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水悟堂|一个巴掌拍不响,水垢可不等于硬度

 净水技术 2020-12-01

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阿三前言

说实话,阿三看到某些营销净水器的订阅号每天推送的那些文章蛮烦的。他们不遗余力夸大水环境污染,直接无视市政供水行业在水源地保护、水厂工艺上的投入和努力,直接将水污染等同于自来水水质的恶化,刻意谣传自来水中的各类污染情况,甚至不惜动用各种伪科学的实验方法来“验证”他们的“科学”以达到他们的营销目的。在这些人的营销中,有诱导百姓过度消费的;有卖了不管导致净水器变污水器的;更有直接销售各种低门槛代加工的低劣产品的……

阿三觉得,钱不能这么赚的,要打雷的(很文明吧?),但同时,我们真正搞水的人,也应该多多发声才是。

——阿三

今天,我们来讨论下水垢。

水垢,我们一定都不陌生,但水垢到底是什么?水垢是怎么产生的?水垢到底是不是坏东西?

水垢是怎么形成的?

水垢,简单来说,就是碳酸氢钙碳酸镁沉淀。绝大部分人都会理所应当地联想到水的硬度,认为水的硬度越高,结垢现象越是严重。事实上这句话只是说对了一半,水硬度确实是形成水垢的原因之一,但并不是唯一原因。

那水垢究竟是怎么形成的?

我们先思考一个问题:为什么我们刚打上来的井水没有水垢,但烧开了以后就会出现水垢呢?水垢是从天而降的吗?

西安建筑科技大学卢金锁教授研究了水垢形成的机理,认为生活饮用水中本身存在着碳酸氢根的自平衡,反应式如下:

但是当我们烧开水时,平衡受到外部环境的影响(温度升高或压力变化),导致水中的二氧化碳逸出,反应平衡向右转化,碳酸氢根更多被转化为碳酸根和氢氧根的形式。

当水中的碳酸氢根和氢氧根与水中心的钙镁离子结合,水垢即形成,反应式如下:

所以,生成水垢,除了要有足够的硬度(钙镁离子),同样需要碳酸根和氢氧根,两者缺一不可。根据国内外实践发现,一般当水的硬度达到250以上,煮沸后即可能会出现水垢。卢教授的研究成果,也为从源头阻断水垢的生成,提供了理论依据。

硬度是洪水猛兽?

TDS笔,长期以来一直是净水器商家最有力的“科学法宝”。在净水器商家的口中,硬度等同于水垢,被视作洪水猛兽,将极大危害人体健康,引发结石等疾病,并以此为“理论”,大肆营销起反渗透原理的家用净水器。

但事实上,硬度真的就是洪水猛兽吗?

如果横向对比国内外水质情况可以发现,不少欧美发达国家的水体硬度并不比我国低,甚至有部分国家为了保证水中的硬度,对处理后的自来水进行再矿化来提高硬度,部分国家甚至以口感为划分,认为硬度在<450范围内的饮用水均为口感较好的饮用水

其实,这正是我国特殊的饮水习惯所产生的差异。我国饮水普遍信任煮沸后再饮用的习惯,如上文所述,在温度和压力的变化下,水中的硬度(溶解性钙镁离子)将部分转化为水垢(碳酸钙和碳酸氢镁)。而欧美国家普遍以生饮为习惯,其水中的硬度,即全部为溶解性钙镁离子形式,而不存在碳酸钙碳酸镁的形式。即同样硬度的水,在中外不同的饮水习惯下,人体摄入的物质即存在了差异。

由于水垢是一种直接肉眼可见的物质,很大程度影响了用户对自来水品质的判断,不少市民谈“水垢”色变,产生了一种硬度一定是坏东西的观点。

但科学的来说,我们并不能武断的说喝了含部分水垢的水即一定会对人体产生危害,以科学的态度,我们发现,目前尚没有饮用高硬度水与结石等疾病有显著相关关系系的证据,同样的,也并没有足够的证据显示饮用高硬度的水有益身体健康。过度渲染水垢的危害,和夸大饮水的保健作用一样,都不是不具备科学说服力。

从自来水品控的角度而言,只要是在《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)限制内的,均为合格的好水。

【本科普内容受“上海市科协科普项目(项目编号:18dz2306700)”和上海市水务海洋局“水务科普年度活动”资助】

部分素材来源

西安建筑科技大学卢金锁教授在2018年中国城镇水协科技委年会上的演讲(本文未经卢教授本人审核,如存在观点表述错误,)

阿三

有时候吐起槽来连自己都骂

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