深层地下水硬度高吗？

(一)地下水类型及特征
山西地下水主要赋存于松散岩、碳酸盐岩类、变质岩、碎屑岩类和黄

土中： 松散岩类孔隙水
碳酸盐类溶裂隙水
碎屑岩类裂隙水
变质岩类裂隙水
岩浆岩类裂隙孔隙水

（二）地下水资源分布
山西地下水资源分为五类地区
凿井深度
地下水位埋深
水质

山西省为一半干旱气侯下的山地型高原水文地质单元，其中松散岩

类孔隙及碳酸盐岩类岩溶裂水构成山西高原的两大主要含水岩类。地下

水补给来源主要为大气降水入渗及地表水渗漏补给。地下水径流条件良

好，地下水水平排泄方向：向西排向黄河，向东以地表径流及潜流排向

华北平原，同时排向新生代各断陷盆地，另外还有垂直蒸发，人工开采

，侧向潜排或呈泉出流。

山西省地下水资源分布不均，多年平均地下水资源量为93.1亿立方

米。

经初步测算，山西省地下水总量年平均为93亿立方米，占全省水资

源总量的65.5％。其中河川基流为65亿立方米（包括泉水量26.8亿立方

米），地下水排泄量为28亿立方米（含潜水蒸发量12.4亿立方米和从深

层潜流外省水量6.2亿立方米）。若按水系划分，黄河流域地下水资源

量为55.1亿立方米（河川基流为37.6亿立方米，地下水排泄量为17.5亿

立方米）,占全省地下水资源总量的59.1％；海河流域地下水资源量为

38.2亿立方米（河川基流量为27.9亿立方米，地下水排泄量为10.3亿

立方米），占全省地下水资源总量的40.9％。

山西省目前可利用的主要地下水源有：新生代断陷盆地中的潜水、

承压水及自流水，山区河流冲积层中的潜水，寒武系、奥陶系的岩溶裂

隙泉水，石炭系层间裂隙岩溶水，二迭系石千峰组砂岩及第四系玄武岩

中的裂隙水等。

山西高原地下水补给来源主要为大气降水入渗及地表水渗漏补给。

地下水径流条件良好。垂直水水平排泄方向有三个：一是向东排向黄

河；二是向东以地表径流及溱流排向华北平原；三是内排于新生代各断

陷盆地。地下水的排泄方式有垂直蒸发、人工开采、侧向潜排或呈泉出

流。
硬水
所谓"硬水"是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。

水是一种很好的溶剂，能有效去除污物杂质。纯水--无色、无味、无臭，被称作是"通用溶剂"。当水和二氧化碳结合生成微量的碳酸时，水的溶解效果更好。当水流过土地和岩石时，它会溶解少量的矿物质成分，钙和镁就是其中最常见的两种成分，也就是它们使水质变硬。水中含钙、镁等矿物质成分越多，水的硬度越大。

在英国一般用以下指数表示水硬度：

硬度范围 软 轻硬度 中硬度 高硬度 超强硬度

所溶矿物质（毫克/升水） 0 - 17.1 17.1 - 60 60 - 120 120 – 180 180 & 以上
所谓硬水，就是含有大量钙盐和镁盐离子的水。这种水在家庭使用时，不能使肥皂产生泡沫，还会在所洗涤的衣物上沉淀一层水垢；在烧开水时会在壶底和热水瓶底部渐渐地结上一层坚硬的白色水垢。如果这种硬水使用在锅炉或蒸汽机车上，会在锅炉底部和管道壁上形成一层硫酸钙或二氧化硅的“硬垢”，或一层碳酸钙的软垢，因而使管壁过热变形，导致锅炉和管道发生爆炸的危险。这是很令人讨厌和十分可怕的。
当然，水中的铁盐和锰盐离子也是使水变硬的原因之一。含有此离子的水会把肥皂沉淀出来的水垢在织物上产生锈斑，若再漂白却使污斑变得更糟。这种水用来泡茶时，茶水面上会显出一层“水皮”，且茶的清香味儿也不翼而飞。水中的镁的硬度会使水带有腐蚀性和明显的酸性，还会有一种会刺激眼睛的金属味。镁盐是一种轻泻剂。但是镁离子仅仅使人讨厌，而不会威胁人的健康。
尽管一定硬度的水，能降低金属的毒性及心血管病的发生率，但是，居民饮用的水还需进行软化处理，以免硬水带来不良后果。
硬水变为软水，最简单的办法是在盛水的容器中加入足量的熟石灰(即是氢氧化钙)，水中的镁盐以氢氧化镁的形式沉淀出来，然后再加入足量的苏打(不纯的碳酸钠)，使所有的钙以碳酸钙(包括已加入的熟石灰)的形式沉淀出来。经过两次处理的混合沉淀物便慢慢地沉淀到容器的底部(容器的底部最好呈圆锥形状，以便清除沉淀物)。这样，容器上部则是清洁的饮水了。
实际上，用石灰和苏打处理水并不能使水净化，只是把水中的钙离子和镁离子换成了钠离子。因此，对这种处理后的水，应加入一点稀硫酸，使水的PH值为6.5左右，促其稳定。
适度饮硬水可预防冠心病
我国测定饮水硬度是将水中的全部矿物质换算成碳酸钙，以每升水中碳酸钙含量为计量单位，当水中碳酸钙的含量低于150毫克／升时称为软水，达到150～450毫克／升时为硬水，450～714毫克／升时为高硬水，高于714毫克／升时为特硬水。我国生活饮用水卫生标准规定，水中含碳酸钙低于450毫克／升的水，可称为适度硬水。饮适度硬水，有益健康。

早在上世纪60年代，美国学者施罗德等人对美国163个城市进行的一项研究发现，美国心脏病的死亡率与饮水硬度呈显著的负相关，即饮水硬度高死亡率低，饮水硬度低死亡率高。此后英国、瑞典、荷兰、爱尔兰、意大利、芬兰、加拿大等国相继开展了此项研究，多数获得了一致的结果。1975年世界卫生组织（WHO）国际专家组，对欧洲的15个城镇进行了调查，亦获得了相同的结果。

为什么饮用钙含量高的水能降低心血管疾病的患病率和死亡率呢？这是因为：第一，有人将硬水中的钙称为保护性元素，它可阻止有害元素的吸收。科学家通过动物实验证明，钙含量高的水能减少铅在肠道的吸收，并可增加尿铅排出量而减

少体内铅的蓄积。铅是一种有害元素，在人体内铅和胆固醇结合，可使血压增高，增加心脏病和中风的发作机会。

第二，硬水中的钙和镁，在肠道中可将食物中的脂肪分解，形成无害的化合物并迅速排出体外，从而减少脂肪的吸收，起到保护心血管的作用。

美国得克萨斯州立大学道森博士提出，饮用硬水可以预防冠心病，这个结论是根据该州22个地区调查结果获得的。他们发现，生活在水质较硬地区的居民血压和血清胆固醇较低，因心脏病死亡的人数较该州平均数低25％，而硬水地区的人摄入脂类物质却比软水地区的人要多。

第三，从营养学的观点看，硬水中的钙也是人体对钙营养需求的来源。有研究表明，饮用水中的钙呈离子状态，更易被人体吸收利用，吸收率约为60％，而食物中的钙吸收率仅为30％。西方人每日钙供给量为800毫克以上，由饮水供给的比例在10％左右。东方一些国家每日钙供给量为400～500毫克，由饮水供给的比重可能更大。

40％的高血压与缺钙有关，钙含量高的硬水对高血压的防治作用不可低估。
硬水与软水

硬水定义:水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大，反之则小。GPG为水硬度单位, 1GPG表示1 加仑水中硬度离子( 钙镁离子) 含量为1 格令。 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。以上海为例，大部分地区的生活用水为各自来水厂净化处理后的自来水，硬度范围为8 ~ 14 GPG ，按WQA标准属于硬或很硬范围。（部分地区如果使用井水，则硬度更高，达到极硬范围。） 硬度又分为暂时性硬度和永久性硬度。由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度，水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。以上两种硬度合称为总硬度。 硬水的由来:当水在大气中凝聚时，它溶解了空气中的二氧化碳，形成了叫做碳酸的弱酸。该酸最终随雨落到地上，然后流过土壤上部到达岩石层，碳酸溶解了石灰（碳酸钙和碳酸镁），中和，并同时变硬。硬水有暂时性及永久性之分，暂时硬水通常关系到钙和镁的碳酸盐和碳酸氢盐，这类结晶可长期存在水中，直到气压或温度出现变化，使水份变成超饱和，造成沉淀物，附在热表面或粗糙表面上，例如管道和热交换器内，即形成硬水垢；永久性硬水主要关系到硫酸钙及硫酸镁，是不会受到热和气压变化影响，但如水份被蒸发，依然会留下并形成硬水垢。 硬水危害： 我国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。如果没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，则会造成肠胃功能紊乱，即所谓"水土不服"，就是这个意思。如用硬水烹调鱼肉、蔬菜，常因不易煮熟而破坏或降低营养价值。而硬水泡茶会改变茶的色香味而降低饮用价值。用硬水做豆腐不仅使产量降低、而且会影响豆腐的营养成分。硬水问题也使工业上因设备和管线的维修和更换每年耗资数千万元。 软水好处： 1．健康美感--使用软水，能使您的肌肤更加白嫩，更加舒服，不再粗糙，青春永驻。让您的头发更加乌黑光亮，飘逸潇洒，不再枯黄。让您的碗、碟更亮洁，让您的水杯、茶壶、浴缸、水斗不再滋生水垢，更容易清洗。使您家中的自来水管不再结水垢，热水器的使用寿命更加长，不会因为使用时间长，而热水的流量越来越小。 2．省时省力--美国Ohio State University的一项研究表明，软水可使您每天的家务劳动时间从4小时减少到2-2.5小时。减少劳动强度近37.5%-50%，把您从繁重的家务劳动中解脱出来。 3．环保节约--软水可使洗涤剂及肥皂等洗涤用品的使用量减少55%，可使加热费用减少20%，可使水管维修费用大大减少，可使您的衣服的寿命比在硬水中洗涤增加32%，而且洗涤后衣服不易泛黄，让您的白衬衫更白，蓝衬衫更蓝，颜色更鲜艳。 4．时尚享受-使用软水可为您带来全新生活体验，用软水沐浴是一种奇妙的享受，唯有一试，方知其味。
硬水定义:水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大，反之则小。GPG为水硬度单位, 1GPG表示1 加仑水中硬度离子( 钙镁离子) 含量为1 格令。

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。以上海为例，大部分地区的生活用水为各自来水厂净化处理后的自来水，硬度范围为8 ~ 14 GPG ，按WQA标准属于硬或很硬范围。（部分地区如果使用井水，则硬度更高，达到极硬范围。）

硬度又分为暂时性硬度和永久性硬度。由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度，水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。以上两种硬度合称为总硬度。

硬水的由来:当水在大气中凝聚时，它溶解了空气中的二氧化碳，形成了叫做碳酸的弱酸。该酸最终随雨落到地上，然后流过土壤上部到达岩石层，碳酸溶解了石灰（碳酸钙和碳酸镁），中和，并同时变硬。硬水有暂时性及永久性之分，暂时硬水通常关系到钙和镁的碳酸盐和碳酸氢盐，这类结晶可长期存在水中，直到气压或温度出现变化，使水份变成超饱和，造成沉淀物，附在热表面或粗糙表面上，例如管道和热交换器内，即形成硬水垢；永久性硬水主要关系到硫酸钙及硫酸镁，是不会受到热和气压变化影响，但如水份被蒸发，依然会留下并形成硬水垢。

硬水危害

我国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。如果没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，则会造成肠胃功能紊乱，即所谓"水土不服"，就是这个意思。如用硬水烹调鱼肉、蔬菜，常因不易煮熟而破坏或降低营养价值。而硬水泡茶会改变茶的色香味而降低饮用价值。用硬水做豆腐不仅使产量降低、而且会影响豆腐的营养成分。硬水问题也使工业上因设备和管线的维修和更换每年耗资数千万元。
水（H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识，东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素，水是中国古代五行之一；西方古代的四元素说中也有水。

水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界，纯水是罕见的，水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得，当然，这也是相对意义上纯水，不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰；气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时，气态水便不能通过加压转化为液态水。

在20℃时，水的热导率为0.006 J/s·cm·K，冰的热导率为0.023 J/s·cm·K，在雪的密度为0.1×103 kg/m3时，雪的热导率为0.00029 J/s·cm·K。水的密度在3.98℃时最大，为1×103kg/m3，温度高于3.98℃时，水的密度随温度升高而减小 ，在0～3.98℃时，水不服从热胀冷缩的规律，密度随温度的升高而增加。水在0℃时，密度为0.99987×103 kg/m3，冰在0℃时，密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。

水的热稳定性很强，水蒸气加热到2000K以上，也只有极少量离解为氢和氧，但水在通电的条件下会离解为氢和氧水。具有很大的内聚力和表面张力，除汞以外，水的表面张力最大，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力，但普通的水含有少量电解质而有导电能力。

水本身也是良好的溶剂，大部分无机化合物可溶于水。

在-213.16℃，水分子会表现出现厌水性。[1]

水的来源
地球是太阳系九大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧，目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期，原始大气中的氢、氧化合成水，水蒸气逐步凝结下来并形成海洋；也有观点认为，形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为，原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反映、析出水分。也有观点认为，被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源，甚至现在地球上的水还在不停增加。

水和水体的作用

对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%，保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量，使气温不致过高；在冬季则能缓慢地释放热量，使气温不致过低。

海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云，云中的水通过降水落下来变成雨，冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水；地下水又从地层里冒出来，形成泉水，经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。

雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中，季风带来了丰富的水气，形成明显的干湿两季。

此外，在自然界中，由于不同的气候条件，水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。

对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖，从空中来看，地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤，冲淤河道，搬运泥沙，营造平原，改变地表形态。

地球表层水体构成了水圈，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分，加上常年的积累和蒸发作用，海和大洋里的水都是咸水，不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。

地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中

海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊，内陆海，和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。

对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%；而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。

水有利于体内化学反应的进行，在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。

水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼：

根据水质的不同，可以分为：
软水：硬度低于8度的水为软水。
硬水：硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果，硬水加热会有较多的水垢。

饮用水根据氯化钠的含量，可以分为：
淡水。
咸水
此外还有：

生物水：在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水：
土壤水：贮存于土壤内的水
地下水：贮存于地下的水
超纯水：纯度极高的水，多用于集成电路工业
结晶水：又称水合水。在结晶物质中，以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O，每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二，通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O，每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO，每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。

与水相关的化学反应

水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+

水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时，Kw=1×10-14
pH=－log10([H+])
pH<7，溶液为酸性，pH=7，溶液为中性，pH>7，溶液为碱性。

能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应，生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。

在催化剂的作用下，无机物和有机物能够与水进行水解反应：

有机物的水解：有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换，例如乙酸甲酯的水解：

无机物的水解：通常是盐的水解，例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸，使溶液呈碱性：

此外，水本身也可以作为催化剂。

淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3，但除去海洋等咸水资源外，只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在，河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。

世界气象组织于1996年初指出：缺水是全世界城市面临的首要问题，估计到2050年，全球有46％的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说，水已经超出生活资源的范围，而成为战略资源，由于水资源的稀有性，水战争爆发的可能性越来越高。

为让全世界都关心淡水资源短缺的问题，第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。

水文化
请参看水文化

水滴扬起水在科学、哲学、宗教、文学、美术、体育、神话等中都有所体现。

水的利用
水是人类生活的重要资源，特别是农业需要大量水进行灌溉，人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立，以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中，水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。

随着科学技术的发展，人们兴修水利，与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域，如水力学，水文科学，水处理等，甚而产生了以水为生的产业水产业。

工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题，污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)

古代世界观中的水
在文明的早期，人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类，水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水；佛教中的四大也有水；中国古代的五行学说中水代表了所有的液体，以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。

水崇拜
在人类的童年时期，对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情，产生了又爱又怕的感情，产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性，祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。

中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王，龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。

在一些以地下水作为饮用水源的地方，用一把新壶烧水几个月后，壶底和壶壁就结满了水垢；从刚烧开的水壶中倒出一杯水时，还能看到水中飘浮着大量白色的小颗粒。这就是硬水的一种现象。

硬水的危害

在日常生活中，用硬水洗衣物不仅肥皂不易起泡沫，丧失了去污能力，而且还能使纤维变硬、发脆，损坏衣物。用高硬水洗澡后，头发、皮肤有发粘的感觉。用硬水煮豌豆、蚕豆，不易煮熟烧烂。硬水使壶底结垢1cm厚，比无垢水壶烧水多耗费约1/3的燃料。当一个人长期饮用低硬水一旦改用高硬水时，就可能出现暂时性的肠胃功能紊乱。近年来，有人提出我国北方某些城市饮用水硬度升高，可能是肾结石发病率增长的一个原因。另外，有人根据国内外一些城市的调查，得出结论认为饮用水硬度与心血管病死亡率成正比。

在工业生产上，纺织印染工业使用硬水，既浪费肥皂，印染物又容易起斑点、生垢、发花、色彩黯淡、洁白度下降，从而造成次品及废品，增加了生产成本。用硬水酿造果酒和啤酒，易产生混浊和沉淀，降低酒的质量。硬水不能用来进行化学实验，也不能制取化学试剂、药品和针剂。锅炉使用硬水，就会在炉内和管道上生成水垢，不但多耗费燃料，而且还影响锅炉寿命，甚至会引起爆炸事故。

硬水的分类

硬水是指水中溶解的某些矿物质较多。通常把含有一定数量钙、镁、铁、铝、锰的碳酸盐、重碳酸盐、氯化物、硫酸盐及硝酸盐等杂质的水叫硬水。水的软硬程度是以“硬度”来衡量的。水的硬度是指除碱金属以外的全部金属离子浓度的总和，但硬度主要由钙、镁构成，所以水的硬度常指钙、镁离子浓度的总和。

因为不同种类的钙、镁盐类性质各异。所以在硬度的名称划分上也不相同。由钙、镁的酸式碳酸盐组成的硬度叫碳酸盐硬度，即暂时硬度（煮沸后可分解）。由钙、镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐类组成的硬度叫非碳酸盐硬度，即永久硬度（在高温高压下才可沉淀消除）。暂时硬度与永久硬度的总和叫总硬度。总硬度也可简称为硬度。含有钾、钠的氢氧根、碳酸根或重碳酸根的盐称为负硬度，其性质与硬度相反，可以抵消某些硬度，如水中有负硬度时，一般就不存在永久硬度。硬度通常以“德国度”来表示，即1L水中含有相当于10mg氧化钙时，称为1德国度，记为1H°。我国有关部门按照硬度的不同把地下水分为7类：

我国卫生部门和国际卫生组织把饮用水硬度的卫生标准规定为25度（德国度）以下。

硬水的形成

各种天然水中不同程度地溶解有多种矿物质和气体。雨、雪水降落到地面，并流入河、湖、沟渠与池塘，不断溶解土壤和岩石中的钙、镁、硫、氯等物质，因此，河、湖水中的矿物质要比雨雪水中的矿物质多，硬度也大。如果雨雪水或河湖水渗入地下，由于通常流经的路途比河水要长，沿途溶解的矿物质种类和数量也比较多，所以地下水的硬度又比雨雪水与河湖水的硬度高。因为地球上几乎所有的空降水、河湖水、地下水以及工农业废水、生活污水都要流入海洋，使大量的矿物质流入大海，所以海水的硬度更高。此外，内陆湖泊只能进水，不能泄水，经过长期蒸发浓缩，湖水中的矿物质很多，湖水的硬度也很高。一般说来，雨雪水、河水中的矿物质较少，属于软水、微硬水类型；海水和内陆湖水的矿物质较多，属于特硬水类型；地下水属于微硬水、硬水类型。

近年我国北方一些地区普遍发现有地下水硬度逐年增高的现象。有的城市二十多年来，地下水硬度以平均每年0．5度～1度的速度增长；有的地区地下水硬度已从15度～20度增高到40度～60度甚至更高。超过25度饮用水标准的地区在不断扩大。那么，这类现象的原因是什么呢？

我国华北平原很多地方的土壤中，含碳酸钙、镁的成分可达10%～30％；不少地方地下含有数十厘米厚的硫酸钙质淤泥层。多年来由于城市大量排放工业废水与生活污水，以及城市郊区引用污水灌溉，污废水中很多酸、碱、盐类等物质被带进土壤层，经过化合分解、离子交换与离子效应等化学作用，把土壤中的钙、镁物质溶解或置换出来。同时，工业废渣和城市生活垃圾里含有许多有机物与无机物，它们被随意堆放，或用做农肥，在阳光、氧气、二氧化碳、水份以及生物的作用下，发生分解、氧化，也把土壤中的钙、镁物质置换出来。这些钙、镁物质又随雨水、灌溉水和污废水渗入地下，引起浅层地下水硬度的升高。不少历史悠久的城市，长期以来，居民利用浅井当作排放生活污水的渗井，使大量的污染物质直接进入地下含水层中，造成地下水硬度迅速增高。由于过量的集中开采深层地下水，引起深层地下水位急剧下降，在水位压强差的作用下，高硬度的浅层地下水渗透补给深层地下水，使深层地下水硬度也升高。还有深井井管腐烂、凿井工艺不好，也能使浅层污水沿井壁渗漏污染深层地下水。这些都会形成高硬度的地下水。

硬水的处理

使硬水软化，主要是降低或去掉水中的钙、镁等离子。一般采用的方法有两大类。如仅降低水中的钙、镁等离子，可用软化水处理法；如要去掉水中的所有离子，则用除盐水处理法。

软化水处理法包括四种：一、药剂法（或叫化学法），即利用石灰、石墨、柞木、烟秸、钠盐和有机胶体等物的化学性质，来吸附水中的水垢，形成钙、镁及其盐类的疏松混合物——可沉淀的水渣，这种水渣容易排除，不至生成硬垢。二、物理法：利用物理原理改变水中杂质的结垢性质。又分为：1、加热软化法：利用加热预处理，使水中的暂时硬度受热分解。2、磁化法：使水流过一个磁场，因受磁场外力作用，进入锅炉水中的钙、镁盐类形不成坚硬的水垢，只生成易排除的松散沉渣。3、高频法：水经过高频振荡处理，水垢松散，容易排除。三、综合法：药剂与加热综合使用，以达到降低硬度和不结硬垢的目的。四、离子交换剂法：又分为沸石、磺化煤、部分钠离子交换、氢—钠离子交换和铵—钠离子交换法等。其原理是让硬水通过阳离子交换剂层，使水中的钙、镁等离子与交换剂内部的活动性氢、钠、铵等离子互相交换，流出来的水的硬度就降低了。

除盐水处理法也包括四种：一、离子交换法：又可分为复床、混合床、移动床与流动床法。原理与离子交换剂法相同，只是所采用的交换剂是高级离子交换树脂，自动化程度高，可制取高质量的纯水。二、电渗析法：在直流电场作用下，硬水中的阴、阳离子分别迁移到阳极和阴极上，从而获得除盐水。三、蒸馏法：使高硬水在蒸发器中加热蒸发，然后将蒸汽冷凝而形成脱盐的蒸馏水。四、反渗透法：硬水在高压下，利用一种只让溶剂（即水分子）通过而不让溶质（即盐类分子）通过的半透膜，使溶剂经半透膜反渗透析出而获得除盐水。

硬水的防治

单纯采用硬水软化措施来达到用水的硬度要求，是一种消极的方法。硬水处理不仅会提高工业生产成本，还消耗大量工业资源和能源。根据对70家工厂的了解，它们每年软化水设备运转费为3000万元，约占企业年产值的1％。其中消耗食盐1×104t，浓度31％的盐酸4．5×104t，浓度42％的液碱3×104t。这些物质参加硬水软化处理后，产生的废液排到环境中通过化学转换，可形成2．43×104t的氧化钙，如果有1/10的氧化钙渗主到2．5×108t地下水中，能使这些水的硬度每年升高1度，从而形成一个消极的恶性循环。因此，针对造成硬水的原因采取防治措施，才是一种积极的办法。防止地下水硬度增高的措施有下列几点：

1、严禁将未经处理的生活污水、工业废水与垃圾废物排入河、湖、沟渠中。
2、工厂企业应节约使用工业原材料，特别是各种酸、碱和盐。要节约用水，注意进行三废治理和综合回收利用，减少污水排放量。工业废水须达到地表水排放标准才可外排，或者由防渗管道输送至污水处理场统一处理。
3、严禁使用渗井、渗坑排放生活污水、工业废水与污物，应由下水道排入污水处理场处理。
4、严格凿井工艺，封闭回填废井与井管腐烂的坏井，防止浅层、深层地下水之间的联通与相互污染。
5、加强地下水资源管理，控制水量开采（其开采量应小于补给量）。同时进行地下水人工补给，使地下水位稳定，水质不至恶化。
6、禁止随意堆放和直接在农田上施用城市垃圾粪便，在实施无害化处理后，再用做农田肥料。还要科学地、合理地施用化学肥料。
7、供水水源地应设立卫生防护带，尤其是上覆粘土层很薄的地下水开采区更需防护。在防护带内禁止设置有污染的工厂，防止用污水灌溉农田或盲目滥施粪便与化肥。要尽可能实行水源地公园化，以减少水源的污染。

水（H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识，东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素，水是中国古代五行之一；西方古代的四元素说中也有水。

水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界，纯水是罕见的，水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得，当然，这也是相对意义上纯水，不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰；气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时，气态水便不能通过加压转化为液态水。

在20℃时，水的热导率为0.006 J/s·cm·K，冰的热导率为0.023 J/s·cm·K，在雪的密度为0.1×103 kg/m3时，雪的热导率为0.00029 J/s·cm·K。水的密度在3.98℃时最大，为1×103kg/m3，温度高于3.98℃时，水的密度随温度升高而减小 ，在0～3.98℃时，水不服从热胀冷缩的规律，密度随温度的升高而增加。水在0℃时，密度为0.99987×103 kg/m3，冰在0℃时，密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。

水的热稳定性很强，水蒸气加热到2000K以上，也只有极少量离解为氢和氧，但水在通电的条件下会离解为氢和氧水。具有很大的内聚力和表面张力，除汞以外，水的表面张力最大，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力，但普通的水含有少量电解质而有导电能力。

水本身也是良好的溶剂，大部分无机化合物可溶于水。

在-213.16℃，水分子会表现出现厌水性。[1]

水的来源
地球是太阳系九大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧，目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期，原始大气中的氢、氧化合成水，水蒸气逐步凝结下来并形成海洋；也有观点认为，形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为，原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反映、析出水分。也有观点认为，被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源，甚至现在地球上的水还在不停增加。

水和水体的作用

对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%，保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量，使气温不致过高；在冬季则能缓慢地释放热量，使气温不致过低。

海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云，云中的水通过降水落下来变成雨，冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水；地下水又从地层里冒出来，形成泉水，经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。

雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中，季风带来了丰富的水气，形成明显的干湿两季。

此外，在自然界中，由于不同的气候条件，水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。

对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖，从空中来看，地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤，冲淤河道，搬运泥沙，营造平原，改变地表形态。

地球表层水体构成了水圈，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分，加上常年的积累和蒸发作用，海和大洋里的水都是咸水，不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。

地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中

海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊，内陆海，和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。

对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%；而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。

水有利于体内化学反应的进行，在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。

水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼：

根据水质的不同，可以分为：
软水：硬度低于8度的水为软水。
硬水：硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果，硬水加热会有较多的水垢。

饮用水根据氯化钠的含量，可以分为：
淡水。
咸水
此外还有：

生物水：在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水：
土壤水：贮存于土壤内的水
地下水：贮存于地下的水
超纯水：纯度极高的水，多用于集成电路工业
结晶水：又称水合水。在结晶物质中，以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O，每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二，通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O，每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO，每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。

与水相关的化学反应

水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+

水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时，Kw=1×10-14
pH=－log10([H+])
pH<7，溶液为酸性，pH=7，溶液为中性，pH>7，溶液为碱性。

能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应，生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。

在催化剂的作用下，无机物和有机物能够与水进行水解反应：

有机物的水解：有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换，例如乙酸甲酯的水解：

无机物的水解：通常是盐的水解，例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸，使溶液呈碱性：

此外，水本身也可以作为催化剂。

淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3，但除去海洋等咸水资源外，只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在，河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。

世界气象组织于1996年初指出：缺水是全世界城市面临的首要问题，估计到2050年，全球有46％的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说，水已经超出生活资源的范围，而成为战略资源，由于水资源的稀有性，水战争爆发的可能性越来越高。

为让全世界都关心淡水资源短缺的问题，第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。

水文化
请参看水文化

水滴扬起水在科学、哲学、宗教、文学、美术、体育、神话等中都有所体现。

水的利用
水是人类生活的重要资源，特别是农业需要大量水进行灌溉，人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立，以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中，水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。

随着科学技术的发展，人们兴修水利，与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域，如水力学，水文科学，水处理等，甚而产生了以水为生的产业水产业。

工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题，污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)

古代世界观中的水
在文明的早期，人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类，水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水；佛教中的四大也有水；中国古代的五行学说中水代表了所有的液体，以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。

水崇拜
在人类的童年时期，对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情，产生了又爱又怕的感情，产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性，祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。

中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王，龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。

在日常生活中，用硬水洗衣物不仅肥皂不易起泡沫，丧失了去污能力，而且还能使纤维变硬、发脆，损坏衣物。用高硬水洗澡后，头发、皮肤有发粘的感觉。用硬水煮豌豆、蚕豆，不易煮熟烧烂。硬水使壶底结垢1cm厚，比无垢水壶烧水多耗费约1/3的燃料。当一个人长期饮用低硬水一旦改用高硬水时，就可能出现暂时性的肠胃功能紊乱。近年来，有人提出我国北方某些城市饮用水硬度升高，可能是肾结石发病率增长的一个原因。另外，有人根据国内外一些城市的调查，得出结论认为饮用水硬度与心血管病死亡率成正比。

在工业生产上，纺织印染工业使用硬水，既浪费肥皂，印染物又容易起斑点、生垢、发花、色彩黯淡、洁白度下降，从而造成次品及废品，增加了生产成本。用硬水酿造果酒和啤酒，易产生混浊和沉淀，降低酒的质量。硬水不能用来进行化学实验，也不能制取化学试剂、药品和针剂。锅炉使用硬水，就会在炉内和管道上生成水垢，不但多耗费燃料，而且还影响锅炉寿命，甚至会引起爆炸事故。

深层地下水水质好，硬度高，矿化度小;浅层地下水盐碱度高，水质氯化物含量高.可以烧开了后用 一般的井水不高,而地下的矿泉水高.一般如果硬度高的话就洗衣服就会费肥皂