实测一下，净水机每天需要放“头杯水”么？放多少？
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周一的时候，我们介绍了一款新的即热即饮净水机（点击这里进入阅读），在留言中有同学问到一个问题：“每天早上用水之前需要先给净水机放水吗？”
这个问题之前也被问过很多次，正好前两周我们做了一个实测，所以今天来解读一下这个问题，包括几个部分：
每天早上净水机“头杯水”的TDS升高情况是怎样的？
为什么“头杯水”的TDS会升高？
“头杯水”需要担心吗？
如何处理“头杯水”？
根据这些年市场的发展，目前净水机的主流已经都是RO膜（反渗透/Reverse Osmosis膜）产品。为了能观察比较极端的情况，我们这两周选择了北京一个水质比较硬的地区（自来水TDS在490-500左右），实际测试了几个不同品牌的RO膜净水机，经过一晚之后，净水机出水的TDS（总溶解固体量）的变化情况。
下图中是我们用统计数据绘制的曲线图，我们选择的机型均为大通量的净水机（大于600G通量），不过因为这只是个人实测，不是实验室数据，所以就不公开对应品牌了。
数据显示，在开始阶段，龙头流出来的水的TDS快速上升，的确有渗透现象，最高的TDS达到自来水的60-90%，在约50秒左右，基本下降到自来水TDS的20%以内，在90秒，都能达到最佳净水情况（自来水TDS的3-4%）。
这里需要注意的是，图中的几个曲线都是即饮无桶型净水机。为了对比，我们在一个安装了储水式净水机的朋友家中也测试了相关情况，该储水式净水机出水的TDS稳定在自来水的10-15%左右。（因为测试环境不同，所以就不直接和我们测试的即饮型净水机做在一个图表里对比了）
根据测试的情况，我们可以将净水机分成两类来看：
即饮无桶的净水机是“大起大落” —— 一段时间不使用之后，再使用时出水的TDS值的确会受影响，先大幅度上升，然后快速下降。在自来水TDS490左右的情况下，净化后出水会在50-90秒之后恢复到最佳状态。
储水式有桶的净水机是“不高不低” —— 这是因为有水桶中的存水来稀释，渗透的电解质会和水桶中原先的纯水混合，因此只会小幅度上升，但是之后也不会快速下降。
而且这也跟自来水原水的硬度有关，我们测试选择了TDS接近500的较硬自来水，因此“头杯水”的变化比较大，如果当地的自来水硬度较低，这种“头杯水”的影响就不大了。
那是什么造成了这种TDS值的波动呢？
我们先来看看RO膜净水机的原理。
RO膜技术的核心，是在机器中放入一个孔径非常细小的膜，因为孔径是在0.1纳米这个等级，一般水中的病毒、细菌、半径较大的重金属等离子都无法通过这个膜，只能让水和一些小分子、低价小尺寸离子（如钠、钙、镁等离子）通过。除了净水机，利用RO膜的技术也可以用在海水淡化、太空水回收等不同场景下。
但并不是仅仅靠一个膜就能过滤水的，因为正常情况下，水的渗透会如下图左侧和中间所示，膜的两侧的溶液有趋近浓度一样的趋势，而溶质如果无法快速穿透膜，那另一侧的水只好反向进入盐水中，直到这个趋势因为盐水中水压的增加而实现平衡。
类似的情况也发生在我们人体里：如果身处大海的孤岛上，虽然到处都是水，但是人却会渴死。这是因为人喝完水之后，也需要靠这种渗透的模式来吸收，如果喝的是盐分浓度高的海水，那人体内的水，反而会从体内渗透回消化道的海水中，导致人会更快的脱水死亡。
自然情况下，水会从纯水一侧渗透到含电解质的一侧，但净水机则要求相反，需要水从含电解质的自来水一侧源源不断的到纯水一侧，这样才能给我们提供纯水来使用。为了实现这一目的，就需要持续不断的在自来水一侧加压，在额外压力的作用下，水才会“反渗透”，这也是RO膜名字的来历。
正常情况下，水、小分子和小离子可能会通过RO膜，但有一个有趣的现象，就是在压力越大的时候，越会优先让水分子通过，钠钙镁这些离子则通过的越少。因此当RO膜净水机加压的时候，净化后的水中的离子含量就会减少，而压力越高（比如通量大的净水机），相对来说过滤后的离子含量就更少。一般我们可以用TDS（总溶解固体量）测试笔来观察到这样的变化。
但当RO膜净水机不工作的时候，压力消失，这时RO膜的一侧是纯水，一侧是浓度较高的自来水，一些能通过RO膜的离子（比如钠、钙、镁）就会逐渐通过渗透作用穿过RO膜，进入纯水一侧。这就导致了长时间不使用净水机后，纯水一侧的TDS会上升。
所以我们一觉睡醒，第二天早上打开水龙头，最初流出来的水的TDS就会较高。
我们已经了解了每天早上净水机的“头杯水”的变化情况，以及背后的原因，但请不要马上就开始担心：因为“头杯水”的TDS值上升，并不代表就是水质出现了问题。这只能代表水中的电解质含量升高。那升高的电解质是什么呢？
对于RO膜净水机的情况来说，一般来说，为了实现过滤效果，并且保护比较贵的RO滤芯寿命，一般会在反渗透RO膜滤芯之前，先让自来水通过一个或两个复合滤芯，这样水中的主要污染物在这个阶段就可以被过滤，并不会到达RO膜。
而当净水机较长时间停止工作，能到达并渗透过RO膜的，主要也是钠、钙、镁这些尺寸较小的离子。用通俗一点的描述可以是，这个头杯水的变化类似于从原本的“纯净水”变为了“矿物质水”。
所以，净水机的头杯水TDS变化，并不是说这个头杯水就是有毒，有污染，也不等于这就是没净化的自来水，主要是RO膜另一侧的钠、钙、镁这些离子通过进入了纯水一侧，临时性的提升了TDS。
请不要过度的担忧这个问题。
关于净水机的头杯水，不需要特别担心它的安全问题，要不要放水、如何放水，这个根据个人的情况来判断：
1，储水式的净水机虽然一段时间不使用，TDS也会升高，但是因为储水桶的存在，整体提升不大，但想要将TDS降回到最佳状态，需要放很久的水，因此意义不大。
2，即饮无桶的净水机，第二天早上TDS的确会升高到，不过主要是因为钠、钙、镁等离子的渗透，自来水中可能含有的污染物并不会进入头杯水。更何况我们讨论的是净化市政自来水，而不是净化成分复杂可怕的工业废水。因此对于大部分都市家庭来说，没有一定要放水的必要。
3，如果因为不喜欢或不能用硬水，或者自己是容易担心的体质。那么就放60-90秒左右的水，这样TDS就会回到最佳状况。但请不要浪费这部分水，收集起来作为生活用水吧。
嗯？你问我个人怎么处理自己家每天的“头杯水”？
∵ 我家接的是市政自来水，安装的是性能满意的净水机。
∴ 直接喝掉了。
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