西藏林芝地區(qū)天然飲用水健康意義研究

段小龍，宗永臣,2，黃德才，李遠(yuǎn)威，郝凱越

(1.西藏農(nóng)牧學(xué)院水利土木工程學(xué)院，西藏 林芝 860000；2.西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，西藏 林芝 860000)

0 引 言

隨著生活水平的提高和水環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，人們?nèi)找骊P(guān)注飲用水對(duì)健康的影響。人們對(duì)飲水的要求已不僅僅限于安全的水平，更希望日常飲水還能起到促進(jìn)健康的作用。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)飲用水問題展開了富有成果的研究：Barron用不同方法重新評(píng)估了歐洲飲用水中硒含量的安全限值[1]；Navoni提出基于GIS的健康綜合指數(shù)來(lái)評(píng)估阿根廷人通過飲用水接觸砷的健康風(fēng)險(xiǎn)[2]；Andrew 應(yīng)用非線性回歸的PSO模型提出了更有效率去除飲水中砷酸鹽和亞硒酸鹽方法[3]。Qu等通過分析西藏的11條河流水質(zhì)現(xiàn)狀，結(jié)果表明由于自然過程和采礦作業(yè)等人為活動(dòng)，一些地區(qū)水體中的As、Cd等幾種重金屬元素含量高于世界衛(wèi)生組織的飲用水指南[4]。張憲英等對(duì)西藏林芝地區(qū)生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生的研究表明該地區(qū)水質(zhì)合格率整體較低[5]。劉先勇等通過對(duì)西藏山南地區(qū)農(nóng)村飲用水水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)部分水樣存在污染[6]；Wang等對(duì)夏河縣的水質(zhì)進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明所有采樣點(diǎn)的水質(zhì)均為Ⅰ級(jí)，健康率為100%[7]。Luo等對(duì)140個(gè)西藏自治區(qū)城鎮(zhèn)飲用水水源地分析表明，96.9%的城鎮(zhèn)飲用水符合標(biāo)準(zhǔn)[8]。一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)對(duì)飲水健康問題進(jìn)行了深入的研究。本文僅對(duì)西藏林芝地區(qū)天然飲用水健康意義做簡(jiǎn)要探討。

1 基本水質(zhì)的狀況

林芝地區(qū)位于西藏東南部，雅魯藏布江中下游，現(xiàn)為西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)最為發(fā)達(dá)的區(qū)域。從林芝地區(qū)7個(gè)重要天然飲用水源地采集樣品，采樣點(diǎn)布設(shè)如圖1，并進(jìn)行檢測(cè)分析，所檢測(cè)的天然飲用水均以山間溪流形式出露。水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目均按國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局頒布的《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第四版)》進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括Na+、Ca2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+、總氮、總磷、COD、氨氮、硝態(tài)氮、水溫、濁度、肉眼可見物、pH、臭和味、電導(dǎo)率等。

圖1 水源地采樣點(diǎn)

檢測(cè)結(jié)果表明，所檢測(cè)的7個(gè)水源地的天然飲用水均無(wú)色、無(wú)味、透明、不渾濁；水體中TP、TN、COD等水質(zhì)指標(biāo)所代表的污染物含量(即含氮、磷污染物和有機(jī)污染物含量)，介于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》I類和Ⅱ類水域的標(biāo)準(zhǔn)值之間；Na+、Ca2+、Zn2+等在不同的水源地中含量有所不同，都低于世界衛(wèi)生組織建議飲用水金屬離子含量最大可接受限值；Cu2+、Cr6+等重金屬等微量元素的濃度極低，其對(duì)人體造成的風(fēng)險(xiǎn)健康值也低于國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦的社會(huì)公眾最大可接受風(fēng)險(xiǎn)水平5.0×10-5/a[9]。采用綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法[10]和加拿大水質(zhì)指數(shù)法(CCME WQI)[11]對(duì)該地區(qū)各水源地的綜合水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。經(jīng)檢測(cè)分析，林芝地區(qū)各天然飲用水水質(zhì)現(xiàn)狀優(yōu)良，基本滿足Ⅱ類水域的感官要求和理化要求，墨脫縣、察隅縣天然飲用水水質(zhì)還能達(dá)到Ⅰ類水域標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)清潔。

表1 天然飲用水評(píng)價(jià)結(jié)果

2 健康意義分析

2.1 氧化還原電位(ORP)

國(guó)內(nèi)外許多研究資料表明長(zhǎng)期飲用ORP低的水，即向人體內(nèi)輸入還原物質(zhì)，能夠降低人體內(nèi)氧化性物質(zhì)的含量及其活性，使抗氧化酶的活力提高，促進(jìn)人體健康[12,13]。有學(xué)者提出可將ORP<200 mV作為健康飲用水的標(biāo)準(zhǔn)之一[14]。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)林芝地區(qū)7個(gè)天然飲用水水源的ORP全部小于200 mV(圖2)，市區(qū)和波密縣的ORP還低于140 mV，說明該地區(qū)的水有較好的抗氧化能力，長(zhǎng)期飲用可以降低人體內(nèi)的活性氧等氧化性物質(zhì)，具有一定的健康意義。

圖2 林芝地區(qū)天然飲用水ORP

2.2 溶解氧與pH

長(zhǎng)期飲用偏堿性的飲用水可以保持體內(nèi)酸堿平衡, 中和血液中過多的酸度, 增強(qiáng)身體健康。有關(guān)學(xué)者在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了“健康水”的概念，認(rèn)為健康水應(yīng)該是pH偏堿性、DO適中(DO≥7 mg/L)[15]。相關(guān)的動(dòng)物試驗(yàn)也表明[16]，給小鼠飼喂pH偏堿性水樣，可以降低其體內(nèi)乳酸脫氫酶(LDH), 這就說明偏堿性的飲用水有促進(jìn)健康的意義。林芝地區(qū)天然飲用水的pH和DO經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，數(shù)值如圖3。從結(jié)果可以看：除了米林縣天然飲用水的pH低于7偏弱酸性，林芝其他地區(qū)的天然飲用水都偏堿性，特別是波密縣天然飲用水的pH值還達(dá)到了堿性離子水的要求[17]，各水源地的水體中溶解氧都大于 7 mg/L,均符合“健康水”的概念。

圖3 林芝地區(qū)天然飲用水pH和DO

2.3 健康指數(shù)

健康指數(shù)[18]是日本學(xué)者橋本在調(diào)查飲用水水源中礦物質(zhì)時(shí)提出的，該指數(shù)以腦溢血的發(fā)生率低來(lái)定義有益健康的水評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，公式如下：

健康指數(shù)=ρCa2+-0.87ρNa+≥5.2

(1)

式中：ρCa2+、ρNa+分別為飲水中 Ca2+與Na+的濃度，mg/ L。

根據(jù)各水源地的鈣鈉離子檢測(cè)濃度，利用上述公式對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理,計(jì)算各水源地的健康指數(shù)，見圖4。從結(jié)果可以看出波密縣和市區(qū)的健康指數(shù)略小于5.2，其他5個(gè)水源地的健康指數(shù)大于5.2即為健康狀況良好, 表明林芝地區(qū)天然飲用水總體健康指數(shù)良好。

圖4 林芝地區(qū)天然飲用水的健康指數(shù)

2.4 抗氧化性

學(xué)者Harman提出自由基的強(qiáng)氧化活性會(huì)使人體代謝失調(diào)和機(jī)體衰老[19]。而機(jī)體內(nèi)廣泛存在的谷胱甘肽過氧化物酶( GSH- Px) 能夠去除有害的自由基代謝產(chǎn)物，阻斷脂質(zhì)過氧化連鎖反應(yīng)，保護(hù)細(xì)胞免受損傷，在生物體抗衰老機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用[20-22]。有研究表明, 機(jī)體過量攝入D-半乳糖會(huì)導(dǎo)致過氧化效應(yīng)，從而引起衰老反應(yīng)[23]。故在本實(shí)驗(yàn)將D-半乳糖溶于生理鹽水中，根據(jù)小鼠體重對(duì)其進(jìn)行頸背部皮膚皮下注射以建立小鼠亞急性過氧化損傷致衰模型，并測(cè)定小鼠全血GSH-Px 活性(對(duì)照組)，然后分別喂飼天然飲用水, 純凈水和自來(lái)水，3個(gè)月后檢測(cè)小鼠全血中 GSH- Px的活性, 以比較不同的飲用水在抗衰老機(jī)制中的作用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的形式在圖5中表示，使用Prism軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)。從圖4可以看出:兩個(gè)對(duì)照組比較，GSH- Px的活性有顯著差異的降低，表明致衰模型的建立是成功的。天然飲用水組與致衰對(duì)照組、純凈水組比較酶活性都有顯著提高(P<0.05)，這表明林芝地區(qū)天然飲用水能在一定程度提高小鼠的抗氧化作用。

圖5 不同水樣對(duì)小鼠的GSH-Px活性影響(SD,n=10)

2.5 血清鈣離子含量影響

鈣是人體內(nèi)含量最多的礦物元素，對(duì)人體的健康非常重要。它不僅構(gòu)成了人體的骨骼和牙齒而且有著重要的生理功能，缺鈣會(huì)誘發(fā)骨質(zhì)疏松，高血壓等疾病[24-26]。本研究采用小鼠實(shí)驗(yàn)的方法，先常規(guī)飼養(yǎng)一周，然后給隨機(jī)分成4組的小鼠飼喂純凈水(1組)、天然飲用水(3組)，并在第30 d從4組小鼠全血中分離血清樣本檢測(cè)鈣離子含量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的形式在圖6中表示，使用Prism軟件進(jìn)行差異性顯著分析。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，飼喂天然飲用水AB兩組在一個(gè)月后，小鼠血清鈣離子濃度明顯增高(P<0.05)；天然飲用水C飼喂的小鼠血清鈣離子濃度跟純凈水效果相同，無(wú)明顯變化，這可能和飼料含鈣離子有關(guān)系。

圖6 不同的水對(duì)小鼠血清鈣離子含量的影響(SD,n=10)

3 結(jié) 語(yǔ)

林芝地區(qū)各天然飲用水水質(zhì)現(xiàn)狀良好，基本滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類水域的感官要求和理化要求，水質(zhì)清潔。從健康水的概念角度分析，林芝地區(qū)天然飲用水無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)異味；pH適當(dāng)(偏弱堿性)、水體中溶解氧適當(dāng)；ORP符合健康飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)林芝天然飲用水健康指數(shù)進(jìn)行了分析,表明健康指數(shù)良好?？寡趸栽囼?yàn)表明：與自來(lái)水和純凈水對(duì)照相比，天然飲用水具有一定的抗氧化作用，長(zhǎng)期飲用能提高GSH-Px的活力。小鼠血清鈣離子含量實(shí)驗(yàn)說明林芝地區(qū)天然飲用水可以顯著的提高小鼠血清中鈣的含量。以上結(jié)論為林芝地區(qū)天然飲用水的健康意義提供科學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)西藏自治區(qū)飲用水水源地保護(hù)和水資源可持續(xù)利用具有一定意義。