從生命起源談水與人體健康的關系

趙飛虹¹ 李復興² (1北京愛迪曼生物技術研究所 2中國醫促會健康飲用水專業委員會)

　　摘要：眾所周知，水是生命之源，沒有水就沒有生命。地球上所有的生物體中的化學反應都以水為基礎進行的。優質水給人類帶來健康帶來長壽。雖然人們都知道水是生命之根本，但是多年來人類忽略了水對生命、健康的重要性。隨著經濟的發展人們無節制地向水中傾倒著污染物，肆意地污染著我們的生命之水。現在的污染水已經不能再給人們帶來健康和長壽，而是潛在的影響著我們的身體和健康。本文論述了水與人體代謝的作用以及科學飲水的重要性。營養障礙流行性病與水質的關系。喚起人們對水的憂患意識，感悟水對生命、健康的重要性，水將不再是一個被遺忘的營養素。

Abstract: As everybody knows, it is the source of life that cannot live without water. Nearly all the chemical reactions of metabolism involve water. High quality drinking water is beneficial to health and longevity. Although all know water that is basic of life, human ignore water importance to life and health. Along with economic development, much pollution of chemicals, such as fertilizer and pesticide, still dumped in water. Now dirty water has not only adverse affects on the health and longevity of humans, but also potential relates to changes in metabolites and in other molecular responses over a lifetime. In this paper, it was discussed what method water has affected metabolism of human body and how much water is enough and which way people drink. We hope pass this paper accelerating person’s consciousness of water source protection and water importance to human being and health. Water is not ignored a nutriment anymore.

一． 水與生命的起源

　　水是天賜之物；水是地藏之源。它是地球生態系統不可缺少的要素，與土地、能源等構成人類經濟與社會發展的基本要素，是農業的命脈，工業的動力，城市的血液，是國民經濟發展的支柱性因素。在聯合國發表的《21世紀》議程中指出：“水不僅為維持地球一切生命所必須，而且對一切經濟問題都有生死攸關的重要意義”。 世界銀行副總裁、世界水委員會主席Ismail Serageldin 大聲疾呼：“21世紀將為水而發動戰爭”。水問題已成為21世紀我國乃至世界經濟發展重大問題之一，并關系到人的健康、民族的發展和社會的進步。
1．生命起源

　　生命起源是一個亙古未解之謎，地球上的生命產生于何時何地？是怎樣產生的？構成宇宙間98%的氫、氧、氮、碳等五大元素是如何形成具有生命形式的細胞，生命是來自海洋、太空、還是陸地？林林總總的生命起源的假說，其中較為主流的是“海洋起源說”、化學起源說等。無論何種起源，水在生命起源中起至關重要的作用。水是萬物之源，水是生命之源。現在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的，所以尋找液態水也是非常重要的一個指標，有水就可能具有生命，因此美國和俄國的航天科學家們孜孜不倦地力圖在火星上尋找水的痕跡。
　　 水雖然帶來了生命，有人說從無機物到有機物，到有機化合物到有機生命體的演化，同時還具有很多的偶然性，并不是有這種環境，有這種形成條件，它就能產生生命。有人曾經比喻說，這些無機物好像一個垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、鐵，廢棄金屬、油，而生命，一個單細胞，就像一輛精美的奔馳車，在一陣臺風過后，這些垃圾組裝成了一個奔馳車。因此我們可以想象生命起源的過程是非常非常地艱難。
2． 水結構的研究歷史與生命起源的假說

　　水的結構（由兩個氫和一個氧組成）是由倫敦科學家Henry Cavendish（1731—1810）于1781年發現的。他報道了空氣中的燃素（他制成的這個氣體后來被證明為氫氣）和非燃素（后來被證明為氧氣）的發現物。到目前為止已經發現水具有42種特殊的物理特性。經過數百年的人們對水這個看似簡單的物質感到疑惑不解，為什么它具有如此不可思議的物理特性，由此，人們認為水分子不是以單分子的形態存在，而多個水分子以簇狀結構（cluster）存在。
　　 Andrievsky（1999，2002年）等人用電子顯微鏡發現在一定條件下C₆₀鑲嵌在水的二十面體中，人們推測，正是在一些特殊的條件下，水與C結合后，促使了生命大分子的生成，生命由此而產生。

二．水與健康的關系

　　我國明朝《食物本草》中對水論述的結束語中這樣寫到：右水日常所用，人多忽之。殊不知天之生人，水穀以養之，故曰“水去則榮散，谷消則衛亡”。仲景曰：水入於經，其血乃成；穀入於胃，脈道乃行，水之於人不亦重乎？故人之形體有厚薄，年壽有長短，多繇于水稟受滋養之不同，驗之南北水土人物可見矣。在明朝人們就認識到水對人的重要性，人體的健康和壽命與水的質量有直接的關系。早期人類逐水草而居，不同的河流造就了不同的文化和文明，正所謂一方水土養一方人。
1．水是生命的基礎
　　 眾所周知，人可以幾個星期不吃食物，但是不能幾天不喝水。以一個成年72公斤的男性為例，大約含有62%的水分，17%的蛋白質，15%的脂肪，以及6%的礦物質和糖原。因為人不能貯存“節約”水，因此要不斷地補充水分，人體所有的生物化學反應只有在水溶液中才能進行。
2．每日水的攝取量
　　 水在人體中維持著動態平衡，一般機體中的水分的半衰期為7天，人體每日從飲水和食物中獲得水分，并通過各種排泄方式將水分排出。

表1 人體水的攝入和排出

攝入來源

數量（ml）

排出的位置

排出量（ml）

食物

700—1000

腎臟

500—1400

飲水（飲料）

550—1500

皮膚

450—900

代謝

200—300

呼吸

350

糞便

150

　　人一天應該喝多少水呢，不能簡簡單單地回答這個問題，水的需要量受到諸多因素的影響，例如環境溫度、身體的大小、活動量等。在一般情況下若一個成年人每天攝入2400大卡的能量，就要消耗2400毫升的水。由于人的體內不能儲備水，因此一個成年人每天必須補充2400毫升的水，雖然RDA沒有水的推薦量，但是食品和營養膳食推薦每千卡能量需要1000—1500毫升的水。運動員或活動量較大的人需要的水量更多，特別是在干燥、空調下、氣溫高的地方需要的水量更大。例如WHO水的推薦量中，在正常情況下，兒童水的推薦量為1000毫升，當在熱天和活動量大的情況下，每日水的攝入量為4500毫升。
3．水質與健康的關系
　　水的安全是健康的前提，但不是全部，安全的水不一定都是健康飲用水。 這里談到的健康飲用水的概念是水不僅是為了解渴和維持生命作用，更重要的是體現對人體的健康、保健和強的生理功能。不是所有含有礦物質的水都具有相同的生理和保健功能。
　　北京愛迪曼生物技術研究所曾經做過不同類型的水的生物代謝實驗，見表2。從表2中可以看出飲用小分子團礦泉水比飲用自來水、蒸餾水的小鼠，在蛋白質生物價方面分別提高6.91%和17.91%。說明飲用小分子礦泉水的小鼠能更有效地利用日糧中的營養物質。

表2 不同水質對日糧蛋白質利用率及生物學效價的影響

自來水

蒸餾水

小分子團礦泉水

蛋白質利用率（RN/IN）

59.7

100

49.3

-17.42

100

60.8

+1.84

+23.32

蛋白質生物價（RN/DN）

66.5

100

60.3

-9.32

100

71.1

+6.91

+17.91

　　華西醫科大學于1991年也曾以CBA/J系和昆明種小鼠，用翡翠礦泉水（沒有被污染的九寨溝礦泉水）與自來水進行生物實驗，其實驗結果見表3。

表3 優質礦泉水的生理功能實驗

項目

死亡率

（%）

白細胞介數-2

（cpm）

SOD

（u/gHb）

尿素氮

（mmol/L）

甘油三脂

（mmol/L）

自來水組

53.3

12117.5±1262.85

1121.36

6.82-7.04

0.85

礦泉水組

26.7

26125.44±5320.19

1777.78

5.87-5.24

0.61

顯著性

P＜0.01

P＜0.05

P＜0.05

P＜0.05

P＜0.05

±

-49.9

+115.4

+58.5

13.9-25.6

-28.2

注：1. 白細胞介數-2活性：T淋巴細胞免疫功能（免疫功能） （華西醫科大學，1991）
SOD：過氧化物歧化酶（抗衰老功能）
尿素氮 ：腎功能的指標
甘油三脂：血漿內脂質的含量（血脂）
2．實驗動物：CBA/J系和昆明種小鼠

　　從表3中可以看出優質礦泉水比自來水具有明顯的保健作用，其生物學效應優于自來水。
　　上述兩個實驗說明，自來水和礦泉水中均含有豐富的礦物質，但是其生理功能和生物效應卻有所不同。優質礦泉水呈現出保健功能，不能單純或簡單地歸結于礦物質的作用。自來水行業的著名專家沈大年先生在一次會議上講過，“自來水是安全水，但不是理想水”。

三．水污染與健康的關系

　　水是如此普通無奇，默默地撫育生命，滋養著整個地球。在中世紀就存在水的順勢療法，身體有微恙的人到優質礦泉修養數月，在我國少數民族地區至今還保留著這種風俗。水具有仁慈、平和的特性，它可以吸收和擴散污染物、毒物、病毒以及細菌的能力也非常持久。例如中世紀的鼠疫不也是依賴水來擴散的嗎？因此人類對水任意索取、破壞和玷污，水就會狠狠的報復人類。
1．可利用淡水資源的匱乏
　　 我國是一個有13億人口的發展中國家，人口增長、經濟發展與資源和環境的矛盾日益突出。我國水資源總量居世界第六位，大約為2.8萬億立方米。按照人均水資源占有量計算，僅為2400立方米，只相當于世界平均數的1/4，在世界排在第121位，已經被聯合國列為13個貧水國家之一。現在不僅大城市用水告急，小城市用水告急，甚至農村用水也告急。水資源貧乏的地方用水告急，水資源豐富的地方也用水告急。這一連串的用水告急正在嚴重地困擾神州大地，缺水已經成為許多地方談虎色變的事情，成為了制約國民經濟發展的重要因素。
　　 非洲在1982年遭遇了百年不遇的干旱，聯合國將這次的旱災成為“非洲近代史上人類最大的災害”。由于深林和植被的破壞、過度的汲取地下水，使得水土的流失，山洪暴發、水庫淤積、雨水減少，生態遭到巨大的破壞，這是自然對人類的一次典型的報復。使得600萬人流離失所，36個國家1.5億人面臨饑餓的威脅，僅1983年就有1600萬人死于饑餓和營養不良。這些活活生生的例子難道不應該引以為鑒嗎。
2．水污染對健康的危害
　　從人均占有的水資源量看，我國已經屬于貧水國家，而水的污染更加劇了我國水資源的危機。水量型缺水和水質型缺水在我國并存。據有關數據報道：2003年我國7大水系407個重點觀測斷面能達到Ⅰ—Ⅲ水質標準要求的僅占38.1%，屬于Ⅳ、Ⅴ類水質占32.2%，屬于劣Ⅴ水質占29.7%，可見污染非常嚴重。
　　⑴大腸桿菌的污染
　　 城市飲用水源的污染對市民飲水安全構成了一定的程度的威脅和危害，從我國的環境調查報告中，達標的城市為75個，占74.5%，不能達標的占25.8%，糞大腸桿菌群的污染普遍很嚴重。大腸桿菌感染人后，人們出現急性的腹瀉、嘔吐、腹痛。通常人們只是將注意力放在治療急性癥狀，沒有考慮它是否對人的健康帶來不良的后效應。
　　 2000年加拿大的Walkdon鎮自來水被E.coli污染，有2600人出現臨床癥狀，其中有7人死亡。事隔5年，Lawson健康研究所對當時都沒有高血壓病史的1958人進行調查，其中有675人當時沒有任何臨床癥狀，909人有中度的臨床癥狀——腹瀉、腹痛、嘔吐等，而374人重度癥狀。五年后，在無癥狀的675人中有27%患有高血壓，在中度癥狀組中有32.5%的人患有高血壓，在重度組中有35.9%的人罹患高血壓，這些人還伴隨著腎病。
　 　⑵痕量有毒有害物質污染
　　 上海環境檢測中心在黃浦江、長江口、蘇州河的18個監測斷面，定性地檢測出475種化合物，定量地檢測出目標化合物124種。其中二氯甲烷平均濃度為0.968μg/L，最大值8.85μg/L，美國EPA水質標準中規定不得大于5μg/L，該物質在動物中已經證明有致癌性。

　　江蘇省環境監測中心對25個飲水源水和25個水廠的出水進行監測，共檢出468種有機物，其中有39種為國內外控制最嚴格的有毒物質39種。主要有苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲苯等苯系列，還有揮發性鹵代烴類，如氯仿、溴仿、二氯甲烷、三氯乙烯等，還有多環芳香烴類、氯酚類和氯苯類。苯具有強致癌性，溴仿對所有與人接觸的任何途徑都有致癌性。
　　 有許多痕量的有機物與水中的強氧化劑，例如氯氣就可以與這些物質結合形成強致癌物質。這在國外相關的水質標準中都很嚴格的規定。
　　 ⑶POPs污染與健康威脅
　　 POPs為Persistent Organic Pollutants的縮寫，是指具有高毒性、高蓄積性、難于降解的有機污染物。以二噁英類的化合物為例，除了來自農藥、垃圾、工業廢水等產生外，還可以從溶解于水種微量的苯酚產生。含有苯酚的水經過氯氣、紫外線等催化下，生成多氯代二噁英類的化合物。這類化合物已經是全球性的污染物屬于環境激素，它一旦進入體內就很難排出。由此對人類健康產生了許多不良的影響。例如引起肝中毒；使動物的免疫機能下降；當身體脂肪中平均負荷量達到5mg/kg就會引發癌癥；特別是具有生殖毒性，表現為抗雌激素的作用，引起睪丸及附睪質量和形態異常；該化合物可以通過胎盤屏障，影響胎兒的發育，并引起死亡；降低雌激素受體、糖皮質激素和胰島素的水平，使葡萄糖降低，受到污染的人，糖尿病的發病率普遍增高。
　　 各種各樣的污染物還有很多，這里就不一一祥述了。人們對水的肆意的掠奪，向水體傾倒污染物，水的承載能力已經到了極限，它不能在給人類帶來健康和長壽，而是給人帶來疾病和死亡。

四．水安全與健康促進

　　WHO定義健康促進“是促使人們維護和提高他們自身健康的過程，是協調人類對環境的戰略，它規定個人與社會對健康各自所負的責任。”在1986年的《渥太華宣言》中明確指出：健康促進是一個綜合的社會政治過程，它不僅包括了加強個人素質和能力的行動，還包括改變社會、自然環境以及經濟條件，從而削弱它們對大眾及個人健康的不良影響。在健康促進含蓋了健康教育和衛生的宣教。
　　 在現在的生活中，人們在無限制地利用水、使用水，也向水中排放了大量的垃圾和污染物。水對于這些污染物的承載力已經到了極限，水的安全性越來越受到廣泛的重視。例如水中的環境激素，雖然含量非常低，已經可以引起生物基因的突變、生物的畸變；引起人體或動物體的免疫功能的紊亂甚至癌癥；也可以引起生物神經系統的紊亂，導致日益嚴重的精神病患的人數的不斷的增加。試想一下如果我們再漠然地對待我們賴以生存的水，我們人類的世界會變成什么樣？面對如此污染的水，我們人類不采取任何積極的行動，人類將走向自我滅亡的道路。因此作為這一代的環保工作者以及所有的人，要采取積極的策略和方法來抑制污染的產生和蔓延，達到最終治理的目的，使整個社會能夠健康地、可持續的發展下去。
　　 在實踐中，我們發現人們過多地重視急性傳染病，而對于污染物，特別是環境激素對我們人體健康產生危害認識不足，人們對媒體上報道的動物的畸變，例如雙頭、多腿動物，畸形的孩子，只是以獵奇的思想去看待，而沒有進一步地思考這是環境對人類的報復。正是因為我們不懂這方面的知識，因此我們時常強調的一種觀點是“無知也是一種環境污染”，不僅在公眾中，有些專家也宣傳“中國人抗毒能力強”，在不同程度上給與公眾一些誤導。因為他們的不知，因而他們盲目去做，因為他們的不懂，因而他們不知如何去做。即使所做的事情正對自身產生著危害，甚至都要危及自身的生命，還做出一副無所謂的樣子，一旦事情嚴重起來，醒悟和悔恨一切都晚了。
　　 為此提高公眾的水安全的意識，自覺地保護環境，使水不再骯臟，讓水帶給我們健康。加強水污染及其污染物的危害與對人類未來的影響的宣傳和教育，提高人們自覺保護水的意識，積極從我做起，共同采取適當的措施。
　　1．讓公眾了解相關的法律、法規，只有懂法、知法，才能促使政府執法，加大環境處罰的力度，才能杜絕犯法和違法過程中對水環境的破壞。
　　2．加強全民的水環境保護意識，教育人們飲用安全的水，善待地球，遵循自然規律。只要我們每一個對水付出一點關愛，水的狀況也可以得到長足的改進。同時通過媒體對公眾進行有關污染物的危害性的宣傳。政府建立舉報電話，并及時處理和回饋，使一切污染水的行為消滅在萌芽之中。
　　3．對全民進行水安全的教育，不僅要培養一批專業人員，而且對我們的下一代也要進行早期的安全和健康教育，并利用NGO組織開展各種活動。公眾的環保意識是社會文明和進步的標志，就個人而言是綜合素質的體現。因此要全面開展醫院、社區、學校、職業場所、農村等地健康和環保教育。
　　4．加強對生產者的技術指導，提倡新型的可持續發展的生產模式。溫家寶總理最近提出三個轉變：“從重經濟增長輕環境保護，轉變為保護環境與經濟增長并重”，并著力強調“把加強環境保護作為調整經濟結構、轉變經濟增長方式的重要手段”。“從環境保護滯后于經濟發展轉變為環境保護和經濟發展同步，努力做到不欠新賬，多還舊賬，改變先污染后治理、邊治理邊破壞的狀況”；“從主要用行政辦法保護環境轉變為綜合運用法律、經濟、技術和必要的行政辦法解決環境問題，自覺遵循經濟規律和自然規律，提高環境保護工作水平。”杜絕先污染后治理的錯誤方法。生產者減少向水中排放“三廢”，引導生產者按標準化要求組織生產，逐步使無公害產品的生產變成生產者的自覺行為。

參考文獻

1．H. Whiting, A new theory of cohesion applied to the thermodynamics of liquids and solids, Harvard Physics PhD Thesis, (1884). Developed by (the discoverer of X-rays): W. K. Röntgen, Ueber die constitution des flüssigen wassers, Ann. Phys. U. Chim. (Wied) 45 (1892) 91-97.
2．J. D. Bernal and R. H. Fowler, A theory of water and ionic solution, with particular reference to hydrogen and hydroxyl ions. J. Chem. Phys. 1 (1933) 515-548.
3．O. Ya. Samoilov, Zh. Fiz. Khim. 20 (1946) 1411. M. D. Danford and H. A. Levy, The structure of liquid water at room temperature, J. Am. Chem. Soc. 84 (1962) 3965-3966.
4．D. Eisenberg and W. Kauzmann, The structure and properties of water (Oxford University Press, London, 1969); (b) The dodecahedral interstitial model is described in L. Pauling, The structure of water, In Hydrogen bonding, Ed. D, Hadzi and H. W. Thompson (Pergamon Press Ltd, London, 1959) pp 1-6.
5．P. Boutron and A. Alben, Structural model for amorphous solid water, J. Chem. Phys. 62 (1975) 4848-4853.
6．G. W. Robinson and C. H. Cho, Role of Hydration water in protein unfolding, Biophys. J. 77 (1999) 3311-3318.
7．M. F. Chaplin, A proposal for the structuring of water, Biophys. Chem. 83 (2000) 211-221.
8．G. V. Andrievsky, V. K. Klochkov, A. Bordyuh and G. I. Dovbeshko, Comparative analysis of two aqueous-colloidal solutions of C₆₀ fullerene with help of FTIR reflectance and UV-Vis spectroscopy, Chem. Phys. Lett. 364 (2002) 8-17. G. V. Andrievsky, V. K. Klochkov, A. Bordyuh and G. I. Dovbeshko, Comparative analysis of two aqueous-colloidal solutions of C₆₀ fullerene, CPS:physchem/0107005 (2001).
9．Paul Insel, R.Elaine Turner, Don Ross, Nutrition 402-411, 2002 update. American Dietetic Association.
10．姚可成，明朝《食物本草》232，人民衛生出版社。
11．孫勝龍等人,《環境激素與人類未來》6-10, 北京: 化學工業出版社, 2004.
12．馬驍等人，《健康教育學》1-14，北京: 人民衛生出版社, 2004.
13．魏復盛，我國的環境污染及其健康危害, 《環境污染與健康》國際研討會論文集, 2005.