1. 堿度大于硬度（以 mol/L 計）

當水中的 HCO?? 濃度高于鈣、鎂離子總濃度的一半時（即 HCO?? > ?(Ca2? + Mg2?)），表明堿度顯著超過硬度。此時，鈣、鎂離子會優(yōu)先與碳酸氫根結(jié)合，生成碳酸氫鈣（Ca(HCO?)?）和碳酸氫鎂（Mg(HCO?)?）。剩余的 HCO?? 則會與鈉（Na?）、鉀（K?）等單價陽離子結(jié)合，形成碳酸氫鈉（NaHCO?）和碳酸氫鉀（KHCO?）。

這種情況下，水中的硬度完全由碳酸氫鹽構成，不存在非碳酸鹽硬度（如硫酸鹽或氯化物形式的鈣、鎂鹽）。此外，堿度與硬度的差值對應鈉、鉀的碳酸氫鹽濃度，這部分多余的堿度被稱為“負硬度”或“過剩堿度”，代表水中存在未被鈣、鎂消耗的額外碳酸氫鹽。

2. 堿度等于硬度（以 mol/L 計）

當 HCO?? 濃度恰好等于鈣、鎂離子總濃度的一半（即 HCO?? = ?(Ca2? + Mg2?)）時，鈣、鎂離子會全部與碳酸氫根結(jié)合，生成碳酸氫鈣和碳酸氫鎂。此時，鈉、鉀離子無法形成碳酸氫鹽，而是與硫酸根（SO?2?）或氯離子（Cl?）結(jié)合，生成硫酸鈉（Na?SO?）、硫酸鉀（K?SO?）、氯化鈉（NaCl）或氯化鉀（KCl）等中性鹽類。

在此情況下，水中既無過剩的堿度（負硬度），也無非碳酸鹽硬度。硬度和堿度完全匹配，說明鈣、鎂的濃度恰好被碳酸氫根中和，其他陰離子僅與鈉、鉀結(jié)合。

3. 堿度小于硬度（以 mol/L 計）

當 HCO?? 濃度低于鈣、鎂離子總濃度的一半（即 HCO?? < ?(Ca2? + Mg2?)）時，水中的鈣、鎂離子無法全部被碳酸氫根中和，剩余部分會與其他陰離子（如硫酸根或氯離子）結(jié)合，形成非碳酸鹽硬度。根據(jù)鈣、鎂的比例差異，此情況可進一步分為兩種類型：

（1）鈣硬水（Ca2?占比高）

若鈣離子濃度較高（?Ca2? > HCO??），則碳酸氫根優(yōu)先與鈣結(jié)合生成碳酸氫鈣，而剩余的鈣離子會與硫酸根結(jié)合形成硫酸鈣（CaSO?）。同時，鎂離子由于未被完全中和，會以硫酸鎂（MgSO?）形式存在。此時，水中有明顯的非碳酸鹽硬度（如硫酸鈣和硫酸鎂），但鎂的碳酸氫鹽（Mg(HCO?)?）完全不存在。

（2）鎂硬水（Mg2?占比高）

若鎂離子濃度較高（?Ca2? < HCO??），則碳酸氫根首先與鈣結(jié)合生成碳酸氫鈣，剩余部分再與鎂結(jié)合生成碳酸氫鎂（Mg(HCO?)?）。未被中和的鎂離子則會形成硫酸鎂（MgSO?）。這種情況下，水中既存在鎂的碳酸鹽硬度（Mg(HCO?)?），也存在鎂的非碳酸鹽硬度（MgSO?），但鈣的非碳酸鹽硬度（如硫酸鈣）完全消失。

無論哪種情況，只要堿度小于硬度，水中必然存在非碳酸鹽硬度，而鈉、鉀的碳酸氫鹽（如 NaHCO?）則完全消失。

總結(jié)分析：

通過對比硬度和堿度的關系，可以明確水中的鹽類組成及其來源：

堿度>硬度：水中的鈣、鎂均以碳酸氫鹽形式存在，并伴有鈉、鉀的碳酸氫鹽（負硬度）。

堿度=硬度：鈣、鎂的碳酸氫鹽完全中和，其他鹽類由鈉、鉀與硫酸根或氯離子結(jié)合形成。

堿度<硬度：必然存在非碳酸鹽硬度，具體組成取決于鈣、鎂的濃度比例。