1.1　饮用水与饮料水

“饮料水”和“饮用水”是两个不同的概念。饮料水偏于商品经济效益，主要满足临时解渴而不是每天必需品。而饮用水是民用必需品，每天必须喝。联合国卫生组织对饮用水有严格的定义，即人从出生到70岁平均每天饮用2L不会出任何问题。非自然状态的纯净水以及在纯净水基础上加工的矿物质水都属于饮料水而不是饮用水。

《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）规定：生活饮用水是指供人生活的饮水和生活用水。

经过定量包装的，供直接饮用或用水冲调饮用的，乙醇含量（质量分数）不超过0.5%的制品都属于饮料，但不包括饮用药品。按照《饮料通则》（GB 10789）的分类，我国饮料可分为：碳酸饮料（汽水）类、果汁和蔬菜汁类、蛋白饮料类、饮用水类、茶饮料类、咖啡饮料类、植物饮料类、风味饮料类、特殊用途饮料类、固体饮料类以及其他饮料类11大类。饮用水类饮料是指密封于容器中的可直接饮用的水，包括饮用天然矿泉水、饮用天然泉水及其他天然饮用水、饮用纯净水、饮用矿物质水及其他饮用水（如调味水）。由此可见，饮用水类饮料是密封于容器中的水、可直接饮用的水；而生活饮用水是符合国家标准的、流动的水，即通常的自来水，理论上讲也可以直接饮用，如直饮水。饮用水类饮料从本质上看与其他10大类饮料有较大区别。本书为了讨论的方便，将饮用水类饮料合并到饮用水来讨论。

早期，人类长期饮用河水、井水（不加热或加热），这种方式既不方便也很不卫生。自来水的出现既解决了取水的便利，又通过过滤、消毒等程序在一定程度上净化了水质，堪称第一次饮水变革。桶装饮用水改变了人们传统的烧开水用开水瓶储水的饮水方式，它满足了人们即取即用的需求，是现代社会生活工作节奏快、效率高的产物，是第二次革命。第二次的饮用水革命的任务不仅是除去浊度和病原菌，而且还要除去多种多样的有机和无机微量污染物，称为深度净化技术。未来，直饮水也许将全面占领市场，成为彻底的集安全与便捷于一体的饮水方式，称为第三次饮水革命，但就目前来看，这仍需一个漫长的过程。

1.1.1　天然水的组成、自净作用及饮用水的水质处理

1.1.1.1　天然水的组成、自净作用

（1）天然水的物质组成

古代人们认为露水与雪水是纯净的，其实不然。自然水都是不纯的，因为水是很好的溶剂，大气污染物在降雨过程中也溶解其中。江河湖泊的水接触地球表面，其杂质成分更多。天然水含有许多溶解性物质和非溶解性物质。这些物质可以是固态的、液态的或者是气态的，它们大多以分子态、离子态或胶体微粒态存在于水中。表1-1给出了天然水中的主要成分。

（2）天然水体的自净作用

各类天然水都有一定的自净能力。污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使水中污染物质的浓度降低，这种现象称为水体的自净。如果污染物质大量排入天然水体并超过了水体的自净能力，就会造成水体污染。水体的自净作用按其净化机制可分为三类：a.物理净化，天然水体的稀释、扩散、沉淀和挥发等作用，使污染物质的浓度降低；b.化学净化，天然水体的氧化还原、酸碱反应、分解、凝聚等作用，使污染物质的存在形态发生变化和浓度降低；c.生物净化，天然水体中的生物活动过程，使污染物质的浓度降低。特别重要的是水中微生物对有机物的氧化分解作用。水体的自净作用按其发生场所可分为四类：a.水中的自净作用，污染物质在天然水中的稀释、扩散、氧化、还原或生物化学分解等；b.水与大气间的自净作用，天然水中某些有害气体的挥发释放和氧气溶入等；c.水与底质间的自净作用，天然水中悬浮物质的沉淀和污染物被底质吸附等；d.底质中的自净作用，底质中微生物的作用使底质中有机污染物发生分解等。天然水体的自净作用包含着十分广泛的内容，它们同时存在、同时发生并相互影响。

1.1.1.2　饮用水的水质处理

（1）净化

①混凝沉淀　密度大于水的悬浮物质在重力作用下逐渐下沉称自然沉淀。颗粒小的物质其自然沉淀速度极慢，特别是胶体颗粒如极细小的黏土颗粒、硅酸腐殖质和蛋白质等，很难自然下沉，需要加入混凝剂，使它们互相黏附聚合成较大的颗粒，然后从水中沉淀下来，此过程称为混凝沉淀。混凝沉淀的目的是清除悬浮物，降低浑浊度。

常用的混凝剂有：a.金属盐类，如Al2（SO4）3、明矾[Al2（SO4）3·K2SO4·24H2O，起作用的仍是Al2（SO4）3成分]、FeCl3、FeSO4等；b.高分子混凝剂，如聚合氯化铝、聚丙烯酰胺。为提高混凝效果，在使用混凝剂时，需加入助凝剂。助凝剂的作用是：a.调节或改善混凝条件，如碱度不足，可加氢氧化钙；b.改善絮凝体结构，如铝盐产生的絮凝体小而松散，可使用聚丙烯酰胺、活化硅胶、骨胶等高分子助凝剂，使絮凝体变粗且紧密，以改善絮凝体结构，促进混凝沉淀作用。

②过滤　通过石英砂等滤料层的截留作用，降低悬浮物和微生物。水经过滤后，残留的细菌、病毒失去了悬浮物的保护作用，从而为消毒创造了条件。

（2）消毒

消毒的目的是除去病原微生物。

①煮沸消毒法　煮沸消毒法是一种最古老而又最常用的消毒方法，其消毒效果可靠，对一般肠道传染病的病原体和寄生虫卵，经煮沸3～5min均可全部杀灭。

②氯化消毒　氯化消毒是我国最常用的消毒方法。氯化消毒原理是：氯气或其他氯化消毒剂溶于水后，在常温下很快水解成次氯酸（HOCl）。HOCl是强氧化剂，可氧化细菌病毒的蛋白或核酸，使细菌病毒死亡。加氯量除需满足需氯量外，应有一定量的余氯。

Cl2在常温下为黄绿色气体。在6～7atm（1atm=101325Pa）下，可变成液态氯，体积缩小为原来的1/457。液态氯灌入钢瓶，有利于储存和运输。液氯消毒的优点是：消毒效果可靠；操作简便，易于控制；具有剩余消毒剂，并易于监测；成本低。液氯消毒的缺点是：原水有机物含量高时，会产生大量氯化副产物；氯气有毒，需防止漏出和事故。漂白粉消毒除产生氯化副产物外，还具有以下缺点：漂白粉易受光、热、潮气作用而分解失效；漂白粉的溶解和调制不便；用量大时，设备容积过大，故只适用于小水厂。

③臭氧消毒法　臭氧是极强的氧化剂。在水中的溶解度约较O2大13倍。O3极不稳定，需在临用时制备，并立即通入水中。臭氧消毒的优点为：用量少；接触时间短；pH在6～8.5范围内均有效；不影响水的感官性状；不产生三卤甲烷。臭氧消毒的缺点是：投资大，消毒费用高；O3不稳定，控制和检测O3均需要一定技术；出厂水无剩余O3（O3对水管腐蚀作用强，也不允许有剩余O3），故需使用第二种消毒剂，以防止二次污染；与有机物、铁和锰反应，可产生微絮凝，使水浑浊度升高。溴酸盐在国际上被定为2B级的潜在致癌物，是饮用水行业厂家大量使用臭氧进行杀菌时，一种不可避免的毒副产物。如何去除溴酸盐或减少其含量成为矿泉水企业的一个重大难题。

④紫外线消毒法　波长200～295nm的紫外线具有杀菌作用，其中以254nm的紫外线杀菌作用最强。利用紫外线消毒时，水的色度和浊度要低，水深不超过12m（因为紫外线的穿透力弱）。紫外线消毒法的优点有：接触时间短；效率高；不影响水的味道；管理简单。紫外线消毒法的缺点是：无持续杀菌作用；成本较高。

⑤碘消毒法　用于小规模一时性的饮水消毒和战时军用水壶消毒。优点是效果可靠，使用方便，一般接触10～15min即可饮用。缺点是价格较高，消毒后水呈淡黄色。

（3）去离子

对天然水的净化主要以降低其硬度为主，天然水的硬度主要决定于钙镁含量。

硬度定义：1L水中含有10mg CaO，或者相当于10mg CaO称为1度（1°）。

长期饮用硬度过高的水对人体健康不利。经常喝硬水者可增加结石的患病率，这也是因为硬水中含有较多钙、镁离子，它们能转化成难溶性的盐沉积于肾，可引起肾结石。高硬度水中Ca与结合有苦涩味，会使人的肠胃功能紊乱，出现暂时性的腹胀、排气多、腹泻等现象。久居南方的人初到北方，开始一段时间会出现“水土不服”的现象，是因为北方不少地方饮用硬度比较高的地下水，而时间长了，胃肠逐渐适应后，这种现象就会随之消失。我国规定：饮用水的硬度不得超过25度。

钙和镁都是生命必需的宏量元素，因此，长期饮用过软的水也不利于人体健康。

①煮沸法　煮沸暂时硬水时的反应为：

由于CaCO3不溶，MgCO3微溶，碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁，所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg（OH）2，水垢可以用稀盐酸洗，但是为了防止腐蚀设备，需要加入合适的缓蚀剂。

水的硬度是暂时硬度和永久硬度的总和。暂时硬度是由Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2引起的硬度，可以通过煮沸形成沉淀消除。Ca2+、Mg2+等的盐还有硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、硝酸钙、硝酸镁。这些物质不能像暂时硬水那样通过煮沸消除。由钙镁硫酸盐和氯化物引起的，不能用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。

②离子交换法　原理见图1-3。

③反渗透　海鸥能喝含高浓度盐的海水生存，其原因是海鸥体内有一层非常薄的膜，饮入的海水水分子可以渗透过膜，将海水转化为淡水，海水中的盐分、杂质等不能通过膜而吐出嘴外。由于与自然渗透的方向相反，故称反渗透。反渗透又称逆渗透，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。反渗透淡化海水示意图见图1-4。

④电渗析　电渗析是利用离子交换膜和直流电场的作用，从水溶液和其他不带电组分中分离带电离子组分的一种电化学分离过程。海水淡化、纯水制备和废水处理常用电渗析。电渗析制备初级水可除去80%～90%的盐；再用离子交换法可除去剩余10%～20%的盐。

1.1.2　自来水、白开水与直饮水

1.1.2.1　自来水

19世纪，欧美一些国家由于排出的污水、粪便和垃圾等使地表和地下水源受到污染，造成霍乱、痢疾、伤寒等水传染病的多次大规模爆发和蔓延，夺去成千上万人的生命。这些惨痛教训，促进了饮用水的第一次革命。从19世纪初到20世纪60年代，饮用水的净化主要是除去原水中的浊度和杀灭水传染病原菌，其处理流程是粗滤→混凝沉淀→砂滤→投氯消毒（图1-5），它基本上消除了上述水传染病的爆发。地下水如水质较好，仅需消毒处理。目前，发达国家现已普遍采用在常规处理工艺前增加生物预处理、臭氧代替余氯处理和强化混凝等预处理，在常规处理工艺后增加活性炭过滤或生物过滤池深度处理等措施，降低饮用水中卤化副产物的含量。

1.1.2.2　中国人喝水首选白开水

将自来水煮沸即可获得白开水。煮沸消毒法的消毒效果可靠，也可有效降低水的硬度。

白开水是目前为止最安全、最方便、最经济的饮水，比一般人想象得要健康。如果源水安全，那么无需喝其他水。

用水中饮水的比例大约为2%，其余的生活用水中的有害物质除经消化道和呼吸道摄入外，还可经盆浴、淋浴、游泳、洗碗和洗衣服等方式通过皮肤、黏膜和呼吸道进入体内。水中有害物尤其是挥发性有机物，大约1/3由口腔进入，1/3在漱口和洗澡时由皮肤吸收，1/3在洗澡时由蒸汽吸入。因此，忌洗澡时间过长。另外，长时间在热水中洗澡对心脏也不好。

1.1.2.3　代表自来水未来发展方向的直饮水

（1）分质供水与直饮水

随着原水污染加重、存在严重二次污染，使出厂合格的水到达家庭时已成为不合格的水。由于我们国力所限，目前还不能一下解决城市供水问题，因此产生了分质供水的想法。分质供水是指以自来水为原水，把自来水中生活用水和直接饮用水分开，另设管网直通住户，实现饮用水和生活用水分质、分流，达到直饮的目的，并满足优质优用、低质低用的要求。

管道直饮水以分质供水的方式，在居住小区（酒店、写字楼）内建设水处理中心，对自来水进行深度净化处理，去除水中有机物、细菌、病毒等有害物质，保留对人体有益的微量元素和矿物质；同时采用优质管材设立独立循环式管网，将净化后的优质水送入用户家中（或客房、办公室），供人们直接饮用。“水龙头一开，生水可饮”。直饮水可使国内一些大城市的居民进入了“生饮水时代”。

家用净水机是将一套小型化的水处理设备安装在饮水机内或厨房壁柜内，连接自来水，就能产生直饮水，饮用多少生产多少，某种意义是将水厂建在家里，新鲜水自己造，既卫生又方便。

到目前为止，全国真正完全实现直饮水网络建设的城市还没有一个，现在城市直饮水普及率普遍偏低。要大规模普及直饮水必须跨过后期维护费用和管网改造两道门槛。

（2）直饮水将冲击桶装水

直饮水的特点是省去了运输和搬运，用户可随时打开水龙头取用；管道直饮水的价格约为0.2元/L，相当于桶装水1/3～1/2的价格。

直饮水成为主流优质水是必然的趋势。但也没有哪一个国家因为直饮水普及，桶装水就消失。桶装水是直饮优质水的补充。人们对桶装水早已接受，有消费基础。

（3）现阶段的直饮水质量堪忧

理论上，管道直饮水在最大程度上减少了二次污染。一是因为管道直饮水管网都采用新型优质管材，水管本身不会产生二次污染；二是直饮水管网为全密封性体系，且供水系统采用变频供水方式，不需要储水池，不存在二次污染的源头；三是直饮水供水系统采用系统循环方式，饮用水每天都循环几次，不存在死水段。实际上，机器都会存在出差错、维修不及时甚至假冒伪劣的情况。一个很严重的问题是，一些城市的分质管道直饮供水工程，用的竟然是纯净水的制造工艺！

我国直饮水行业到现在还没有专门的直饮水标准，同时也没有专门的职能部门来监管和引导从事直饮水行业的企业，这使得直饮水行业的发展陷入盲目无序中。例如，有的现已安装直饮水系统的小区，水费定价不等，没有统一标准。而且不少公司在直饮水后期维护中偷工减料，譬如直饮水系统的过滤网需要定期更换，但是很多公司并未按章操作，使得水质下降，但由于缺乏统一的直饮水标准，消费者碰到这种情况也无处申诉，只能不了了之。

2009年6～7月，陆梅英等[5]对广西南宁市、上林县、田东县13所大中学校36台现制现售直饮水机进行了专项监督检查及水质检测分析。结果表明：

①调查的13所学校中，未建立饮用水卫生管理规章制度的有7所（54%）；未配备专职或兼职人员，负责饮用水卫生管理工作的有5所（38%）；直接从事供、管水人员未取得体检合格证，未经卫生知识培训直接上岗工作的有8所（62%）；未建立预防水污染应急处理预案的有11所（85%）；未与代理商签订饮水安全保障协议的有11所（85%）。

②检查的36台直饮水机，无卫生部批准文件的10台（28%），选址安装及周围环境不符合卫生要求的20台（56%），无卫生防护设施的16台（44%），无直饮水设备清洗记录及更换相关水处理装置记录的16台（44%），未定期进行水质检验的26台（75%）。

③水样检测指标总体合格率为0。不合格指标主要是电导率，超标1～6.7倍不等，合格率仅有6%；其次是菌落总数，超标3～160倍不等，合格率仅有22%；还有部分水样检测出霉菌、酵母菌等。

杨桦等[6]对上海市浦东新区现制现售水供水站卫生现况调查以及薄明珠等[7]对上海市宝山区现制现售纯净水卫生状况抽检的结果也不容乐观。

1.1.3　天然水的简易处理

在中国农村、老少边穷地区、水资源缺乏地区、污染严重地区，很多时候喝不到合格的自来水，这些地区需要一些简易的水处理方法和设备。

①沉积　部分不可溶的固体物质沉到水底，形成沉积物。沉积法不能去除悬浮在水中的细小固体物质。

②过滤后煮沸（图1-6）　液体通过过滤器，可去除悬浮的固体物质。通过过滤器的液体称为滤液，残余物会留在过滤器上，该方法不能去除可溶的杂质及微生物。已经过滤的水煮沸后仍非安全饮用水，这是因为大部分微生物都在煮沸时被杀死，但水中还有可溶杂质，可能对人体有害。

云南耿马县孟定镇居民用手压井提取的饮用水呈浑浊状，有特殊气味，直接用冷水泡茶，茶水迅速变为紫蓝色，而用开水泡茶时没有颜色变化。当地村民自发用塑料桶和河沙制成土制过滤器过滤饮用水，过滤后饮用水变清，特殊气味和泡茶变黑情况明显改变。水样的实验室检测结果显示，过滤前水中砷含量均超过国家标准（>0.05mg/L），过滤后水中砷含量大多数已达到国家标准，下降率为84.25%。

③蒸馏（图1-7）　蒸馏可去除水中的可溶性物质和不可溶物质以及微生物，所收集的液体称为馏液。蒸馏水较为纯净，但是长期饮用不利于身体健康，详细情况参见其后对纯净水的论述。

1.1.4　饮料水

1.1.4.1　长期饮用纯净水有害健康

纯净水是指经过深度净化制得的不含任何添加物，可直接饮用的水。纯净水的最大优点是最大限度地去除了原水中的细菌、病毒、重金属，特别是有机污染物，这是常规自来水处理工艺所达不到的。深度净化是指对已经符合《生活饮用水水质卫生规范》或《生活饮用水集中式供水单位卫生规范》要求的水，用各种方式（活性炭吸附、微滤、超滤、反渗透、电渗析、蒸馏、离子交换等）组合成的水处理工艺进行净化处理。

令人担忧的是，目前市场上不合格的纯净水（水或者塑料瓶、桶）占有相当大的比重。

（1）纯净水危害的植物和动物实验

北京公众健康饮用水研究所、浙江大东南公司（曾组织5千人参与实验）所做的大量植物实验中可以看出：纯净水对大多数植物生长与发育带来不利[8]。浙江桐乡实验小学的朱晟等使用纯净水、矿泉水、河水、自来水浇灌已浸泡过3天的快要发芽的黄豆，结果发现生长发育缓慢的是浇纯净水的黄豆。

苏联学者曾用小白鼠做过水硬度不同梯度的试验，试验梯度分别为0（蒸馏水）、50mg/L、100mg/L、250mg/L、500mg/L、1000mg/L的水，经喂养5个月的生长代谢试验结果表明，效果比较差的为50mg/L以下及500mg/L以上组，说明水硬度过高或过低对动物生长发育及代谢均不好，其中7个试验组以蒸馏水组为最差，饲料消耗量、饲料中能量消耗量、尿中排出矿物质的数量均以蒸馏水组为最高[8]。

长期饮用纯净水可引起大鼠血镁降低，减弱大鼠血清白蛋白合成水平，导致脂质代谢障碍、血脂增高，损害心血管系统，从而成为某些疾病如动脉粥样硬化的诱因。还可能对肾脏的生长发育和功能产生负面影响，同时围产期饮用纯净水对幼鼠神经系统发育可能有轻微影响。史景熙等[9]给6周龄纯种BALB/C小鼠饮用天然矿泉水、纯净水和自来水，研究表明纯净水有加速机体衰老的作用。

国内有几篇文献提到就遗传毒性而言，纯净水较自来水、净化水、凉开水更为安全。其原因可能是因为国内水源污染严重，因此纯净水污染物浓度低的优点就显得比较突出。然而，这几篇文献的可靠性并未得到确认。例如，舒为群等[10～12]通过检测有机提取物的遗传毒性来推断各种水的遗传毒性，研究方案是比较采用Ames实验、小鼠骨髓嗜多染红细胞（PCEs）微核实验以及彗星实验分别检测了上述4种水中OE诱导染色体的突变、DNA损伤以及基因突变的能力。这个和动物饮水实验是不同的。杨德强等人对三个世代的纯种昆明小鼠的试验研究表明，饮用纯净水对纯种昆明小鼠的生长、发育、繁殖既无明显的好处，也没有不利的影响[13]。

把长期喝矿泉水和喝纯净水的两组白鼠，分别绑个铁块，重量一样，让它们游泳，看谁的耐力强，结果一看，长期喝纯净水的白鼠体质弱，慢慢悠悠很快死亡，喝矿泉水的白鼠体质很好、很壮，一直活泼乱跳（李复兴）。

汤先伟等[14]认为饮用纯净水3个月对小鼠体重无影响，而耐力和生物化学指标低于饮用自来水的对照组，即饮用纯净水引起小鼠耐力和体力恢复能力明显下降，对肝脏功能、蛋白合成能力和脂肪代谢产生一定的不良作用。

我国海军医学研究所给水部丁南湖研究员等人，从1987年至1994年对小白鼠进行了7年试验，让其长期喝蒸馏水（纯净水），结果发现小白鼠生长较慢、体重下降、骨质疏松、肌肉萎缩、脑垂体和肾腺系统功能被破坏[15]。

（2）纯净水危害的人群调查

作为工业化生产的蒸馏水100年前在英国首先问世，刚问世时英国人曾把蒸馏水作为饮用水直接利用，结果造成英国人体质下降。后来许多欧洲国家规定纯净水不能直接作为饮用水。我国1998年抗洪救灾中，抗洪第一线战士在强体力劳动下，大量饮用捐赠的纯净水，结果普遍发生脱水病症（医学称为低渗脱水）。

长期饮用纯净水会影响人体内的酸碱平衡，弱化神经、肌肉和多种酶的活动，降低人体的免疫力，造成骨质变软，导致营养不良、机体免疫力下降，使人出现全身无力、虚脱、晕厥、肌肉哆嗦等病症[2]。长期饮用低矿化度水可提高心血管疾病[尤其是动脉粥样硬化（AS）]和癌症的发生率。因此饮用纯水要慎重为之，尤其对婴幼儿、儿童、长身体的青少年、老年人（尤其是有心血管病、糖尿病的）和孕妇是不合适的。

1996年北京IDM生物技术研究所进行了自然回归水、纯净水、自来水、矿泉水等系统的医学生物学实验。从生长发育、抗病及抗应激能力、降血脂功能及新陈代谢等各项生物学实验结果比较发现，多项实验中以纯净水组最差，回归水组为最好。在和华南农业大学园艺中心联合进行的植物生长发育和衰老实验，以及微生物抑菌实验、金鱼养殖等众多生物学实验，也取得了同样结论：纯净水组最差[8]。

1997年8月24日，上海《新民晚报》以“医学专家向上海30万饮用纯水用户提出忠告：常喝纯水危害一代人健康”为题，发出警告。该文称：再过10年，我们这座城市中喝纯水长大的青年或许都会感到浑身乏力或提前患上心血管等老年性疾病。上海市某医院门诊患者中，有些孩子不明原因的没力气或秃发，经医生查询，这些家庭大多都是纯水的忠实用户。据《中国医药报》报道，天津市儿童医院接诊了9名因大量饮用太空水、蒸馏水而发生肌肉哆嗦、眼皮发抖的儿童[15]。大连某海岛驻军，曾饮用自制的蒸馏水（纯净水），时间久了，官兵们患上了各种矿物质缺乏的疾病。上海市海军医学研究所也提到了两个类似的现象[15]：a.某军舰上以蒸馏式淡化海水作为饮用水，结果战士反应均不佳，军方又及时配置了矿化设施。b.舟山海岛战士饮用雨水半年后普遍感到乏力。这是因为雨水中缺少矿物质，其水质与纯净水相似。

在美国、加拿大饮用硬度低于75mg的软水人群中，心血管病的死亡率比饮用较硬水的人群高15%～20%。在英国有两座城镇Scunthrope镇和Grimshy镇，这两座城镇原来都饮用硬度为444mg/L的水，心脏病的死亡率相同，Scunthrope镇把水软化到100mg/L，几年后心血管病发病率猛然上升，而Grimshy镇仍然维持原有百分率。有个学者分析了92座城市饮水与健康的关系，发现人们喝含溶解性总固体高的水死于心脏病、癌症和慢性病的概率比喝含溶解性总固体低的水的概率要小些[8]。

中国预防医学科学院对河南省陕县长期饮矿泉水人群健康状况进行了调查研究，结果发现，该人群的期望寿命比附近生活条件接近但不饮用矿泉水的对照人群高3岁，平均死亡年龄大5岁。男女小学生身高分别高3cm，体重多2.7kg和4.6kg，长期饮用矿泉水的人群患病率和肿瘤死亡率显著低于对照组[8]。王在民等[16]对长期饮用山东郊城清泉寺矿泉水人群进行健康调查显示：在饮用矿泉水的人群中>40岁居民总死亡率、心血管疾病死亡率以及>45岁居民血脂、血压，6～15岁儿童少年血压均是显著低于对照组。我国心血管病专家、中科院院士王士雯也指出：“长期饮用矿物质少的软水，是造成动脉粥样硬化的原因之一”。

澳大利亚科学会会长布鲁斯·诺布尔表示，孩子们牙病的增多与20世纪90年代瓶装水和运动饮料的流行有关，因为瓶装水中缺乏加固牙齿珐琅质的氟化物，导致孩子们患蛀牙的风险增加。

（3）纯净水危害的理论分析

①长期饮用纯净水不仅减少了有益元素的摄入，同时纯净水还可能作为一种“饥饿水”，促进体内有益元素的排出。“水至清则无鱼”，这是因为太清澈的水含矿物质少，不利于生物生长。人喝水也是如此。

长期以来，纯净水鼓吹手都以“成年人从饮水当中得到的矿物质大约占人体需要量的5%”来说明人类不必在意从水中获取矿物质。其实不然，原因如下。

a.随着工业化程度的加深，食物中的营养物质含量急速减少，而水中的矿物质含量却并没有减少。

有报道称，现在一个普通的苹果中Fe的含量是有机苹果（几十年前的苹果）的1/2000！100年来，很多食物中维生素的含量减少到其祖先的几分之一甚至几十分之一。现在同样的主粮或者蔬菜水果，不同品种的营养物质含量差异极大，而且很多比野生种的营养素低很多。

b.特殊人群从水中摄入的矿物质比例要远高于5%。

对于某些偏食者或者由于某种原因不能从食物中摄取足够量的人来说，从饮水中摄入矿物质是一个重要渠道。例如，对儿童来讲，因儿童食物的摄入量和种类远不及成年人，而儿童生长发育特别需要微量元素和矿物质，且儿童活泼好动，出汗多，随汗排出的矿物质也较多，所以从水中补钙就显得相当重要。

c.整体和局部是有区别的。

上述指的是整体上总摄入量，但是当纯净水进入到人体后会因为渗透压的原因从细胞中吸取矿物质。国家发改委公众营养与发展中心柴巍中博士指出“纯净水具有极强的溶解矿物质、微量元素的能力，人们大量饮用纯净水后，体内原有微量元素、营养素和营养物质，就会迅速地溶解于纯净水中，然后排出体外”。

有些敏感的人感觉纯净水越喝越不解渴、越想喝，长久下来感觉四肢无力。对此，北京化工大学水资源研究中心金日光教授指出，纯净水的水分子极度串联和线团化结构，不易通过细胞膜，却会导致身体内有益元素向体外流失。

d.水中矿物质的形态以及吸收率和食物中的是不一样的。

美国马丁弗科斯博士在其著作《健康的水》一文中指出：“水中的溶解性矿物质要比食物中的更容易和更好地被人体吸收。”水中所含的宏量和微量无素有着人们从其他途径，例如食物中获得的宏量和微量元素所无法取代的功能。

e.有些微量元素从水中吸收的比例是很高的[17～19]。

镁是人体细胞内的主要阳离子之一。机体摄取镁的途径主要包括食物和饮水，其中约有1/3来自于饮水中。随着工业化程度的加深，饮食中矿物质含量不断下降，饮水中镁的补充也就越来越成为一条重要途径，而现在人们大量饮用纯净水就失去了这一补充途径[18]。

饮水中摄入的氟占到饮食总摄入量的1/3～2/3，饮水不足或者饮用纯净水会导致氟的总摄入量减少[19]。

青少年儿童钙的需要量30%来自于水。而且，食物中的钙比水中的钙吸收要来得慢，要低得多，水中钙的吸收率可以到90%以上，而食物中钙受其他营养元素，包括粗纤维、植酸的影响，钙的吸收率很低，只有30%（李复兴）。

类似Mg、F、Ca的例子还有一些。

中国科学院院士陈梦雄认为：“长期饮用纯净水会减少人体对矿物质和有益元素的摄取。从对健康的影响而言，天然水优于纯净水，矿泉水优于天然水。”

现在往食盐中加入各种所谓“营养”成分的做法，是极不科学的，食盐就只应是天然食盐，所有人体缺少的其他元素，应以体检和医生的处方来进行补食，在所有人都要食用的食盐中添加包括碘在内的添加剂，都是不科学的，对于不缺碘的人，天天食碘盐，后果也是不良的。

②纯净水是酸性水。人的体液偏弱碱性，我国生活饮用水的酸碱度标准是pH值为6.5～8.5，而纯净水的pH值约为6。美国环境保护署（EPA）文件认为，纯净水不含矿物质，因此很具侵蚀性。纯净水是一种活跃的吸收剂，当它与空气接触时，会吸收空气中的二氧化碳，迅速溶解后变成酸性。饮用的纯净水越多，人体的酸性物质就会越多。

蒸馏水可算作最早的人造纯净水。上百年来蒸馏水只作为医药部门消毒、配药专用水。普通水经高温蒸发再冷凝而成蒸馏水，在其吸热、放热过程中，消耗大量能源，因此不宜作为饮用水大量生产。而且蒸馏水只能除去非挥发性物质，但氨、硫化氢等挥发性物质不能除去。应尽量避免饮用蒸馏水，一般蒸馏水的水性偏酸，容易伤害身体，对肾脏功能较弱的人士则更为不利。

③纯净水促进了有害元素的吸收以及有机污染物的溶解。John Sorenson博士认为：“饮用水的矿物质能很好地被吸收，新陈代谢的主要金属元素与非主要元素的比例，受到水中主要元素数量的重大影响，如果所需主要元素得到满足，就会使得非主要元素减少吸收和不被吸收，即会被排泄掉。例如，如果水中钙、镁含量高而铅含量低，人体就会选择吸收主要元素（钙、镁），而将非主要元素铅排泄掉；但如钙、镁含量也低，细胞就可能选择吸收非主要元素铅。这表明如果饮用不含钙、镁或含量甚微的脱盐水（如纯净水），这种饮水中任何些微的有害物质的致毒作用就会放大，脱盐水中少量的有害物质就会比硬水中同等含量的有害钙、镁等致硬物质对人体产生更有害的作用。可见，出于完全不同的原因，喝被污染的水和除盐水，同样都会对人体健康造成危害。”

由于纯净水有很高的溶解力，因此使得一些有机污染物很容易溶出。例如，科研人员测定了不同容器的水中壬酚的浓度，发现每升自来水中含有3ng；离子交换水含13ng；贮存在塑料容器中的超纯净水竟含180ng。

④纯净水是自然界中不存在的、退化了的水。李复兴说：“即使是没有经过污染的天然水，经过反渗透法等一系列提纯工艺抽走了水中所有矿物元素后，也会失去小分子团赖以支撑结构的支架而‘退化’，并且因没有任何矿物元素而失去其生理功能。”纯净水是一种人造水，自然界不曾有过，对人的细胞来说是个“异物”。它是大分子团水，是酸性水，是一种功能退化、异化的水，是一种不健康的水。

⑤长期饮用纯净水会使儿童机体抵抗力下降。纯净水不但缺少人体必需的微量元素，而且太“纯净”，少有细菌，儿童长期饮用得不到细菌的刺激，产生不了抗体，致使机体抵抗力因之下降而易生病。另外，长期饮用纯净水，人为地使体内一部分细菌减少，造成体内菌群失调也易患疾病。

（4）哲学方面的思考

纯净水正是犯了哲学家黑格尔提出的“婴儿和洗澡水一起泼掉”的错误。

人类进化有400万年的历史，伴随着饮水历史也有400万年，几百万年内人类是在含有矿物质、微碱性的自然水环境下生存的，人体对这种环境已经适应。现代人一下子饮用不含矿物质、酸性的水，会不会造成体内运行环境、微生态环境及一系列相应的体内代谢环境受到破坏？打破几百万年人类生存、进化中而形成的饮用水环境，会有益吗？

据说一个令犯人招供的简单招数就是：将犯人关押在极端安静的白色小屋，不超过2天，犯人就会精神崩溃。又比如，如果大气中没有尘埃，阳光就会原原本本地照射到地球上来，使得地球上一切生物都无法生存，地表又干又热，所有河流、湖泊被蒸发殆尽，地球成为一个名副其实的死亡之球。另外，雨的形成也离不开尘埃。大气中的水汽就是以尘埃为核心，并在周围凝结，形成云、雾，然后越聚越大，形成雨或雪降落到地面上。所以，如果大气中没有尘埃，就不会有蔚蓝的天空、朵朵白云以及变化多端的天气，甚至不会有生命，地球就如同其他星球一样成为一个荒芜的世界。这样的例子不胜枚举。

（5）很多国家和地区拒绝纯净水

纯净水也被称无营养水，在西方被称为“刮骨水”。否定纯净水的报道应有尽有，纯净水的危害已逐步深入人心。不少的纯净水厂家（如农夫山泉）也打出了反纯净水的大旗。

美国和西欧一些国家都明确规定，不能饮用超纯水或蒸馏水。

1997年上海市政府下文，不提倡该市中小学和幼儿园将纯水作为饮用水。中国消费者协会于2003年3月10指出：人体大多适宜喝弱碱性的水，老人、少年儿童及婴幼儿尤其不宜将纯净水作为通常饮用水大量、长期饮用。上海市工商行政管理局也曾发出通知：纯净水广告不宜宣传“可长期饮用”和用纯净水冲调奶粉、煮饭等内容。2003年3月杭州市部分中小学生告别了纯净水[15]。长沙市人民政府办公厅关于转发市教育局等部门下发《长沙市中小学生饮水管理办法》的通知【长政办发〔2006〕25号】“学校应限制供水企业向学生长期供应纯净水。”

1.1.4.2　淡化海水不能常喝

（1）淡化海水的工艺过程

海水淡化亦称海水脱盐，是先将海水中的固体杂质、青苔和细菌等过滤掉，使它变成清洁盐水，然后通过蒸馏技术或者反渗透膜技术除去海水中的盐分并获得淡水的工艺过程。经过处理所得的水属于纯水。淡化海水还需经调pH值、增加矿物质后才可饮用。

青岛百发海水淡化有限公司西班牙籍总经理约尔迪（Jordi）介绍，淡化海水的矿物质含量少、碱度低，不能直接饮用，在进入市政供水管网前还需要进行处理。后续的处理主要包括投加二氧化碳、氢氧化钙和次氯酸钠，可以调节pH值，提高水的硬度，增强水的稳定性和饮用舒适度，同时，对水进行消毒，防止配水管网中微生物污染。

天津科技大学海洋科学与工程学院副院长唐娜表示，淡化海水属于软水，矿物质含量少，长期饮用容易造成矿物质等营养物质的缺乏，但是天津的淡化海水进入市政管网都是与自来水掺杂在一起的，不会对身体造成影响。

（2）淡化海水危害健康

淡化的海水是救命水，不是安全水，更不是健康水。我国沿海城市在对海水利用上应大力推广工业冷却水和大生活用水，而不要盲目开发海水淡化饮用水。淡化海水的生产和使用成本也较高，购买淡化海水的价格大约是每吨7块钱，远高于自来水和地下水价格。

目前，轮船上的反渗透海水淡化水主要用于锅炉等设备用水以及船员清洁用水，较少直接用于船员饮用。

另外，现在海水污染很严重，淡化海水也很难保证有效去除污染物。

嵊泗海岛从1997年开始建立反渗透海水淡化系统。费军良等[20]选择在嵊泗生活5年以上的居民为对象，调查了嵊泗地区淡化海水作为饮用水水源长期饮用对人群健康的危害，结果表明心血管系统相关疾病的患病率大小顺序为：淡化海水自来水>混合水源>非淡化海水自来水区域。其原因可能是淡化海水属于软水，反渗透法海水淡化处理清除了钙、镁、氟、碘、硒等机体所需的矿物质和微量元素，同时硼元素超标。由于低年龄组慢性病患病率及症状发生率较低，故对45岁以上的人群调查结果进行非条件Logistic回归模型分析，结果显示饮用淡化海水组、饮用混合水源组和饮用其他水源组的血脂异常发生率分别为2.65%、5.23%和1.09%，冠心病患病率分别为10.62%、6.54%和1.18%。周密康等[21]则发现嵊泗地区45岁以上的人群中，淡水来源居民的消化道症状发生率为1.9%，混合水源居民的发生率为11.5%，淡化海水自来水居民的发生率为4.6%。

张永利等[22]指出：a.长期饮用海水淡化水，不仅对人群健康有益的矿物质和营养成分的摄入大大减少，由于体内某种矿物质元素的减少，可使另外的相关元素起替代作用而被消耗，而某些矿物质的不足又会加速一些有毒物质的吸收。b.海水淡化水属于软水，长期饮用硬度小于75mg/L的软水对体液矿物质平衡有不利影响，而且水的硬度与心血管疾病发病率之间有统计学负相关。c.淡化水的pH值一般呈弱酸性，但由于人体的体液呈碱性，长期饮用有可能破坏体内的酸碱平衡。d.在膜淡化脱盐过程中，常因聚合材料合成膜的老化脱落、产生单体进入淡化水中，有的单体本身具有一定的致癌性或者与海水淡化过程中的各种添加剂相互作用从而产生有毒物质。e.原水的微生物及化学污染程度都可影响海水的淡化除菌效果，对病毒等致病微生物的灭活不理想，以一般的指示菌作为评价淡化水的卫生细菌学指标并不安全。

1.1.4.3　矿泉水

《饮料通则》（GB 10789）中定义饮用天然矿泉水：采用从地下深处自然涌出的或经钻井采集的、未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体的；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然周期波动范围内相对稳定的水源制成的制品。

《饮料通则》（GB 10789）中定义饮用天然泉水：采用从地下自然涌出的泉水或经钻井采集的、未受污染的地下泉水且未经过公共供水系统的水源制成的制品。

《饮料通则》（GB 10789）中定义其他天然饮用水：采用未受污染的水井、水库、湖泊或高山冰川等且未经过公共供水系统的水源制成的制品。

市场上销售的一般是矿泉水，笔者至今未见到标有“饮用天然泉水”的饮料水。

从上述定义可以看出，矿泉壶不能制取“矿泉水”。矿泉壶的滤芯孔径一般为0.45μm，小于0.45μm的过滤性病毒、大部分化学药物、重金属污染物仍然存在于已过滤的水中；同时矿泉壶只有一个进水口和一个出水口，滤芯用后可能成为新的污染源影响水质。

国外饮用水只有天然矿泉水和瓶装水两个标准，国内由于政府部门多头管理，导致标准“政出多门”，消费者无所适从。水源决定水质，标准保障的是瓶装水的安全底线，想对健康真正有利，最后还是要看水源地。一瓶瓶装水消费者只要看看标贴上有无标注水源地就可以辨别。好的水一定来自人迹罕至的优秀水源，而如果是用城市自来水作为水源的瓶装水厂家只会在瓶标上简单地标出工厂地址。

矿泉水目前主要以瓶装水或桶装水形式供应。饮用时风味佳美，有独特的适口感。根据身体状况及地区饮用水的差异，选择合适的矿泉水饮用，可以起到补充矿物质，特别是微量元素的作用。盛夏季节饮用矿泉水补充因出汗流失的矿物质，是有效手段。但长期饮用矿泉水可能导致某些微量元素摄取过多。

矿泉水不宜煮沸饮用。饮用矿泉水时应以不加热、冷饮或稍加温为宜，不能煮沸饮用。因矿泉水一般含钙、镁较多，有一定硬度，常温下钙、镁呈离子状态，极易被人体吸收，起到很好的补钙作用。如若煮沸，钙、镁易与碳酸根生成水垢析出，这样既丢失了钙、镁，还造成了感官上的不适，所以矿泉水最佳饮用方法是在常温下饮用。

大多数矿泉水对孩子来说太“硬”了，而纯净水对孩子来说，却又太“软”了，而且纯净水在净化过程中使用的一些工业原料，可能对婴幼儿肝功能有不良影响。既然软硬不吃，那么什么样的水才最适合孩子呢？自来水烧开后再冷却至室温，最有利于健康。

1.1.4.4　其他饮料水

市场上的各种“理疗用饮水”或“保健用饮水”可能有一定理疗保健效果，但不宜作为生活饮水大量饮用。而且各种新型用水的功能及其理论尚需要进一步的、科学的研究实验来证实。古人就没有矿泉水、离子水、小分子水、纳米水、太空水等；然而，这些“水”的质量和甘美，均比不上古人随意蹲下所捧起的一汪山涧溪水。活性水与功能水是指改变水的某些理化性质使其活化，使之产生对人体健康有益功能的新水种。活性水的制备方法较多，如：电磁能法、电磁波法、机械能法、发射线法、超声波法、远红外线法、天然矿处理法、陶瓷处理法、矿物质添加法。与矿泉水、纯净水不同，大多数功能水目前在国内还没有以桶装或瓶装的形式进入到零售终端，而是以“整水器”“功能水机”“电解水机”等家电形式直接进入家庭。

据《中国青年报》2001年4月6日报道，广州一家公司用所谓的“纳米水”把老百姓搞得晕头转向。这家公司把“纳米水”说得神乎其神：抗疲劳、耐缺氧、抵抗细菌、降火排毒，长期饮用可“水到病除”，甚至还可以“增强女士防匪徒强暴的能力”。

目前，我国共有四个专门针对瓶装水的国家标准，分别是《饮用天然矿泉水》《瓶装饮用纯净水》《瓶（桶）装饮用水卫生标准》《瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准》。其中，前两个是产品标准、后两个是卫生标准。2013年10月1日起实施的《涉及饮用水卫生安全产品标签说明书管理规定》对功能型的高端水市场进行了规范，其中要求涉水产品标签和说明书中不得标注、明示或者暗示具有防治疾病作用的功能，不得出现虚假、夸大使消费者误解或者欺骗性的文字、图形以及与生活饮用水无关的内容，不得出现“碱性水”“活化水”“富氧水”“功能水”等内容。2014年4月，国家卫计委“食品安全国家标准《包装饮用水》征求意见稿”提出不得再使用“饮用矿物质水”。下一步我国应当制定矿物质水的国家标准[23]。

（1）矿物质水和矿化水

《饮料通则》（GB 10789）中定义饮用天然矿物质水为：以符合GB 5749的水为水源，采用适当的加工方法，有目的地加入一定量的矿物质而制成的制品。在水中添加的人工矿物质主要有氯化钠、氯化钾和硫酸镁，少数水中还添加氢氧化钠、碳酸氢钾等。

有些家用净水器为了提高卖点，除了采用活性炭或渗银活性炭、陶瓷滤芯实现净化功能，还在净水器内装填麦饭石、珊瑚砂、硅砂或稀有矿砂，声称可以增加人体必需的多种微量元素，去除有害重金属，释出矿物质，制备人造矿化水。

矿物质在自然界中与在饮水器中溶入水中完全不同，至少有4点：自然界中的矿物质远比矿物质水中的种类多且复杂；空间上广大得多；时间长得多；其他如温度等条件也不同。

①饮用水中添加人工矿物质难保终生饮用安全。

目前我国尚不能确定哪些矿物质、多少含量的矿物质对人体无害。另外，由于各个厂家添加到水中的化合物不同，给国家的产品质量监督带来了一定的难度。由于在水中添加的物质都是企业自己找专家、自行定标准，在水里添加多少矿物质、添加什么比例的矿物质，以及添加的矿化液质量等等都是企业说了算，并没有经过权威论证，也没有临床实验报告，如果再加上企业在制定标准时稍微把关不严，就很容易出现问题。

在所谓的“矿物质水”中添加的人工矿物质主要有氯化钠、氯化钾和硫酸镁，少数水中还添加氢氧化钠、碳酸氢钾等，其添加量约为自来水矿物质含量的5%，这与人体需要的21种矿物质相差甚远。纯净水是呈弱酸性的，在纯净水基础上添加硫酸镁和氯化钾的混合物则进一步增强了其酸性，矿物质水的pH值酸性指标往往低于5.65——比酸雨还酸。另外，有专家表示，天然水中的矿物质是呈“水合离子”状态，每个矿物元素外面都包含着很多的水分子，而不是以单一的形式游离存在，每种天然水中的矿物元素所包含的水分子也不一样，这都是经过长期天然形成的结果。而人工添加的矿物质都是“非水合离子”，而我们人体吸收的矿物元素，都是在水合离子状态下吸收的。

柏广新认为，无论是添加矿化液还是添加水果元素，都容易导致矿泉水中矿物质与添加物的化学反应，改变酸碱度，既不符合国际标准，也达不到我国的《生活饮用水卫生标准》。

矿物质水小部分弥补了纯净水矿物质极度缺乏的缺陷，但是矿物质水=纯净水+化学添加剂，因此，矿物质水具有纯净水和化学添加剂的双重风险。

天然水中的矿物元素是经过成百上千年自然形成的，它的存在是相对稳定的。水营养学专家、世界水文化研究会会长李复兴教授一语道破：“纯净水好比没牙，矿化水是假牙，假牙永远赶不上真牙”。在他看来，矿物质水的“假”就在于，跟纯净水比起来它是“富人”，但跟真正的矿泉水比起来就是个“穷人”了。添加矿物质的水远远不如优质天然矿泉水。日本“食品添加剂之父”安部司在其所著的《食品真相大揭秘》中谈到：“与其喝这样强行加入矿物质的水，还不如喝未经加热处理的天然水，其中富含的矿物质极其珍贵，是人工做不出来的。”

在饮用水中加入添加剂，无论从技术上还是营养上讲均无必要，所有的目的只是满足厂家商业宣传的需要。例如，有学者认为“矿物质水连自来水都不如”。“矿物质水有害物超标，消费者喝水被灼伤”的新闻也不鲜见。

②发达国家一般禁止或非常谨慎添加任何食品添加剂。

美国在联邦法规第21篇165章中明确规定在饮用水中禁止添加任何食品添加剂。欧盟委员会也要求所有的食品添加剂必须置于永久观察下，随着新技术的出现对食品添加剂的使用进行重新评估。目前我国的饮用水生产企业有的还把矿泉水处理成纯净水，再添加矿化液生产矿物质水或向矿泉水中添加水果元素生产饮品。利用矿泉水制成矿物质水和纯净水，既浪费了宝贵的矿泉水资源，也违背国际和我国矿泉水标准。欧盟规定，矿泉水通过过滤处理分离出一些不稳定的元素外，不得改变矿泉水中特性物主要成分。我国也明确规定，在保证原水卫生细菌学指标安全条件下开采和灌装矿泉水，不得改变矿泉水中特性物主要成分。

（2）富氧水

近年来，美国、加拿大等发达国家出现一种“富氧水”，这是一种在纯净水或矿泉水中注入了纯氧的水。富氧水属于医疗用水，这种水中的氧分子到了体内，会破坏细胞的正常分裂，加速衰老。

（3）脱氧水

脱氯水就是将水烧开后立即冷却或超声脱气，因气体空穴被水分子填补而更加紧密有序地排列，便于生物和人体细胞吸收，可用于治疗皮炎、烧伤、洁齿和预防咽喉炎，并能使皮肤光润。

（4）低重水

低重水指重氢（氘）含量少的天然水，如雪水，能促进新陈代谢，增强动植物及人体免疫功能，有抗衰老、抗病痛，提高种子发芽率、禽类产蛋率等作用。

（5）电解水

电解水就是通过电解作用把水分解成阳离子水和阴离子水。阳离子水是医疗用水，必须在医生指导下饮用。阴离子水则常被用于消毒等方面。

（6）其他包装饮用水

以符合GB 5749的水为水源，采用适当的加工方法，不经调色处理而制成的制品，如添加适量食用香精（料）的调味水等。