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饮用水中溶解性总固体与钙镁离子

发布时间:2019-12-04          来源:饮水卫生

       水是人类赖以生存和发展的物质基础,是维持生命必不可少的物质,是仅次于氧气的重要物质,它参与人体内溶解消化、代谢、载体运输、调节抑制、润滑滋润、稀释和排毒等功能。正如“民以食为天,食以水为先”、“ 药补不如食补,食补不如水补”、“一方水土养一方人”的名言。近20多年来,饮用水中溶解性总固体和钙镁离子成为净水工作者以及媒体和群众所关注热点,现将生活饮用水溶解性总固体和钙、镁离子标准值、它与健康关系、水垢等问题进行探讨。

       一、饮用水卫生标准中溶解性总固体和钙镁标准值

       1、中国溶解性总固体和总硬度标准

       生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)规定溶解性总固体≤1000mg/L、总硬度(以CaCO3计)≤450mg/L,小型集中式供水溶解性总固体≤1500mg/L、总硬度(以CaCO3计)≤550mg/L。饮用净水标准(CJ94-2005)规定溶解性总固体≤500mg/L、总硬度(以CaCO3计)≤300mg/L。钙和镁离子浓度没有在标准值中单独表示,它们在检验时一并检验并通过碳酸钙形成表示出来,归属于感官指标。

       2、日本和欧美等国家的溶解性总固体和总硬度标准

       日本总硬度限值300mg/L、水质目标管理浓度10~100mg/L,溶解性总固体(TDS)限值500mg/L、水质目标管理浓度30~200mg/L。欧盟水质标准(98/83/EC)的电导率为2500μS/cm2,美国饮用水水质标准(EPA)二级饮水规程(非强制性准则)溶解性总固体为500mg/L。

       3、什么叫溶解性总固体和总硬度

       溶解性总固体(以下简称TDS)是指水样过滤后经过180度烘干后,所得的不易挥发可溶性盐类(阳离子和阴离子的和)、有机物及通过过滤的不溶性微粒。总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(CaCO3) 的来表示,硬水和软水尚无明显的区分界限, 一般认为水中CaCO3少于75mg/ L时属于软水, 超过此浓度时就是硬水。

       二、饮水中溶解性总固体和钙镁对健康的影响

       1、WHO认为TDS是无机盐类无健康准则值。

       WHO饮用水水质准则(第四版)指出,饮用水中溶解性总固体由无机盐(主要为钙、镁、钾、钠、碳酸氢盐、氯化物和硫酸盐)和少量溶解于水中的有机物组成,它来源于天然来源、污水、城市径流和工业废水。在某些国家使用盐作为道路融雪剂同样会增加饮用水的含量,由于矿物溶解性的不同,不同地质区域TDS浓度变化相当大。

       饮用水摄入多少浓度的溶解性总固体对健康潜在影响尚无可靠数据,也没有提出基于健康的TDS准则值,因此未制定TDS的健康准则值。。然而,饮用水中高水平TDS可能会引起用户的反感。

       2、硬度是阴离子和阳离子的络合物适量钙和镁有利健康

       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, 跟软水地区比较, 硬水地区居民中某些组织内钙和镁浓度较高。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、铜可能涉及到心血管疾病的诱发。

       3、多地调查表明饮水的硬度特性与心血管疾病显负相关

       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(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负相关, 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%。

       4、钙在人体中作用

       钙是人体生命之源, 是保持人体健康长寿的重要元素。它对人体骨骼、神经肌肉、心血管系统和凝血过程均有着积极的影响, 并且可以调节参与细胞代谢的酶的活性。喀斯特地区水中普遍含有高浓度的钙, 长期饮用这种水会有效避免缺钙的影响, 对人体的健康起到促进作用, 但长期饮用高硬度的水也容易造成自身的钙过量, 这也会对对自身健康产生一定负面的影响,如肠道中过多的钙会抑制铁、锌等二价离子的吸收,引起缺铁和缺锌, 进而导致免疫力下降、贫血、疲乏等症,钙过量也容易引起高钙尿症,影响泌尿系统。在血液中钙浓度过高, 会使钙沉积在内脏或组织, 若在眼角膜周边沉积则会影响视力, 在血管壁沉积,则将会加重血管硬化, 在心脏瓣膜上沉积将会影响心脏功能。骨骼方面, 易导致骨骼过早钙化, 使得前囟门和骨骺提早闭合, 前者形成小头畸形, 影响宝宝智力发育,后者会限制长骨的发育, 影响身高。所以喀斯特地区人群饮水需谨慎,尽量了解当前饮水中钙离子的含量, 避免钙过量的产生, 特别是对于婴幼儿和处于生长发育期的青少年。

       5、镁在人体中作用

       镁离子是人体细胞内的主要阳离子,富集于线粒体中,仅次于钾和磷,在细胞外液仅次于钠和钙居第三位,在钙、维生素C、磷、钠、钾等的代谢上,镁是体内多种细胞基本生化反应的必需物质。正常成人身体总镁含量约25g,其中60%~65%存在于骨、齿,27%分布于软组织。镁主要分布于细胞内,细胞外液的镁不超过1%。,在神经肌肉的机能正常运作、血糖转化等过程中扮演着重要角色。镁是一种参与生物体正常生命活动及新陈代谢过程必不可少的元素。镁影响细胞的多种生物功能:影响钾离子和钙离子的转运,调控信号的传递,参与能量代谢、蛋白质和核酸的合成;可以通过络合负电荷基团,尤其核苷酸中的磷酸基团来发挥维持物质的结构和功能;催化酶的激活和抑制及对细胞周期、细胞增殖及细胞分化的调控;镁还参与维持基因组的稳定性,并且还与机体氧化应激和肿瘤发生有关

镁元素是人体必需的重要元素之镁参与了生命活动的许多重要方面, 如蛋白质合成、肌肉收缩, 是细胞新陈代谢中各种酶系统的重要活化它能激活体内多种酶, 维持,脂,核苷酸结构的稳定性, 还可以护心降脂, 抑制神经系统的兴用奋性, 并对细胞内流通的钙元素起到调节作在喀斯特地区人们基本不会缺镁, 但镁在人体内积累过量会对健康,带来负面影响, 有可能引起高镁血症, 改变神经肌肉组织兴奋性, 阻断神经冲动的正常传递, 引起骨骼肌无力、呼吸肌麻痹、尿潴留等症状, 还可导致中枢抑制、心脏传导紊乱和心律失常钙在体内发挥许多生物功能,其中最为重要的就是骨骼矿化。