鈣含量指導值40-80 mg/L，鎂含量指導值20–30 mg/L（硬度Σ Ca + Mg = 2.0-3.5 mmol/L）。匈牙利（2001）：硬度50-350 mg/L（以CaO計）；瓶裝飲用水、新水源、軟化水和脫鹽水的低含鹽量50mg/L。波蘭（2000）：硬度60-500mg/L（以CaCO3計）。斯洛伐克（2002）：鈣含量指導值>30mg/L，鎂含量指導值10-30mg/L。俄羅斯載人飛船宇航員生存環境技術標準－一般醫療和技術要求（64）規定了用于宇宙飛船的再生水的質量要求。溶解性總固體（TDS）含量規定在100-1000mg/L之間，氟、鈣、鎂規定了低值，并有專門委員會為每次宇宙飛行分別制定具體標準。重點是怎樣在再生水中補充礦物質使其“具有生理價值”（65）。

五、結論

飲用水中至少要包含一些基礎礦物質（和其它成分如碳酸鹽）的低含量。不幸地是，在過去的二十年中，基于飲用水物質的有益作用或保護作用的研究是很少的。主要關注的是污染物的毒理學特性。不過，一些研究已經嘗試著確定飲用水溶解性總固體（TDS）和基礎元素的低量，也有一些地區已經在其飲用水法規中對所選微量元素含量設定了要求和指引。這個問題不僅與供應脫鹽水（如果沒有充分的再礦化）為飲用水的地區相關，也與使用家用凈水設備或中央凈水設備去除水里重要礦物質和飲用低礦物質含量的瓶裝水相關。

脫鹽技術加工的飲用水通過增加礦物質保持穩定性，家用凈水設備過濾了的純水往往不會再礦化。就算是再礦化保持了穩定性，其終成分對保障健康也是不足夠的。脫鹽水主要通過添加鈣（石灰）或其它碳酸鹽補充礦物質，但還是會缺乏鎂或其它微量元素如氟、鉀。此外，添加鈣往往是基于技術考慮（即降低水的侵蝕性）而不是基于健康考慮?，F在常用的再礦化技術幾乎沒有佳的，因此再礦化水并沒有包含所有的有益成分。目前的穩定性方法主要是為了降低水的腐蝕作用。

沒有經過再礦化的去礦物質水和低礦物質水－沒有或大量缺乏必需的礦物質－并不被認為是理想的飲用水，因此，常期攝入這類水會導致有益元素供應不足。本章為這一結論提供了理論基礎。基于高純化水研究的人類志愿者實驗提供的證據和發現主要來自早期實驗，其中一些可能不符合現行的方法標準。盡管如此，我們不能忽視這些發現和結論。其中一些實驗是獨特的，未指導的干預研究未經指導，與今天相比，在科學上、財務上或道德上可行性不足。但，這些研究方法并不是令人置疑到其結果都是無效的?；陲嬘眉儍羲虻偷V物質水的健康風險的早期動物實驗和臨床研究取得了一致的結果，近代研究也是支持的。

現在有足夠的證據證實飲用水中缺乏鈣或鎂的健康后果。許多研究表明，飲用水中較高的鎂含量會降低心血管疾病風險，特別是由心血管疾病引發的猝死。這種關系已被獨立地描述在不同的流行病學研究中，這些研究擁有獨立設計，在不同地區、不同人群、不同時間展開。尸檢，臨床和動物研究提供了連續的流行病學觀察數據。鎂的保護作用的生物學依據是大量充分的，對心血管疾病多因素病因的特異性還缺乏證據。證據表明鎂攝入量不足除了增加猝死的幾率，會增加以下病癥的風險：運動神經元病，妊娠障礙（所謂的先兆子癇），嬰兒猝死和一些典型的癌癥。近期研究表明，攝入軟水，即水中鈣含量低，會增加以下病癥的風險：兒童骨折，神經退行性疾病，早產，出生低體重和一些典型的癌癥。此外，水中鈣離子對心血管疾病的作用是不能被排除的。

G內外負責飲用水質量的有關部門應考慮設立脫鹽水處理指引，應明確規定相關元素低準則值如鈣、鎂和TDS。如果建立指引需要更多的研究，當局應當推動有針對性的研究，詳細說明健康益處。如果指引需要確定純凈水中應含有的礦物質，當局應當保證指引同樣適用于家庭凈水設備和瓶裝水。