探秘貴州地下水的硬度

貴州既是我國(guó)的旅游大省，又是世界知名旅游勝地，其境內(nèi)著名的黃果樹(shù)大瀑布、荔波小七孔、西江苗寨等景區(qū)都讓游客流連忘返。貴州赤水河畔的茅臺(tái)酒，是我國(guó)醬香型白酒的代表，享譽(yù)全球。由于地處我國(guó)西南腹地，貴州屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均降雨量可以達(dá)到1179毫米，地表水資源總量為1062億立方米；人均水資源占有量2754立方米，是全國(guó)平均水平的1.4倍。但是你知道嗎？就這么一個(gè)水資源豐富的省份，地下水的硬度竟然比我國(guó)大多數(shù)省份都高。這是怎么回事呢？

何謂水的硬度

大家都知道固體有軟硬度，作為液體的水也有軟硬度嗎？答案是肯定的。水不僅具有軟硬度，還有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

水的硬度是指水中鈣離子、鎂離子的含量，包括碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。其中，碳酸鹽硬度是指通過(guò)加熱能以碳酸鹽形式沉淀下來(lái)的鈣、鎂離子，故又被稱為“暫時(shí)硬度”；非碳酸鹽硬度是指加熱后不能沉淀下來(lái)的那部分鈣、鎂離子，又被稱為“永久硬度”。水的硬度的表示方法有多種，包括?德國(guó)度、?美國(guó)度、?法國(guó)度和?英國(guó)度等。德國(guó)度表示1升水中含有相當(dāng)于10毫克的氧化鈣，美國(guó)度表示1升水中含有相當(dāng)于1毫克的碳酸鈣，而法國(guó)度和英國(guó)度也有相應(yīng)的表示方法。我國(guó)以往習(xí)慣采用德國(guó)度，即1升水中含有幾個(gè)10毫克的氧化鈣，其硬度就為幾。目前常用美國(guó)度來(lái)表示，即將水中鈣、鎂離子含量折算為碳酸鈣的含量，用1升水中碳酸鈣的總質(zhì)量表示，單位為毫克/升。

為何貴州地下水的硬度高

貴州的水資源在我國(guó)排名第六，屬于富水源地區(qū)域，但歷史上貴州人喝水卻成了一個(gè)難題。這是為什么呢？答案就隱藏在貴州的地形地貌中。

貴州素有“八山一水一分田”之說(shuō)，即全省80%的面積是山地，10%的面積是水，剩余10%的面積是農(nóng)田。大面積的山地使得地形高差大，決定了貴州雖然降雨量較多，但降雨時(shí)雨水會(huì)快速匯入河道中，無(wú)法儲(chǔ)存起來(lái)長(zhǎng)時(shí)間利用，因此，貴州地區(qū)居民的飲用水依靠的是河水和地下巖溶水，而不像平原地區(qū)可以依靠湖泊水資源。

貴州同時(shí)又是我國(guó)著名的喀斯特巖溶區(qū)，有62%的面積是石灰?guī)r區(qū)，地層中的巖溶水是貴州地下水和河流水源補(bǔ)給的主要水源。石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣，當(dāng)?shù)叵滤泻卸趸紩r(shí)，石灰?guī)r中的碳酸鈣、碳酸鎂等會(huì)和水反應(yīng)，生成易溶于水的碳酸氫根離子和游離的金屬離子（主要是鈣離子和鎂離子），遷移到地下水中，增加了水中鈣、鎂離子的含量，從而增加了水的硬度。最新的水質(zhì)化驗(yàn)表明，貴州省巖溶區(qū)飲用天然礦泉水總硬度（用美國(guó)度表示）為136.8～740.6毫克/升，平均硬度為293.0 毫克/升，屬微硬—硬水。水中的化學(xué)組分主要來(lái)源于巖石風(fēng)化淋濾作用，部分受大氣降雨影響較明顯。

飲用硬水的好處

水的軟硬度并沒(méi)有好壞之分，軟硬水對(duì)人體健康都有一定的益處。軟水一般口感比較好，長(zhǎng)期喝軟水能夠降低腎結(jié)石的發(fā)生概率，但軟水中礦物質(zhì)含量低，長(zhǎng)期飲用，尤其是兒童、老年人或有特定健康問(wèn)題的人長(zhǎng)期飲用，可能導(dǎo)致必需的礦物質(zhì)攝入不足。而適量飲用硬水可以給機(jī)體補(bǔ)充鈣離子和鎂離子，促進(jìn)人體骨骼發(fā)育，同時(shí)可將腸道中食物的脂肪分解，形成無(wú)害的化合物迅速排出體外。但水的硬度也不是越高越好，我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2022）中規(guī)定，水的總硬度不能過(guò)大。如果硬度過(guò)大，飲用后對(duì)人體健康與日常生活有一定影響。研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期飲用過(guò)硬的水可能會(huì)導(dǎo)致腎結(jié)石發(fā)病率升高，因?yàn)橛菜械拟}、鎂離子會(huì)與食物中的草酸等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成沉淀物。根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，飲用水中的硬度（用美國(guó)度表示）不得超過(guò)450毫克/升。

那么，如何降低水的硬度呢？最簡(jiǎn)單的方法是將水煮沸。煮沸時(shí)，溶于水中的碳酸氫鈣分解形成不溶于水的碳酸鈣析出（即水垢），極大降低了水的硬度。第二種方法是離子交換法，通過(guò)離子交換樹(shù)脂去除水中的鈣、鎂離子，降低水質(zhì)硬度。第三種方法是反滲透提純法。根據(jù)不同離子的不同滲透壓，將水中鈣、鎂離子分離提取，去除率可以達(dá)到99%以上。

如何選擇合適的飲用水

選擇飲用水時(shí)，應(yīng)參考當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，硬度介于50毫克/升和200毫克/升之間被認(rèn)為是較為安全和健康的，硬度過(guò)高的水可能還會(huì)有苦澀味。如果當(dāng)?shù)氐淖詠?lái)水硬度過(guò)高或過(guò)低，那么可以考慮使用水處理設(shè)備，如軟水器或礦泉水機(jī)，來(lái)調(diào)節(jié)水的硬度。但必須強(qiáng)調(diào)的是，飲用水所具有的適量的硬度對(duì)健康有益，過(guò)高或過(guò)低的硬度都可能帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)期飲用低礦物質(zhì)含量的軟水或者純凈水會(huì)給人體健康帶來(lái)負(fù)面影響。因此，在選擇飲用水時(shí)，應(yīng)綜合考慮水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、個(gè)人需求和水處理技術(shù)，盡量選擇飲用含有適量礦物質(zhì)的水，平衡攝入人體所需的鈣、鎂和其他元素，確保飲用水既安全又健康。