看不見摸不著的“硬度”

慈溪全媒體 2015-06-17

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作者簡(jiǎn)介

路國(guó)欣，先后就讀于北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院和依阿華州立大學(xué)化學(xué)系，現(xiàn)居美國(guó)，長(zhǎng)期從事飲用水處理設(shè)備認(rèn)證相關(guān)的工作。

您家的水硬嗎？

先看看下面這些圖片吧。

這些白乎乎的場(chǎng)景覺得熟悉嗎？

無論你怎樣勤快，這些惱人的水漬水垢很快又會(huì)“卷水重來”，而這一切都是由于水中那看不見摸不著的“硬度”造成的。

什么是水的硬度？

水的硬度（hardness）最開始是用來形容水消耗肥皂的能力，因?yàn)榉试碓谟菜飼?huì)生成不溶的乳狀固體，這些黏黏糊糊的沉淀不能起泡，所以越難讓肥皂起泡的水，我們就說它越硬（hard）。

從來源來分，通常未經(jīng)加工過的地下水的硬度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地表水的硬度，這是因?yàn)樗跐B到地下的時(shí)候溶解了更多土壤和巖石里的礦物質(zhì)。

從化學(xué)角度來看，乳狀沉淀是由水里的鈣鎂離子和肥皂絡(luò)合生成的，所以水的硬度也就相當(dāng)于是鈣鎂離子的濃度，通常以碳酸鈣（CaCO3）當(dāng)量來表示。比方說，每40mg/L的鈣對(duì)應(yīng)100mg/L的碳酸鈣，每24mg/L的鎂對(duì)應(yīng)100mg/L的碳酸鈣。

中國(guó)的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 5749-2006）規(guī)定了總硬度的限值是450mg/L（以碳酸鈣記），但執(zhí)行度如何不得而知，美國(guó)對(duì)飲用水的總硬度沒有規(guī)定，但是對(duì)總?cè)芙庑怨腆w有一個(gè)500mg/L的指導(dǎo)限值，不強(qiáng)制執(zhí)行。

下面這張表顯示了美國(guó)和中國(guó)水硬度的不同標(biāo)準(zhǔn)?？梢钥吹?，在美國(guó)硬度超過180mg/L的水就叫高硬水了。但這并不是說美國(guó)的水就都比中國(guó)的軟，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)表明有大約2%的飲用水硬度超過了1100mg/L。[1]

還是沒什么概念？下面這張表對(duì)比了來自三個(gè)不同地區(qū)的自來水硬度參數(shù)。

這三個(gè)水樣取自居民家里的水龍頭，都是來自市政供水。

單從硬度來講，水樣3最硬，490mg/L，屬于高硬水；水樣2最軟，14mg/L，屬于極軟水；水樣1按中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)屬于中硬水，按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)屬于硬水，150mg/L。

從使用感覺來講，水樣1口感良好，煮沸時(shí)沒有沉淀，但是文章開頭圖片里的水漬經(jīng)常出現(xiàn)；水樣2口感良好，煮沸時(shí)沒有沉淀，基本不會(huì)出現(xiàn)水漬；水樣3在煮沸時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量沉淀（水堿），口感也還好。

水的硬度并非一成不變

根據(jù)水里所含陰離子的種類不同，水的硬度可以分為暫時(shí)硬度和永久硬度。

碳酸鹽（主要是碳酸氫鈣和碳酸氫鎂）對(duì)應(yīng)的是暫時(shí)硬度，非碳酸鹽（主要是硫酸鈣鎂、氯化鈣鎂、和硝酸鈣鎂）對(duì)應(yīng)的是永久硬度。水的總硬度是暫時(shí)硬度和永久硬度之和。

永久硬度不能通過加熱來降低，而暫時(shí)硬度可以通過加熱從水中去除，這是因?yàn)樗锶芙獾奶妓釟溻}和碳酸氫鎂在加熱時(shí)會(huì)分解成溶解度很小的碳酸鈣和氫氧化鎂從水中析出，使水的硬度降低，這種加熱析出的沉淀就是水堿。北京的自來水就是暫時(shí)硬度很高的典型例子。

硬水對(duì)健康有害嗎？

簡(jiǎn)而言之——沒有，只要硬度別過高。

水中鈣鎂含量的比例一般是4：1，鈣和鎂都是人體必須的礦物質(zhì)，我們可以細(xì)算一下：

成年人對(duì)鈣的日均建議攝入量是1000毫克，按照生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大硬度（450mg/L碳酸鈣）來算，每天攝入兩升水，大概含290毫克鈣，只占建議攝入量的29%；[3]

成年人對(duì)鎂的日均建議攝入量是300-400毫克，兩升硬度為450的水大概含43毫克鎂，只占建議攝入量的11-14%。[4]

可見，即使水的硬度已經(jīng)達(dá)到了生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的上限，水里面所含的鈣和鎂仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了身體的需要。

有人認(rèn)為硬水會(huì)引起腎結(jié)石，因?yàn)樽畛Ｒ姷哪I結(jié)石是鈣結(jié)石。的確，有研究表明當(dāng)水的硬度大于500mg/L時(shí)，得結(jié)石病的機(jī)率也會(huì)增加，但是硬度低于500mg/L時(shí)，得結(jié)石病的機(jī)率跟水的硬度沒有正相關(guān)關(guān)系。[5]一般來講當(dāng)水的硬度大于500mg/L時(shí)，這個(gè)水就不適合飲用了，所以我們這里討論的硬水都是硬度為500mg/L以下的水。

“水過硬”對(duì)生活有何影響？

1.過硬的水喝起來有苦澀的感覺；

2.燒開后口感差，想想那些白乎乎的水堿，是喝呢還是不喝呢？

3.硬水結(jié)垢會(huì)使得熱水器效率變低，增加能耗，看起來很臟，并且增加安全隱患；

4.洗滌衣物時(shí)要用更多的洗滌劑，衣物不易洗干凈，而且洗后發(fā)硬發(fā)脆，并殘留有洗滌劑的味道；

5.太硬的水洗頭會(huì)讓頭發(fā)打結(jié)，不易梳理，因?yàn)轭^發(fā)干了以后會(huì)有礦物質(zhì)殘留在頭發(fā)上（在北美地區(qū)，造成頭發(fā)不易梳理和皮膚瘙癢的原因還有可能是水里的消毒劑殘留濃度過高）；

6.水太硬還可能導(dǎo)致皮膚和頭皮干燥、瘙癢；

7.鈣鎂和肥皂絡(luò)合生成的乳狀沉淀會(huì)積在浴缸周圍，很難清理；

8.餐具上、水龍頭上、水池周圍等等會(huì)有水漬沉積。

對(duì)照上面的八條影響，如果上面提到的影響對(duì)您來說都不存在或者不算什么，那么恭喜您，您不用為水的硬度擔(dān)心啦。如果其中的一條或幾條嚴(yán)重影響了您的生活質(zhì)量，您可以考慮在家里安裝軟水設(shè)備。

常見的家庭軟水設(shè)備有兩種，陽離子交換軟水器（Cation Exchange Water Softener）和反滲透過濾器（RO Filter）。軟水器處理的水量比較大，可以用來軟化一家的生活用水，比方說洗澡、洗衣等等；反滲透過濾器處理的水量比較小，一般每天也就是10-40升，可以用來凈化飲用烹飪用水。

陽離子交換軟水器

反滲透過濾器

水質(zhì)越軟越好嗎？

答案是否定的。

一是因?yàn)槌浰g性很強(qiáng)，會(huì)溶解輸水管道中的有害物質(zhì)；二是因?yàn)樗镉幸娴拟}鎂離子沒有了。

從健康角度和味覺角度來講，研究表明飲用水里最佳鈣含量是40-80mg/L，最佳鎂含量是20-30mg/L，對(duì)應(yīng)的碳酸鈣硬度范圍大約是180-325mg/L。[5]

小結(jié)：

飲用硬水對(duì)健康不會(huì)直接產(chǎn)生危害。家庭硬水軟化設(shè)備根據(jù)需要可以選擇軟水器或/和反滲透過濾器。

預(yù)告：

其實(shí)水質(zhì)好不好遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是水硬不硬的問題，硬水給人們帶來的影響主要是感官方面的，對(duì)健康并沒有什么危害。

而很多其他的污染物，比方說重金屬、有機(jī)物、消毒副產(chǎn)物等等，它們?cè)谒锏拇嬖谕ǔ２粫?huì)帶來感官上的影響，所以通常會(huì)被忽視，但是這些有害物質(zhì)給人體帶來的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水太硬所帶來的影響，這些以后作者會(huì)有系列文章陸續(xù)介紹，敬請(qǐng)期待。

聲明：

本文目的只是普及健康飲水知識(shí)，作者不為任何涉水產(chǎn)品公司和任何品牌的涉水產(chǎn)品做背書，文章或圖片中出現(xiàn)的任何公司名稱或產(chǎn)品品牌均只作為舉例而用。

你問我答

關(guān)于水的健康知識(shí)，你還有什么想問的嗎？請(qǐng)?jiān)诤笈_(tái)留言，健康君作家團(tuán)成員會(huì)繼續(xù)幫你做答。

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