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话说硬度和水垢

日期:2019/12/31 点击:446

————(作者:绵阳市水务集团  欧飞跃)

绵阳部分城区的自来水用户时常反映“自来水烧开后有水垢和悬浮沉淀物,硬度高、水垢多”的现象,怀疑水质有问题,担心会对身体健康带来不良影响。针对这一担心,笔者主要从以下四个方面说说水的“硬度”和“水垢”问题。   

一.什么是硬度和水垢?

水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度,以每升水中碳酸钙的毫克数表示。总硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。是指由钙、镁的碳酸氢盐Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2所形成的硬度,还有少量的碳酸盐硬度,碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去,故亦称为暂时硬度是指由钙、镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度,这类硬度不能用加热分解的方法除去,故也称为永久硬度,如 CaSO4、 MgSO4、 CaCl2、 MgCl2、 Ca(NO3)2Mg(NO3)2等。

暂时硬度较高的自来水经煮沸后会有白色碳酸钙析出或水表面有“白蒙蒙”,即人们所说的水垢,可以漂浮或沉积在水底,日积月累也会附着在容器的内壁。永久硬度的自来水经煮沸后不会有白色碳酸钙析出或“白蒙蒙”的存在。

凡是自来水都存在不同程度的硬度,绵阳地区自来水的硬度属碳酸盐硬度。主城区以涪江地表水水源为主的自来水硬度较低,自来水经煮沸后形成的水垢较少,高新区以地下水水源为主的自来水硬度相对较高,自来水经煮沸后形成的水垢较多。

二、水质标准对硬度的规定

世界卫生组织(WHO)没有制定饮用水中硬度的基于健康的准则值。

对水硬度的公众可接受程度各社区间可能有很大差别,取决于当地条件,特别是是消费者是否注意到硬度的变化。

钙离子的味阈为100 mg/L-300 mg/L,取决于与它结合的阴离子,镁离子的味阈可能低于钙,某些情况下,消费者可耐受水的硬度超过500 mg/L

根据我国各地的调查,饮用水的硬度一般都不超过425 mg/L(以CaCO3),而人们对该硬度的水反应不大。[1]

生活饮用水硬度标准的国际比较

 

项目

单位

EPA1996

EC

1998

WHO

中国

2006

日本1992

加拿大

1996

1984

1993

总硬度

CaCO3,

mg/L

——

——

500

450

300

300

 

从以上国家和地区以及WHO对总硬度指标的要求来看,美国(EPA)、欧盟(原欧共体EC)没有将硬度指标列入饮用水标准(准则),世界卫生组织饮用水水质标准第2版(1993)也已将总硬度指标从原标准中删除,我国及部分发达国家基于感官和公众对硬度指标的接受程度以及硬度对输配水系统的影响制定了硬度水质指标,且我国国标以及其它发达国家的水质标准中基本上都将硬度指标列为一般化学性指标类,而不是对健康有影响的主要水质控制指标。

绵阳城区目前主要水源是涪江地表水,地下水源作为应急备用和补充水源。高新区是以地下水为主,混有少部分城区地表水源水,随着地下水的变化,高新区供水公司将逐步减少地下水的产量,增加城区地表水水源水厂的供应量,水的硬度会逐步降低并和主城区一致。   

经查验确认:近三年城区管网水和出厂水硬度指标在132205mg/L之间,高新区管网水和出厂水硬度指标在307385mg/L主城区和高新区的水都符合国家标准的要求。  
    
三、硬度对健康的影响

我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)标准的制定原则是保证终身饮用安全。世界卫生组织定义,所谓“终身”是按人均寿命70岁,每人每天饮水2升计算。“安全”是指终身饮用不会对健康产生危害。

美国马丁·福克斯博士所著《长寿需要健康的水》一书中直截了当地指出健康的水的标准是:含有一定的硬度(理想是170mg/L左右),要有一定量的溶解性总固体(理想是300mg/L左右)和PH值偏碱性(在7.0以上)。[2]

水的硬度对人们健康的危害至今还未见报道,相反国内外有研究表明自来水硬度高与心血管发病率低有关。

美国约瑟华I.巴兹勒、温克勒G.威葆格、J.威廉.依莱 合著的《饮用水水质对人体健康的影响》一书对硬度和健康是这样说的:

“饮用水硬度可以防治心血管病的一个原因是因为这些矿物元素可以补充维持心脏和血管正常功能必不可少的成分。在这方面,镁的作用越来越受关注。人体的许多日常功能都需镁的参与,神经和肌肉细胞需要镁以维持其细胞膜鞘的正常功能来维持电信号的传递。镁浓度低还可能导致心跳不正常,脉搏紊乱,血管痉挛,关键器官供血不足,在这种情况就可能发生心脏病甚至猝死。”

“水的硬度中另一种有助于减少心脏病和中风的元素是钙。一些研究表明在防治心血管病方面,饮用水中的钙和镁有相同的作用。但与镁不同,钙的作用是间接的。”[3]

饮用水中的钙可以减少心脏病和中风的机理在于钙对高血压的影响。一些研究发现钙的摄入量低导致血压升高;相反,如果通过饮食补充足够的钙,高血压病人的血压得到降低。目前对钙降低血压的机理还不清楚,但有一点是清楚的,即钙对血管壁的肌肉细胞的收缩性有很大的影响。

无论如何,目前关于饮用水硬度与心血管病的关系的研究结果已足以说明有必要进一步进行这方面的科学研究。

一些研究发现终身维持对钙的高摄取可以保持骨组织的密度、减少骨折的发生,可是目前还没有专门研究饮用水中的钙对维持人体终身钙平衡的贡献,但有理由相信,在那些钙的摄取量不太清楚或者其它因素导致骨质疏松容易发生的地区(如冬季时间较长而阳光不足的),从饮用水中摄取足够的钙就显得尤其重要。

肾结石是指一些在肾上生长的钙化颗粒。有肾结石的病人往往痛苦难堪。除了引起疼痛外,肾结石还引起感染和肾组织损伤。

“人们凭直觉并且也是合乎逻辑地推测,如果减少每天钙的摄取量(包括通过饮水摄取的钙),肾结石的发病率就会减少,但实际情况并不如此,美国饮用水硬度高的地区肾结石的发病率比硬度低的地区低。这一发现也在世界其它地区得到证实,如斯堪的纳维亚和日本。”

“这一发现与人的直觉相反,而且到目前为止还没有十分合理的解释,但也有一些解释似乎是有道理的。例如一种说法是硬水中除了钙还有其它一些物质对肾小球的过滤作用有影响,因此使尿液钙的排出量低。还有一种说法是由于硬水中的钙的含量高,因此刺激肠道排出的钙比通过肾组织排出的钙要多,从而减轻了肾的负担。无论何种解释,最重要的一点建议是:为了避免肾结石的产生应该多喝水(每天超过两升)以维持尿液的稀释度,而且不用担心饮用水中矿物元素的含量。”[4]

还有很多资料和研究均揭示饮水的硬度特性与心血管疾病(心脏病、高血压和中风以及少数几种其它疾病之间具有明显的统计学联系。已有报告证明心血管疾病与饮水的硬度含量呈逆相关或者说与水的软化程度呈正相关。美国和加拿大的研究证明饮用极软水的人群中修正年龄的心血管病的死亡率比饮用硬水的人群高15 %20 %。英国报道的这种差异可能高达40 %

同时,硬度低于100mg/L的软水,还会增加管道的腐蚀,导致水中含有重金属,如铜、铅和锌等,所以,水中硬度过低并不好。当然也不是说水中硬度越高越好,虽然水的硬度在国家标准值以内对人的健康是安全的,但是硬度偏高的水也会引起用户感官不快或口感欠佳。因此,对人体来说,一般认为硬度适中的水是理想的水。

四、怎么使用硬度偏高的自来水

为了减少开水中的水垢,建议大家用来烧水的容器不要经常清洗,因为沉淀在容器壁的水垢对开水中的白色沉淀有吸附作用。建议你每3个月、甚至半年使用除垢剂清洗一次,最好不要过于频繁。每一次烧开水后可以先静置一会儿(1分钟左右),待基本沉淀后再缓慢地加入保温瓶,过快会激起沉淀物,同时将壶底的沉淀物另行倒掉。

如果对水的感官和口感要求较高,目前市场比较成熟的家庭软化水技术有两种,一种是应用最多的反渗透技术,通过RO渗透膜可以去除钙、镁离子(超滤膜不能去除),但反渗透处理后的水近似于纯水,把对人体有益的物质也一同去除,并不是健康的水。另一种是离子交换法,通过树脂中的钠离子和水中的钙、镁离子进行离子交换达到软化水的目的,但是对置换出来的钠离子浓度不能超过国家标准规定的200mg/L,且离子交换过程是一个周期运动,去除效果不如反渗透稳定,树脂需要再生和较好的日常维护。可以根据个人的情况进行选择。

参考文献:

[1]GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》释义,中国标准出版社

[2]《健康的水》【美国】马丁˙福克斯博士 著,罗敏、周蓉译,中国建筑工业出版社出版

[3][4]《饮用水水质对人体健康的影响》【美国】约瑟华I.巴兹勒、温克勒G.威葆格、J.威廉.依莱合著,刘文君译,中国环境科学出版社出版

 

联系人:绵阳市水务集团总经理办公室    朱军

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