图文|自来水博士
质疑水垢水的安全性
烧开水时产生水垢，大家可以直接看到，有水垢漂浮在水中，或者积累在水壶的底部或周遭，非常不美观，开水的饮用感官性状差，因而引起了大家对水质的担心，甚至不断质疑自来水的安全。
烧开水产生水垢的自来水，是不是代表水质差，不利于健康呢？今天，我们就从化学和物理的角度探讨一下水垢是如何来的，我们该怎么应对，或者说如何去掉水壶中的水垢，把水垢的前世今生了解个一清二楚。
烧开水时的物理化学反应
我们要知道，自来水是来自自然水体，比如说江河湖之中，在自来水水厂经过一些列的处理工艺之后，运输到达我们的家中。而自然水体中的水，不可避免会含有钙离子、镁离子、碳酸氢根、碳酸根和氢氧根，但是自来水厂并不需要去掉这些离子，因为它们可能是我们人体健康所需的基本元素。我们喝的水都不是只有水分子，单独的只有水分子的水是没有任何营养价值的，长期饮用不利于健康。
自来水在没有加热的情况下，是含有钙离子、镁离子、碳酸氢根、碳酸根和氢氧根这些离子，并且溶解在水中，保持化学平衡。另外，水中一般都是含有二氧化碳。因为空气中含有二氧化碳，所以二氧化碳在水中的浓度会和它在空气中的浓度保持化学平衡！简而言之，就是空气中的二氧化碳会溶解到自来水中，导致自来水中含有一定量的二氧化碳，并以碳酸的形式存在(参考方程式1到3)。
不过，当我们烧开水加热时，随着温度的升高，二氧化碳在水中的溶解度会降低，使得水中的二氧化碳逸出，从而破坏了水中原有的碳酸平衡，水中的碳酸根会分解转换为碳酸根、氢氧根和二氧化碳(参考方程式4和5)。请大家看图中的化学方程式，都是高中的化学知识哦。
当水烧开时，二氧化碳逸出后，从而导致水中的碳酸根和氢氧根的浓度增大，此时它们能和水中的钙离子、镁离子结合，反应产生碳酸钙和氢氧化镁。但是，因为此时水温温高到100度，碳酸钙和氢氧化镁在水中的溶解度也大，沉淀析出的水垢较少。
当水烧开后开始冷却，温度降低，碳酸钙和氢氧化镁在水中的溶解度降低，从而导致碳酸钙和氢氧化镁不断析出，产生较多的沉淀(方程式6和7)。这也就是我们烧开水后肉眼看到的水垢，它们以沉淀、悬浮和漂浮状态存在于水中。
水垢与水的硬度和碱度的关系
从以上的分析我们可以看出，水垢不仅仅与钙离子和镁离子浓度有关，也和碳酸氢根、碳酸根、氢氧根浓度有关。
水的碱度就是水中碳酸氢根、碳酸根、氢氧根浓度的综合，因此，水的碱度高，在烧水时也能产生较多的水垢。而水的硬度与水中钙离子喝镁离子的浓度，所以水的硬度越高，烧开水时也能产生就多的水垢。
喝有水垢的水对健康有害吗？
我们可以确定的是，家中的自来水肯定是达到了国家规定的水质标准。
而大多人质疑水质，主要是因为烧开水后，肉眼看到了水垢，不美观，水的感官性大打折扣。但是，这并不代表自来水的水质不好。水垢只要是从符合国家标准的饮用水凝结而成，喝了对人体健康不会产生影响。
另外，我们都知道，钙镁是人体所需的矿物质，硬水中的钙镁离子是我们身体所需的矿物质的重要来源。有关资料表明 , 常喝硬水的北方居民心血管病的发病率明显低于常喝软水的南方居民。饮用带有水垢的水，对人体基本没有害处。
如何去掉水壶中的水垢？
如果水壶中积累的水垢太多，会影响水壶性能，导致水壶在加热时受热不均匀，水壶很容易坏掉。另外，水垢可能会导致加热时导热变慢，从而使得烧开水时，耗电更多。所以，当水壶中积累了一定的水垢时，我们有必要去掉它们。
那怎么去掉它们呢？
我们就不过多的解释方法，因为网络上有太多的方法，大家可以参考适合自己的方法。主要有以下方法，土豆皮、柠檬酸、醋、小苏打可以用来除水垢，另外，水壶中煮鸡蛋也能去水垢。
参考文献
卢金锁. 2019. 中国给水排水 35, 15-19.
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