水的硬度

什么是水的硬度

在以前许多农村地区还在直接使用井水时，许多地方的水在烧开之后会有白色的水垢，这种水有一种说法就是比较“硬”，也就是水的硬度比较高。那么水的硬度到底指的什么呢，下面给大家详细讲解。

水的硬度Z初是指水中钙、镁离子沉淀肥皂水化液的能力，其中包括碳酸盐硬度。水的硬度的表示方法有多种，我国采用的表示方法与德国相同。水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度（即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称硬度）。

水的硬度与人体健康

我国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不得超过25度。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定的影响;如果不是经常饮用硬度水的人偶尔饮了硬水，则会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”。如果用硬水烹调鱼肉、蔬菜，就会因不易煮熟而破坏或降低营养价值。用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低饮用乐趣。用硬水做豆腐不仅会使产量降低，而且会影响豆腐的营养成分。酿酒的水其硬度不得超过4度，否则酒质浑浊不清，酒味也会受到影响。

我国地域辽阔，各地水质软硬度也程度不一，但总的来说，高原山区水质一般硬度偏高，平原与沿海地区的水质硬度偏低，地下水的硬度一般高于地面水。一般饮用水的适宜硬度以10度~20度为宜。

水硬度的表示方法

硬度的表示方法尚未统一，我国使用较多的表示方法有两种：一种是将所测得的钙、镁折算成 CaO 的质量，即每升水中含有 CaO 的毫克数表示，单位为 mg·L-1 ；另一种以度计：1硬度单位表示10万份水中含1份CaO（ 即每升水中含 10mgCaO），1° =10ppmCaO 。这种硬度的表示方法称作德国度。

以下为不同国家的表示方法：

德国度(ºdH): 1L水中含有相当于10mg的CaO，其硬度即为1个德国度(1ºdH)。这是我国目前Z普遍使用的一种水的硬度表示方法。

美国度(mg/L): 1L水中含有相当于1mg的CaCO3，其硬度即为1个美国度。

mmol/L: 1L水中含有相当于100mg的CaCO3，称其为1 mmol/L的硬度。

法国度(ºfH): 1L水中含有相当于10mg的CaCO3，其硬度即为1个法国度(1ºfH)。

英国度(ºeH): 1L水中含有相当于14.28mg的CaCO3，其硬度即为1个英国度(1ºeH)。

水的硬度通用单位为mmol/L，也可用德国度（ºdH）表示。其换算关系为:1mmol/L=5.6 德国度（ºdH）

国家《生活饮用水卫生标准》规定，总硬度（以CaCO3计）限值为450mg/L。

水的硬度分类

1、碳酸盐硬度

碳酸盐硬度：主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(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。

2、非碳酸盐硬度

非碳酸盐硬度：主要是由钙镁的硫酸盐、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，故也称为硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。

碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度；水中Ca2+的含量称为钙硬度；水中Mg2+的含量称为镁硬度；当水的总硬度小于总碱度时，它们之差，称为负硬度。

以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为：

0~75mg/L 极软水

75~150mg/L 软水

150~300mg/L 中硬水

300~450mg/L 硬水

450~700mg/L 高硬水

700~1000mg/L 超高硬水

>1000mg/L 特硬水

水的硬度分级

按美国WQA（水质量协会）标准，水的硬度分为6 级：0~0.5GPG为软水，0.5~3.5GPG为微硬，3.5~7.0GPG为中硬，7~10.5GPG为硬水，10.5~14.0GPG为很硬，14.0GPG以上为极硬。

水质量协会：

通常我们所说的"硬水"与"软水"，主要是指碳酸钙和碳酸镁的含量，以"毫克碳酸钙/公升 水"或"ppm"来表示，称为水的硬度。

一般将水的硬度分为4个等级：

1. 软水:0-60ppm

2. 稍硬水：60-120ppm

3. 硬水：120-180ppm

4. 极硬水：181ppm以上

水硬度软化处理方法

1、煮沸法（只适用于暂时硬水）

（1）煮沸暂时硬水时的反应：

Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑

Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑

由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成。

（2）更难溶的氢氧化镁：

MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑

由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2

我国北方不少地方饮用硬度较高的地下水，所以久居南方的人初到北方，开始一段时间

会出现所谓“水土不服”的现象，时间长了，胃肠渐渐适应后，这种现象就会随之消失。

2、药剂软化法

工业上的经典水质处理方法是药剂软化法，如加入石灰(CaO)、磷酸钠等。加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对硬度大的硬水，可再加适量纯碱。软化时石灰添加量，根据经验，每降低一千升水中暂时硬度一度，需加纯氧化钙10克。

3、电渗析和超滤技术

电渗析法是在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性，使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动，从而达到净化作用。这项技术常用于将自来水制备初级纯水。