La dureté de l'eau correspond à la quantité de sels solubles et insolubles, principalement du calcium et du magnésium, présents dans l'eau naturelle. Plus la concentration est élevée, plus l'eau est dure. Un excès de sels peut provoquer l'accumulation de tartre dans les canalisations, endommageant rapidement les appareils électroménagers, la plomberie et les équipements hydrauliques.
Pour déterminer précisément la dureté de l'eau (la quantité de sels dissous, la concentration en fer, soufre, magnésium, calcium, etc.), des analyses en laboratoire (par exemple, dans un centre sanitaire) sont effectuées à l'aide d'analyses chimiques ou d'équipements spécialisés. À domicile, on mesure la dureté de l'eau à l'aide de bandelettes ou de testeurs.
L'eau ordinaire n'est pas seulement composée d'atomes d'hydrogène et d'oxygène ; elle contient également de nombreuses impuretés diverses. La présence de ces impuretés détermine la dureté de l'eau, et les unités de mesure (°C – degrés de dureté) indiquent dans quelle mesure cette valeur dépasse les limites acceptables.
La dureté de l'eau doit être prise en compte non seulement par les ingénieurs chargés de l'installation des réseaux, mais aussi par les particuliers au quotidien. Si l'on utilise une bouilloire électrique ou un lave-linge avec fonction chauffage, tout peut mal fonctionner en cas d'eau trop dure. Il est même probable que le savon ne se dissolve pas correctement dans une telle eau.
Cet article expliquera en détail comment déterminer le niveau de dureté de l'eau du robinet, ainsi que les méthodes pour lutter contre les niveaux élevés d'impuretés.
- Eau dure et eau douce – quelle est la différence ?
- Examinons les différents types de rigidité.
- Unités de mesure de la dureté
- Causes de la dureté de l'eau
- Méthodes pour éliminer la rigidité
- Comment la dureté de l'eau affecte-t-elle sa qualité ?
- Effets sur la santé humaine
- Méthodes de détermination de la dureté de l'eau
- Conclusion
Eau dure et eau douce – quelle est la différence ?
La salinité de l'eau est influencée par la présence de calcium et de magnésium dissous. La présence d'hydrate de fer, souvent abondante dans les eaux artésiennes, peut également l'accroître significativement.
Lorsque de telles impuretés sont présentes en petites quantités, on parle d'impuretés « douces ». Cet indicateur est généralement divisé en trois catégories :
- Doux.
- Moyenne.
- Difficile.
DouxJe suis de l'eau de pluie ou de l'eau distillée. Cette eau est pratiquement exempte d'impuretés minérales.
Dans la plupart des cas, on peut également l'obtenir par ébullition prolongée ou par ajout de réactifs chimiques spéciaux.
Moyenne — se trouve le plus souvent dans les systèmes d'adduction d'eau, ainsi que dans les eaux de source et artésiennes.
Difficile Cette catégorie comprend l'eau de mer, l'eau océanique et l'eau provenant de couches rocheuses riches en dépôts minéraux. Elle peut contenir de grandes quantités de sels dissous. En pourcentage, la salinité peut atteindre jusqu'à 33 % du volume total.
Examinons les différents types de rigidité.
Cet indicateur est généralement divisé en plusieurs catégories.
- Constante - est un indicateur invariable qui dépend de la teneur en sulfates et en chlorures.
- La dureté temporaire est due à la présence de bicarbonates de calcium et de magnésium. Ce type de dureté est ainsi nommé car il est presque entièrement neutralisé par ébullition.
- La rigidité totale est obtenue en additionnant les indicateurs constants et temporaires.
Pour déterminer précisément cet indicateur, il est nécessaire de savoir quelles unités de mesure peuvent être utilisées à cette fin.
Unités de mesure de la dureté
Pour calculer précisément la dureté de l'eau, il est nécessaire de déterminer la concentration des cations calcium et magnésium. Actuellement, cet indicateur est mesuré dans les unités suivantes :
- Mol/m3 (mol par mètre cube) – utilisé en Russie jusqu'en 2014.
- °Ж (degrés de dureté) – cette unité de mesure est utilisée en Russie depuis 2014.
- Le dH (degré allemand) est une unité de mesure utilisée dans les pays européens.
- fo (diplôme français) - également utilisé dans les pays européens.
- Le ppm CaCO3 (degrés US) est une unité de mesure utilisée dans les États d'Amérique du Nord.
Il convient de noter que dans notre pays, l'expression de la dureté totale en mol/m3 n'a commencé à être utilisée qu'en 1952. Avant cette date, les calculs étaient effectués en degrés, qui étaient égaux au degré allemand moderne.
Depuis 2014, la Russie a adopté une norme internationale pour le calcul de la dureté de l'eau, exprimée en degrés J (°J). Un degré J équivaut à 0,5 millimole par litre de liquide, ce qui facilite le calcul de la concentration d'une substance dans un liquide.
Causes de la dureté de l'eau
Lors du cycle naturel de l'eau, l'eau liquide se transforme en vapeur et s'élève dans la haute atmosphère. Après condensation, elle retombe sous forme de précipitations et ne contient aucune impureté susceptible d'affecter sa dureté. Cependant, en traversant la croûte terrestre, l'eau liquide dissout diverses roches contenant du potassium et du magnésium. En absorbant ces éléments, elle devient plus dure. Dans la mer, l'eau est toujours dure en raison de la forte concentration de chlorure de sodium.
S'il est nécessaire de réduire la concentration en ions potassium et magnésium, différentes méthodes peuvent être utilisées pour réduire la quantité d'impuretés salines.
Méthodes pour éliminer la rigidité
Pour lutter contre une teneur excessive en sel, les méthodes suivantes sont utilisées :
- L'ébullition élimine complètement la dureté temporaire. Ce processus s'accompagne du dépôt d'une grande quantité de sédiments au fond et sur les parois de la cuve d'ébullition.
- Chimiquement, on peut réduire la teneur en sels en utilisant de la chaux éteinte. L'ajout de soude à la chaux permet également d'éliminer la dureté permanente.
- La congélation est une méthode simple pour lutter contre la dureté persistante de l'eau. Pour adoucir l'eau, il suffit de la congeler jusqu'à ce qu'elle contienne au maximum 10 % d'eau et 90 % de glace. On égoutte ensuite le liquide non congelé, puis on fait fondre la glace et on l'utilise.
- Distillation – tous les sels étant des substances non volatiles, il suffit d'abord de transformer l'eau en vapeur par chauffage, puis de la condenser.
- L'adoucissement électromagnétique utilise un champ électromagnétique pour adoucir les liquides. Cette méthode de réduction de la teneur en sel de l'eau est principalement employée dans les systèmes de chaudières.
- L'échange cationique est une méthode très efficace pour éliminer l'excès de sels de l'eau. La purification s'effectue en faisant passer l'eau à travers une couche de résine échangeuse de cations.
Chacune des méthodes d'adoucissement de l'eau proposées peut traiter des niveaux élevés de cet indicateur, mais les méthodes chimiques ne sont généralement pas utilisées pour éliminer les sels de l'eau potable.
Comment la dureté de l'eau affecte-t-elle sa qualité ?
La dureté de l'eau potable influe principalement sur son goût. Le seuil de perception gustative des ions calcium se situe entre 2 et 6 mg-eq/L. Celui des ions magnésium est nettement inférieur ; l'eau potable la plus agréable au goût est donc considérée comme ayant un seuil de perception gustative compris entre 1,6 et 3 mg-eq/L.
Dans certains cas, une eau d'une dureté allant jusqu'à 10 mg-eq/l peut être utilisée pour la consommation, mais son utilisation à long terme peut avoir des effets négatifs sur la santé humaine. L'utilisation d'eau trop dure dans les appareils de chauffage de liquides est déconseillée.Les bouilloires électriques, les chauffe-eau, les lave-linge et les lave-vaisselle sont tous équipés d'éléments chauffants qui se recouvrent rapidement de dépôts, ce qui rend le processus de chauffage moins efficace.
L'utilisation prolongée d'un chauffe-eau électrique fortement entartré peut entraîner une surchauffe et une panne. Heureusement, le détartrage est simple : il suffit de dissoudre deux sachets d'acide citrique dans un litre d'eau et de faire bouillir abondamment la bouilloire ou tout autre appareil de chauffe-eau. Rincez ensuite soigneusement l'appareil et utilisez-le normalement.
Effets sur la santé humaine
La consommation prolongée d'eau dure peut entraîner de graves anomalies dans l'organisme, affectant principalement le fonctionnement des organes suivants :
- tube digestif (TDI) Lorsque les sels présents dans l'eau dure se combinent aux graisses animales, il se forme des sels d'acides gras qui tapissent les parois de l'estomac et des intestins, empêchant la fermentation normale et ralentissant considérablement le péristaltisme. De ce fait, des substances nocives et des toxines s'accumulent dans l'organisme, entraînant une dysbiose.
- Fonction articulaire Lorsque certains types de sels pénètrent dans l'organisme, ils forment des substances inorganiques qui finissent par déplacer le liquide synovial des articulations. Ce déplacement entraîne la formation de cristaux qui s'incrustent dans les articulations, provoquant de fortes douleurs lors des mouvements. La consommation prolongée d'eau dure peut entraîner de l'arthrite et de la polyarthrite.
- Système cardiovasculaire — Une augmentation significative de la dureté de l'eau potable entraîne une détérioration de la fonction cardiaque, pouvant même aller jusqu'à provoquer une arythmie grave.
- affection cutanée L'eau dure provoque un vieillissement cutané prématuré. Ses effets néfastes se manifestent aussi bien lors de la consommation d'eau que lors de la vaisselle. Au contact de l'eau dure, le liquide vaisselle forme un film qui, en se déposant sur la peau, a un impact négatif à long terme sur les couches supérieures de l'épiderme.
- Formation de calculs rénaux Cette affirmation est un mythe, démenti par la recherche scientifique. La formation des calculs rénaux n'est pas liée à la qualité de l'eau potable. Ils se forment principalement en raison d'une carence en calcium. Cette carence entraîne une perte de calcium au niveau des os et son dépôt dans le système urinaire.
Tous les troubles et affections mentionnés ci-dessus peuvent être évités grâce à un système de filtration d'eau multi-étapes. Bien que ces dispositifs soient peu coûteux, le traitement de diverses affections peut s'avérer onéreux.
Méthodes de détermination de la dureté de l'eau
Pour éviter les effets néfastes de l'eau dure sur la santé et prolonger la durée de vie des appareils de chauffage, il est nécessaire de déterminer la quantité approximative de sels de potassium et de magnésium dissous dans l'eau. Cette estimation peut s'avérer difficile par simple dégustation, car les variations ne sont perceptibles que si un certain seuil est dépassé.
Pour déterminer à domicile les niveaux élevés de sels de potassium, de magnésium et de sodium, vous pouvez utiliser les méthodes suivantes :
- Essayez de dissoudre le savon dans l'eau ; si aucune mousse ne se forme, l'eau est très dure et ne doit pas être utilisée.
- Si une grande quantité de tartre se forme dans une bouilloire ou un autre appareil en peu de temps, c'est que l'eau a certainement dépassé les limites de sécurité pour cette valeur.
- L'utilisation de bandelettes indicatrices permet de déterminer avec plus de précision la concentration en sels d'un liquide, mais cette méthode nécessite un petit investissement. Pour réaliser le test, il suffit de tremper la bandelette dans l'eau pendant quelques secondes, puis, après une minute, de comparer sa couleur avec le nuancier fourni dans la notice.
Conclusion
Il est essentiel de connaître la dureté de l'eau utilisée pour la consommation, le chauffage et les autres appareils de production d'eau chaude. L'utilisation d'unités de mesure précises pour les calculs domestiques n'est pas toujours nécessaire.
Dans l'industrie chimique et d'autres industries de haute technologie, en revanche, il sera nécessaire de connaître la quantité de sels dissous dans l'eau au milligramme près ; par conséquent, toutes les unités de mesure de cet indicateur proposées dans cet article peuvent être utilisées pour déterminer et, si nécessaire, réduire la quantité de sels dans l'eau.
