Блог

Многие не раз сталкивались с жесткостью питьевой воды, причем иногда не осознавая этого. Накипь внутри чайника, известковый налет на кране, белый налет на посуде после мытья, «дубовое» белье после стирки, мутная пленка в чашке с чаем… Помимо этого, возникают проблемы со здоровьем – дерматиты, перхоть, боли в желудке. И основная причина – излишне жесткая вода.

Конечно, не всегда жесткость вредна. В воде растворены соли и вещества, которые нужны организму. Но если их слишком много, они начинают наносить вред. Поэтому нужно знать, как определить жесткость воды и присутствие в ней солей и снизить их концентрацию при необходимости. Об этом мы расскажем в нашей статье.

Причины жесткости питьевой воды

Жесткость питьевой воды является одной из основных ее качественных характеристик. Она зависит от содержания в воде солей и некоторых других соединений, образующих различные примеси. Соли попадают в подземные и наземные воды из окружающих пород.

Степень жесткости определяется количеством солей и примесей, содержащихся в воде. Их концентрация может отличаться в зависимости от местонахождения источников. Большое количество карбоната кальция можно обнаружить в том случае, если территория расположена в районе залегания известняковых пород.

Меняется состав воды и в процессе смены времен года. Так, зимой соли концентрируются в ней сильнее, а с наступлением теплого сезона этот показатель снижается — причина в образовании льда и смешивании грунтовых вод с талыми потоками с наступлением весны.

Показатели жесткости не являются постоянными величинами, так как на них оказывают влияние многочисленные факторы:

• процессы, происходящие в земной коре;

• особенности пластов, через которые проходит вода;

• интенсивность растворения песчано-каменистых пород;

• особенности времени года.

Качественные характеристики воды отличаются и в зависимости от глубины залегания водных потоков. Чем они выше, тем больше вероятность насыщения ее солями из-за наличия залежей известняков.

Визуальное определение жесткости воды

Понять степень жесткости воды визуально очень сложно. Оценить этот показатель становится проще в процессе стирки — в жесткой воде ткани становятся грубее, ведь на их волокнах оседают содержащиеся в жидкости соли. Даже мягкие и шелковистые вещи становятся колючими и неприятными наощупь.

Определяют степень жесткости питьевой воды в ходе лабораторных исследований, но некоторые выводы можно сделать и самостоятельно, опираясь на следующие признаки:

• Жесткая вода имеет горьковатый привкус.

• Соприкасающаяся с жидкостью поверхность посуды покрывается соляными отложениями.

• При кипячении воды появляется накипь.

• В процессе использования мыла и моющих средств плохо образуется пена.

• Требуется больше времени для того, чтобы заварился чай.

• На вымытых волосах наблюдается налет.

Повышенная жесткость питьевой воды негативно сказывается на эксплуатационных качествах нагревательных приборов. Возникают сложности в их обслуживании, так как отсутствие информации о степени концентрации солей не позволяет рассчитать количество средств, препятствующих появлению накипи, которые следует добавлять при автоматической стирке, задать верную программу для чистки кофемашины, выбрать подходящий фильтр для очистки водопроводной воды и т. д.

Владеть данной информацией крайне важно, так как, по данным научных исследований, употребление воды, содержащей избыточное количество солей, может привести к следующим проблемам:

• Сбои в работе сердечно-сосудистой системы.

• Повышение риска образования камней в почках.

• Нарушение защитных функций кожи. Аллергические реакции и раздражения.

• Ухудшение состояния волос, их ломкость и тусклость.

• Расстройства пищеварения. Проблемы в работе ЖКТ и дисбактериоз как следствие оседания солей на стенках желудка и их накопления в организме.

• Развитие болезней суставов. Артрозы и отложение солей в мышцах.

Классификация питьевой воды с солями жесткости

В зависимости от содержания солей различают несколько типов жесткости.

Она может быть общая, постоянная и временная:

• Временная (карбонатная) жесткость — Жк — присутствует в воде с рН > 8,3, содержащей бикарбонаты. При повышении температуры щелочного раствора они формируют осадок, который превращается в накипь.

• Постоянная (некарбонатная) жесткость — Жнк — свойственна воде, содержащей такие анионы, как хлориды, нитраты, сульфаты. Они не выпадают в осадок в процессе кипячения и сохраняются в неизменном виде.

Жо = Жк + Жнк

С целью определения оптимального процесса очистки воды анализируют все типы жесткости. Существует норма содержания солей, или ПДК, которая устанавливает предельно допустимую жесткость питьевой воды по показателю общей жесткости.

Нормы жесткости питьевой воды

Нормативные показатели жесткости воды регулирует СанПиН. Питьевая вода должна также соответствовать требованиям ГОСТ или ТУ. Химический состав воды исследуется в специальных лабораториях, имеющих аккредитацию.

#TEN_PRODUCTS#

Единицами измерения жесткости являются:

• моль/м3 — моли на кубический метр жидкости;

• мг-экв/л — миллиграмм-эквиваленты на кубический дециметр (на 1 литр);

• °Ж — градус жесткости.

Единицей жесткости воды считается 1 °Ж. Он равен 1 мг-экв/л или 0,5 миллимоля на литр. Для ионов кальция Ca2+ 1 °Ж равен 20,04 мг, содержащимся в литре воды. Для ионов магния Mg2+1 градус жесткости соответствует 12,16 металла на литр. Жесткость питьевой воды – это сочетание основных солей – кальция и магния.

Максимально допустимое содержание солей и их концентрация в разных размерных единицах измерения представлены в таблице:

В зависимости от сферы использования воды устанавливаются разные нормативы для ее характеристик. Допустимые значения жесткости питьевой воды регламентируются нормами СанПиН и условиями ГОСТа:

• В сетевой воде допускается концентрация магния до 50 мг/л.

• В бутилированной воде, кроме магния (5–65 мг/л), регламентируют и содержание кальция (25–130 мг/л).

• Хозяйственно-питьевая вода должна иметь жесткость не выше 350 мг/л (7–10 мг-экв/л).

• Норма для напитков высшей категории — Жо = 1,5–7, а первой — не более 7 мг-экв/л.

• Нормативы ВОЗ в качестве допустимых значений определяют 10–30 мг Mg и 20–80 мг Ca на литр жидкости.

• Показатель общей жесткости воды, предназначенной для питья, по нормам EC не должен превышать 1,2 мг-экв/л.

То есть надо, чтобы небольшие количества солей содержались в питьевой воде. Концентрация кальция в ней должна быть не ниже 0,12 мг/дм3. Также определены минимальные показатели для магния (не менее 0,04 мг/дм3), сульфатов и хлоридов (не менее 2 мг/дм3).

Употребление слишком мягкой воды способствует вымыванию из организма кальция, что становится причиной хрупкости костей и проблем с зубами. Избыточная жесткость нарушает работу выделительной системы, становится причиной мочекаменной болезни. Использование чересчур жесткой воды в технических целях также имеет негативные последствия — отложение солей затрудняет работу гидросистем и водопроводов, ведет к увеличению затраты энергии.

Поэтому жесткость питьевой и технической воды должна быть под постоянным контролем. При наличии отклонений от нормативных показателей следует подвергать жидкость дополнительной очистке.

Самостоятельное измерение жесткости питьевой воды

Процессу использования воды в различных целях должен предшествовать ее анализ на степень жесткости. Это поможет сохранить здоровье, повысить удовлетворенность потребителей работой компаний, обеспечивающих их водой, продлить срок эксплуатации производственного оборудования.

Существуют профессиональные и бытовые приборы, с помощью которых можно выяснить уровень жесткости:

• Медицинские полоски, которые можно приобрести в аптеках. Точность результата таких полосок составляет до 1-2 °Ж.

• Экспресс-тесты. С их помощью можно не только анализировать состояние воды в аквариумах, но и подбирать правильные растворы для полива растений.

• Солемеры и TDS/ЕС-тестеры, спектроанализаторы. Они способны не только определить содержание солей, но и дать оценку электропроводности и уровня сопротивления водного раствора.

Достоверные и документально подтвержденные результаты исследований можно получить в ходе лабораторного анализа. Это избавит вас от необходимости покупки бытовых измерительных приборов и самостоятельных расчетов с использованием специальных формул.

Жесткость питьевой воды не должна превышать установленных значений, поэтому необходимо знать возможные способы ее снижения:

Химическое воздействие на воду

В целях смягчения применяют:

• Реагентный способ. В его основе лежит реакция воды с веществами, которые заставляют соли выпадать в виде осадка. В качестве реагентов используется кальцинированная сода, ортофосфат натрия, известь, раствор марганца.

• Электродиализ. Соли подвергаются воздействию электрополей.

• Дистилляция. Данный процесс осуществляется в специальных установках, где происходит выпаривание, а затем осаждение и сбор конденсата.

• Катионирование. Очищение воды до необходимых параметров происходит в результате использования гранулированной загрузки ионообменных смол. В результате фильтрации жесткость воды уменьшается, так как такие фильтры способны задерживать катионы солей.

• Нанофильтрация, пикофильтрация применяются в линиях обратного осмоса с разным диаметром мембранных улавливателей примесей.

• Введение реагентов на разных этапах для очистки воды с использованием соответствующего оборудования: хлор добавляют во всасывающие водопроводы, угольные фильтры ставят перед ионообменными, к отфильтрованным жидкостям добавляют аммиак.

Сегодня существует множество научно разработанных способов снижения жесткости воды, среди которых можно встретить как сложные, так и простые, пригодные для использования в быту варианты очистки воды от солей и примесей.

Очистка в домашних условиях

Нормальная жесткость питьевой воды — залог нашего здоровья. Перечислим несколько несложных способов самостоятельного устранения излишков солей и примесей.

• Отстаивание. В процессе отстаивания тяжелые соли оказываются на дне емкости. Если воду слить аккуратно, стараясь не перемешивать, оставив некоторое количество на дне емкости, то примеси окажутся внизу, и их можно будет просто утилизировать.

• Кипячение. При кипении воды на протяжении длительного времени можно устранить временную жесткость. Все соли сконцентрируются в накипи, а из воды уйдет присущая ей горечь.

• Замораживание и размораживание. Данная процедура подразумевает несколько этапов. Воду нагревают до температуры, при которой появляются пузырьки, затем быстро охлаждают и подвергают заморозке. В результате вода проходит цикл, приближенный к схеме естественного кругооборота воды в природе, и после оттаивания получает новые свойства.

Жесткость питьевой воды можно понизить самостоятельно, применяя описанные выше домашние методы. Но только в том случае, если речь идет о небольших объемах. Для обессоливания воды даже в масштабах обычного домохозяйства они уже будут малоэффективны. К тому же все вышеперечисленные способы не решают вопрос очищения воды от хлора, например. Для этого созданы специальные очистительные фильтры.

Поэтому практически вся вода, предназначенная для использования человеком, проходит процесс фильтрации. Этот метод позволяет:

• Удалить из воды хлор. Это существенно улучшает вкусовые качества воды, удаляет неприятный специфический запах. Она становится пригодной для мытья овощей и фруктов. Такую воду можно использовать в целях личной гигиены.

• Избавить водопроводную воду от примесей тяжелых металлов и уничтожить находящихся в ней бактерий, которые могут стать причиной многих серьезных проблем со здоровьем.

• Регулировать уровень жесткости по потребности. Иногда требуется добавить солей к излишне мягкой воде.

• Сэкономить средства семейного бюджета, потому что очищающие устройства принесут пользу вашему организму, вы станете здоровее.

Жесткость питьевой воды – показатель, от которого зависит не только эффективность работы многочисленных технических приспособлений, но и состояние нашего здоровья. По данным ВОЗ, угрозу для человека может представлять как перенасыщенная солями вода, так и излишне мягкая. Знать качественные характеристики употребляемой воды очень важно, и чем точнее будет полученная информация, тем безопаснее и комфортнее окажется наша жизнь.