水作为生命之源、生态之基和生产之要，是人类赖以生存和发展的重要基石，是自然生态系统的重要组成部分。水的作用不可估量，能量无法形容：可开山裂石，能填涧吞田；上天为祥云，遮天蔽日，给世界以凉爽；下地为好雨，滋润大地，给万物以生命。那么，水究竟对我们的生命健康和环境起到哪些具体的作用呢？本期全国科普日公益活动，我刊特邀《西北大学学报（自然科学版）》青年编委、长安大学水利与环境学院陈洁教授带我们解读水的健康密码。敬请阅读——
对于人类而言，成年人体内约70%的成分是水，如大脑和心脏含有73%的水，肺约含83%，皮肤约含71%，肌肉和肾脏约含79%，甚至骨骼中也含有约32%的水分[2]。一般来说，成年人每天需要摄入约2~3升水，以维持正常的生理功能。
水在人体内发挥着至关重要的作用（见图1），如参与营养素的消化吸收、新陈代谢过程，维持体内无机盐、激素、酶以及各种有机化合物的溶解状态。同时，水还负责关节部位的润滑，以及汗腺和泪腺等体液的正常分泌。此外，水还为人体提供了生命所需的钙、镁、钾、钠、氯、锌、硒、铬等元素[3]。
水中含有的物质与人体健康密切相关。如硬度是衡量水体中钙镁离子含量的指标，我们日常生活中用到的自来水、矿泉水都属于硬水；纯净水不含杂质，属于软水。通过大量的调查研究表明，生活在硬水地区的人心血管疾病发病率较低，而软水地区相对较高[4]。尽管硬度较高的水烧开后会出现大量白色沉淀，对口感有一定影响，但水中的镁可以调节心肌和血管功能，钙可以改善钠钾平衡，从而发挥保护心血管的作用。除此之外，地方病与饮用水水质的关系是一个非常典型的问题（见图2）。例如，长期通过饮水、食物和空气等途径长期摄入过量氟，可能会导致氟斑牙和氟骨症[5]；摄入过量的砷则会导致皮肤色素脱失或过度沉着、掌跖角化及癌变为主的全身性的慢性中毒等健康问题[6]。因此，保障水质安全对于预防地方病、维护人体健康至关重要。
在全球气候变化和人类活动影响加剧的双重作用下，水安全风险面临严峻挑战。一方面，全球变暖带来的气候要素时空变化，引起了流域水资源在时空上的重分配，对水资源时空格局产生了显著影响。另一方面，目前尚未纳入管理或现有管理措施不足的新污染物（包括持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素、微塑料等）成为关注热点，由于它具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征，对生态环境或人体健康存在较大风险（见图3）。为应对上述挑战，需要加强水战略与水政策的创新，强化流域综合管理，提高用水效率，开发利用再生水等非常规水，倡导利益相关方共同参与水治理；构建国家水网，提升水安全保障能力，优化水资源配置与调度，制定有效的灾害防御和气候变化适应策略，全面提升水资源管理的精细化水平；立足山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，统筹水资源、水环境和水生态治理，通过科技创新有力支撑区域高质量发展，以实现人水协调、人地协调，守护我们的美丽家园！
参考文献:
地下水是地球水资源的重要组成部分，是支撑地球生态系统的关键要素。我国旱区降水稀少、蒸发强烈，生态环境脆弱，地下水是工农业生产和生活的主要水源，同时在维持区域生态平衡中具有不可替代的作用。然而，受强烈人类活动和气候变化双重影响，旱区地下水质变化及其环境健康效应问题给生态环境保护和区域高质量发展带来严峻挑战。因此，阐明地下水质变化特征，揭示了灌区地下水生命健康元素的迁移转化规律及影响因素，评估地下水污染物对人体健康的潜在危害，可为保障灌区饮水安全提供有力的科技支撑。
[1]CHEN J, GAO Y Y, QIAN H, et al. 2021. Hydrogeochemical evidence for fluoride behavior in groundwater and the associated risk to human health for a large irrigation plain in the Yellow River Basin[J]. Science of the Total Environment. 2021(800): 149428.
DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149428.
陈洁
教授
陈洁，长安大学水利与环境学院教授，博士生导师，《西北大学学报（自然科学版）》青年编委。教育部“长江学者奖励计划”青年学者。荣获“陕西青年五四奖章”“陕西省教科文卫体系统五一巾帼标兵”等荣誉称号。主要从事旱区地下水与环境方面的研究，主持及作为核心骨干参与国家及省部级项目10余项；参编教材专著3部；近年在国内外高水平期刊发表论文40余篇，论文被WOS正面引用2100余次，申请获批国家专利4项。入选美国斯坦福大学发布全球前2%顶尖科学家榜单，获陕西省科协青年人才托举计划、长安大学“长安学者”青年拔尖人才、陕西省自然科学奖、陕西省教学成果奖、陕西省本科高校课堂教学创新大赛、国家级一流本科课程等奖励荣誉，现担任SCI期刊Journal of Water & Health副主编，以及30余本国际主流学术期刊通讯审稿专家。
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