水的硬度与健康

水的硬度与健康
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何　宏　蚌埠高等专科学校食品系　蚌埠　233030
席　倩　蚌埠第三人民医院内科 蚌埠　233000
摘要　饮水中某些无机或矿物成分与发病率和死亡率的增高有关,这些成分常与饮用水的硬度有联系,并且天然存在于水中,或者在水处理厂与配水系统中。

在美国和其它发达国家,许多慢性病的发病率尤其是心血管疾病与水的硬度呈逆相关。

其机理目前尚不明。

文中给出了几种假设理论,并对研究中存在的问题进行了探讨。

关键词　水　硬度　健康
1　水的硬度与健康的关系
饮水与健康的主要集中点,是饮水中的污染物质可能产生损害健康的影响。

然而最近已有报道,不属于“污染物”的饮水中的某些无机或矿物成分,对公众健康也很重要,这些是与水的硬度有联系的成分,它们系自然存在或者来自处理或配水系统。

111　水的硬度
可以把硬度规定为水中存在的多价阳离子的总和,最普通的此类阳离子是钙和镁。

硬度通常按碳酸钙(CaC O3)的当量数表示。

硬水和软水尚无明显的区分界限,一般认为水中CaC O3少于75mg/L 时属于软水,超过此浓度时就是硬水。

112　对水的硬度与健康关系的研究
由于K obayashi在日本和Schroeder在美国的研究,关于饮水的硬度与发病率和死亡率之间的相互关系,已引起很大的注意。

随后在全世界进行的许多其它研究工作表明,某些水因素与病理学影响有统计学相关,特别是各种心血管疾病。

结果关于这些研究的大批文献逐渐展现出来。

此外,值得注意的是,国际原子能机构认为,根据此问题的国际性的协作研究,已有足够的证据证明,心血管疾病的发病包含着微量元素的因素。

水的硬度与心血管疾病的因果关系,英国认为对于潜在的公众健康相当重要,以至引起政府专家就此问题发表了评论。

113　水的硬度与健康的关系
关于水的硬度和健康可能存在的相互关系,已在9个国家进行过50次以上的研究,其中大多数研究是在英国、美国和加拿大进行的。

他们揭示:饮水的硬度特性与心血管疾病(心脏病、高血压和中风)以及少数几种其它疾病之间具有明显的统计学联系。

已有报告证明,心血管疾病与饮水的硬度含量呈逆相关,或者说与水的软化程度呈正相关。

美国和加拿大的研究证明,饮用极软水的人群中,修正年龄的心血管病的死亡率,比饮用硬水的人群高15%～20%。

英国报道的这种差异可能高达40%。

心血管病是美国人的第一位死因,超过全部死亡数的50%,即每年大致死亡100多万人,冠心病的死亡率在过去几十年期间稳定地增加。

这些水因素研究的可靠性,取决于研究结果的一致性,以及它们的生物学可能性或相关系数的大小,或实际的显著性水平。

然而,对于这些联系的生物学可能性,已有一些科学的正当理由。

已经进一步证实,某些微量元素由于与其它元素和蛋白质争夺结合位置,影响细胞膜的渗透性或者通过其它代谢,它们作为酶反应的活化剂或抑制剂,在若干生物过程中起着重要作用。

假定这些元素也能直接或间接地对心室、血管壁、血型或类脂化合物并对糖代谢之类以及与心血管功能有关的其它系统产生作用,则可以进一步认为,水质能影响人的微量元素或矿物质平衡,而后影响心血管功能。

如上所述,有些饮水因素与心血管疾病的发病率之间有显著的统计学意义,而且普遍认为,水中的无机物质与心血管疾病可能有因果牵连。

但必须强调,各位研究人员对于水因素危险性的大小甚至
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此种危险性是否存在,水因素的特性,作用模式以
及特殊的病理影响等等,看法都不一致。

2　水的硬度对健康影响的几种理论
关于哪些饮水成分可影响心血管功能和疾病的问题已经提出几种假设,现将各种假设简述如下。

211　硬水主体成分的保护作用
硬度并非水的特殊成分,而是复杂易变的阴离子和阳离子的络合物。

有些研究认为,硬水对疾病的保护作用系由于钙和镁的存在,这是硬水中存在的主要阳离子。

钙、镁及硬度之间通常有密切的相互联系,然而也有少数研究将这两种元素分别看待。

当钙和镁分别与心血管疾病发病率相关时,英国认为钙的关系较大,而美国认为钙和镁的关系都很密切。

有少数证据解释了钙和镁在防止心血管疾病方面可能产生的机制。

实验时在饮食中适当增加钙,结果循环和器官的胆固醇水平降低,据信这是表明水的硬度与心血管疾病之间存在联系的一种可能因素。

据悉镁可使类脂化合物免于沉着在动脉中,同时可能具有抗凝血剂的特性,能抑制血凝块形成而免于发生心血管疾病。

此外,有证据证实,于软水地区比较,硬水地区居民中某些组织内钙和镁浓度较高。

212　硬水中微量元素的保护作用
关于涉及心血管疾病发病率与水硬度的微量元素浓度,已有少数的系统资料。

根据已经完成的有限数量的研究,假如硬水含有保护性作用的有益元素(除钙和镁外),首先需要考虑的就是钒和锂,可能还有锰和铬。

据报告,锂和钒与心血管疾病死亡率呈负相关。

这些负相关甚至在控制钙和镁以后似乎仍然存在,并且还很显著。

关于这些金属的生物学作用不太清楚,推测锂可能对邻苯二酚胺和冠状动脉前降支的活动方式有特殊影响。

有人认为钒作为人体营养中的一种必需微量元素,可以抑制肝胆固醇合成,降低血清胆固醇,因此认为增加钒的摄入,能够降低血清胆固醇,特别是在青年受试者中。

一例由铬引起的病症与北美自来水的硬度呈正相关(但在英国却没有),可能有因果牵连。

实验发现,铬缺乏能使血清葡萄糖和胆固醇水平升高,并且增加主动脉斑的沉着,虽然还不能定量地估计铬的每天需要量,但可设想硬水有助于防止铬的缺乏。

同样可以推测,硬水有助于防止锰的缺乏,实
验说明这一点与减少葡萄糖耐量有联系。

213　软水中的有害元素
软水较硬水更具侵蚀性,因此软水中发现的某些微量金属浓度高于硬水。

已经提出了几种金属可能与软水和心血管疾病的增加有关。

根据极其有限的资料,认为镉、铅、铜和锌可能涉及到心血管疾病的诱发。

这些重金属常常存在于卫生设备的材料中,并已发现它们被溶解于软水中。

有证据证实,较低剂量的镉能引起大鼠的高血压。

已知此种金属能积累在人的肾中,并能引起肾损伤,而且可能影响血压,但是缺乏水中的镉与人体心脏疾病有联系的直接证据。

几项研究表明,家庭中有铅管和使用软水的人,血铅水平升高,不过血铅水平升高与心血管疾病之间的相互关系仍不清楚。

有限的资料表明,自软水摄入铜和锌可相反地影响心血管疾病发病率,然而从其它研究得到了与此相反的资料。

另外一些资料还表明,此种差异可能是由于没有测定关键性的离子形式和所有来源的可疑金属的摄入比,特别是Zn 与Cu 和Cd 与Zn 的比例,以及各种其它代谢变异性。

214　其他因素
根据上述讨论,阐明饮水成分为何能影响心血管功能和疾病的假设是比较充足的,因此考虑其它因素时,也必须考虑这些假设。

据推测主要存在于硬水中的几种阳离子对心血管功能可能产生有益的影响,而存在于软水中的其它阳离子则可能产生有害影响。

当考虑到通过其它饮食和环境途径摄入的这些元素的总量时,饮水能否提供足够的这些元素以至对心血管疾病的致病能否产生重大影响,常常引起怀疑。

硬水或矿化水通常可提供相当于总饮食摄入量的10%～15%以下的钙和镁。

除铅外,由饮水提供的各种微量元素可能只占总摄入量的很小一部分。

与饮食比较,从水摄入的最大比例的微量金属是锌,但由水提供的锌也只占总摄入量的4%左右。

由饮水提供的其它可疑微量金属的总量,仅占总摄入量的4%以下。

与平均成
年人每天饮食摄入约300μg 铅比较,某些饮水中的铅浓度可能超过100μg/L 。

然而几个研究者提出,相对而言,通过给水提供的这些元素的量,不像其它来源那样重要。

据推
测,微量元素常以螯合形式存在于食物中,而且可
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能不像通常存在于水中的离子形式那样容易代谢。

此外,水中存在的元素的化合价形式,可能不同于食物,并且影响代谢行为。

另一种因素是硬水和软水对烹饪过程中食物的矿物组成有不同的影响。

据推测,软水与硬水比较,前者可在烹饪时从食物中除去相当大比例的各种“保护性”营养物。

3　研究中存在的问题311　研究对象
至今所进行的大多数研究都是用原水而不是用制成水来衡量相互关联的死亡率,因此当用制成水时,相关的统计学意义就比较小。

312　设计和方法
许多研究报告中的设计和方法都有值得考虑改变的地方。

如前面所提到的,水的硬度与一种或多种心血管疾病之间有统计学意义的相互关系,可是不可能定量地比较这些研究工作取得的数据,因为死因记载中所用的标准和指标有差异。

水因素与其他死因相关的几篇报告,减弱了水因素任何特异的病理影响的因果联系,例如支气管炎、胎儿死亡率、恶性肿瘤、肝硬变和其它非心血管死因。

尽管大多数研究报告有一致的倾向,但也有少数研究表明,不同年龄组和性别组出现过负的或矛盾的结果,例如在荷兰和瑞典,硬水与妇女的心血管病死亡率降低有关,而在男性中却无此种关系,新西兰的研究也出现了相反的结果。

313　样本大小
相关研究的强度和特性都随地区和人口的样本大小而变,一般在较大和人口较多的地区出现较强的相关。

引起这些差异的原因,在某种程度上可能是由于涉及统计学上抽样单位大小的相关系数不够灵敏。

显而易见,人口较少的较小地区与较大地区相
比,死亡率不够稳定和一致。

然而应该注意,面积大小和人口密度对于与水质无关的心血管疾病发病率也极为相关,这可归因于心血管疾病发病率有影响的各种文化和社会经济因素。

从另一方面来说,小城市多半饮用相对较硬的地下水,大城市多半饮用相对较软的地面水。

有少数研究试图修正社会经济因素,但仍与水的硬度有关,只不过是降低了统计学的显著性。

都市化和水的矿化都可能影响心血管疾病的发病率,并能相互作用或者分别起作用。

若干研究表明,死亡率与各种地理和气候变化特别是降雨和水质变化有统计学上的显著相关。

对于象降雨、土壤化学一类可变因素以及人体营养与水质和心血管疾病发病率之间可能存在的联系和彼此之间的关系,必须进行大量的工作。

根据此种评论,显然并不缺少饮水成分为何能够影响心血管功能和疾病的假设。

尽管有大量证据证实此种假设,但在心血管疾病的发病机理方面,关于水因素的特殊作用的结论,还存在许多矛盾。

参考文献
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The hardness of w ater and health
He H ong
Dep artment of Food ,B engbu H igher Junior College B engbu 233030
X i Qian
B engbu N o.3People ’s H ospital B engbu 233000
Abstract The contents of inorganic or mineral components in drinking water are ass ociated with the incidences of diseases and death rate.
These components are related to the hardness of water and exist in nature.S ometimes ,these components als o originate from water treatment systems.The rate of many chronic diseases ,especially the diseases harming the heart and blood vessel is inverse to the hardness of water in U 1S 1A and other developed countries.S o far ,the mechanism of these phenomena is not clear.Several hypotheses have been given in this thesis and the problems discovered by studying are discussed in detail.K ey w ords water ,hardness ,health
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何宏等:水的硬度与健康。