饮用水中矿物质元素对人体健康的影响

目前我们的饮用水水源主要有两种：①储藏在地球表面的地表水，如河流、溪流和水库；②储藏在地球表面以下的地下水，如井水和泉水。水流通过岩石、土壤和当地地层时矿物元素和金属元素溶入其中。包括钙、镁、锶、铁、锰以及许多微量元素如氟、锌、硒、镉、铅、铜和铬。这些物质中主要含量是钙和镁，所以水的硬度通常指水中钙、镁离子的含量，或者更简单，只指钙离子的含量。

人类为了维持正常的生命活动，必须不断从外界环境中摄取必要的物质。通过呼吸从空气中获得氧，通过饮水获得所需要的大部分水分，通过所摄取的各种食物获得所需要的营养物质。在已知的100多种元素中，地壳中天然存在的就有90余种，它们几乎也都存在于人体中，其含量和地壳中的丰度规律基本一致。他们是维持正常的生命活动必不可少的营养元素。

按元素在人体内的含量可分为常量元素和微量元素。常量元素有氧、碳、氢、氮、钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁11种，占人体重量90%以上。微量元素主要有铁、氟、锌、铜、钒、铬、硒、锰、碘、钼、镍、钴、硅、硼等，这些微量元素都是人体必需的。

当前，饮用水中矿物质对人体健康的影响，已成为饮用水行业中的热门话题。观点各不同，，本文以饮用水中含量最多的钙、镁为例，简述对此话题的不同看法，以供大家参考。

钙、镁是水中主要的矿物质元素，也是人体中两种必需的常量元素。其中钙占人体总量的15%～20%，其99%集中在骨骼和牙齿中，是人体骨骼的主要成分，其余的1%广泛分布在软组织细胞液、血液中；而镁，在人体中的含量略高于万分之一，是人体必需的常量元素中含量最低的一个。70%集中在骨骼里，成为骨盐的构成部分。在人体生理、生化、新陈代谢中，离不开钙、镁离子在细胞内液和外液中的浓度的稳定。

从20世纪60年代末期开始，人们发现心脏病、中风和高血压（统称心脑血管病）发病率不断上升。对人类的健康产生了极大的威胁。很多国家的科学家对此展开了广泛的调查和研究。其中一些研究发现饮用水的硬度与心血管病的发病率呈负相关关系。也就是说，一个地区饮用水硬度越高，当地居民心血管病的发病率就越低。

在美国，就有约100项研究集中于饮用水硬度和心血管病发病率的关系。以较大地区（如州、省）为对象的研究证实饮用水硬度增加能引起心脏病和中风的减少。尽管大多数研究表明发病率减少并不多（最高可减少10%）。以较小地区（如城市、县）为对象的研究则未得出相同的结论，有的地区还得出相反的结论。这一结果并不出人意外，因为饮用水硬度对心血管病的发病率的影响并不显著，只有在被研究的人口数量足够多时才有可能显现出来。

饮用水硬度可以防治心血管病的一个原因是因为这些矿物元素可以补充维持心脏和血管正常功能必不可少的成分。在这方面，镁的作用越来越受关注。人体的许多日常功能都需镁的参与，神经和肌肉细胞需要镁以维持其细胞膜鞘的正常功能来维持电信号的传递。如果镁的浓度太低，细胞膜的电信号传递功能就会不正常，最终导致神经细胞和肌肉细胞过于兴奋且不稳定。镁浓度低还可能导致心跳不正常，脉搏紊乱，血管痉挛，关键器官供血不足，在这种情况下就可能发生心脏病甚至猝死。

镁的摄取量推荐值为成年男性每天约为350mg，成年女性约为280mg来维持人体代谢的需要。按照每人每天饮水2L，而每升水中镁的浓度为6mg（市场上供应的瓶装水，乐百氏天然矿泉水镁含量为6～8 mg/L，农夫山泉天然饮用水中镁只有0.5 mg/L，这是普通老百姓喝得起的水）。饮用水能提供的镁只占人体需要量的2%～4%（水还需生饮，如果加热烧开，水中的镁就会结碱沉淀，失去作用）。但对于那些缺镁的人来说，其实没有多少实际意义，在我们的日常生活中，镁的摄取主要来自食物中。在各种谷物、绿色蔬菜中都有丰富的镁。

在水的硬度中，还有另一种重要元素是钙，一些研究表明，在防治心血管病方面，钙和镁有着相同的作用。但与镁不同，钙的作用是间接的。一个成年人每天钙的摄取量约为700 mg/L左右，才能维持正常的代谢需要（根据性别、年龄的不同有所差异，50～60岁的妇女，摄取量应为1000mg/L～1500mg/L）。

因此，我们假定每人每天饮水2L，每升水中钙的浓度为50 mg/L，那么通过饮水补充的钙占需要补充的钙总钙量的10%不到。因此通过饮水补充的钙只占身体每天需要量很小的部分，不足以对心脏和血管有直接的影响。

饮用水中的钙可以减少心脏病和中风的机理在于钙对高血压的影响。一些研究发现钙的摄入量低导致血压升高；相反，如果通过饮食补充足够的钙，高血压病人的血压得到降低。目前对钙降低血压的机理还不清楚，但有一点是清楚的，即钙对血管壁的肌肉细胞的收缩性有很大的影响。心脏为了将血液输送到身体的每一部分需尽力收缩以产生足够的压力，使血液能通过狭窄的血管，由此而导致血管肌肉收缩，产生高血压。高血压是公认的导致中风和心脏病发病率增加的因素。目前还不能确定饮水提供的钙和镁是否足以减少血管肌肉的收缩性并由此降低血压，减少心脑血管病的发病率，因此还需要进行更深入、严格的科学研究 (在我国的一项调查研究中，就得出相反的结论，饮用水硬度高地区的心脑血管病发病率高于饮用水硬度低的地区)。

这里还需指出有关饮用水硬度与心脑血管病的关系的研究还有一定的局限性。这些研究的大部分都是回溯性的，而且硬度的影响也比较小，因此也不能排除可能还有别的因素。社会、经济、文化、人口统计、营养、遗传等因素也可能对研究结果有影响，但这些因素在研究中并没有或者没能考虑进去。还有一种可能是研究中所测定的硬度也许实际上是别的研究中并未考虑的物质的替代参数。例如，饮用水中钙和镁常常是结伴存在、难以区分的，因此所谓钙的影响其实可能实际上是镁的作用。