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水壶里的水垢,真的很可怕吗?

原创 重庆科技馆 2023-02-13 作者:馒头老妖,高校教师,化学博士,从事食品安全方面的研究 审核专家:黄河、李春黎、陈涛、徐晓萍

现在,大家对生活质量的要求越来越高,也越发关心自己和家人的健康。其中,有一个很常见也很顽固的问题——水壶里总是会出现或多或少的水垢。由此也衍生出了很多问题:水垢是怎么来的?为什么自来水看起来很干净,但还是会有水垢?以及,水垢对人体到底有没有危害呢?

今天就让我们把这些问题一次性说清楚。

#1水垢是怎么来的?

通过化学课本,我们知道水垢的本质,就是原本溶解在水里的钙、镁离子,在加热的过程中变成了不溶性的金属盐类,从水中析出、聚集,形成肉眼可见的固体。也就是说,水垢的多少,是水中的钙镁离子含量所决定的。在化学上,我们用“硬度”的概念来表征它,数字越大则水越“硬”。

当然,水垢产生的过程,实际上要稍微复杂一些。

在水被加热的过程中,水中溶解的二氧化碳气体逐渐逸出,导致水的pH值升高,从而使原本溶解的钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子转化成了碳酸钙(CaCO₃)和氢氧化镁(Mg(OH)₂),而这两个东西的溶解度就要低得多,开始从水中析出。

水烧开之后,在逐渐冷却的过程中,这两者的溶解度进一步下降,析出来的不溶物就更多了,肉眼可见水中有絮状物存在,聚集之后,就在水壶内壁形成了水垢。

#2水垢有害吗?

既然水垢难以避免,大家最关心的也就是这些水垢本身的安全问题了。这样的水喝下去,对人体健康有没有影响呢?

目前的通常的说法认为(包括WHO组织的研究建议),即便产生了水垢,饮用水对于人体的健康是没什么影响的。

无论是碳酸钙还是氢氧化镁,它们的化学性质都非常稳定,哪怕是到了胃里,和胃酸发生反应,得到的产物依然没什么毒性。而且有部分研究认为,适当地摄入钙离子,对预防骨质酥松还有益处——这和我们平时吃的钙片没有本质差别。

而适当的摄入镁离子,还能够降低发生心梗的概率。因此,哪怕你家的水壶里经常出现水垢,也不意味着这个水就会损害你的健康。

也有人担心,水垢太多的水,喝下去之后是否会导致各种结石(胆结石、尿路结石等)。然而目前的观点认为,这些结石的形成,主要是和饮食习惯(比如,高脂饮食)、疾病(如感染)等因素有关,和水的硬度没有明确关联。反过来说,如果每天喝水很少,相应的排尿量也就比较少,才会真的促进尿路结石的形成呢。

当然,如果水的硬度太高,也就是钙、镁离子的含量太大,水垢的形成就会很快,并覆盖在水管、水壶的内壁。这对家庭而言还没有明显影响,但对工业锅炉来说就非常麻烦了,不仅会提高能耗,还可能导致管路堵塞,是需要尽量避免的问题。

#3如何去除水垢?

目前我国各个城镇的自来水都是符合国家饮用水标准的,哪怕烧水时会出现水垢,也依然是安全的。倘若你真的很在意这个问题,那就可以考虑下使用净水器。

去除水垢的根本在于去掉水里的可溶性钙、镁离子,而要去掉这两种离子,可以使用离子交换树脂、反渗透、纳滤等手段。

离子交换树脂,是通过树脂上吸附的阴离子,通过电性作用而把水里的钙、镁离子吸附下来;反渗透则是通过给水加压,让水分子通过半透膜,把金属离子拦截下来;纳滤则是结合了两者的优点,用带有电荷的半透膜,把水中的离子、小分子有机物、不溶物等物质统统给过滤出来,得到的水就非常纯净了。

在选购净水器时,如果介绍它有反渗透、纳滤等组件,则通常都有水质软化的功能。当然,要做到彻底去掉这些钙、镁离子,还得考虑相应的设备的体积和能耗大小。通常而言,家庭用的净水器,效果比工业上的纯化水装置要差一些,只能去掉大部分离子,让水的硬度有所下降。不过,由于水垢对人体并没有什么危险,能去掉一部分也就足够了。

此外,还可以使用化学法来降低水的硬度,即在水中预先加入碳酸钠等物质,将水中的钙镁离子沉淀下来。这些物质对于人体而言也是很安全的,不至于危及人体健康。但软化之后,水的口感往往会变得不太好。所以这种方法多用于工业锅炉等场合,不一定适合家庭用途。

总之,水垢是一个很正常的现象,不必太过在意。如果很介意它的存在,可以考虑买一个简单的净水器,或者干脆买瓶装水来喝。

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