前言

水是我們的生命之源，但它的純凈與復雜并存，隱藏著無數奧秘。而碳酸氫根（HCO3-）作為水中普遍存在的陰離子之一，以其獨特的性質影響著水質的健康與安全，同時又在人體內發揮著不可或缺的作用。今天，拿聲來帶您探索碳酸氫根的秘密，感受它如何維系著生命的脈動，守護著我們的健康。

HCO3-對水的影響

? 水中HCO3-的來源

碳酸氫根（HCO3-）是天然水體中普遍存在的陰離子之一，是天然水堿度的主要組分。主要來源于碳酸鈣和碳酸鎂的溶解，以及有機物的分解過程。水體中HCO3-的含量并非一成不變，它受到多種自然和人為因素的影響。

1.地質條件：地質結構是影響水中HCO3-含量的基礎因素。例如，富含石灰巖或大理石的地區，由于這些巖石中含有大量的碳酸鈣，在水的長期作用下會逐漸溶解，釋放出HCO3-。因此，這些地區的水體通常含有較高的HCO3-。

2.氣候條件：氣候條件，尤其是降雨量，也會影響水體中HCO3-的含量。降雨能夠將大氣中的二氧化碳帶入水體，形成碳酸，進而產生HCO3-。在降雨量豐富的地區，這一過程更為頻繁，因此水體中的HCO3-含量可能更高。

3.淡水輸入與海冰融化：在海洋和湖泊等水體中，淡水的輸入和海冰的融化也會影響HCO3-的含量。淡水的輸入可以稀釋原有的海水或湖水，降低HCO3-的濃度；而海冰融化則可能釋放出凍結時吸收的HCO3-，增加水體中的含量。

4.人類活動：人類的生產和生活活動對水體中HCO3-含量的影響不容忽視。工業廢水，如造紙、印染、化工、電鍍等行業的排放，可能含有大量的HCO3-或其他能夠產生HCO3-的物質，導致水體中HCO3-含量增加。農業面源污染，如化肥和農藥的使用，也可能通過地表徑流進入水體，影響HCO3-的含量。

5.地下水開采：地下水資源的過度開采會導致地下水位下降，進而影響地下水的化學成分。在某些地區，過度開采可能導致地下水與含HCO3-豐富的巖石層接觸時間增加，從而使得抽取的地下水中HCO3-含量上升。

? HCO3-濃度對水質的影響

HCO3-作為衡量水體水質化學穩定性的關鍵指標，其濃度對水體的腐蝕與結垢傾向具有顯著影響。據不完全統計，天然水體中的HCO3-濃度通常為100～400 mg/L，華北、東北和華南地區的大部分飲用水中HCO3-含量較低；而西南、西北部分地區飲用水中HCO3-含量較高，寧夏等地區部分地下水中HCO3-濃度甚至超過400 mg/L。

一般而言，當水中HCO3-濃度低于80 mg/L時，水體會呈現腐蝕傾向，在輸送過程中可能侵蝕金屬管道內壁、管道水泥砂漿內襯、非金屬保護層及非金屬管材等，從而縮短管道使用壽命，增加漏損風險。當HCO3-濃度降至50 mg/L以下時，水體腐蝕性進一步增強。

隨著HCO3-濃度的提升，情況有所轉變。當其濃度增至100、150、200 mg/L時，水體的腐蝕性相應減弱。

但相對而言，當HCO3-濃度超過300 mg/L時，水體則顯現出明顯的結垢傾向。供水管道表面會形成CaCO3附著層，導致管道有效過流面積減少、水流動阻力增加，進而增大供水能耗。嚴重時甚至可能引發管道完全堵塞，導致爆管事故。

綜合以往針對飲用水中HCO3-與其腐蝕、結垢傾向的研究結果，初步推斷，HCO3-質量濃度維持在80～300 mg/L的范圍內，有助于保障水質穩定性。

? HCO3-含量對水的口感的影響

在拿聲7月12日公眾號文章《水明明有味道，為什么一直被稱為無味？》中提到，水的口感是由水中的無機成分和有機成分共同決定的。無機成分中陽離子（Na+、K+、Mg2+、Ca2+）決定了味道的基底，比如鈉鹽普遍都是咸味的。而陰離子（Cl-、NO3-、SO42-、HCO3-）則是在陽離子味道的基礎上發揮調節作用，這種調節主要體現在兩方面：一是在陽離子本身味道之外增加其它味道，比如氯化鈉只有咸味，但碳酸氫鈉卻是帶有澀味的咸；二是調節陽離子味道的強度，使人們感受陽離子味道的最低臨界值發生變化。

HCO3-作為水中常見的陰離子之一，對水的口感是有一定影響的。通常情況下，水中適量的HCO3-會使水口味偏甜，有助于提升水的口感，使其潤滑可口；然而，過量的HCO3-則會使水飲用時產生黏稠感，飲用后會并不會感到解渴。

同時，HCO3-對水口感的影響不僅取決于其自身含量，還和水中Ca2+、Mg2+的比例相關：

① 當水中HCO3-含量高于Ca2+、Mg2+含量時，水不僅口感良好，還帶有一定的甜味；

② 當水中HCO3-含量低于Ca2+、Mg2+含量時，水會存在非碳酸氫鹽硬度，導致水味變差，甚至發苦。

因此，對于Ca2+、Mg2+含量較高的飲用水，可以通過提升HCO3-的含量來改善水的口感。

目前《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2022）尚未對水中HCO3-提出明確的限值要求。但基于生活飲用水緩沖性能、水質健康性和穩定性以及水處理等多方面的需求，河海大學教授劉成在論文《飲用水中碳酸氫根的意義和控制目標探討》中建議飲用水中HCO3-的控制目標應滿足在80～250 mg/L最佳。

HCO3-與人體健康

HCO3-參與人體內多種生物化學反應，如能量代謝、肌肉收縮、神經傳導等。此外，HCO3-還與一些離子如Ca2+、Mg2+等相互作用，維持人體內部環境的穩態。

? HCO3-對人體的作用

1.酸堿平衡調節：HCO3-參與維持人體的酸堿平衡，當身體內的酸度過高時，HCO3-會與H+結合，形成二氧化碳和水，從而降低酸度。相反，當身體內的堿度過高時，HCO3-會與OH-結合，形成碳酸和水，從而增加酸度。這種平衡對于維持人體正常的生理功能至關重要，可以使人體內體液保持在適當的pH值范圍內。

2.呼吸調節：HCO3-是呼吸系統中重要的調節物質之一。當體內二氧化碳濃度過高時，呼吸系統會通過增加呼出CO2的速率來調節酸堿平衡。

3.血液緩沖作用：HCO3-在血液中起到緩沖劑的作用，抵消血液中的酸性或堿性物質，維持血液pH值的穩定。

4.消化過程：胰腺分泌的胰液中含有HCO3-，可以在小腸中中和胃酸，為食物的消化提供適宜的環境。

5.腎臟功能：HCO3-在腎臟中起著維持酸堿平衡和排毒的作用。腎臟通過調節HCO3-的排出量來維持血液pH值的穩定，以維持身體各個器官的正常功能。并且腎臟可以通過將代謝廢物和藥物等物質轉化為碳酸氫鹽，將其排出體外，減輕身體的排毒負擔。

6.受精功能：雌性生殖道的HCO3-濃度，會影響精子的運動、獲能及頂體反應，從而影響受精能力。

?人體內HCO3-濃度參考值

HCO3-是血液中的緩沖離子，是動脈血氣的指標，反映機體酸堿代謝狀況，正常范圍為22—27mmol/L，平均24mmol/L。

隨著地區海拔的增加，年日照時數的增加，年平均相對濕度的增大，年平均氣溫的升高，都會影響當地人體內HCO3-含量參考。

?HCO3-濃度對人體健康的影響

人體內HCO3-濃度偏低，多數是和慢性腎功能衰竭、呼吸衰竭、急性腎功能衰竭等病因有關，屬于酸中毒，分為代謝性酸中毒和呼吸性酸中毒。可能會出現厭食、心律失常、手腳抽搐、精神萎靡，嚴重時會出現昏迷不醒等現象。

人體內HCO3-濃度偏高，可能與腎小管性酸中毒、代謝性堿中毒、長期嘔吐、利尿劑過量使用、腎功能不全等病因有關，屬于堿中毒，分為代謝性堿中毒和呼吸性堿中毒。可能會出現呼吸淺快、心律加快、精神癥狀躁動、興奮，甚至說胡話等，嚴重則會導致手腳抽筋、腱反射亢進、昏迷等癥狀。

飲用水中的HCO3-對人體的作用

? 飲用水中含有適量的HCO3-對人體健康是有益的

1.調節體內酸堿平衡：HCO3-作為胃液和腸液的正常分泌物，可被人體高效吸收，飲用水中含有HCO3-可以提升血液pH，緩解代謝性酸負荷。

2.預防心血管疾病、降低血壓：一些研究發現，飲用含有適量HCO3-的水可能與降低高血壓和心血管疾病的風險有關。HCO3-可能有助于改善血管彈性，降低血壓。

3.改善機體糖代謝：飲用含有高HCO3-含量的飲用水（如：蘇打水）可以提高糖耐量加強胰島素，降低餐后血糖，有助于預防糖尿病，并導致血壓、血脂不同程度下降，消除高脂血癥。

4.促進骨骼健康：研究表明，HCO3-可以降低甲狀旁腺激素（PTH）和C肽，降低成年女性破骨細胞活性，減少骨質疏松的風險。它可以通過促進鈣的吸收和減少鈣的排泄，來支持骨骼健康。

5.促進消化：在消化過程中，HCO3-有助于中和胃酸，減輕胃酸過多引起的不適，如胃灼熱和胃潰瘍。此外，它還能促進腸道健康，幫助維持正常的腸道pH值，有利于有益菌群的生長。

6.堿化尿液：飲用水中含有適量HCO3-，可以幫助尿液pH值維持在 6.2～6.9，提高尿酸的溶解度，避免尿酸鹽沉積，預防腎臟及尿路結石的發生。

7.緩解肌肉酸痛：飲用含有HCO3-的水，可以減少乳酸、抗疲勞、減輕血液黏稠，中和大量運動后人體肌肉產生的大量乳酸，從而緩解肌肉酸痛。

8.促進鈣鎂吸收：飲用水中存在適量的HCO3-，有利于人體對 Ca、Mg的吸收及利用。

? 注意事項

1.適量原則：雖然HCO3-對人體有益，但并非越多越好。過量的HCO3-可能導致胃腸道不適，如腹脹、腹瀉等癥狀。因此，日常飲用水中HCO3-的含量應保持在適宜的范圍內。

2.個人差異：不同的人對HCO3-的耐受度可能不同，有些人可能對HCO3-更為敏感。因此，在評估飲用水的健康效應時，應考慮個人的健康狀況和敏感性。

3.綜合水質：飲用水的健康效應不僅僅取決于HCO3-的含量，還與其他多種水質指標（如pH值、硬度、礦物質含量等）有關。因此，評估飲用水的健康效應時，應綜合考慮多種水質因素。

拿聲結語：飲用水中的HCO3-含量對人體健康具有多方面的積極影響，作用不容忽視。然而，我們也必須認識到，適合自己的才是最好的。因此，在選擇和評估飲用水時，我們應該綜合考慮所有相關因素。關注拿聲國際，了解更多水知識。

參考文獻

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