水垢，它承受了太多不該承受的誤解
每每說到“垢”，總?cè)菀鬃屓寺?lián)想到一些很臟的東西（抱歉，這里不想舉栗）。自來水燒開后的水垢雖然不是傳統(tǒng)意義上的深色系，但白色的水垢好像也挺難以讓人接受。
從某大型供水企業(yè)的年度用戶投訴記錄中分析了解到，以水垢為主要緣由的投訴，大概占到全年投訴量的10%~20%，雖然絕大部分的用戶都能在供水企業(yè)的解釋下接受，但這樣的循環(huán)年復一年、周而復始，似乎遠遠沒有一個盡頭。
關(guān)于水垢可以講很多，今天，我只想先澄清一個最基本的誤解：水垢≠污垢。
水垢到底是長什么樣的？
如果我們就拿一個開水壺為例，如果你能夠發(fā)現(xiàn)水垢，那一般是兩個形式：
（1）第一種形式是壺底部或者壁上所形成的白色水垢，這種現(xiàn)象一般很容易觀察，我相信絕大部分地區(qū)家庭都能觀察得到。對于某些特定地區(qū)，如果長時間不進行清洗，可能水垢將會積累成厚厚的一層，嚴重的甚至會影響開水壺的導熱效率。
開水壺底部的水垢，作者實拍
（2）第二種形式是煮沸后的水的表面，有時候會出現(xiàn)一些漂浮物，這些漂浮物類似晶體，半透明狀，如幽靈般時隱時現(xiàn)。
水面上的水垢，作者實拍
我們姑且不刻板的說教水垢到底是什么，水垢會不會影響自來水的安全。只光從感官體驗上來說，如果當我燒開一壺水，看到這些玩意，確實…… 我是不大愿意喝的。
但是，大家有沒有發(fā)現(xiàn)，水垢似乎只有在燒開以后才會出現(xiàn)？而且，見過開水壺底結(jié)垢的多，見過水面上漂水垢的，好像要少很多吧？
這是為什么？
水垢到底是怎么出現(xiàn)的？
我們先來做幾個場景假設(shè)：
1、直接從龍頭里放出來的冷的自來水——幾乎沒有水垢；
2、把龍頭里放出來的自來水正好煮沸——可能出現(xiàn)了少量的水垢；
3、把煮沸了的自來水冷卻到常溫水平——他來了他來了，他腳踏祥云走來了！
為了說明這個問題，筆者把一壺自來水燒開，然后在自然冷卻的過程中，用延時攝影的方式做了記錄，從視頻可以看到，剛剛煮沸的自來水，除了冒著熱氣外，水垢并不明顯，但是隨著水慢慢冷卻，我們可以發(fā)現(xiàn)水中慢慢出現(xiàn)了白色的顆粒狀的物體并快速地做著不規(guī)則的運動，隨著時間推進，白色顆粒狀物體進一步增多，但隨著溫度的下降，不規(guī)則運動的激烈程度降低。
看，水垢在跳舞。
簡單的說，水垢的“變身”，其實是天然水體中鎂離子（Mg2+）、鈣離子（Ca2+）、碳酸氫根離子（HCO3-）、碳酸根離子（CO32-），以及氫氧根離子（OH-）的宮斗劇。
第一集
太后威震后宮
當自來水還是冷水的時候，水中的這些陽離子陰離子都處于離子形態(tài)，保持平衡，和諧共存，后宮相安無事。
自然的狀態(tài)下，水中各種離子相對穩(wěn)定
第二集
太后薨逝，后宮無主
但是隨著水被加熱燒開，水中的二氧化碳逸出，水中的碳酸平衡被打破，就好像鎮(zhèn)著后宮的老太后突然薨逝，一個個嬪妃終于控制不住了自己。最按奈不住自己的是碳酸氫根離子（HCO3-）妃，她變身為碳酸根離子（CO32-）、氫氧根離子（OH-）和二氧化碳，水中碳酸根離子（CO32-）、氫氧根離子（OH-）的“勢力”開始急劇增多。
加熱后，二氧化碳逸出，碳酸氫根分解
學過初中化學都知道，當鎂離子（Mg2+）、鈣離子（Ca2+）遇到碳酸根離子（CO32-）和氫氧根離子（OH-），一定會發(fā)生一些讓你看得見的故事，但是當剛剛煮沸的水溫度較高時，由于碳酸鈣（CaCO3）和氫氧化鎂（Mg(OH)2）的溶度積較大，沉淀物只是少量出現(xiàn)，大量潛在的水垢還是以離子的形式在沸水中“跳舞”，可以比喻為宮里恰好亂成一團，幾個小毛賊此時的小舉動并不容易被人察覺。
煮沸時，水垢少量析出
第三集
狄仁杰再世，水落石出
但是隨著煮沸的水慢慢冷卻，碳酸鈣（CaCO3）和氫氧化鎂（Mg(OH)2）在水中的溶度積逐漸變小，溫度就好像后宮里抽絲剝繭尋找惡人的狄仁杰，在狄仁杰的春秋手法面前，碳酸鈣（CaCO3）和氫氧化鎂（Mg(OH)2）逐漸以晶體形式析出，就形成了漂浮在水面上的一層漂浮物。于是，后宮終于逐漸恢復了常態(tài)，幾個小毛賊徹底暴露，差不多就是這個道理。
隨著水溫度逐漸冷卻，水垢大量析出，形成漂浮物
人越多的地方，是非越多；
后宮里娘娘越多，就更容易出幺蛾子；
而不同的地區(qū)，自來水水源中上述這些陽離子陰離子的濃度越高，燒開后水垢現(xiàn)象也就可能越明顯。如果水源中鈣鎂等離子本來就比較豐富，那煮沸后水垢出現(xiàn)的概率就會大，如果水源中鈣鎂離子本來就很少，那水垢，自然也就很少甚至沒有。
我們一般用TDS（溶解性總固體）和總硬度兩項指標作為參考來判斷，從專業(yè)角度，總硬度可能更為準確一點，但作為普通非專業(yè)的老百姓自己檢測方便，可能TDS就用的更多一點。現(xiàn)在很多賣凈水器的商家都會強調(diào)“TDS”的概念，宣稱TDS越高污染越重，其實這種說法是完全錯誤的，TDS越高的水，燒開后水垢出現(xiàn)的概率越高，但和污染并沒有關(guān)系。
水垢是中國特色的水污染問題嗎？
答案顯然是否定的。
如上文所說，“水垢”只是一種現(xiàn)象，本質(zhì)是水體本身的“硬度”（指水中鈣、鎂離子的總濃度，包括碳酸鹽硬度（即通過加熱能以碳酸鹽形式沉淀下來的暫時硬度）和非碳酸鹽硬度（即加熱后不能沉淀下來的永久硬度）），誘因則是在煮沸和冷卻過程中的一系列物理化學反應(yīng)，當這三個前提都滿足的前提下，我們才能觀察到“水垢”，但如果觀察不到，并不代表硬度就不存在。
如果我們將頭腦發(fā)散一下，就會很容易聯(lián)想到幾個奇怪的小問題：
問題一：我花大價錢買的進口礦泉水，里面應(yīng)該礦物質(zhì)含量很高，但為什么沒有水垢？
答案很簡單，沒有觀察到水垢，是因為沒有把礦泉水燒開了喝??！如果你把礦泉水燒開再冷卻，情況也是一樣的。
本文上面的視頻是作者用自來水（TDS速測筆測得大約為170左右）做的一次煮沸實驗，水垢的情況大家肉眼可見。下面這段視頻是作者用兩瓶依云天然礦泉水（TDS速測筆測得大約為270左右）做的實驗，煮沸后（真奢侈）……
“跳舞”的水垢簡直是白茫茫一片！冷卻后，開水壺壁上的水垢用手都搓不下來！然而，有人會說“依云礦泉水有嚴重污染”嗎？
問題二：水垢和水污染有沒有關(guān)系，有水垢的水到底能不能喝？
其實從問題一就很容易發(fā)現(xiàn)，水垢的“垢”，并不是“污垢”的“垢”，主要和水中的硬度等有關(guān)，和水體的污染沒有絕對直接的聯(lián)系。我國國家標準對自來水總硬度的限值要求是450 mg/L，與世界衛(wèi)生組織的標準相近。如果水的總硬度高，可能更容易在煮沸后出現(xiàn)水垢，但只要是滿足國家生活飲用水標準要求的自來水，都是健康的好水。
問題三：水垢為什么在我國特別突出，老外沒有水垢問題嗎？
前面提到過，水垢只是一種現(xiàn)象，是否會讓我們觀察到，與我們的飲水方式有關(guān)。中國人有喝熱水的習慣，煮開后再冷卻的水容易產(chǎn)生水垢現(xiàn)象，而老外更喜好直接喝冷水，這就回到了上面提到的瓶裝礦泉水的問題，你看不到水垢，只是因為你沒有去煮沸它，但并不代表水中的礦物質(zhì)不存在。
當然，老外也有老外的煩惱，據(jù)說有報道稱，一些自來水硬度較高地區(qū)的國家，普遍抱怨用自來水洗頭更容易脫發(fā)，分析原因是“硬水和洗發(fā)露發(fā)生反應(yīng)后的沉淀物會附著在頭皮上堵塞毛孔引起脫發(fā)”，當然這條消息還沒有經(jīng)過嚴格的驗證，暫且只作為一個小信息來源吧。
水里的硬度會對人體健康產(chǎn)生影響嗎？
談到這個話題，我們能夠在網(wǎng)上看到五花八門的答案，似乎每個人的觀點都是對的，但是細細品品，又會發(fā)現(xiàn)每個人的說法都有漏洞之處。
很多兜售凈水器，特別是售賣反滲透凈水器的商家喜歡鼓吹“硬度有害論”，會將鈣鎂離子直接等價為各位結(jié)石病，仿佛喝了有鈣鎂離子的水，就會引發(fā)結(jié)石，小孩老人尤其謹慎。
賣礦泉水的商家更喜歡拿出“長壽村”作為論點，強調(diào)長壽村的秘密，和水源豐富的礦物質(zhì)有關(guān)，好像水中的礦物質(zhì)就是萬能的神藥，有助于長生不老、延年益壽。
上面兩種觀點，無疑代表了兩個極端，受各自的商業(yè)立場影響，顯然都是不全面的。如果我們真的要客觀分析這個問題，就要先搞明白三個問題：（1）鈣鎂等礦物質(zhì)元素對人體健康的影響；（2）人類通過喝水攝入的鈣鎂等礦物質(zhì)元素所占每日總需求量的比重；（3）我們通過飲水攝入的鈣鎂等礦物質(zhì)元素，能夠被人體所吸收的比例是多少。
這三個問題可以以后專門展開討論，但是我們的已有知識能夠很容易的發(fā)現(xiàn)，這三個問題的答案顯然是因人而異的，和我們每個人的飲食習慣、飲食結(jié)構(gòu)都有密切的關(guān)系，如果一刀切的回復“行”或者“不行”仿佛都不夠嚴謹。結(jié)合我國一些膳食營養(yǎng)學研究方面的成果，水中的礦物質(zhì)元素和人體健康應(yīng)當存在一定的關(guān)聯(lián)性，但這個關(guān)聯(lián)性有多密切，是否密切到不可替代似乎還有待商榷，所以別過度去追捧或炒作一些概念，似乎是更為理性的態(tài)度。
如果我一定要喝熱水，而且真的接受不了水垢怎么辦？
確實，有人會說，我知道水垢不是污染物，但我確實過不了自己這一關(guān)，就是接受不了水垢怎么辦？我們通過一些手段，讓水的硬度降低，降低到不足以形成可見水垢的程度。
方法一就是——軟水。傳統(tǒng)的軟水一般通過離子交換的方法，用鉀、鈉離子把水中心的鈣、鎂離子置換出來，使水的硬度降低，簡單一點也可以理解為“交換人質(zhì)”。軟化過的水硬度確實能夠?qū)崿F(xiàn)下降，但并不代表水變成了純凈水。作者認為，如果家庭中有地暖系統(tǒng)，或者大體量的熱水鍋爐，作為延長家電使用壽命，減少家電結(jié)垢的需要，安裝軟水系統(tǒng)還是有一定必要的，但如果單純?yōu)榱孙嬘?，特別是家中有患高血壓等需要控制鈉鹽攝入的人群，在飲用軟化水時，需要慎重。
方法二就是——納濾膜或反滲透凈水器。帶有納濾膜和反滲透膜的凈水器，可以有效截留一定的鈣、鎂等水中離子，使出水更“純”。但是，凈水器還是應(yīng)當結(jié)合當?shù)刈詠硭膶嶋H情況和必要性“因地制宜”來進行選購（另行文介紹），并做好維護保養(yǎng)和耗材的及時更換。在自來水水質(zhì)可控的前提下，凈水器的價值更多是在“改善口感”以滿足高品質(zhì)生活需要上，而不要相信商家為了擴大銷量，不負責任夸大甚至造謠自來水水質(zhì)污染的一些宣傳噱頭。
膜過濾原理簡單示意圖
我真的承受了太多——by 水垢
最后，還是想強調(diào)一下：水垢不是污垢，大家要科學看待啦。
（為通俗表達需要，部分觀點的闡述“不盡嚴謹”，描述不一定“完全恰當”。如有觀點錯誤，歡迎批評指正。）
參考文獻
崔玉川. 飲水、微量元素與健康[J]. 凈水技術(shù), 2005,(1).
盧金鎖, 陳 誠, 李 雄, 等. 飲用水水垢問題辨析[J]. 中國給水排水, 2019,(4).
《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）等
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