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水矿物相关的健康风险:一个回顾

到Gintam1Rakesh Kumar舒克拉2爱资哈尔汗1*

1Shoolini大学应用科学与生物技术学院,印度

2基础科学学院Shoolini大学、印度

通讯作者:
爱资哈尔汗
爱资哈尔Khan学院应用科学和生物技术
Shoolini大学、印度
电话:+ 251911067403
电子邮件:mk.azhar1@gmail.com

收到日期:10/12/2018;接受日期:11/02/2019;发表日期:17/02/2019

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文摘

现在每天饮用水公共健康的一个重要的角色。水是生命的重要组成部分,也是生活的必要性。水发挥了重要作用的生存和传播疾病导致代理。微生物可以很容易地成长和传输通过水资源,导致几个健康危害。剩余的产业和城市化提供不必要的矿物质的来源的饮用水来源。矿物质如钙、镁、硒、钼、铬、F,我、锌、钠、钾、Cd, Si,铜、P和其他饮用水中可能存在,虽然不是普遍意识到饮用水提供其中的一些元素。矿物质在水中有一个重要的病因,引发各种疾病例如,心血管疾病,肾脏问题,癌症,生殖失败,神经疾病,肾脏功能障碍。审查突出了受污染的水引起的健康危害的风险和额外的矿物质在水中。

关键字

水的矿物质,高血压、健康危害、饮用水

介绍

大部分的地球表面和人体充满了水。百分之九十七的水是在海洋和海洋中含有盐。只有3%的水可以饮用在地面和水面1]。矿物质如钙、镁、硒、钼、铬、F,我、锌、钠、钾、Cd,硅、铜、P和其他饮用水中可能存在虽然不是普遍意识到饮用水提供了其中一些元素(2]。水是至关重要的维持每一个活的有机体,包括人类。饮用水高对人体健康的影响。全球总人口的近17%使用饮用水从保护和远程数据源,从管保护32%和51%3]。矿产发现土壤中溶解在水中,所以水矿物质取决于水源的位置或受到地理环境的影响。

矿物质在水中有一个重要的病因,引发各种疾病例如,心血管疾病,肾脏问题,癌症,生殖失败,神经疾病,肾脏功能障碍等等(3]。不同的研究表明,疾病引起的水与矿物质的浓度和微生物菌剂中发现它。氟化物被发现在改善DW和non-carcinogenic当浓度小于1,然而非致癌风险氟化物在特定领域,如内蒙古、天津和四川有高风险的健康因其地理情况,即使,矿物质在水中的浓度水平是一样的在不同的位置,饮用水最重要的消费在个人4]。肾结石有积极与饮用水中钙和镁的浓度;特别是人们喝地下水有患肾结石的可能性很高5]。重要的矿物质在DW /招募标准可能有实质性的保护健康。研究人员表明,硬质水,包括高水平的Mg和Ca在心血管疾病有保护作用。

标准矿物浓度水平表示不同的从一个国家到另一个地方,非洲大陆。世界卫生组织饮用水矿物浓度设定一个指南,但大多数国家,包括中国、印度、美国和几个欧洲国家已经设定自己的标准DW根据世卫组织的指南。这是欣赏由世卫组织准则指出,水矿物浓度与根据地理/环境、经济和社会环境。例如,氟化物浓度为1.5 g / l的方针;然而,DW的摄入量是温暖的天气,可能会增加消费的增加氟(6]。本文的目的是评估饮用水中矿物组成之间的关系及其在不同的健康影响出版物。

在2004年,世卫组织推荐的最小和最大水平所需的矿物质饮用水的标准吗?最优数量的饮用水是20 - 30毫克的Mg / l和最低10 Mg / l,和钙50 Mg / l在DW浓度的最佳水平,但是不到20 Mg / l对健康是不能接受的。总溶解盐浓度(TDS)应该在2到4更易/ l (7]。在一些国家更少数量的地下水从大海使用淡化海水和雨水侵蚀。在以色列的一项研究表明,超过75%的自来水有少数量的矿物质来源是淡化海水,即使这水可去除60%以上的矿物从食物当用于烹饪。调查显示一个重要血清镁水平下降的情况下,脱盐水用于烹饪和喝酒8]。

方法

本文探讨了饮用水和协会对人健康影响的风险从地表水饮用水,春天,自来水、池塘或管井和雨水在不同的地方。选择饮用水讨论了矿物由于他们的综述临床重要性和广泛使用的数据在不同的期刊。

文章回顾了从数据库包括:PubMed、网络科学、谷歌学术搜索,网站,EBSCO主机,科学指引,谷歌搜索,文章选择本文的便利。不同的协会,国家健康和国务院的网站寻找相关的出版物。

约166期刊和健康相关网站,综述了饮用水。论文在饮用水的来源分类(自来水,春天,瓶装水和池塘)消耗作为饮用水,和矿物质溶解在饮用水。也许,有很多杂志和其他文件审查审查,但是只有选择期刊相关的特定的矿物质和类型的饮酒是用于综述(表1)。

S.No。 矿物质 自来水 瓶装 春天 池塘
1 3 3 3 5 4 18
2 6 4 5 4 3 22
3 3 3 3 2 2 13
4 磷酸 3 4 5 6 3 21
5 4 5 5 3 3 20.
6 4 4 5 4 5 22
7 3 5 4 5 3 20.
8 3 2 4 2 3 14
9 氟化 3 3 5 3 2 16
32 33 39 34 28 166年

表1:水源的类型,综述了杂志和网站

饮用水中无机元素和健康风险

镁及其健康风险

在细胞内的阳离子(Mg)是下一个最充足的矿物质镁(钾)和第四体内最丰富的阳离子。长期暴露在低水平的Mg DW可能提升患高血压的几率,血脂异常和二型糖尿病9]。科学知道Mg的控制有重要作用心脏兴奋性,神经肌肉传导,血管舒缩性语气,和血压等功能。这是一个辅助因子超过300细胞酶参与细胞能源生产和膜功能(10]。不同的研究表明,有明显证据逆毫克级协会的饮用水和心血管死亡率(11,12]。当有一个广泛的身体锻炼和高摄入的蛋白质可能会增加酸负荷导致Mg重吸收减少,导致降低Mg的体内平衡。在瑞典的一项研究表明,没有证据证明,只有毫克除了饮用水用于预防心血管疾病的目的(13]。不同的流行病学研究表明,死于急性心肌梗死的几率饮用水毫克组的水平(呈负相关14,15]。

在台湾一个病例对照研究显示有显著保护作用的镁摄入量从饮用水在高血压的风险16]。长期缺镁在实验动物强化对血管收缩剂的反应代理、变弱反应血管舒张剂,增加血管张力和升高了血压。古吉拉特邦的一项研究,印度的镁和钙浓度的血清和未经过滤水源表明Hypomagnesaemia相关饮用水中镁浓度较低(管井农村和城市市政水),这可以归因于净水器的使用(17]。所示的研究有一个协会之间的镁浓度和健康的影响由于Mg血清中矿物质的水平。

随机在塞尔维亚横断面研究表明,摄入高毫克的人水平的饮用水(42毫克L)比那些摄入最低舒张压少Mg DW(11毫克L - 1)水平。降低血清镁水平影响血清脂质水平将在甘油三酸酯水平Mg和Mg和血清胆固醇之间正相关。研究调整混杂因素如年龄、性别和体重指数。血清镁水平是一个独立的预测甘油三酸酯(9]。软化水,失去了Mg矿物质,用于饮用水很长一段时间可以增加心血管疾病的发病率和死亡率,运动神经元疾病的风险,怀孕障碍(7]。

台湾病例对照研究表明,之间没有显著关联的人消耗低镁饮用水和肾癌发展水平。研究认为有混杂因素如消费的食物,大量的水摄入量,BMI,可能会影响结果18]。

钙在DW及其健康风险

这是牙齿和骨骼发育的主要组件,也用于血管收缩、神经传输,在我们的身体和血液凝血系统。缺乏钙矿物的大多数已知的疾病是骨质疏松症。有文献表明,钙的缺乏可能导致高血压(7]。在注册的钙离子浓度与心血管疾病(13]。观察性研究的系统评价,2009显示,没有证据表明协会的心血管疾病和钙矿物在饮用水11]。

在塞尔维亚的一项研究表明,饮用水中的钙有负相关缺血性心脏病。低摄入的钙矿物与独立的重大影响的总胆固醇、甘油三酯,和有害脂肪水平,收缩压和舒张压,间接增加了研究人群IHD的风险(15]。

横断面研究经历了挪威人口,2015显示有一个逆协会的钙矿物质饮用水和骨折的男性。15%的男性在DW摄入量低水平的钙有降低髋部骨折,但没有明显的协会在老年女性人群。协会提高饮用水的矿物质铜(19]。

在台湾一个匹配的病例对照研究表明,一个人死于肾癌病例有高钙离子浓度相比,他们的饮用水死亡是由于高于低浓度的钙在DW (18]。体内的钙离子浓度是由不同的体育锻炼等因素,BMI,性别、年龄、吸烟和饮酒影响Mg的摄入量。

钠及其健康风险

来源的矿物质钠对我们的身体是膳食氯化钠和上面三个四钠从加工食品中获得。饮用水是矿物质钠的来源之一。携带钠电解质,促进肌肉收缩和神经细胞传输,也用于保持液体平衡和血容量。每天最多在我们的身体应该达到2300毫克钠浓度成年人50和1500毫克51岁以上基于2010年的美国人饮食指南。该指南还建议摄入量1500毫克的任何年龄的人是非洲裔美国人或高血压、糖尿病或慢性肾脏疾病(20.]。

钠和钾浓度的失衡比例在我们的身体有影响健康。当钠变得过高和K过低,会导致高血压。平衡血液中的钠和钾浓度所需的矿物称为镁。这意味着镁的浓度会影响血压的水平(10,21]。钠的浓度,获得饮用水不是更多的钠摄入总量的10%。那么这10%的钠浓度摄入从饮用水影响人类健康的主要问题回答。

钠矿物从饮用水的贡献小于其他总膳食钠的食物来源。因为有很多协会之间的混杂因素在疾病与钠在水中和其他食物来源。不过,没有公司目前结论因此可以作为钠的重要性——喝水和它可能与疾病。从PubMed回顾从1960年到2015年,斯高帕斯,和网络科学表明有饮用水钠浓度和血压之间的联系,然而,水钠和人类舒张压之间的关系还没有确定在许多研究不足的原因(主要在年轻人群)和横断面设计和方法论上的缺陷。现在一天的人们生活水平,气候变化和变化的背景下,人们的饮用水的关切,矿物质和其来源以更高的方式(22]。进一步的研究迫切需要研究和指导干预这越来越普遍的问题。

氟化物和健康风险

氟化有助于儿童的正常发展和增长。饮用水是最大的贡献者每日氟摄入量对我们的身体23]。主要发现在地下水和海洋自然,然而它需要氟化反应,氟化的调整建议水平防止蛀牙。“世界卫生组织承认,氟化物用来战斗龋齿(蛀牙),特别是在高糖的摄入量。它建议的最佳氟化反应水范围从0.5到1.0毫克每升。由于蛀牙“根据美国疾病控制与预防中心估计有5100万学时和1.64亿年工作时间每年损失是由于dental-related疾病。

研究表明协会的饮用水中氟化物浓度高、牙氟中毒是强大的。氟化物超过1.50 ppm的人要求导致牙氟中毒,儿童由加纳表示研究[24]。大多数研究表明,氟斑牙患病率与高浓度的氟化物和基于证据,de-fluoridation饮用水被推荐在饮用水中氟化物浓度高的地方比世卫组织的建议25- - - - - -27]。

在印度,有超过6000万人喝水,含有> 1.5 mg / l浓度的氟化物和遭受与氟中毒28]。很难治疗牙氟中毒很容易因为过程很复杂,难以覆盖的人生活在发展中国家(尤其是在农村地区23]。没有特定的治疗氟骨症,所以最好使用预防机制在这些地区控制患病率(表2)。

美国没有 当局 容许极限的氟化
浓度(毫克/升)
1 饮用水(国际标准) 0.5
2 美国公共卫生标准 0.7 - -1.2
3 国际清算银行(10500) 1.0 - -1.5
4 印度医学研究理事会 1.0 - -2.0
5 CPHEEO 1.0 - -1.5

表2:饮用水氟标准规定各部门(23]

磷酸及其健康风险

磷是一种重要的矿物质,用于身体的动物和植物的生长。以三种形式存在:正磷酸盐,Meta-phosphosulfate和有机结合磷酸。每个化合物包含磷在不同的化学公式邻位的形式是由自然过程(29日,30.]。它看起来是一个在水中磷酸盐化合物。磷酸浓缩用于防止腐蚀,在治疗期间的饮用水。

磷酸盐有一个重要的角色在三羧酸循环的关键阶段,也是在ATP的合成,DNA, RNA,是任何生物的支柱。饮用水中磷酸不是有害于人类,然而,当它出现在高数量导致消化问题[30.]。磷的浓度在饮用水中的正磷酸盐的形式溶解范围从1.8 mg / L 2.88 ppm (31日]。

缺乏磷导致骨量丧失、肌肉无力、萎靡不振疼痛。有有限的研究集中在饮用水中磷的关系及其健康的风险。没有足够的数据来解决这些问题,因为这个问题很难得出结论的影响饮用水中磷矿产及其健康影响。

氯和健康风险

氯消毒剂和氧化剂用于饮用水处理。在水中氯的反应形式次氯酸盐和次氯酸。目前在大多数消毒饮用水- 1浓度为0.2 mg / l (32]。推荐每日摄入氯浓度在2升饮用水卫生成人平均70公斤是0.4 - -1.5 g市政水and0.3-9 g井(2]。在水中氯的主要目的是破坏细菌和病毒,可以在许多不同的方式进入水系统。美国环境保护署(EPA)要求自来水检测水平的氯,防止污染。允许的饮用水中氯水平(4 ppm)构成“没有已知或预期的健康风险包括足够的安全边际”。

很长一段时间,氯不视为从饮用水对人体健康非常有害的影响。然而,影响氯化饮用水最近刚刚被公认。美国环境委员会的报告质量,“人们饮用水氯化罹患癌症的风险是93%高于那些水不含氯(33]。

流行病学研究表明,饮用水氯化等原因可能的不良健康风险小增加癌症的发病率在男性和对婴儿发育的影响,由于氯化消毒副产物的形成(论文)饮用水中34,35]。当氯添加到水,它与其他天然化合物结合形成三卤甲烷(氯化副产物)或三氯甲烷。这些氯副产物引发体内自由基的生产导致细胞损伤,并高度致癌的。虽然这些致癌物质(三氯甲烷)的浓度很低,正是这些低水平癌症科学家相信负责大多数人类癌症在美国。

回顾2016年40流行病学研究显示了氯化饮用水的影响及其健康风险。然而,研究解决菲律宾的众多挑战风险评估不足,未能评估因果关系的证据,不恰当地解决复杂的自然发生类似的化学物质的混合物,没有充分描述暴露在空间和时间,没有定义具体的健康结果,不占目标人群的特点,和不平衡的潜在风险主要对健康的好处与饮用水消毒(36]。

锌和铁的健康风险

1996年,世卫组织准则建议饮用水中锌的标准限制为3.0 mg / l和铁0.3毫克/升(37]。锌是身体生长发育必不可少的营养物质。在自然表面水域,锌的浓度通常低于10μg /升,在地下水,10-40μg /升。根据中央污染控制委员会(CPCB),这是15 mg / L超出这些限制水变得不安全饮用水的目的(30.]。这可能是由于上升在管道锌的浸出38,39]。以前被称为人类的必需元素,锌和最健康问题的重点是锌的缺乏,而不是过度,但现在一天的研究表明,饮用水中锌的高度超出允许的限制对人体健康有不利影响(40]。超过数量的锌进入食物链通过饮用水和造成毒性。

一个成年的人每日摄入锌需要10 - 15毫克,但超过这个,它就变得危险。更高剂量的锌也会导致生物积聚的锌在不同器官如肝脏、肾脏、和性腺。尽管肾有助于去除多余锌通过体内平衡大量从身体很难去除。消费大量的锌导致恶心、呕吐、腹部绞痛,贫血在人类41]。

锌是一个公共卫生问题的时候超过了饮用水中推荐的限制,然而,没有数据被发现在较小的饮用水中锌浓度对人类健康相关的风险。锌与水混合的可能性增加是由于工业化扩大增加锌生产等各种来源的腐蚀管道,工业废水的释放,和金属浸出。每个水源将暴露于锌,所以仍然需要确定锌水平在工业化城市饮用水和评估效果。

铁是自然界中最常见的形式的氧化物。很少在自然界中发现,随着铁离子价和Fe3 +容易与氧结合,含硫。饮用,水供应,铁(II)盐是不稳定,作为不溶性沉淀铁(III)氢氧根落定铁锈色淤泥。铁浓度的1 - 3毫克/升可接受的人喝厌氧井水(42]。

铜和健康风险

铜是生物体的必需元素,大多数生物需要少量的饮食中。如果铜的数量高于称赞阈值,它会导致对人类健康产生不利影响如恶心、腹泻、胃痉挛,也会导致肝脏损害和肾脏疾病。

铜的浓度可能升高在处理过的水,定期增加在分布。主要是一种酸酸碱或high-carbonate和碱性水铜的海拔的原因。饮用水中铜浓度相差很大,主要来源通常是内部的腐蚀铜管道。水平运行或完全冲水往往较低,而那些站或部分刷新水样中更多的变量,可以更高(通常高于1 mg / l) (32]。一个酸性水给铜(管道)的250% (表3)[43]。

美国没有 当局 可接受范围
1 5毫克/升(5000µg / l)
2 美国 4 mg / L或4 ppm
3 印度 250 - 1000 mg / l;o。2- - - - - -1.0 for free chlorine ion

表3:标准的饮用水中铜的浓度不同级别(32,44]

不适当的摄入铜会影响身体的新陈代谢和导致疾病。实验研究表明长时间暴露于高导致饮用水redox-active金属浓度与不同神经紊乱如威尔逊,门克斯”,阿尔茨海默氏症和帕金森疾病。人民广泛使用铜管材在管道系统中,因此在水中溶解的铜腐蚀导致金属渗入饮用水。在老鼠实验表明,铜的影响在AP-1是独一无二的,可能涉及DNA结合的直接调制(45]。另一个实验研究表明,有一个积极的饮用水中铜和阿尔茨海默病之间的关系,增加了铜水管在发达国家使用相似的流行阿尔茨海默病(46- - - - - -48]。

铜的浓度增加通过污染或腐蚀的水管道。根据实验研究,长期摄入这种饮用水中高浓度的铜导致脑缺血性损伤的老鼠。铜污染的饮用水也会导致损伤内皮祖细胞和随之减少的血管生成在大脑缺血性中风和心血管疾病的主要危险因素(49- - - - - -51]。

饮用水中铜浓度的未来场景及其健康风险将更糟糕的是,由于人类的实践环境,气候的变化和大气CO2和自然一起燃烧化石燃料使酸雨。饮用水的酸性性质由饮用水中铜腐蚀的。铜管道饮用水的海拔的原因是铜浓度的酸性水的PH值(52]。低水平的铜可以找到自然水源。然而,饮用水已经离开站在家庭铜管道长时间通常是更高水平的铜的主要原因。研究表明合理的铜浓度之间的相关性从铜水暖管道由于腐蚀、溶解、沉淀和饮用水中的其他进程(53]。正常的成年人需要大约2 - 3毫克的铜每人每天。超过90%的饮食需要铜是由食物提供的。提供饮用水通常是不到10%的每日铜的摄入量。进一步的研究需要探索协会这10%的饮用水中铜浓度导致对人类健康的风险。

对比自来水和瓶装水方面的健康风险

现在一天的瓶装水是广泛使用的饮用自来水,然而很多研究表明,将大讨论哪一个是更方便了人类的健康。

自来水的研究表明,铅(Pb)可以允许服务包含饮用水和含铅管道线,主要在腐蚀性水的出现,可能导致儿童神经发育甚至暴露在低水平(54]。在另一边也显示瓶装水,那里挤满了塑料对饮用水造成影响。研究表明,瓶装水含有双倍的塑料粒子(> 100嗯)比自来水相比平均(10.4 vs 5.45粒子/ L) (表4)[55]。

关键方面 瓶装水 自来水
没有 是的
氟化 主要是不 经常
成本 成本高于自来水 更少的成本
生态友好的
安全和质量监管 温和的
环境影响 高的影响 非常小的
额外添加的矿物质 是的 没有

表4:比较瓶装水和自来水

瓶装水是取自天然泉水或公共源经过一个净化的过程,然后瓶装和分布式零售商店,然而自来水通过一个管道系统,泵和净化系统,住宅和建筑物在发达国家和发展中国家。

大多数研究显示健康风险方面的瓶装水和自来水自来水和赠款的便利,关系比瓶装水更安全、更好的选择。然而,自来水质量问题上有其自身的局限性,但是当从生态系统进行批判性的分析,尤其是环境方面,瓶装水造成的混乱以及未来方面比自来水多元化的生活在地球上。

所以,最好是了解一个人消费自来水有更好的有利方面和我们的健康更差风险比瓶装水。而不是直接饮用自来水,使用过滤材料,以确保安全和质量要好。

一般来说,饮用水质量应该包含重要的矿物质国家和国际标准达成设定的限制。钙、镁、钠可以提供临床饮食的重要部分,然而铜、锌、砷从饮用水应避免由于其致癌的性格,可能导致某些形式的癌症,心血管疾病和罕见的先天性畸形,中枢神经系统。

结论和建议

现在每天饮用水公共健康的一个重要的角色。有许多因素影响饮用水的质量,影响社会健康状况,尤其是在当前的场景;城市化和工业化的传播有抑制饮用水的质量的主要因素和社会影响社区卫生的原因。剩余的产业和城市化提供不必要的矿物质的来源的饮用水来源。

矿物质饮用水中非常有用的在增长和发展人类健康;然而,除了接受限制它会导致疾病。确定水平的饮用水的主要目的矿物是保护公共健康从矿物引起的疾病。重要的无机矿物如钠、钙、氯、F,铜、铁、锌、镁、和P是评估审查。

钙和镁在心血管疾病的一个重要的角色。两种矿物质在水中硬度虽然逆角色扮演着主要角色在缺血性心脏病,急性心肌梗死,高血压的原因。钠与高血压有关,但它需要足够的研究需要的结论。牙氟中毒和骨骼问题与饮用水中氟化物浓度升高有关。这也是主要的公共卫生问题在不同地区的非洲和亚洲大陆。饮用水中磷的风险及其健康饮用水中显示有限的协会,然而,高磷造成一些干扰的新陈代谢。饮用水中超过饮用水中锌的浓度导致身体毒性;然而,降低饮用水中锌的影响并不是深入研究在当前场景作为评论家的最好的知识。实验研究表明铜(2 +)饮用水中超出允许的限制导致阿尔茨海默病的一个主要公共卫生问题在不同的大洲。

最后,饮用水矿物质对于增长和人类的发展至关重要,然而,维护必不可少的容许极限必须为这个世界继续生产健康的一代。

引用