碳酸水（英文：Carbonated H?O），含有碳酸的水，分為天然水和人工制作兩種類型。
天然碳酸水含有大量的游離二氧化碳(碳酸氣)其含量白每升數百毫克到幾克。礦化度通常較低、味美、有涼爽感。廣布于火山巖區的斷裂帶和巨大的構造斷裂帶中。典型的碳酸水常是冷水，因為高溫不利于二氧化碳在水中的溶解。人工制作且含有碳酸的水，又叫蘇打水。
天然碳酸水經常出現在初期火山作用區里，碳酸氣在地底下是由于激烈的熱過程作用才形成的。碳酸水由地底下上升，愈接近地面，則水中的碳酸氣逸出得也愈多。1769年，英國人化學家J.約瑟夫普里斯特利發現，向水中注入二氧化碳，就可以制作出碳酸水。1832年，一個叫約翰·馬修的英國人改進了機器，為業界帶來了技術曙光。從制氣到向水里打氣，不出半小時制好的蘇打水就能從龍頭口流出。人工制作的碳酸水原料為水、碳酸、果葡糖漿等。
人工制作的碳酸飲料中的糖類物質可以為人體提供能量；具有去污（如咖啡漬、銀器污漬）等物理應用。但除此之外，其中幾乎不含其它營養物質，如果飲用碳酸飲料過量，也可能對人體健康帶來一些隱患（如增加體重、影響牙齒健康）。
歷史沿革
發現時期
碳酸水經常在初期火山作用區發現。地質學家經過研究發現，碳酸氣在地底下是由于激烈的熱過程作用才形成的。很大一部分二氧化碳都溶于地下水中；位于很深的地下礦水中，游離二氧化碳的含量可達很高程度，如一升含6—8克。碳酸水由地底下上升，愈接近地面，則水中的碳酸氣逸出得也愈多。人們在地面上見到的碳酸水，是一種水和氣體的混合物，其中之二氧化碳少有超過3克者。在碳酸泉旁邊人們可以看到水好象是“沸騰”，其實是水在析出一個個小的碳酸氣泡。
中國的冷碳酸水，主要分布在東北長白山和小興安嶺、大興安嶺，以及內蒙古高原、青海省等地。
研制時期
1769年，英國人化學家J.約瑟夫普里斯特利發現，向水中注入二氧化碳，就可以制作出碳酸水。在一家釀酒廠里，普里斯特利將蒸餾水懸掛在啤酒發酵罐上方，收集到了啤酒發酵中的氣體，制作出了歷史上第一杯人工氣泡水。1772年，普里斯特利因為發表了一篇關于碳酸水制造的論文而獲得了倫敦皇家自然知識促進學會頒發的科普利獎章，他也被稱為“碳酸水之父”，并被大家認為是現代制造業中飲料工業的先驅。
在天然的帶汽礦泉被歐洲人發現的時候，這種會冒泡的礦泉水就被認為能夠治愈疾病了。然而天然礦泉稀少且不易開發，18世紀，科學家們開始嘗試模仿它的氣泡特性，制作人工礦泉水，但不太成功。
之后，瑞典化學家伯格曼基于石灰粉加硫酸生成二氧化碳的原理，發明了最早的人工氣泡水制作機器。1832年，一個叫約翰·馬修的英國人改進了蘇打水機器，從制氣到向水里打氣，不出半小時，制好的碳酸水從龍頭口流出。
1851年，英國在倫敦海德公園舉行了世界上第一次國際工業博覽會。當時，會場里禁止飲用任何酒精飲料。一個叫做史威普的商人在會場的中央建造了一座汽水噴泉（軟性飲料 Fountain），博覽會持續的五個半月里，人們從這座噴泉中裝走了100萬瓶水。這種新飲品成為了歐洲人替代酒精飲料的選擇，規模化生產的碳酸水，開始走上大街小巷。
1886年，美國佐治亞州，藥劑師約翰·彭伯頓從古柯酒中得到靈感，本想調制出一種可以治療嗎啡成癮的藥物并申請專利，卻無意中發明了一款飲料。他把它命名為“可口可樂”。碳酸飲料是水+二氧化碳+調味果露的混合，有多重口味。18世紀，瑞典化學家永斯·貝采利烏斯為碳酸水添加口味，比如加入香料、果汁和酒進行調和。后來，礦物鹽、生姜、檸檬被陸續加入其中。
組成
礦水是指具有醫療意義的地下水。有些地下水由于含有特殊的化學成分，或有大量的某些氣缽成分，或具有較高溫度，因而可用于醫療，這樣的地下水便可稱為礦水。地下熱水也具有醫療意義，所以也是礦水。礦水可以是熱的，也可以是冷的。
碳酸水含有大量的游離的CO2。CO2的含量自每升數百毫克到幾克。大量的CO2是由巖石在高熱下變質而產生的。巖石的變質作用在近期褶皺與新火山活動地區最為強烈。因此碳酸水多產生于此類地區。在溫度方面，典型的碳酸水常是冷的。高溫不利于C02在水中的溶解。
按水化學類型可分碳酸泉、氯泉和硫化氫水。碳酸泉水按含游離二氧化碳濃度分為醫療用碳酸水、碳酸水、含碳酸水。人工制作的碳酸水原料為水、碳酸、果葡糖漿等。
加工和制作
碳酸水制備設備主要有二氧化碳發生器、汽水混合機、冷凍機等。
二氧化碳發生器
二氧化碳發生器包括二氧化碳發生桶、儲氣桶、空壓機，精濾器、硫酸桶，配電箱等部件組成。
二氧化碳氣體發生器的作用原理，是將硫酸和碳酸氫鈉起反應產生二氧化碳氣體，發生器所用的小蘇大和硫酸都是工業品。
汽水混合機
汽水混合機是碳酸飲料生產的關鍵設備之一，作用原理是根據水和二氧化碳在一定壓力和溫度環境下起反應而形成碳酸水。其反應程度與二氧化碳壓力，水溫，以及水同二氧化碳的接觸面積和時間有密切關系。
冷凍設備
飲料廠采用的都是壓縮式制冷裝置。小型制冷裝置選用氟利昂12、利昂22(F一22)作為制冷劑，大型制冷裝置多采用氨作為制冷劑。壓縮式制冷裝置是由蒸發器、壓縮機、冷凝器、熱力膨脹閥四個部件組成。蒸發器也就是由冷水庫內一組組盤管組成。液態制冷劑在調定的蒸發壓力下，通過盤管時，立即吸，改管外空間的熱量而汽化，從而使蒸發器所在的空間建立起低溫，實觀對冷水庫進行制冷。
分類
碳酸水分為天然碳酸水、人工制作的碳酸水。
天然碳酸水
天然碳酸水經常在初期火山作用區發現。
人工制作
人工制作的碳酸水是指在一定條件下充入二氧化碳的飲料，主要成分包括碳酸水、檸檬酸等酸性物質，有些還含咖啡因和人工色素等。
此外，按照《國家標準碳酸飲料（汽水）GB/T 10792-2008》，碳酸飲料就是在一定條件下充入二氧化碳的飲料，但不包括發酵帶來的二氧化碳的飲料。氣泡水、碳酸水，以及部分蘇打水，本質上是一個東西。
氣泡水，加了有氣泡的水。根據水里的氣泡的來源，氣泡水可分為天然的氣泡和人工的氣泡。永凍層的冰塊在外力的擠壓下，水源會天然含汽。在取水的時候，人們會先將水和氣泡進行人工分離，經過凈化處理之后，再把氣泡人工壓回去。這種氣泡水比較少見，通常也更貴。
人工氣泡水是由被加壓的二氧化碳通過水做成。加壓之壓力比標準大氣壓力更強，使其增加溶解度，令更多二氧化碳溶入。當瓶蓋打開，壓力被釋放，氣體形成泡沫出來，如此形成獨特泡沫。蘇打水，就是加了碳酸氫鈉（碳酸氫鈉）的水，會給水帶來一些不一樣的風味。有些蘇打水是有氣泡的，有些沒有。
行業標準
中國分別于2017年9月和2018年實施了《飲用天然蘇打水》（中國民族衛生協會頒布）團體標準和《蘇打水飲料》（中國飲料工業協會頒布）、《無汽（氣）蘇打水飲料）（中國民族衛生協會頒布）的團體標準。
按照《蘇打水飲料》的標準規定，蘇打水飲料是以水為原料，添加碳酸氫鈉調整風味，可充入二氧化碳，不經調色處理，不添加糖（包括食糖和淀粉糖），經過適當的加工處理制成的風味水飲料。按照是否充入二氧化碳分為含氣型蘇打水飲料和無氣型蘇打水飲料。
《無汽（氣）蘇打水飲料》指的是以水為原料，不添加二氧化碳，添加碳酸氫鈉調整風味， 添加或不添加甜味劑、酸度調節劑、食用香精（ 料）等食品添加劑及食品營養強化劑，不經調色處理，不添加糖（ 包括食糖和淀粉糖等），經過適當的加工處理制成的風味水飲料。
《飲用天然蘇打水》團標規定，從地下深處自然涌出或經鉆井采出的ＨＣＯ３-Ｎａ型水，不含游離二氧化碳，呈弱堿性，在一定區域未受污染并采取預防措施避免污染，其動態指標在天然周期波動范圍內相對穩定。特征指標要滿足兩點：碳酸氫鈉的含量要大于或等于340mg/L。PH值大于或等于7.8。
中華人民共和國國家標準《飲用天然礦泉水》（GB8537—1995）要求，每升水中含有游離二氧化碳250mg及以上的，就可稱為碳酸型的飲用天然礦泉水。
產業發展
2016年，中國蘇打水（碳酸水）市場規模為79億元。2017年，含氣蘇打水品類銷售量年增長率為28%，增速領先于其他包裝飲料產品。據尼爾森數據，2017年—2018年，整體蘇打水市場銷量增長36.9%，遠高于飲料整體的3.1%。
《2015-2050年中國蘇打水市場運營及發展預測報告》預測，未來十年內，中國國內蘇打水（碳酸水）市場的容量將超過200億元。縱觀全球蘇打水市場狀況，歐洲國家蘇打水（碳酸水）的產量占比已經過半，達到54.1%，而中國蘇打水產量僅占比7.2%。
相關爭議
美國疾病控制與預防中心(CDC)也推薦碳酸水代替添加糖分的飲料。因此，圍繞碳酸水對于健康的影響而引起的幾個問題將會得到解決。
牙齒
二氧化碳溶于水后便會生成碳酸，pH值就會下降，碳酸呈酸性。而這種碳酸容易引起齲病，所以很多人表示很擔心。
據小兒牙科專業雜志《國際日刊》的一項研究顯示，含香料的碳酸水的pH值為2.7-3.3，達到了侵蝕牙齒的標準。但問題是，長期調查關于碳酸水對牙釉質的影響的研究并不多。
美國牙科協會(ADA)稱，碳酸水對牙齒基本沒有問題。不過，要注意提高碳酸水酸度的添加劑，例如檸檬汁之類的。凡是含有可發酵的碳水化合物的產品（糖和某些淀粉）都有可能導致蛀牙。
骨骼
長期以來，人們一直認為，碳酸水是強酸性的，會侵蝕骨頭，甚至有可能會造成骨質疏松癥。但是，顯示這種結果的研究，幾乎都是使用了含有高酸度的“磷酸”的碳酸飲料。
研究發現，攝取加糖碳酸飲料的話，女性骨密度可能會下降，但是其他的碳酸飲料沒有這樣的關聯性。另一項研究也表明，絕經后的女性即使喝一升含鈉豐富的碳酸水，也不會影響骨骼健康。
饑餓感
有研究表明，碳酸水可能會增加“空腹荷爾蒙”，也有研究顯示，它們會帶來飽腹感。據營養食品維他命學的專門雜志《生命科學與維他命學》的研究顯示，喝碳酸水后，雖然時間很短，但還是會產生飽腹感，此后的研究中也確認了這一結果。
對腸胃的影響
有些人喝碳酸水會脹肚子、脹氣，但也有人會便秘。研究表明，以功能性便秘(消化器官的機能變差引起的便秘)的人為對象，每3周喝1升天然氣泡礦泉水，能增加通便次數。此后進行的更大規模的研究，也取得了同樣的結果。
參考資料 >
Sparkling Water: Are There Benefits?.webmd.2024-01-29
我們為什么愛喝汽水：藏在二氧化碳中的科學史.新華網.2024-01-29
最早的碳酸飲料，竟然是用豬膀胱做出來的？！.北京科學中心.2024-01-29
青啤股份涉足蘇打水市場，行業國標亟待出臺.界面新聞.2024-01-29
碳酸水是時尚還是健康？調查表明可治療便秘.環球網.2024-01-29