圖文|自來水博士
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|質疑水垢水的安全性
燒開水時，大家可以直接看到，有水垢漂浮在水中，或者積累在水壺的底部或周遭，非常不美觀，開水的飲用感官性狀差，因而引起了大家對水質的擔心，甚至不斷質疑自來水的安全。
燒開水產生水垢的自來水，是不是代表水質差，不利於健康呢？今天，我們就從化學和物理的角度探討一下水垢是如何來的，我們該怎麼應對，或者說如何去掉水壺中的水垢，把水垢的前世今生了解個一清二楚。
|燒開水時的物理化學反應
我們要知道，自來水是來自自然水體，比如說江河湖之中，在自來水水廠經過一些列的處理工藝之後，運輸到達我們的家中。而自然水體中的水，不可避免會含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根、碳酸根和氫氧根，但是自來水廠並不需要去掉這些離子，因為它們可能是我們人體健康所需的基本元素。我們喝的水都不是只有水分子，單獨的只有水分子的水是沒有任何營養價值的，長期飲用不利於健康。
自來水在沒有加熱的情況下，是含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根、碳酸根和氫氧根這些離子，並且溶解在水中，保持化學平衡。另外，水中一般都是含有二氧化碳。因為空氣中含有二氧化碳，所以二氧化碳在水中的濃度會和它在空氣中的濃度保持化學平衡！簡而言之，就是空氣中的二氧化碳會溶解到自來水中，導致自來水中含有一定量的二氧化碳，並以碳酸的形式存在(參考化學式1到3)。
不過，當我們燒開水加熱時，隨著溫度的升高，二氧化碳在水中的溶解度會降低，使得水中的二氧化碳逸出，從而破壞了水中原有的碳酸平衡，水中的碳酸根會分解轉換為碳酸根、氫氧根和二氧化碳(參考化學式4和5)。請大家看圖中的化學方程式，都是高中的化學知識哦。
當水燒開時，二氧化碳逸出後，從而導致水中的碳酸根和氫氧根的濃度增大，此時它們能和水中的鈣離子、鎂離子結合，反應產生碳酸鈣和氫氧化鎂。但是，因為此時水溫高到100度，碳酸鈣和氫氧化鎂在水中的溶解度也大，沉澱析出的水垢較少。
當水燒開後開始冷卻，溫度降低，碳酸鈣和氫氧化鎂在水中的溶解度降低，從而導致碳酸鈣和氫氧化鎂不斷析出，產生較多的沉澱(化學式6和7)。這也就是我們燒開水後肉眼看到的水垢，它們以沉澱、懸浮和漂浮狀態存在於水中。
|水垢與水的硬度和鹼度的關係
從以上的分析我們可以看出，水垢不僅僅與鈣離子和鎂離子濃度有關，也和碳酸氫根、碳酸根、氫氧根濃度有關。
水的鹼度就是水中碳酸氫根、碳酸根、氫氧根濃度的綜合，因此，水的鹼度高，在燒水時也能產生較多的水垢。而水的硬度與水中鈣離子喝鎂離子的濃度，所以水的硬度越高，燒開水時也能產生就多的水垢。
|喝有水垢的水對健康有害嗎？
我們可以確定的是，家中的自來水肯定是達到了國家規定的水質標準。
而大多人質疑水質，主要是因為燒開水後，肉眼看到了水垢，不美觀，水的感官性大打折扣。但是，這並不代表自來水的水質不好。水垢只要是從符合國家標準的飲用水凝結而成，喝了對人體健康不會產生影響。
另外，我們都知道，鈣鎂是人體所需的礦物質，硬水中的鈣鎂離子是我們身體所需的礦物質的重要來源。有關資料表明 ， 常喝硬水的北方居民心血管病的發病率明顯低於常喝軟水的南方居民。飲用帶有水垢的水，對人體基本沒有害處。
|如何去掉水壺中的水垢？
如果水壺中積累的水垢太多，會影響水壺性能，導致水壺在加熱時受熱不均勻，水壺很容易壞掉。另外，水垢可能會導致加熱時導熱變慢，從而使得燒開水時，耗電更多。所以，當水壺中積累了一定的水垢時，我們有必要去掉它們。
那怎麼去掉它們呢？
我們就不過多的解釋方法，因為網絡上有太多的方法，大家可以參考適合自己的方法。主要有以下方法，土豆皮、檸檬酸、醋、小蘇打可以用來除水垢，另外，水壺中煮雞蛋也能去水垢。
參考文獻
盧金鎖. 2019. 中國給水排水 35, 15-19.