硬水含有鎂和鈣，水的硬度是指溶解在水中的鹽類物質的含量，即鈣鹽與鎂鹽的含量 。含量多的硬度大，反之則小 。GPG為水硬度單位，1GPG表示1加侖水中硬度離子（鈣鎂離子）含量為1格令 。
【硬水含有鎂和哪種元素】當水在大氣中凝聚時，它與空氣中的二氧化碳反應，形成了叫做碳酸的弱酸 。該酸最終隨雨落到地上，然后流過土壤上部到達巖石層 ， 碳酸溶解了石灰（碳酸鈣和碳酸鎂），中和 ， 并同時變硬 。一些地區的溶洞和溶洞附近的硬水就是這樣形成的 。硬水有暫時性及永久性之分，暫時硬水通常關系到鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽，這類結晶可長期存在水中 ， 直到氣壓或溫度出現變化，使水份變成超飽和，造成沉淀物，附在熱表面或粗糙表面上，例如管道和熱交換器內，即形成硬水垢；永久性硬水主要關系到硫酸鈣及硫酸鎂，是不會受到熱和氣壓變化影響，但如水份被蒸發，依然會留下并形成硬水垢 。
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