期刊-2010-09

技术创新掘出源头活水

本刊记者韩熔桓 张宇

2010年09月01日


北京公众健康饮用水研究所所长李复兴

北京公众健康饮用水研究所所长李复兴


        21世纪,人类将不得不迎接水的挑战,饮用“健康水”将成为一种生活态度。成立于1992年的北京公众健康饮用水研究所,前身为北京爱迪曼(IDM)生物技术研究所,是一家非盈利、开放性的民营研究所,专业致力于健康饮用水的技术创新与普及推广。18年来,研究所没要国家一分钱投入,却取得了举世瞩目的技术创新成果。研究所创始人兼所长李复兴在国际上首次提出“水退化引起水功能降低”的科学创新理论,在饮水与人体健康关系领域创建了“健康水”系统概念和科学体系,达到国际领先水平。研究所坚持贯彻科学发展观,全方位致力于生命之水的技术创新与推广,从生命科学、生物医学方面揭示水与人体健康的关系,开发出健康饮用水处理技术及水的衍生品,为人类健康事业做出了卓越的贡献。

        一个重要而艰巨的领域

        科学的本质是探索,科学的生命是创造。李复兴教授发现国内外从事水科学的研究人员和研究机构都在从事“大水”的研究,从事安全水、坏水(污染水)和水工程技术的研究。他凭着对科学敏锐的洞察力和为科学献身的勇气,结合自身生命科学的研究特点,开辟了新的水科学研究领域:
        1.从空间视角研究“小水”,即人体饮用水,研究水在人体内的分布和运动规律和相关的生物功效,研究水与人体健康、疾病的关系。
        2.研究“好水”,即“健康水”。通过近十几年的研究,在饮水与人体健康关系领域,开创了水营养(即水生理)的研究方向,创建了“健康水”系统概念和科学体系。
        3.在提出“水退化”的创造性观点基础上从技术层面研究了水激活系统。大家都在研究水的净化技术,即把脏水变成干净水,而李复兴把“水激活”理论和技术成功地应用于水处理激活系统,即把死水变成活水。
        可以说,李复兴教授选择了一个重要而艰巨的空白研究领域。为什么称其“艰巨”?李复兴说原因有三点:饮水研究领域太广、太深,研究的人太少。何谓“广”?因为这个领域所涉及学科面广,内容繁杂,需要物理、化学、数学、信息、系统科学甚至是哲学等学科的支撑才能完成。何谓“深”?研究水与健康的关系不仅要从水的宏观角度去研究,还必须从水的微观结构、水的电子场、水分子运动频率等微观领域去探索,探讨水和水与健康关系的机理,涉及到生物细胞学、分子生物学等高深的前沿领域。
        李复兴说,研究“健康水”、普及“健康水”是造福人类的事业,是艰巨漫长的事业。什么是“健康水”,他认为应该具备三个条件:没有污染(没有异味、没有有害及有毒物质的存在),没有退化(具有生命活力的水),最后是要符合人体生理需要(含有人体需要的天然矿物质、微碱性等)。“健康水”不仅可维持生命基本需要的作用,长期饮用还对人体健康和生命质量提高有促进作用。
        为什么李复兴教授能长期从事这项在别人看来艰难而枯燥的工作呢?那就是“社会责任感”。子曰“仁者乐山,智者乐水”,随着研究的深入,他越发感受到水与人体健康关系的重要性。正是对社会的责任感和研究的兴趣推动着他勇往直前。他说:“研究水,其乐无穷!”

李复兴教授在日本考察

李复兴教授在日本考察

        绘制中国水质分布图谱

        李复兴重视技术创新,特别是思维创新。多年来,北京公众健康饮用水研究所坚持技术创新,重点突出“健康水”和“好水”的研究(水的安全与健康是两个不同的研究领域),包括对好水水源的化学、物理、生物及地理环境等指标的综合检测,以及系统、多学科的综合性科学研究评定工作。近几年,研究所先后对国内冰川矿泉水、长白山矿泉水、巴马长寿地区矿泉水、东北五大连池天然苏打水等水源进行了多学科综合科学研究工作,为企业的发展奠定了科学基础。
研究所从地质结构分析出发,对不同地质结构和环境对水的成分和功能的影响进行研究,进而研究水功能对人体健康的影响。
        经过十几年的努力,研究所绘制出了中国饮用水成分和水质分布的框架图(或称图谱),可以清晰反映我国不同地区饮用水的水质分布情况,为我国制定饮用水发展战略提供充分的依据。
        国内对坏水、污染水对人体的危害研究较多,针对这一情况,研究所多年来主要对好水促进人体健康和预防疾病方面做了大量研究,研究和开发了与好水相关的工艺技术和创新产品。同时,研究所还和相关部门合作,负责健康饮水工程的开发建设。研究所正在筹建“水细胞实验室”,将从细胞学、分子生物学的层面研究水与健康的关系。研究所拥有自己的工程设备研发生产基地。
        研究所近几年获得多项技术专利,如:“高效紫外光催化技术”被国家科委列入科技型中小企业创新基金启动项目;“自然回归水处理技术”(ZL941034712)被联合国技术开发署授予“联合国示范技术”,向全世界推广;“海洋深层水提取浓缩液系统及其提取工艺”(ZL200810225654.9)和“海洋深层水提取浓缩液的系统”(ZL200820123534.3)填补了国内技术空白,达到国际领先水平,并已经进行了市场转化。

        自然回归水 解决水退化

        观察力是科学家科学素养的重要因素之一,李复兴教授通过多年对大自然中很多现象的观察提出很多“为什么”。为什么江河湍急处的水比平缓的水要好喝?为什么刚融化的雪水比雨水所浇的花,花期长,且花朵鲜艳?为什么今天的水加多少洗衣粉,衣服还是洗不干净?……李复兴认为,这都与水的微观结构和水分子水平发生异常有关。
        从1992年开始,李复兴教授和他的同仁们便致力于水营养和健康饮用水的研究。在多年研究基础上,他在国际上首先提出了水退化科学假说及解决水退化的技术,并提出了完善的自然回归水科学理念和成熟的自然回归水配套生产工艺技术。
        李复兴说,退化了的水其分子的物理结构发生了变化,水分子运动振频发生异常,分子式虽然是H2O,但自然界的水并非简单的两个氢离子和一个氧离子结合,而是以多个水分子缔合的大分子结构存在,一般称为水分子簇,俗称水分子团。水分子间依靠氢键形成的分子团稳定存在的时间只有10~12秒左右,是一种动态结合,即不断有水分子加入某个水分子团,又有水分子离开水分子团。这就会使水的内在的能态降低,水分子簇(团)变大,振频与波动异常。这些变化就会引起水的功能降低,水的自净功能和抗污染能力也随之降低。
        李复兴说,对于人体而言,退化的水实际上是一种“病态”的水,不仅不适应人体的需要,而且会对人体产生不良影响。长期饮用这种“病态水”会使人的免疫功能、适应能力和细胞活力降低,对病原微生物的抵抗力下降,代谢疾病罹患率增加,这些疾病都属于营养障碍代谢病。
        为了解决退化水问题,北京公众健康饮用水研究所开发出了自然回归水技术,它是对自来水或自然水的深度加工,是回归没有污染、没有退化的自然状态的水,即恢复水应有的活力和功能。目前市场上流行的纯净水、蒸馏水及离子水等均属于非自然状态的水,即人造的水。自然回归水强调在水的净化处理过程中要保持水中原有适宜矿物质含量、适宜硬度、适宜氧及二氧化碳含量,pH呈中性或微碱性,均保持自然界中原来应有的“适中”“均衡”规律。
        自然回归水项目一经问世,就受到联合国及国内外的有关政府部门、广大科技工作者、许多企业的重视。联合国开发计划署主任及其专家先后两次到自然回归水的试验厂参观和考察,对其进行了认真的评议,把自然回归水作为“联合国示范工程”,向全世界推广,能获得此殊荣在国内实属罕见。广州市科委于1997年组织北京、上海、广州等地的专家对自然回归水项目进行了科学鉴定,给予了高度的评价,并把自然回归水项目列为“国家火炬”计划。
        自然回归水生产工艺包括以下三个系统:一是水净化系统,二是调质系统,三是IDM激活系统。本项目所采用的工艺技术于1994年被中国专利局受理为发明专利,于1999年授权(ZL941034712)。“IDM激活系统”技术和设备可以解决水退化问题,恢复水的功能,把低能态水变为高能态水,把大分子团的水变为小分子团的水,把无序状态的水变为有序状态的水,把死水变为具有生命活力的水。
        “健康饮用水”及“IDM激活系统”项目从理论到工艺、设备及产品标准已形成较完整、成熟的技术体系,处于国际先进水平。

李复兴教授在实验室

李复兴教授在实验室

        海洋深层水——原生态的健康饮用水

        深层海水产业是指深海水的深度加工产品,它不同于一般的海水淡化技术和产品,其核心要素是所有产品来自深海。海洋深层水阳光照射不到,没有污染,水质洁净,没有病源微生物,常年平均温度在7℃左右,水质稳定,矿物质丰富。通过北京公众健康饮用水研究所近年对深层海洋水的水质综合评定研究,发现一些深层海洋水的水龄长,超过千年,水质没退化,水分子团小,水质充满生命活力,是理想的原生态健康饮用水水源。
        北京公众健康饮用水研究所在国内首先从事海洋深层水研究和开发,在海洋深层水的生产工艺、产品研发、产品标准及功效机理评定、生物毒理实验、生物功效实验等方面均进行了全面深入的研究,发现海洋深层水可以缓解高血脂症和辅助降低血糖的作用,尤其对心血管病能起到很好的预防和辅助治疗作用。该项目由中科院资深院士陈梦熊组织了全国19位著名专家对该项目进行了鉴定。专家认为此项目是具有社会效益、经济效益和科学研究价值的项目,填补了国内空白,达到国际先进水平;是具有自主知识产权,技术配套成熟的项目。研究所已拥有海洋深层水提取浓缩液的系统专利(ZL200820123534.3)及其提取工艺专利(ZL200810225654.9)。
        北京公众健康饮用水研究所还开发出光催化氧化技术。该技术是利用一定的光线作用在光催化剂上产生氧化作用,将有机物分解成CO2和H2O,特别是对苯、酚等难以分解的有机物具有很好的分解效果,目前已经广泛地用于空气消毒等方面,例如用于室内装修中甲醛的去除、工厂车间内墙面的抗菌处理等。北京公众健康饮用水研究所将紫外光催化技术用于家用净水器上,经过多年的研究,紫外光催化设备已经成功地应用于大型水处理设备,近年来也成功地应用于家用净水器中。研究所的试验结果表明:对水中三氯甲烷去除率达90%以上,对水中苯酚的去除率达95%以上,对马拉硫磷、硫磷等农药的去除率均达到90%以上,对大肠杆菌的抑制率达90%以上。
        高科技不能锁在实验室内,关键要市场化。上述几个专利技术已走出实验室,正在走向市场。
        李复兴说,创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。在建设以企业为主体的科技创新体系的过程中,民营研究所具有与生俱来的独特优势。变革的动力、自主创新的精神以及随时应变的灵活机制都使得民营研究所“船小好调头”的优势在市场竞争中一一呈现。由于我国长期处于计划经济体制下,目前科研主体还是国有科研院所,今后将以民营研究所为科研主体,尤其是应用研究和技术开发研究领域,更是如此。民营研究所具有强大的创新活力和生命力,会逐渐受到国家的重视和鼓励,迸发出无限的活力。
        水是人类永恒的话题,对水的研究是无止境的。北京公众健康饮用水研究所坚持自主创新,具有强大的生命力。研究所历经20年的风风雨雨取得了丰硕的成果,在国内外同行中产生了很好的社会影响。立足中国,放眼世界,北京公众健康饮用水研究所将继续进行水退化的理论与实践探索,揭示“水是生命之源”的奥秘,开发出更多的新技术与新产品,为全人类饮用水的安全与健康,为健康饮用水产业的可持续发展不断攀登新的高峰。



    李复兴,著名水营养学家,我国水生理学科开拓者。1963年毕业于北京农业大学(现中国农业大学)。原北京营养源研究所营养室主任,现任北京公众健康饮用水研究所所长、北京保健协会健康饮水专业委员会名誉会长、世界水文化研究会会长。译著近300万字。1992年,在国际上首先提出“水退化”的科学理论,并在饮水与人体健康关系领域创建了“健康水”系统概念和科学体系,受到联合国高度重视。