目前，人类已经进入多元化饮用水时代。从饮水方式上，包装水(瓶装水、桶装水、袋装水)在全球持续以每年超过10%的速率惊人地增长，各种形式的净水器和饮水机也在家庭、小区、校园、办公楼、公共场所逐渐普及，有的家庭甚至采用全屋净水的方式以获得安全洁净饮用水。以水质而言，天然水、纯净水、蒸馏水、碱性离子水、人工矿物质水、天然矿泉水、富氢水、富氧水、低氘水、深层海洋水、山泉水、冰川水、磁化水、离子交换水等皆有市场可寻。此外，脱盐的淡化海水在部分沿海地区和国家(包括中国)也以单独或用自来水稀释后供作饮用水^[1-2]。学者们已经开始关注这种饮水局势巨变对人类健康的影响，中东国家大规模脱盐海水使用后的生态流行病学观察^[3-4]、富氢水改善心血管和认知功能的研究^[5-6]、低矿物质饮水对心血管和骨骼影响的研究^[7-9]已经见诸报道。但总体上，与生机勃勃的饮用水市场相比较，各种新型饮用水健康效应的研究和评估尚处于起步阶段，研究的广度和深度远远满足不了社会对于饮用水健康信息的旺盛需求。现就目前多元化饮用水背景下，亟待关注的饮水与健康问题提出管孔之见，供卫生学同仁批评和参考。

1 多元化带来的饮用水健康与安全新问题 1.1 水质过度处理带来的人群健康风险需要引起足够重视

当代饮用水处理工艺中以膜(特别是反渗透膜)为代表的深度水处理技术，在有效去除污染物的同时也去除了绝大部分天然矿物质。统计数据表明，全球59%的瓶装水是矿物质水平极低的纯净水。本研究团队对重庆市中小学校园饮水进行抽样调查后，发现100%为采用反渗透工艺处理过的集中式直饮水或桶装水^[10]。国内行业分析数据显示，2016年纯水机市场规模达200亿元，同比增长34.1%。对于水质过度处理后饮用人群的健康风险，笔者已有综述专门论及^[11]，在此介绍几篇关键性的报告再次予以佐证。

WHO在2004年滚动版的《饮用水水质指南》中对饮用不含矿物质水的健康风险进行了系统而详细的阐述。该指南指出：包括纯水、蒸馏水、去离子水、脱盐水、反渗透水等在内的、完全或几乎完全去除了矿物质的饮用水，有充分的研究证据表明它们在未被再矿化前不适合作为人类饮水。其健康危害体现在：当被急性大量饮用时，可直接引起肠黏膜的渗透性休克，细胞内外水分及电解质的失衡，同时还容易引发运动员的低钠性水中毒以及婴幼儿的代谢性酸中毒等；长期饮用则可以直接或者间接导致机体对有益矿物质(镁、硅、钒、锂、锰、铬、锶、钴等在水中溶解状态良好的微量元素)的低吸收甚至零吸收。尽管饮水不是这些元素的主要来源，但当它们在食物中处于缺乏或边缘性缺乏状态时，饮水途径的补充就非常重要。此外，不含矿物质的饮水也失去了天然水对健康的间接保护作用，如防止烹制食物中矿物元素的丢失、防止储水容器中铅、铜等有害元素的溶出、竞争性地拮抗环境毒物与肠道细胞膜二价离子转运蛋白结合从而减少其暴露风险等^[12]。

在WHO的报告之后，Cartling等^[13]于2008年从2 906篇相关文献中纳入12篇可靠文献进行系统分析，得到的结论是：饮水镁含量与心血管疾病病死率具有统计学意义负相关(OR为0.75，95%CI：0.68~0.82，P＜0.001)，但关于水中钙的证据仍需进一步研究。2016年，Jiang等^[14]从4 496篇文献中纳入9篇可靠文献(包括10项研究共77 821例冠心病例)进行了Meta分析，其结论是：饮水镁含量与冠心病病死率的发生负相关(RR为0.89，95%CI：0.79~0.99，P＜0.001)。这些报告进一步支持“饮水中天然矿物质对于心血管健康具有保护作用”这一论点。

2016年，美国、卡塔尔、阿联酋三国学者对海湾国家长期大规模饮用脱盐水后人群的肿瘤发生状况进行了系统总结，其主要结论有：该地区人群电解质紊乱发生率较高；人群消化系统(咽部、食道、结直肠等)癌症发病率在迅速增加(预测到2030年将是目前的2倍)。由于消化系统直接参与脱盐水摄取、运输和排泄，作者推测两者可能具有密切关联。此外，该地区很大比例的癌症发生在年轻人，可能与年轻人大量消费脱盐水有关。作者认为，长期饮用脱盐水可诱发电解质紊乱如低钠血症、低镁血症和低钙血症；同时还引起体液渗透压的改变，影响细胞容量和血压，进而产生渗透压应激。电解质紊乱可以形成有利肿瘤生长的微环境，而渗透压应激可诱导DNA损伤。这些都为肿瘤发生提供了有利条件^[4]。

1.2 公众对健康饮水的需求强烈，而相关基础研究薄弱

公众健康意识的提升以及经济水平的增长，对健康饮水的需求越来越大。除了天然矿泉水以外，号称有利健康甚至具有医疗效果的碱性离子水、深层海洋水、冰川水、低氘水、富氢水等也见诸市场，并有各自的消费人群。但目前对健康饮水的基础研究比较薄弱，尤其在我国。以天然矿泉水为例，作为具有特殊化学组成(有益矿物离子)和物理性能(适宜的温度)的珍稀自然资源，人们可以通过吸、饮、浴的方式获得其对健康的促进，甚至某些慢性疾病(消化、神经、皮肤等系统疾患)的改善效果。欧洲和日本对此已经开展较多的研究，如碱性富钙矿泉水可以减少绝经期妇女的骨质流失^[15-17]，含氡天然矿泉水可以降低高尿酸血症大鼠的尿酸水平^[18]，天然苏打水(含碳酸氢钠)可以降低高脂血症患者的血脂水平^[19]，低氘水对线虫具有抗衰老作用^[20]等。法国政府已经将天然矿泉水疗养纳入了全民医保范畴。

我国是天然矿泉水资源十分丰富的国家，已经发现多种类型的天然矿泉水储存，以含偏硅酸型、含锶型、或者两者都含的复合型为常见；含碳酸氢钠、含锌、含锂、含硒、含氡等种类也见于各地。尽管国土资源部的审批权限日益严格，但在公众对其健康效应的认可以及市场利益的驱动下，目前国内天然矿泉水的开发及生产处于井喷式增长状态。国外知名品牌如Evian、Vitter、Perrier、Voss、Vichy、Fillico等也在拓展中国市场。然而，目前国内对天然矿泉水健康效应的研究仅见零星报道：黄连珍等^[21]和刘景兰等^[22]观察到国内3种天然矿泉水的肿瘤细胞抑制效应，胡建国等^[23]报道了某天然矿泉水改善雌性高脂大鼠血脂的趋势；万英等^[24]观察到含锶矿泉水对糖尿病大鼠血脂具有改善效应；蔺艳等^[25]观察到含锶矿泉水能够增加人肾小管上皮细胞的转运功能。但总体上，这些研究具有涉及水种较少、人群流行病学资料偏少、深入的机制探讨明显不足等缺陷。

1.3 新型饮用水卫生标准体系有待逐步建立和完善

目前，国家对于不论何种形式的饮用水，都要求遵循GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》^[26]，不论何种形式的包装饮用水，都要求遵循GB19298-2014《食品安全国家标准包装饮用水》^[27]，我军也有GJ1335-92《低矿化度饮用水矿化卫生标准》^[28]用以指导军队采用淡化水、雨雪水、雨水等为饮用水时的矿化管理。国家也有部分正在实施的产品标准，如GB17323-1998《瓶装饮用纯净水》^[29]、GB8537-2008《饮用天然矿泉水》^[30]、GB 20349-2006《地理标志产品吉林长白山饮用天然矿泉水》^[31]。但显然，对于种类繁多、形式多样的饮用水产品来说，这些为数有限的标准还不能起到促进行业发展的作用，甚至某些独特水种因为缺乏针对性标准而不能彰显其特质。许多新生水种如富氢水、碱性离子水、天然苏打水、低氘水等水质卫生标准仍属空白。对于天然矿泉水的医疗市场开发，我国也缺乏标准的支持，目前只有为时较早的医疗矿泉水开采标准，即在《天然矿泉水地质勘探规范》GB/T13727-92的附录中提出“如锶达到10 mg/L、锂达到5 mg/L则可称为医疗矿泉水”^[32]，而没有相应卫生标准对其质量及利用方式予以规范。

现阶段饮用水卫生标准的制订多以不发生介水传染病和慢性中毒为目标，绝大部分水质指标都是上限值。近年来，水中钙、镁、碳酸氢盐等天然矿物离子对健康重要性的研究证据逐渐增多，在水质标准中逐步提出它们的下限值，也是标准制订部门需要考虑的问题。2007年WHO在其《脱盐海水安全供给》文件中提出，饮用水中钙和镁的最低水平应为20 mg/L和10 mg/L，适宜水平应为40~80 mg/L和20~30 mg/L，同时还提出饮用水中适宜范围的氟(0.7~1.2 mg/L)有助于儿童龋齿的预防^[33]。日本在其2015年修订的最新饮用水卫生标准中，首次将总溶解性固体和总硬度这两个指标设定了范围水平，即30~200 mg/L和10~100 mg/L，作为水质目标管理目标，这样的设定更接近人体所需的合理范围^[34]。

1.4 新的介水污染物暴露风险增加，敏感人群需加强防范

饮水方式和饮水水质的多元化，也带来介水污染物暴露模式的转变。

1.4.1 新的化学污染物暴露问题

① 包装水的特殊消毒方式带来溴酸盐暴露。臭氧消毒是包装水的主要消毒方式。臭氧可将水中微量溴化物氧化生成溴酸盐，这是一种WHO界定为2B级的可疑致癌物质。② 各种包装材料也会将新污染物质带入水中，重金属锑、邻苯二甲酸酯类增塑剂、多环芳烃类物质、苯乙烯等有毒物质就在包装水中时常检出。③ 饮水机的长期反复加热容易导致水中亚硝酸盐浓度上升，增加饮水者的致癌风险。有研究发现，桶装纯净水高温季节在饮水机上放置20 d，或者平常季节反复加热20次，亚硝酸盐含量将远远超过0.002 mg/L的国家标准水平^[35-36]。

1.4.2 新的病原体暴露问题

包装水和净化水等大多是在市政自来水基础上进行深度处理而获得，它们对于传统介水传染病病原体如霍乱弧菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌等多有良好的控制，但由于其特殊的消毒方式、复杂的水道结构和较长的储存周期，一些新的病原体则更容易滋生。对臭氧消毒具有较强抗性的绿脓杆菌就时常在瓶装水中被检出^[37]。绿脓杆菌已被确定为人类完全致病菌，可以导致肠道、呼吸道、皮肤的炎症，甚至败血症的发生。对于敏感人群如婴幼儿、老年人、免疫力低下者，包装水中的绿脓杆菌污染危害不容小觑。也有研究显示，净水器如果缺乏定期彻底消毒，反将成为病原体滋生的温床。Sacchetti等^[38]对意大利养老机构38套净水器的研究显示，微滤净水器和反渗透净水器的出水微生物数量均高于进水的数量，且在出水水样中检测到绿脓杆菌、恶臭假单胞菌、假马鼻疽假单胞菌等致病性微生物。研究者推测这些致病菌生长可能与净水器水道中生物膜的形成有一定关系。

2 多元化饮水背景下亟待研究的饮水与健康课题

目前公众对新型饮水健康信息需求十分迫切，亟待有更多的学者参与该领域的研究。笔者建议下述问题需要予以特别关注。

2.1 饮水健康效应评估的方法学研究：实验室方法和人群流行病学方法

饮水的生物学效应不仅受到多种因素(特别是食物)的干扰，而且需要长时间才能见到效应，但同时人类对饮水的安全性要求极高，要求终身饮用无害，而且对子孙后代的健康不产生影响。因此，对饮水的健康效应评估不能沿用毒物和药物的评估体系，需要建立既能达到目标、又有可操作性的独特方法体系。实验室方面，可筛选对水质成分变化敏感的动物模型、适宜的暴露时间、敏感器官(如已有研究发现心血管和骨骼系统等软水敏感)、敏感细胞(血管内皮细胞、肾小管上皮细胞、成骨细胞等)和生物标志物(超敏C反应蛋白、同型半胱氨酸、骨钙素等)，以形成适宜于饮水健康效应评估的方法体系。此项工作目前国内外均属空白，亟待开展研究。

人群流行病学研究无疑是最有价值的手段，但就饮水健康效应而言，人群研究不仅干扰因素多，而且需要的时间长。欧洲学者采用设计精准的小样本量人群饮水干预研究，可以在较短时间内(数周时间)获得满意的观察结果。其特点是：严格的对象纳入标准、标准化餐食、精确饮水测量、自身交叉对照，这样尽可能地排除了性别、年龄、食物的干扰^[39]，具有很好的借鉴价值。

2.2 低矿物质饮水的人群健康风险以及安全的人工矿化技术研究

由于人们担忧水环境的污染，加之反渗透膜技术的成熟，对饮用水进行彻底处理以保证安全已经成为很多人无奈的选择，在环境污染严重地区甚至成为主流。如前所述，低矿物质饮水的健康风险已经被陆续报道，但还未引起卫生学界的足够重视，有必要进行深入的机制研究以寻找敏感生物标志物，同时探讨此类饮水与其他现代不良生活方式的协同健康风险，为早期监测、早期预防提供参考。

另外，WHO已经提出彻底脱盐的水必须矿化后方能用于人类饮用。目前常用的饮水矿化剂有食品添加剂氯化钾、硫酸镁等，多用来改善口感。本团队研究显示，新西兰兔长期饮用添加微量氯化钾的“人工矿物质水”也可出现血钾异常增高^[40]。提示饮水的矿化需要十分慎重，矿化剂的种类、浓度、搭配均需在科学研究的基础上提出，方能保障安全。

2.3 有益健康饮水，特别是天然矿泉水的基础医学研究以及卫生标准体系建设

健康饮水是在安全饮水基础上的更高层次的目标。目前天然矿泉水的健康效应已经获得较多认可，消费人群越来越多，但天然矿泉水的基础医学研究在我国还十分薄弱。建议加强具有本土特点的矿泉医学研究，从生理学、药理学、毒理学、流行病学(对国内人群的观察)等多个角度研究天然矿泉水的健康促进效应，同时也评估其可能的健康风险(某些天然矿泉水，如含氡、含氟、含砷时，其安全范围较窄)，这对于保障天然矿泉水在中国人群的安全消费具有重要意义。

其他可能具有健康促进效应的新生饮用水种类，如富氢水、低氘水等，除了加强基础研究以外，还应有我国自己的标准予以规范。

2.4 针对不同人群的个性化饮水方案的需求研究

不同性别、不同年龄、不同个体(基因多态性的差别)、不同健康状态、不同职业、不同地域的人群等对水质的敏感性会有不同，这与机体对食物、药物的个体差异是同样的道理。如同个性化的营养方案以及个性化的医疗方案是目前受人瞩目的研究领域一样，个性化的饮水方案(特定人群的最适水质种类、每日饮水量及其分布、最佳饮水方式等)也是亟待研究的课题。

3 评述

本期专题共收录5篇饮水与健康研究论文，其中1篇为人群流行病学研究，作者在三峡库区开展了较大样本量的乡镇成年居民饮水量现状调查和分析^[41]；4篇为动物实验性研究，分别观察了矿物质含量不同的饮水对大鼠多代繁育、骨骼发育、蛋白质和维生素营养状态以及新西兰兔血液酸碱平衡的影响^{[40, 42-44]}。这些选题紧密围绕当代多元化的饮水现状而开展，关注的健康效应也是公众的兴趣焦点，部分研究结果从人群和动物两个层面互相得以印证。其中，徐安伟^[43]观察到发育期大鼠饮用纯净水后骨钙素水平及骨小梁密度显著降低；曾惠^[42]发现多代连续饮用低矿物质水对“子代发育”的影响敏感于“亲代繁殖”；王佳^[40]发现添加氯化钾的人工矿物质水具有引发高钾血症的风险。这些富有新意的发现对公众饮水健康具有重要指导价值。

4 展望

综上所述，全球已经进入饮水水质和供水方式都纷繁复杂的多元化饮用水时代，但对于各种新型饮水的健康效应研究目前还十分滞后，远远满足不了社会的需求，在我国尤其如此。建议尽快建立适用于饮用水健康效应评估的独特方法体系；加强对低矿物质饮水的健康风险评估以及安全人工矿化的技术方略研究；加强公众认可度较高的天然矿泉水的健康促进效应研究；对于新型饮水方式带来的微生物和毒理学安全隐患也应该加强防控技术研究；同时研究发展针对特定人群的个性化饮水需求方案也很有必要。