現在隨著人們的生活越來越好,很多家庭會選擇購買淨水器提高生活質量,另外各種淨水器的廣告會提到硬水這一概念,那硬水到底是什麼呢,對我們的生活有什麼影響呢?下面科普君為你一一道來。
一、概念界定
(一)什麼是軟水和硬水
水的軟、硬取決於可溶性鈣、鎂化合物的含量,世界衛生組織(WHO)就以「1水中的鈣離子和鎂離子的質量」為標準,對水的硬度進行分類。依照水的總硬度值大致劃分,總硬度0-30ppm稱為軟水,總硬度60ppm以上稱為硬水
(二)什麼是硬度
世衛組織《飲用水水質準則》對硬度的定義
由圖中可知,水的硬度主要指水中鈣、鎂離子濃度。傳統測量方法為肥皂反應。若僅從肥皂反應來看,鋇、鐵、錳、鍶、鋅等均有同樣反應,按說也應當納入硬度範圍。但是,由於鋇、鐵等這些元素不論在世衛組織《飲用水水質準則》中,還是在中國《飲用水衛生標準》(GB5749-2006)中,其準則值都被單獨列項劃分出來了。所以,通常所說的硬度,僅指水中的鈣、鎂離子濃度。
(三)硬度的計算
世衛組織《飲用水水質準則》規定硬度計量單位:mg CaCO/L。若某自來水中每升水含鈣27mg,鎂10.5毫克。依據元素當量全部換算為CaCO即可。
總硬度(以CaCO計)=鈣濃度*100/40+鎂濃度*100/24=111.25mg/L
二、硬水對生活的影響
水在我們生活與工業生產中都是十分重要的資源,而水的軟硬對於生活與工業都會有一定的影響,甚至造成危害。下面主要介紹硬水對我們日常生活的影響。
(一)資源的浪費
(1) 硬水對衣物等的洗滌也會產生很大影響。由於水中的鈣鎂離子會和洗滌劑中的活 性成分發生反應,生成金屬鹽,從而降低去汙能力。美國洗滌協會的研究表明,與軟水相比,硬 水所造成的洗滌劑費用和洗衣成本增加了一倍。同時,金屬鹽還可能附著在衣物上,致使衣物的 色澤和亮度逐漸降低,甚至板結、發硬、變脆,縮短衣物的使用壽命。
(2)生活中,我們可以經常看到鏡面布滿的水漬,水龍頭的斑斑點點,浴缸的日漸泛黃,暖壺裡的層層水垢這些現象,而硬水就是造成這些問題的主要原因。 隨著水垢的日漸累積,還會造成設備的管路堵塞、流量減小、加熱效率下降等。有研究顯示, 由硬水所致的水垢會造成 1/3 以上的燃料浪費。
(二)身體的危害
(1)硬水接觸皮膚後,會留下一層肉眼看不見的「水鹼薄膜」,使得皮膚乾燥發緊。鈣鎂鹽還會 像沙子一樣堵塞皮膚表面的毛孔,刺激、傷害皮膚並加速皮膚的衰老。其中,硬水對嬰幼兒皮膚 的傷害更為明顯,如增加兒童特應性皮炎的風險。
(2)硬水中的鈣鎂離子與硫酸根結合,還易使人出現暫時的腸胃不適、腹脹、腹瀉等 症狀,造成所謂的「水土不服」現象。而熱水器、暖壺使用過程所形成的水垢中,除含有大部分的碳酸鈣、碳酸鎂外,還有多種重 金屬元素。據化學分析,每克水垢中含有 12 毫克鉛、21 毫克砷、44 毫克汞、3.4 毫克鎘及 24 毫 克鐵,如不經常及時清除,反覆燒水裝水後,有害元素會再次溶於水中,長期飲用會引起人體重 金屬超標,危害人體健康。
(3)硬水中的鈣離子還易與食物中的草酸等發生反應,形成草酸鈣、磷酸鈣等沉澱,導致腎結石 發病率增加。由於硬水對人體健康有潛在危害,我國《生活飲用水衛生標準》要求,生活飲用水 的總硬度不得超出 450 mg/L 的限值。
三、硬水的軟化
前面提到了硬水對於我們的日常的生活會造成不好的影響,甚至對於身體還有潛在的危害,所以硬水的軟化就顯得尤為重要。在實驗室常用的軟化方法可用到沉澱法,離子交換法,蒸餾法等,但在日常生活中實驗室的軟化方法並不適用,下面提出幾種在日常生活中可以用到的軟化方式
(一)使用淨化器
A、使用離子交換的淨化器。目前,許多新型的合成離子交換劑可以用來交換水中的 Ca2+、Mg2+等,使水軟化。人造沸石就是其中之一,可用作淨水過濾器。人造沸石的主要成分是Na2O·A12O3·SiO2·nH2O,可以簡寫 為Na2Z。當硬水通過沸石顆粒時,其中的Na+能被水中的Ca2+、 Mg2+取代:
Na2Z+Ca2++=CaZ+2Na+ Na2Z+Mg2+=MgZ+2Na+
結果Ca2+、Mg2+留在交換劑上,而Na+則進入溶液,達到軟化水的目的。待交換劑失去軟化能力,可將其放置在8%~10%的食鹽水中浸泡以恢復軟化能力。
B、使用調節PH的淨化器。某公司公布一種飲用水軟化處理系統包括:除鈣濾芯,使水的pH值升高,將水中碳酸氫根轉化為碳酸根,碳酸根與鈣反應,生成碳酸鈣並沉澱;超濾濾芯,擋住部分形成的碳酸鈣沉澱及其他雜質;pH調節濾芯,使水的pH值降低;所述除鈣濾芯的輸入端進水,所述除鈣濾芯的輸出端與超濾濾芯的輸入端相連接,所述超濾濾芯的輸出端與pH調節濾芯的輸入端相連接,所述pH調節濾芯的輸出端出水。這種飲用水軟化處理系統過濾效果良好,能去除飲用水中含有的大量鈣鹽和鎂鹽離子,把碳酸鈣和其他雜質有效的過濾掉,經過過濾後的水質良好,適合飲用,有益於人民身體健康。該實用新型可作為一種過濾效果良好的飲用水處理系統廣泛應用於飲用水處理過程中。
(二)加熱
將水煮沸,並多煮一會兒,可將鈣鎂離子轉化為鍋垢除掉,暫時性硬水在一定程度上得到軟化。而日常生活,我們也有簡單辦法除垢,比如加酸(醋)。
四、小結
水對於我們生活來說,是十分重要的,而硬水對於我們的生活會產生一些不好的影響。儘管硬水會對我們的日常生活造成不同程度的不便和隱患,但是只要我們提高認識與關注, 通過在進水管道中加裝軟化裝置、經常及時清除水垢、選用合適的洗護產品等手段,將其危害控 制在一定的範圍內,就可以保證生活的健康與品質。
最後科普君想說,淨水器是有一定作用的,但購買時要認真甄別,選擇合適的產品,另外還有一種更簡單的辦法便是煮水軟化。
好了,這期科普就到這裡了,如何你們想知道一些什麼,可以留言評論,科普君可能會選擇為你解答哦
五、參考文獻
[1]張旭忠.什麼是軟水和硬水[J].新農村,2016(12):34.
[2]王玉珏. 硬水對人體健康存潛在危害[N]. 中國環境報,2015-07-21(004).
[3]周向輝,李穎梅.水與人的健康[J].河南水利與南水北調,2009(09):52.
[4]王百斌,朱濟成.硬水給工業造成的危害和經濟損失[J].環境保護,1979(05):14-15+7.
[5]廣州美能材料科技有限公司.一種飲用水軟化處理系統:CN201020100500.X[P].2011-02-16.