馒头老妖
你是不是经常发现,我们在日常生活中用来烧水的水壶内部,总是残留着或多或少的水垢。就算清洗之后,过一段时间,水垢也会再次出现。自来水明明看起来非常干净清澈,为什么烧水之后总会出现水垢呢?这些水垢究竟是怎么来的?水垢对人体健康到底有没有危害呢?
翻开你手边的化学课本,就会发现水垢的本质,其实是原本溶解在水里的钙离子和镁离子,在加热的过程中变成了不溶性的金属盐类,然后从水中析出①、聚集,形成肉眼可见的固体。也就是说,水垢的多少,是由水中的钙、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,水垢实际的产生过程要比书本上稍微复杂一些: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。
看来烧水时的水垢难以避免,那这样的水喝下去,对我们的健康到底有没有影响呢?
目前通常的说法认为(包括世界卫生组织的研究建议),即便产生了水垢,饮用水对于人体的健康也是没什么影响的。而且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,和胃酸发生反应后,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,对预防骨质疏松还有益处——就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,也不意味着喝这个水会损害你的健康。
不过也有人会担心,水垢太多的水,喝下去之后是否会导致各种结石,比如胆结石、尿路结石等。但目前的科学观点认为,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,水垢就会很快形成,并覆盖在水管、水壶的内壁。虽然对我们普通人的日常生活没有明显的影响,但对工业锅炉来说就非常麻烦了,水垢不仅会增加能耗,还可能导致管路堵塞,是需要尽量避免的问题。
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,是利用树脂上吸附的阴离子,通过电性作用把水里的钙、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②,把金属离子拦截下来;纳滤则是结合两者的优点,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。
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,也依然安全。倘若你真的很在意水垢,净水器其实是个不错的选择。
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,还得考虑相应设备的体积和能耗大小。通常而言,家用净水器的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,还可以使用化学方法来降低水的硬度,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很安全,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。所以这种方法更多用于工业锅炉等场合。
总之,水垢是一个非常正常的现象,不必太过在意。如果你很介意它的存在,除了购买一个简单的净水器,直接购买瓶裝水也是个非常简单可行的方法哟。