健康水的含义及其科学体系建立
健康水的含义及其科学体系建立 中国医促会健康饮用水专业委员会主任 李复兴教授
摘 要
本文是在作者多年研究和思考基础上，依据水的安全和健康、生命维持和生命质量的科学概念不同，在国际上首次从健康水定义和功效特点、理论基础、科学依据、生产工艺、水质标准，产品开发等方面，系统地提出健康水完整科学体系。
主题词：健康水 水分子团（簇） 激活
前 言
2002年的世界可持续发年会上，确定了5个可持续发展最优先，即水（water）、能源(energy)、健康（health）、农业（agriculture）和生物多样性(bio-diversity)。水高居榜首。人口数量要控制，人的素质要提高，人口素质提高的物质基础决定于生命质量。水是生存的前提，也是生活的必需。水是生命的源泉，也是健康之本。
随着社会发展的需要和人民生活水平的提高，人们不再仅仅满足饮水方便和纯净和安全，而且要求水要健康。安全水是人的温饱需求；健康水是人的小康需求。
二十世纪通过自来水普及给人们带来“安全水”，进入二十一世纪，随着人们的“素质”和“健康”需要的提高，将进入健康水时代。
一.饮用水中的误区——现代人对水的认识倒退
在讨论健康水之前，首先应当看到目前很多人在饮水方面还存在着很多误区。
1.古人是把水作为“整体”（溶液）看待的，而现代人却把饮水孤立分为“溶质”和“溶剂”，前者强调水中的矿物质的作用，把水的功能单纯地归结为矿物质的作用，认为水中矿物质种类越多越好，含量越高越好。而后者却过分强调溶剂的作用（纯H2O），即水越纯越好。
2.脱离自然规律，违背自然，人为地制造地球上不存在的水。
人与自然之间需要和谐与协调的发展，这是一种人与自然的伦理关系。人对于水的研究、水的开发、水的认知必须符合客观规律，而现代人强迫自己去喝地球、自然界中不存在的“纯净水”、“富氧水”（是指人为地制造水中氧含量超过自然界中的水几十倍以上）、纳米水等。其饮水违背了人类进化过程对自然界水的适应及和谐。饮用中高科技必须尊重自然规律。我们谈论健康水，研究健康水，一定要尊重自然规律。而不是一味地去征服自然和改造自然，引发自然对人类的报复。因此，人类不应当喝地球上不存在的水。
3.饮水仅仅是为了解渴，忽略了水的营养及保健功能。
有一次，笔者住院时向病友及医务人员问及人为什么要喝水，大部分人的回答是解渴。口渴才喝水是普遍的看法，从没想到饮水中蕴涵着很深的科学，水也有营养作用和保健功能。改革开放以来，人们的生活水平普遍提高，每每谈到饮食的重要性，都在讲如何吃好，吃什么好，忽略了饮水。“饮食”包含了双重意思，一为饮，二为食，而饮为食之前。明朝李时珍在《本草纲目》中把水列为各篇之首，可见对水的作用的重视。古人曰：“药补不如食补，食补不如水补，水是百药之王。”而现代人逐渐忽略和淡忘了水本身应具有的营养保健作用。有效、安全、经济保健品首先来自好水，皆健康水。
4.误把“饮料水”当做饮用水
饮料是商品，不是必需品。饮水是生活必需品，二者不能同等。很多人特别是中小学生常把饮料当成饮水，经常喝饮料，不但起不到给身体“补水”的作用，而长期饮用会造成人体脱水现象。总之，饮水是补水，饮料是脱水。
二.健康水的定义
健康水是一个大的水种概念。一个水种和其它学科一样，一种新的科学概念提出，必须有一个高度概括、精辟、完整科学定义。根据作者多年研究和思考初步认为健康水的定义如下：
健康水是指在满足人体基本生理功能和生命维持基础上，长期饮用可以改善，增进人体生理功效和增强人体健康、提高生命质量的需要。
通过上述定义可以看出，健康水和其它水种的区别和生理功效不同。
1.不同生命生理需求不同，水的功效不同 生命与非生命体最大区别在于生命体具有代谢、遗传、繁殖、适应能力。从人体生理角度来看，我们可以把生命生理需要分为三个不同层次：生命维持、生命质量、生命异常（如生命的亚健康和系列文明病）。对一个人体来讲，三种生命生理状态是不能绝然分开的。不同生命生理需求，对于水的功效要求不同。健康水同时具有提高生命维持作用，但安全水不具有提高生命质量作用。
安全水 主 要 作 用 生命维持
健康水 主 要 作 用 生命质量
医疗水 主 要 作 用 生命异常
2. 健康水不同于安全水
我们应当强调一点，干净水、安全水、健康水是三种不同的科学概念，现在不少消费者把三种混为一谈了。水的干净、安全与健康是一个完整的概念。水的干净与安全主要是针对水污染而言，健康水主要是针对人体健康来讲。水的干净、安全是健康水的前提之一，但干净水、安全水不等于健康水，饮水应做到干净、安全与健康的统一。所有水均有“解渴”作用，但不一定都具有强的生理功能。不同的水生物效应及对人体生理作用是不同的。
3. 健康水不同于医疗水概念
作为医疗用水在饮用过程有以下特点：
特殊人群饮用
在医生指导下饮用
每天饮用要限量
对某些疾病（主要是非遗传性慢性病）有特殊医疗作用。但要长期饮用。
健康水是大众可以饮用，不限量，强调的是增强生理功效保健作用，而不是治疗作用。
三. 健康水提出的科学依据
健康水必须遵循三个规律
健康水科学理念的提出应当遵循以下三个方面规律
1．进化规律 （人类进化400万年来喝的什么水要搞清楚）
2．自然规律（人和自然是和谐统一的，饮水仅应建立在顺其自然、改造自然基础上，更应尊重自然。纯净水是改造自然产物，普通矿泉水是顺其自然产物，健康水是尊重自然产物）
3．科学规律
所谓的科学，就是一个假说，然后出现证实假说的测定仪器和技术，最后假说被证明。目前还没有很精确的仪器、手段和试剂能揭示水本身的性质。相信在不久的将来科学的求实与验证，将揭示出健康水的特点、性质。
四．健康水的哲学基础
哲学是科学之本，科学之母。作为一名科学工作者应懂点哲学，并自觉地运用和遵循正确的哲学思想，会加快科学研究进程甚至少走弯路。笔者在健康水的研究过程，主要是遵循“东方的魂，西方的形”的思维。健康水研究方法多采用西方的析法、对比法、演绎法，而研究思想则受中国传统哲学思想的影响。具体表现为：
1．健康水的“整体”思维
东方与西方科学思维及对水的认识，最大差别在于东方主要是“整体”观念；而西方多是“个别”观念，东方多是“动态”观念，西方即是“静态”观念。东方多是“定形”观念，西方多是“定量”观念，研究健康水，判定健康水应当多以“整体” “动态”角度来观察、思考和研究。例如“流水而不腐”就是“动态”观念；（自然界好水均具有良好抑菌现象）。制定健康水矿物质含量时，首先应把握水的总硬度，以总硬度代表水中矿物质总体含量，以后再谈各个矿物质单元素的含量标准，现把握“整体”，再细分“个别”。
2．健康水与“天人合一”
“天人合一”的思想，是中国传统文化 ，是人与自然相亲相近的哲学思想核心。人类饮的好水与自然界存在的好水应当是统一的。健康水的研究方向不能建立在超自然状态的水（例如离子水、富氧水、纯净水、蒸馏水、高频水等）健康水研究的参照物应当定在自然界已存在的好水的探索与研究基础上。
3．健康水研究方法中“中道”思想
所谓“中道”是指“中行” “均衡”，其思想始终贯穿于健康水的研究中对自然界水的观察分析，健康水科学理论体系的建立，以及健康水标准的制定等过程。
目前市场上一些水很多是要追求“时尚”，水制造技术却违背了自然界好水及健康水的“适中”“均衡”的规律是人为制造超自然状态的水，强调增强、减少或分化水中某些成分或物质。让今天人类放弃上百万年，人类已经适应的“适中”、“均衡”的自然水，天天饮用不适中、不均衡的“科技水”“超自然状态的水” 这些水不会给人类健康带来益处，反而会带来负面生理效果。
健康水强调水中保持适宜的矿物质含量、适宜硬度、适宜氧和二氧化碳、Ph呈中性或微碱性等，均是保持自然界中原来应有的“适中”“均衡”规律。
五. 健康水重要的物理指标之一——小分子团水
1. 小分子团（簇）水是自然界存在客观事实
除氯态水外，自然界水不是以单个水分子（H2O）存在，而是以多个水分子缔合的大分子结构，一般称为水分子簇（Water cluster）俗称水分子团，分子式以（H2O）n表示，n表示水分子的数量。
目前国际上关于水分子团研究很活跃，90年代以来，随着激光技术和动力学计算方法的巨大进步，开辟了崭新的水分子簇研究领域，特别是美国加州大学Derkeley实验室使用远红外振转隧道光谱仪（FIR-VRT）的应用，使高水平的水分子簇研究迅速发展。研究水分子簇的一个重要的目的是希望对水溶液行为做出分子水平定量的描述。 这直接关系到目前一些前沿难题的公关：如酸雨的形成，小水滴的成核极力。特别是水分子簇的作用普遍存在与生物超分子体系中，水分子簇的结构和功能研究，对于生命科学中水生物体中生物大分子结构之间关系，水在生物体中吸收利用过程，水在生命体中物质代谢、信息传递作用。水是生命之源的本质问题等方面的认识，将会提供有利工具。
2. 只有小分子团水才能被细胞吸收
我们每日从食物中摄入的蛋白质，碳水化合物，脂肪等营养物质，均是大分子结构，只有在人体内通过系列活性酶的催化作用，形成生物小分子，才能被人体中细胞吸收利用。水也是如此，大分子团结构的水是难以进入人体细胞内。
人体各个组织和系统均是由细胞组成，一个成年人平均有1014个细胞。细胞是人体结构和功能的形态和基本单位。细胞的形态和大小其生理功能和所处环境不同，其差异很大，约有600多种不同类型，但众多细胞都具有相同的结构，即细胞膜、细胞质和细胞核。细胞膜，除对细胞具有保护功能外，还有各种物质运输和调节功能。各种物质包括水在细胞膜中有专门进进出出的通道，而只有具有一定结构的小分子团水才能进入细胞内，参与生命代谢活动。人体生命代谢活动，包括能量代谢、物质代谢、信息代谢，是在细胞内完成，所有生命代谢活动均离不开小分子团水。所以人喝什么水和细胞水喝什么水是二个不同概念。我们日常饮用水中大小分子团均有，是大小分子团混合体。水在人体内有两种存在形式：一部分与体内蛋白质、氨基酸、维生素、遗传物质（核糖核酸）等生物有机物结合，参与这些生命物质生化活动和生理活动，称为结合水。而大部分水以游离的形式存在，自由流动称为自由水。自由水是良好的溶剂，许多物质都能溶解在自由水中。
人体内的水分为细胞内液和细胞外液。细胞内液和细胞外液还被细胞膜隔开。人体最大有蓄水库（约62%）在细胞内。细胞外水主要分布在组织间（占细胞外水3/4）和血浆（约占机体总水量的7%）。
3.小分团的测定方法
水有“死水”“活水”之分，这是我国传统对水认知的科学理念。今天的科学验证活水最重要的一个指标就是水的小分子团。小分子团水的测定方法有多种，现在世界共认水的小分子团是通过核磁共振氧谱半幅宽数值（Hz）表示。（注：目前，水分子团中的水的个数尚未能用仪器测定）日本、韩国、中国学者对自然界不同的水的分子团大小测定 ，平均值如下：
纯净水 120—130 长寿村水 70—80
自来水 110—120 优质矿泉水（包括山泉水） 60—80
普通矿泉水 105—120
笔者把健康水的小分子团指标定为≤100，65-85最佳。水的汾子团是水的活性重要物理指标之一，但不是唯一的指标。水的分子团不是越小越好，好水必须是小分子团水，反之，小分子团水不一定是好水。
六．健康水的科学求实验证
饮水的科学研究包括二方面，一方面是利用流行性生物学研究方法，在一定区域一定人群的客观调查和分析统计基础上，得出科学研究结果和科学规律。例如在英国1969—1973年253个城镇的调查发现，软水地区心血管死亡数比硬水地区高10—15%，报告中提出最理想的水硬度指标是170mg /L 左右。另一方面研究，在实验室内（多通过医学实验动物）通过析因法、对比法、演绎法等方法达到科学求实实验。研究健康水，必须是多学科、多部门结合。在健康饮水工程方面，环保工程、水处理工程界研究人员，必须和生物医学界研究人员结合；在生物医学中从事营养学的专家还应和生理临床医学、分子生物学等基础学专业人员结合。
七．自来水是安全水
不是健康水 自来水的问题目前在国外也是争论的焦点，自来水中包括的一些不安全的物质，越来越受到人们的关注，我国自来水的国家标准仅有38项，远远地低于其它国家，在2001年卫生部颁布了《生活饮用水卫生规范》，其中很多指标都与国际接轨。
1．我国水源水污染程度逐渐增加，特别是有机物、藻类等污染越来越引起人们的关注。根据国家规定水源水应符合Ⅰ、Ⅱ类水质要求才能作为水源水。但是我国很多地区水源水已经达到Ⅲ类以上水，甚至是Ⅳ类，水源水质越差，自来水厂的处理负荷越大。
2．自来水的加工工艺已经有了一百多年的历史，自来水厂以及输配管网现存的一些问题及对人们健康的影响，逐渐被人们所质疑。
3.自来水现在使用的消毒剂依然是氯制剂，虽然氯制剂对人体健康的没有影响，但是由于水中存在着大量的有机物，有些有机物与氯结合形成一些氯的副产物，对人体的健康影响甚大，有些甚至有很强的致癌性。所以现在美国准备将一些氯的副产物作为限制性指标列入饮水标准之中。中国人喜欢喝开水，有些挥发性污染物通过煮沸，随着蒸汽挥发掉，但是一些有机物，特别是氯的副产物会随着煮沸的时间增加而增加。
4．自来水输配管网的二次污染的问题也不容忽视，例如美国最近发现，儿童血液中铅含量过高，可能与自来水的输配管网的铅的析出有关，美国有些州准备将输配管网进行更换。从我国的一些研究表明，管网每使用10年，管壁上的异养菌的数量可以增加一个数量级。
5．我国自来水的国家标准还是沿用1985年制定的，只有38项，一直沿用至今，而且一些限制性指标数值定的过宽。而世界卫生组织制定的标准却有135项。所以我国自来水尚属低标准安全水概念。
6．客户终端自来水中由于含有一些杂质，所以口感受到一定的影响。例如藻类含量高，水中就有一些土腥气；氯制剂用量高，就有氯的味道（漂白粉味）……。
北京爱迪曼生物技术研究所及国内一些科研单位做了大量的生物学实验，证明饮用自来水的动物，降血脂生理功能、生长发育、机体的免疫功能、蛋白质的生物学效价等方面都低于饮用优质矿泉水或健康水。但是从国际上来看，自来水厂工艺、设备和管网的改造，所需投入大量的财力、人力和物力，目前还难以达到。所以自来水水质的提高应该重点放在水源水的保护。另外自来水的深度处理可以通过以下三个方面来进行：
· 管道分质供水—将自来水中8%的饮水部分进行深度处理
· 家庭净水器或家庭水处理中心
· 瓶装水或袋装水（5加仑或3加仑水/瓶）
这三方面形成了饮用水行业三分天下的局面，各自都有一定的市场空间，但各自都存在一定的优缺点。例如管道分质供水存在一定收费问题；家用净水器的二次污染问题；瓶装水的饮水机和包装物污染问题等。无论采用何种方式，核心是将健康水送到每一个家庭。否则将失去深度处理的意义。
八．健康水的标准
1行业与产品的规范离不开标准。水质标准的制定是一个严密、严谨的工作，每一个项目、每一个指标制定都凝聚了众多科技工作者的辛勤劳动。各国的水质标准均是随着社会进步、科技发展、检测方法提高，根据需要不定期进行的修定和补充。
综观国内外饮用水质标准，发现一个共同点，即标准制定、指导思想均是以饮水安全为基点，而且主要针对自来水行业。
作者在中国医促会健康饮用水专业委员会等单位主办的《2005年中国饮用水高层论坛》会上发表的“健康饮水水质标准制定的时代要求和科学依据”学术论文中祥细论述健康水标准。并提出“ 健康水标准”草案（共70项限定值）。草案中在安全项目基础上更提出很多健康指标。（祥见2005年中国饮用水高层论坛论文集）
作者认为作为健康水的完整科学概念，应该遵循以下七条标准准则：
1.不含对人体有毒、有害及有异味的物质；
2.水硬度（以CaCO3计）适中（30-200mg/L）；
3.人体所需矿物质含量适中（其中钙含量≥8 mg/L）；
4.pH值呈中性及微碱性；
5.水中溶解氧及二氧化碳含量适中（水中溶解氧≥6 mg/L，二氧化碳在10-30 mg/L）；
6.水分子团小（半幅宽≤100 Hz ）；
7.水的营养生理功能（渗透力、溶解力、代谢力、氧化还原性等）强。 上述七点也可以简略归纳为下述三条：
第一，没有污染的水—无毒、无害、无异味；
第二，没有退化的水—具有生命活力的水；
第三，符合人体营养生理需要的水。（含有一定有益矿物质、pH值中性及微碱性）
满足第一点只做到饮水“干净”，
满足第一点和第三点做到饮水的“安全”，只有三点做到，饮水才能达到健康。
以上标准提出的几点说明：
1.众多智慧的结晶。上述标准的提出首先建立在科学研究的基础上。这里有北京爱迪曼生物技术研究所研究人员十几年研究成果，也吸收了国内外众多的科学家的研究成果和心得。所以说的标准提出是集体智慧的结晶。笔者只是做一个系统的归纳和总结。
2.七条标准是大自然赋予的。研究健康水首先需要从多方面研究，首先是搞清人体“细胞”应喝什么样的水，二是自然界的好水是什么样的。笔者近十年来对全国优质水源，特别是长寿村地区人喝的水，进行了系统的调查，做了水质分析，找出了好水的共性及特征。其共性反映在上述七条标准中。
3. 健康水认识的完善。科学的不断发展，认识不断深化，今后对健康水的认识，对健康水的研究，对健康水的标准，将会不断修定、充实和完善。
九.健康水来自哪里
健康水来自二种，一种来自纯天然健康水又称原生态健康水。此类健康水产品所选择的源水接近健康水标准，对水源只要简单处理皆可。例如：四川谷古水业有限公司、新疆帕米尔天泉公司开发的冰泉水及四川达古冰川水，山东九发集团从深海水中开发的“深海泉”健康饮用水，河北武安市常青泉开发有限公司开发的“长青泉” 健康饮用水均属此类，但由于人类活动、环境污染、生态破坏、原生态健康水资源愈来愈稀少。另外一类健康水是普通水源（自来水、天然水），通过仿生高科技手段使得产品水达到健康水标准。
北京爱迪曼生物技术研究所经过近十年研究的健康水生产工艺获得国家发明专利，被评为“联合国示范工程”向全世界推广。 联合国技术开发署主任Dr. Joseph·D·Ben-Dak先生曾带领专家对北京爱迪曼生物技术研究所的自然回归系列饮用水产品及其工艺、设备、产品标准等配套技术进行祥细考察、评定。在此评定的基础上，联合国技术开发署把北京爱迪曼生物技术研究所的饮用水工艺技术评定为“联合国示范工程技术”向全世界进行推广。这是我国目前唯一的专利技术被联合国评定为世界级技术。在联合国也是稀罕的。
十.健康水水处理工艺
科学、合理、实用的生产工艺是最大限度消除源水有毒、有害、有异味物质，保留源水中对人体健康有益的成分和水质特性，使产品水达到健康水的标准要求。目前国内很多从事水行业的企业多重视设备硬件的采购，而忽视了水工艺软件技术的研究。或者水处理工艺千篇一律，一种工艺走遍天下。水处理工艺一定要根据每个地区源水水质不同和生产出的产品水要求不同而采用不同的生产工艺。工艺不是愈复杂愈好，多一道工艺多一种设备，就多一次污染机会。
目前国内外都以水的安全为主导思想，因此，水处理工艺单纯理解为水净化工艺。
健康饮水完整的水处理工艺系统应当包括以下三个子系统：
净水系统—除去水中有毒、有害、有异味的物质（在去污染物质的同时，保留人体有益物质）
激活系统—使水分子团结构化，提高水的生理活性
调质系统—调节水的硬度、pH值及口感等 （三个系统源于仿生自然界特有地质岩层作用） 几点说明：
1．国内不少水处理工程单位不是根据人体对饮水营养生理需要，而是把工业水处理方法完全照搬到饮用水处理当中。
2．目前不少水处理工程单位把水处理工艺技术与水净化工艺技术混为一谈，在水处理工艺中只包括水净化处理，没有包括水调质技术，更不包括“水激活”工艺技术。
3．不管哪种人工水处理工艺技术，在除去水中污染物质的同时，也出现一些负面效应，即水的分子团增大、水的活性降低，深度处理强度越大，即水的活性越低。这是很多水处理技术单位尚未引起足够重视，因此，水的净化处理系统后面一定要配合水的激活系统。
十一．健康饮水的三要素
健康饮水包括三个方面
· 饮的水要健康
· 饮水方式要科学
· 饮水设备要安全
健康首先从水来，喝水要喝健康水，饮水不仅要考虑水质，还要注意饮用的方法。首先要保证每天的饮水量，每个成年人的饮水量至少要6杯（200毫升/杯）以上。不能觉得渴了再喝水，人觉得渴了已经是处于生理脱水的状态，所以应养成主动饮水习惯。另外饮水的设备一定要符合安全卫生的要求，不能允许有任何污染等。
附件：
李复兴教授简介 李复兴教授：我国著名的水营养专家，中国医促会健康饮用水专业委员会主任、北京IDM生物技术研究所所长、健康饮用水世界编辑部主任，曾任北京营养源研究所营养室主任。从1990年至今集中从事水营养及健康饮用水研究。在国际上首先提出“水退化引起水功能降低”的科学创新理论及健康饮用水系统的科学含义已得到国际学者及联合国的重视。