Artist:EmileMunier
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科学家为你划重点
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你肯定刷到过这样的帖子、笔记：洗脸/洗澡水的水质不好，很容易烂脸掉发！
在亚洲护肤理念中，「水」一定是必不可少的一项。以前，大家只关心“爽肤水是必不可少的护肤品”；但到了护肤也越来越内卷的今天，已经严苛到每天洗脸、洗澡使用的【水】也都有标准——更好的“美容水”，应该是【软水】。
在各式种草文中，【软水】被认为能提升皮肤含水量、呵护屏障、甚至改善敏感，长期用【软水】清洁能让皮肤更滑嫩细腻、头发更柔顺有光泽。还什么护肤品都没涂呢，只是洗一洗，就能让皮肤和头发都变好？确实听起来非常诱人。
然而，把自来水变成“美容水”的【软水机】可真不便宜，动辄几千上万元的价格门槛，再加上似有若无的“智商税”传闻，更是让人犹豫不前：
相较之下，和【软水机】一样打着美容名号的【美肤/软水花洒】，以其低至两位数的价格更易被接受：
在各种种草文中，这些【美肤/软水花洒】能通过改变水质来提升皮肤含水量、呵护屏障、甚至改善敏感，长期用还让皮肤更滑嫩细腻、头发更柔顺有光泽：
都是宣称有护肤效果：
❓所谓的“软水美肤”真有科学依据吗？
❓花洒vs软水机的价格差体现在哪？
自来水，对皮肤有影响
古来就有“一方水土养一方人”的说法，【水质】与【皮肤健康】也确实有一定关系。
现在大家接触最多的水就是【自来水】了。虽然看起来无色透明，但【自来水】中其实含有很多化学物质，有钙、镁、铝、铁、锰、铜、锌等金属离子，再加上氯化物、硫酸盐、重金属、有机化合物、微生物、管道中铁锈、泥沙，可谓包罗万象。因此，各国都会制定《生活饮用水卫生标准》来规范【自来水】的水质，对水中的微生物、有害物质以及重金属含量进行限制。
虽然【自来水】中的元素应有尽有，但抛开剂量谈危害/效果，都是耍流氓，真能对皮肤状态产生影响的，主要就是钙镁离子、和消毒过程残余的氯。
钙镁离子
水质研究常把【钙镁】捏合到一起，但两者对皮肤屏障的影响却截然相反——【镁离子】可以促进皮肤屏障功能的恢复，而【钙离子】却延缓屏障功能的修复。
在动物实验中，用胶带剥离小鼠的皮肤角质层后，立即将剥离后的损伤部位浸入【离子溶液】或【纯水】中，并分别在3、6、9小时后测量皮肤失水值TEWL。结果显示
【镁盐溶液】加速了屏障的修护速度；而单独的【钙盐溶液】则抑制了修护过程。【氯化钙】及【氯化镁】水溶液以不同摩尔比混合后，当钙镁比<1时（镁离子含量更高），混合物可加速屏障的修护；当钙镁比>1时（钙离子含量更高），混合物减缓了屏障的修护速度。（文献[1]）
▲氯化镁盐与钙盐在不同摩尔比下的影响。当氯化镁与氯化钙的摩尔比大于1时，屏障修护速度明显高于水处理对照组。氯化镁和氯化钙的总浓度保持在10mM（钙镁分子量为40以及24，即离子浓度在240-400mg/L）。
（注：TEWL即皮肤经表皮失水量值，用于衡量皮肤屏障功能。数值越大表明屏障功能越差。）
皮肤砖墙结构提出者M. Elias团队，对【钙离子】的皮肤影响研究发现
在丙酮破坏小鼠皮肤屏障模型中，添加浓度低至0.01mM的【钙离子】，就可以抑制屏障修护。然而将小鼠皮肤用钙调素【抑制剂】处理后，钙离子对皮肤屏障恢复抑制能力消失。
因此，研究人员认为：
【钙离子】从L通道进入细胞，与细胞质中的钙调素结合，然后通过抑制层状体的分泌和修护反应，来延缓屏障的修复。（文献[2]）
现在，来看看
【自来水】中的【钙镁比例】：
X国的【自来水标准】规定，生活饮用水总硬度(以CaCO3计，mg/L)不得高于450数值。
说人话就是：如果严格按照自来水标准看，X国【自来水】中的【钙离子】含量高于【镁离子】，对于屏障能力不足的已受损皮肤来讲，不友好。
余氯
直接以屏障能力不足、洗澡后大比例会出现干燥和炎症加重的特应性皮炎（AD）为例。
在洗澡用水中的【氯】含量，对AD患者角质层功能影响的研究中发现
当洗澡水中的【余氯】浓度为0.5mg/L或更高时，特应性皮炎人群的角质层含水量就开始显著降低（p<0.01）。
但对于皮肤屏障能力健康的正常人群，需要水中【余氯】浓度达到为2mg/L后，才观察到含水量显著下降（p<0.01）。
这些结果表明：
特应性皮炎人群的皮肤（角质层）对水中的【游离余氯】更敏感。（文献[3]）
▲特应性皮炎患者在含不同浓度氯的水中洗浴后角质层含水量变化
▲正常人群在含不同浓度氯的水中洗浴后角质层持水变化
现在，来看看
【自来水】中的【余氯】含量：
X国的【自来水标准】规定，生活饮用水中的【余氯】含量为出厂水大于0.3mg/L，末梢水为大于0.05mg/L，出厂以及末梢水最大限量为2mg/L。
说人话就是：
对于屏障功能健康的皮肤来讲，影响不大。但对于屏障能力不足的皮肤（如：特应性皮炎），可能会降低皮肤含水量。
说人话
【自来水】中的【钙镁离子】和【余氯】可以影响皮肤状态
1⃣️在针对皮肤屏障受损小鼠的试验发现：
【镁离子】可以促进皮肤屏障功能修护，而【钙离子】延缓皮肤屏障功能修护。
但需要注意试验是用化学试剂或者胶带人为将皮肤屏障功能破坏后，观察皮肤功能的修复状况。【钙镁离子】对屏障功能健康皮肤的影响，暂时没有报告。
2⃣️在【余氯】对皮肤含水量的影响的实验中发现：
洗澡水中的【余氯】浓度为0.5mg/L，就可以使得特应性皮炎人群的角质层含水量显著降低；
当洗澡水中的【余氯】浓度为2mg/L时，才能观察到屏障功能健康皮肤的保水能力显著下降。
考虑到【氯】的挥发性非常强，在X国的自来水标准下，一般不会对健康皮肤造成影响，但对特应性皮炎等已经屏障能力薄弱的皮肤，可能有让屏障功能进一步损伤的可能性。
“硬水毁脸” “软水养肤养发”
真有科学依据！
水的硬度是由水中溶解的金属离子（主要是【钙离子】和【镁离子】）决定的。「硬水」中的钙、镁离子的浓度较高，而「软水」中较低。
北方的小伙伴应该也发现了，用「硬水」洗衣服时候会“Hard to wash in”，这就是英文“Hard water”的由来，作为舶来词汇，阴差阳错就译成了「硬水」……
水的硬度一般称为「总硬度」，分为「暂时性硬度」和「永久性硬度」。「暂时性硬度」主要因为钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐，加热煮沸可以沉淀即水垢；「永久性硬度」则是指钙、镁的硫酸盐或氯化物，加热煮沸后不能去除。
关于水的硬度，暂时没有统一的分类标准，美国地质调查局（USGS）制定的水硬度分级标准，把CaCO3大于120mg/L的水定义为「硬水」。总体来说X国北方的自来水，普遍硬度较高，尤其是华北、西北地区。
▲来自X国社区水质报告第一期，TDS是「Total dissolved solids」的缩写，翻译成「溶解性固体总量」，就是水里溶进的固体物总量。
如果想判断自家【自来水】的软硬度，
有2个简单的小方法：
1
用来加热自来水的壶底有白色水垢、或洗过的餐具上总有矿物沉积（水印），则就是「硬水」了。
2
加入肥皂水，沉淀多泡沫少的是「硬水」，沉淀少泡沫多的是「软水」。
从洗手到淋浴，我们的皮肤每天都会与水高频率的接触。于是，“「硬水」会导致皮肤干燥、皮疹、皮炎、痘痘、粗糙”的传言很多。不止我们，英国人脱发也日常怪“水硬”。我们就来盘一下「硬水」到底会对皮肤、头皮产生哪些危害
「硬水」对皮肤影响
丹麦的一项回顾性队列研究，试图确定「硬水区」是否有更多的皮肤干燥症。结果显示（文献[4]）
生活在水硬度高于24度（CaCO3浓度为400mg/L）地区的志愿者，患干燥症的可能性更高。在排除皮炎患者后，水硬度与干燥之间仍然存在显著关联。
英国的一项研究，招募了1303名3个月大的普通婴儿，对比自来水中的CaCO3和氯的浓度，与特应性皮炎的关系（文献[5]）
在对婴儿进行的特应性皮炎及聚丝蛋白（FLG）皮肤屏障基因突变检查中发现，自来水中的CaCO3含量越高，婴儿患特应性皮炎的风险也越高。但水中氯的浓度与皮炎的关系，目前还不确定。在丹麦以及日本婴儿的皮炎研究中也发现了类似的结论。
▲校正前后水质、性别等各种因素对特应性皮炎发病率影响，高碳酸钙低氯以及CaCO3高氯的水对AD发病率均有显著性关联。
▲碳酸钙以及氯水平对不同队列特应性皮炎和TWEL值影响
顶级医学期刊柳叶刀的一组调查，也表明了水的硬度与皮肤炎症之间的关联（文献[6]）
通过评估湿疹的终生发生率和1年患病率，并根据家庭区域获得了水硬度信息后。作者发现，生活在水硬度较高地区的小学学龄儿童的湿疹患病率增加。
这是由水中的【钙离子】浓度引起的：
在水中【钙离子】含量最高与最低地区1年期的湿疹患病率中，调整后的比值比为1.29（p=0.01， [1.00-1.66]），即水中【钙离子】含量高的地区，湿疹的患病率更高。
说人话
在丹麦的一项研究报告中发现：
【硬水】与【干燥症】之间存在正向关联——水的硬度越高，患【干燥症】的几率越大。
同时包括《柳叶刀》在内的多项研究指出：
水中较高的【碳酸钙】水平，与婴儿期的【特应性皮炎】风险增加相关。
虽然暂时没有「因果性研究」明确得出“皮肤问题是因为使用硬水导致的”结论，但对于本身皮肤屏障功能较弱群体（如：婴幼儿、老人、易敏感或患皮肤炎性疾病人群等），需要关注【硬水】对皮肤的潜在危害。
【硬水】让SLS洗面奶“冲不干净”：
损伤屏障能力
大家都知道，洗面奶、洗发水等清洁产品，之所以可以起到清洁皮肤的作用，靠的就是其中的【表面活性剂】。理想状况下，用完洗面奶/洗发水之后，随着用大量清水冲洗，就可以将表面活性剂和皮肤上的脏东西一起彻底带离皮肤，皮肤就白白净净了。但如果【表面活性剂】没有冲洗干净，有部分被残留沉积在皮肤表面，就会有可能给皮肤带来刺激。
而【自来水】不仅自身的软硬度会影响皮肤；在用于冲洗洗面奶/洗发水等清洁产品时，也会通过影响冲洗后的【表面活性剂】在皮肤表面的残存沉积量，来影响屏障功能（文献[7]）
【硬水】会增加洗面奶/洗发水中起到清洁作用的表面活性剂SLS在皮肤表面的残留和沉积，沉积量为使用【去离子水】清洁时的2.8倍。水中的【氯含量】对SLS沉积没有影响。但使用去除了【钙例子】和【镁离子】的【软水】清洁，也显著降低了【SLS表活】的残留沉积的水平。
说白了就是：
与【软水】相比，在用【硬水】冲洗洗面奶/洗发水等含有【SLS表活】的产品时，更容易“洗不干净”。
▲用不同的【水】冲洗后，【SLS表活】在皮肤上的残留沉积量：(a)洗涤前后皮肤的代表性光谱。(b)在1230 cm-1处的峰值强度与水溶液中SLS浓度的关系。(c)SLS水平，体内FTIR谱定量，实验部位沉积。各试验点之间存在显著差异。(d) 人群SLS沉积。不同实验组之间没有发现任何差异。
同时，在清洗部位进行斑贴试验，确定残留在皮肤上的【SLS表活】是否会损害皮肤屏障
结果表明，所有测试部位的经表皮失水量（TEWL）都显著升高。
也就是说：
无论使用任何水来冲洗，【SLS表活】都会有一定量的残留沉积，并因此降低皮肤的屏障功能（尽量不要用含有SLS表活的产品）。但用【硬水】冲洗的部位，皮肤屏障功能的损伤更大。
相对来讲，使用别软化后的【软水】冲洗（去除【钙例子】和【镁离子】），可以减轻对皮肤屏障功能的负面影响。
▲表面活性剂残留物对皮肤的影响：(a)水的类型对TEWL值变化的影响。水的类型对TEWL的变化有显著的影响。(b) TEWL按组进行分层。硬、含氯软水和含氯硬水之间有显著差异。(c)洗涤后皮肤上残留的SLS量与TEWL显著相关。(d)水的类型对皮肤发红的影响。水的类型对皮肤发红有显著影响。(e)按组分层的皮肤发红情况。通过双向重复测量方差分析发现，分组对皮肤发红的程度有显著影响。
在针对【水的软硬度】对皮肤【微生态】影响的动物实验中发现（文献[8]）
去除【硬水】中的【钙镁离子】可能有助于保护皮肤免受【金黄色葡萄球菌】的侵害。
因此，使用不含金属离子的【超纯软水】也许可以降低有害菌【金黄色葡萄球菌】的定植，来改善因皮肤表面的微生态环境不健康而引起的皮肤问题。
▲将悬浮在硬水或chelex处理过的水中的金黄色葡萄球菌应用于小鼠皮肤。皮肤用胶带剥离，每组皮肤中获得的拭子样本的菌落形成单位。数据代表平均值和SDs（每组n=16）。
说人话
从现在的研究看，【硬水】确实对皮肤有潜在危害。
影响方式主要有：
1⃣️【硬水】中的【钙离子】会延缓皮肤屏障功能的修复。
2⃣️ 用【硬水】清洗皮肤，会增加洁面产品中的【表面活性剂】的残留，更容易“洗不干净”。当【表面活性剂】过多的沉积在皮肤表面，会损害屏障功能，尤其是对屏障能力薄弱的皮肤，伤害更大。
3⃣️【硬水】会增加有害菌【金黄色葡萄球菌】的定植，损伤皮肤的微生态环境。
【硬水】对头发：
也有点影响
说完了身体，我们来说头发。
开头说到，英国人脱发也日常怪“水硬”，咱就来看看这个锅是不是该【硬水】来背。
在【水的软硬】对【头发】影响的研究中（文献[9][10]）
持续30天，每天10分钟分别用【硬水】和【蒸馏水】浸泡头发，结果显示：
【硬水】浸泡后的头发厚度为72.78μm（平均），【蒸馏水】处理后的头发厚度为分别为78.14μm（平均）。同时，经【硬水】处理的头发不仅厚度减少，而且表面有皱褶，矿物质沉积和。
类似的，隔天用硬度为488mg/L的【CaCO3水】浸泡头发10分钟，持续3个月。结果显示：与【去离子】相比，经【CaCO3硬水】处理后的头发，拉伸强度显著降低（弹性降低）。
但也有不同的结论，在另一个实验中（文献[11]）
持续30天每天10分钟用硬度为212.5mg/L的【CaCO3硬水】浸泡头发，但没有影响头发的拉伸强度和弹性。
研究者认为，之所以会产生不同的结果，是因为水的硬度不同、头发来自不同性别、浸泡时间不同、以及样本量，都会影响最终结果。
说人话
用【硬水】洗头，有可能（一定概率）导致头发的强度变低、弹性变差、容易断裂。
但没有科学研究可以证实，用【硬水】洗发或者【硬水】会引起脱发。
由此看来，精致的爱美人群，想要通过改变水质来进一步提高“美肤天花板”的想法，还真有点科学依据～～想要避免：
优先选择【氨基酸表活】或【非离子表活】的洗面奶/洗发水，避免【皂基】产品。
清洁后及时使用修复屏障、舒缓保湿的护肤品。
如果想彻底改变自来水质量
市面上动辄上万的【软水机】、
和几百元的【美肤/软水花洒】：
哪个真能改变水质，
让自来水变身美肤护发水？
我们下篇来扒。
参考文献：[1]-[16]
[1].Denda, M., Katagiri, C., Hirao, T., Maruyama, N. and Takahashi, M. Some magnesium salts and a mixture of magnesium and calcium salts accelerate skin barrier recovery[J]. Arch Dermatol Res, 1999, 291:560–563.
[2].Lee SH, Elias PM, Proksch E, et al. Calcium and potassium are important regulators of barrier homeostasis in murine epidermis[J]. The Journal of Clinical Investigation, 1992,89(2):530-538.
[3].Seki T, Morimatsu S, Nagahori H, et al. Free residual chlorine in bathing water reduces the water-holding capacity of the stratum corneum in atopic skin. The Journal of Dermatology. 2003, 30(3): 196-202.
[4].Henning, M., Ibler, K., Ullum, H., et al. The association between water hardness and xerosis-results from the Danish Blood Donor Study. PLoS ONE，2021， 16(6):e0252462.
[5].Michael R. Perkin, Joanna Craven, Kirsty Logan, et al. Association between domestic water hardness, chlorine, and atopic dermatitis risk in early life: A population-based cross-sectional study. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2016, S0091-6749(16)30187-7.
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[9].Gautham,Srinivasan,Srinivas,Chakravarthy Rangachari.Scanning electron microscopy of hair treated in hard water.[J].International journal of dermatology, 2016, 55(6): 344-346.
[10].Luqman M W, Ali R, Khan Z, et al. Effect of topical application of hard water in weakening of hair in men[J]. Jpma the Journal of the Pakistan Medical Association, 2016, 66(9):1132.
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[12].World Health Organization Hardness in Drinking-Water, 2003
[13].Yousefi, M., Najafi Saleh, H., Yaseri, M., Jalilzadeh, M., & Mohammadi, A. A. Association of consumption of excess hard water, body mass index and waist circumference with risk of hypertension in individuals living in hard and soft water areas. Environmental geochemistry and health, 2019, 41(3), 1213-1221.
[14].Rylander R, Bonevik H, Rubenowitz E. Magnesium and calcium in drinking water and cardiovascular mortality .[J]. Scandinavian Journal of Work Environment & Health, 1991, 17(2):91-94.
[15].Randomized controlled pilot trial with ion‐exchange water softeners to prevent eczema (SOFTER trial)。
[16].Matsuda, K., Makita, Y., Nagaoka, T., et al. Improved effect of ultra-pure soft water on skin water content in older adults. Geriatrics & Gerontology International, 2018，18(2), pp.364-365.
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