La durezza dell'acqua indica la quantità di sali solubili e insolubili, principalmente calcio e magnesio, presenti nell'acqua naturale. Maggiore è la concentrazione, maggiore è la durezza. Un eccesso di sali può causare la formazione di incrostazioni negli impianti idrici, danneggiando rapidamente elettrodomestici, rubinetteria e apparecchiature idrauliche.
Per determinare con precisione la durezza dell'acqua (quantità di sali disciolti responsabili della durezza, concentrazione di ferro, zolfo, magnesio, calcio, ecc.), si effettuano analisi di laboratorio (ad esempio, presso un centro sanitario ed epidemiologico) utilizzando analisi chimiche o apparecchiature specializzate. A casa, la durezza dell'acqua viene determinata utilizzando strisce reattive o appositi strumenti di analisi.
L'acqua comune non è composta solo da atomi di idrogeno e ossigeno, ma contiene anche un gran numero di impurità di vario tipo. La presenza di queste impurità determina la durezza dell'acqua, e l'unità di misura (°Ж - gradi di durezza) indica di quanto questo valore superi i limiti accettabili.
La durezza dell'acqua deve essere determinata non solo dagli ingegneri che installano le reti idriche, ma anche dalle persone comuni nella vita di tutti i giorni. Se utilizziamo un bollitore elettrico o una lavatrice con funzione di riscaldamento, tutto può non funzionare correttamente se la durezza è troppo elevata. È improbabile che si riesca persino a sciogliere correttamente il sapone in un'acqua del genere.
Questo articolo illustrerà in dettaglio come determinare il livello di durezza dell'acqua del rubinetto, nonché i metodi per contrastare livelli elevati di impurità.
- Acqua dura e acqua dolce: qual è la differenza?
- Analizziamo i diversi tipi di rigidità
- Unità di misura della durezza
- Cause della durezza dell'acqua
- Metodi per eliminare la rigidità
- In che modo la durezza dell'acqua influisce sulla qualità dell'acqua?
- Effetti sulla salute umana
- Metodi per la determinazione della durezza dell'acqua
- Conclusione
Acqua dura e acqua dolce: qual è la differenza?
La concentrazione di sale nell'acqua è influenzata dalla presenza di calcio e magnesio disciolti. Anche la presenza di idrato di ferro, spesso presente in eccesso nelle acque artesiane, può incrementare significativamente tale livello.
Quando tali impurità sono presenti in piccole quantità, si parla di "soft". Questo indicatore è generalmente suddiviso in tre categorie:
- Morbido.
- Media.
- Difficile.
MorbidoSono acqua piovana o acqua distillata. Quest'acqua è praticamente priva di impurità minerali.
Nella maggior parte dei casi, si può ottenere anche tramite bollitura prolungata o aggiunta di reagenti chimici specifici.
Media — si trova più spesso nei sistemi di approvvigionamento idrico, così come nelle sorgenti e nelle acque artesiane.
Difficile Questa categoria comprende l'acqua di mare, l'acqua oceanica e l'acqua che scorre da strati rocciosi ricchi di depositi minerali. Può contenere grandi quantità di sali disciolti. In termini percentuali, la salinità può raggiungere fino al 33% del volume totale.
Analizziamo i diversi tipi di rigidità
Questo indicatore viene solitamente suddiviso nelle seguenti categorie.
- Costante - è un indicatore immutabile che dipende dal contenuto di solfati e cloruri.
- La durezza temporanea è causata dalla presenza di bicarbonati di calcio e magnesio. Questo tipo di durezza prende il nome dalla sua capacità di essere quasi completamente neutralizzata mediante ebollizione.
- La rigidità totale si ottiene sommando gli indicatori costanti e temporanei.
Per determinare con precisione questo indicatore, è necessario sapere quali unità di misura possono essere utilizzate a tale scopo.
Unità di misura della durezza
Per calcolare con precisione la durezza dell'acqua, è necessario determinare la concentrazione di cationi di calcio e magnesio. Attualmente, questo indicatore viene misurato nelle seguenti unità:
- Mol/m3 (mol per metro cubo) – unità di misura utilizzata in Russia fino al 2014.
- °Ж (gradi di durezza) – questa unità di misura è utilizzata in Russia dal 2014.
- dH (grado tedesco) è un'unità di misura utilizzata nei paesi europei.
- fo (grado francese) - utilizzato anche nei paesi europei.
- ppm CaCO3 (gradi USA) è un'unità di misura utilizzata negli stati del Nord America.
Va notato che nel nostro Paese l'espressione per la durezza totale in mol/m³ ha iniziato ad essere utilizzata solo nel 1952. Prima di allora, i calcoli venivano effettuati in gradi, che corrispondevano ai moderni gradi tedeschi.
Dal 2014, la Russia ha adottato uno standard internazionale per il calcolo della durezza dell'acqua, espressa in gradi (°J). Un grado J equivale a 1/2 millimoli per litro di liquido, il che semplifica il calcolo della concentrazione di una sostanza in un liquido.
Cause della durezza dell'acqua
Durante il ciclo naturale dell'acqua, il liquido si trasforma in vapore e sale nell'atmosfera superiore. Dopo la condensazione, ricade sotto forma di precipitazioni e non contiene impurità che ne influenzino la durezza. Tuttavia, attraversando la crosta terrestre, il liquido dissolve diverse rocce contenenti potassio e magnesio. Assorbendo questi elementi, l'acqua aumenta la sua durezza. In mare, l'acqua è sempre dura a causa dell'elevata concentrazione di cloruro di sodio.
Se è necessario ridurre la concentrazione di ioni potassio e magnesio, si possono utilizzare diversi metodi per diminuire la quantità di impurità saline.
Metodi per eliminare la rigidità
Per contrastare l'eccessivo contenuto di sale, si utilizzano i seguenti metodi:
- La bollitura elimina completamente la durezza temporanea. Questo processo è accompagnato dalla deposizione di una grande quantità di sedimenti sul fondo e sulle pareti della vasca di bollitura.
- Dal punto di vista chimico, è possibile ridurre la quantità di sali utilizzando calce spenta. L'aggiunta di soda alla calce può inoltre eliminare la durezza permanente.
- Il congelamento è un metodo semplice per affrontare il problema della durezza persistente dell'acqua. Per addolcire l'acqua, è sufficiente congelarla fino a quando non sia composta per più del 10% da acqua e per il 90% da ghiaccio. Il liquido non congelato viene quindi scolato e l'acqua solida viene sciolta e utilizzata.
- Distillazione: tutti i sali sono sostanze non volatili, quindi è sufficiente convertire prima l'acqua in vapore mediante riscaldamento e poi condensarla.
- L'addolcimento elettromagnetico utilizza un campo elettromagnetico per addolcire i liquidi. Questo metodo di riduzione dei sali nell'acqua è comunemente impiegato negli impianti di caldaie.
- Lo scambio cationico è un metodo altamente efficace per rimuovere i sali in eccesso dall'acqua. La purificazione avviene facendo passare l'acqua attraverso uno strato di resina a scambio cationico.
Tutti i metodi di addolcimento dell'acqua proposti sono in grado di gestire livelli elevati di questo indicatore, ma i metodi chimici non vengono solitamente utilizzati per rimuovere i sali dall'acqua potabile.
In che modo la durezza dell'acqua influisce sulla qualità dell'acqua?
La durezza dell'acqua potabile influisce principalmente sul suo sapore. La soglia di percezione del gusto degli ioni calcio nell'acqua potabile è di 2-6 mg-eq/L. La soglia di percezione del gusto degli ioni magnesio è significativamente inferiore, pertanto l'acqua potabile dal sapore più gradevole è considerata quella con una soglia di percezione del gusto compresa tra 1,6 e 3 mg-eq/L.
In alcuni casi, l'acqua con una durezza fino a 10 mg-eq/l può essere utilizzata per bere, ma il suo consumo prolungato può avere effetti negativi sulla salute umana. L'acqua troppo dura non è consigliata per l'uso in dispositivi di riscaldamento a liquido.Bollitori elettrici, scaldabagni, lavatrici e lavastoviglie sono tutti dotati di elementi riscaldanti che si ricoprono rapidamente di depositi, rendendo il processo di riscaldamento meno efficiente.
L'utilizzo prolungato di uno scaldabagno elettrico con un consistente strato di calcare può causare surriscaldamento e malfunzionamento. Fortunatamente, è possibile rimuovere il calcare sciogliendo due bustine di acido citrico in 1 litro d'acqua e facendo bollire abbondantemente il bollitore o qualsiasi altro scaldabagno. Successivamente, risciacquare accuratamente l'apparecchio e continuare a utilizzarlo normalmente.
Effetti sulla salute umana
Il consumo prolungato di acqua dura può causare gravi anomalie nell'organismo umano, interessando principalmente il funzionamento dei seguenti organi:
- Tratto gastrointestinale (GIT) Quando i sali presenti nell'acqua dura si combinano con i grassi animali, si formano sali di acidi grassi che rivestono le pareti dello stomaco e dell'intestino, impedendo la normale fermentazione e rallentando significativamente la peristalsi. Di conseguenza, sostanze nocive e tossine si accumulano nell'organismo, causando disbiosi.
- Funzione congiunta Quando determinati tipi di sali entrano nel corpo umano, formano sostanze inorganiche che finiscono per sostituire il liquido sinoviale nelle articolazioni. Questa sostituzione provoca la formazione di cristalli che incrostano le articolazioni, causando forti dolori durante il movimento. Il consumo prolungato di acqua dura può portare ad artrite e poliartrite.
- Sistema cardiovascolare — Con un aumento significativo della durezza dell'acqua potabile, la funzionalità cardiaca si deteriora, fino al punto di provocare gravi aritmie.
- Condizione della pelle L'acqua dura provoca un invecchiamento precoce della pelle. Gli effetti negativi si osservano sia bevendo quest'acqua, sia lavando i piatti. Quando il detersivo per piatti entra in contatto con l'acqua dura, si forma una pellicola che, depositandosi sulla pelle, ha un impatto negativo a lungo termine sugli strati superiori dell'epidermide.
- Formazione di calcoli renali Questa affermazione è un mito, sfatato grazie alla ricerca scientifica. Il processo di formazione dei calcoli non dipende dalla qualità dell'acqua potabile. I calcoli renali si formano principalmente a causa di una carenza di calcio nell'organismo. Una carenza di questo elemento provoca il suo prelievo dalle ossa e il suo deposito nel sistema urinario.
Tutti i disturbi e le patologie sopra menzionati possono essere evitati utilizzando un sistema di filtrazione dell'acqua a più stadi. Sebbene questi dispositivi siano economici, il trattamento di diverse patologie può risultare piuttosto costoso.
Metodi per la determinazione della durezza dell'acqua
Per evitare gli effetti negativi dell'acqua dura sulla salute e prolungare la durata degli impianti di riscaldamento, è necessario determinare la quantità approssimativa di sali di potassio e magnesio disciolti nell'acqua. Determinare questo valore basandosi solo sul gusto può risultare difficile, poiché le variazioni si rilevano solo al superamento di una determinata soglia.
Per determinare livelli elevati di sali di potassio, magnesio e sodio a casa, è possibile utilizzare i seguenti metodi:
- Provate a sciogliere il sapone in acqua; se non si forma schiuma, l'acqua è molto dura e non è adatta all'uso.
- Se in un bollitore o in un altro elettrodomestico si forma una grande quantità di calcare in un breve lasso di tempo, significa che l'acqua ha sicuramente superato i limiti di sicurezza per quel valore.
- Utilizzando le strisce indicatrici, è possibile determinare con maggiore precisione la quantità di sali in un liquido, ma questo metodo richiede un piccolo investimento. Per eseguire il test, è sufficiente immergere la striscia indicatrice nell'acqua per alcuni secondi e, dopo un minuto, confrontarne il colore con la tabella fornita nelle istruzioni.
Conclusione
È fondamentale conoscere il livello di durezza dell'acqua utilizzata per bere, riscaldare e per altri apparecchi di riscaldamento dell'acqua. Non è sempre necessario utilizzare unità di misura precise per i calcoli domestici.
Nell'industria chimica e in altri settori ad alta tecnologia, al contrario, sarà necessario conoscere la quantità di sali disciolti in acqua fino al milligrammo, quindi qualsiasi unità di misura per questo indicatore proposta in questo articolo può essere utilizzata per determinare e, se necessario, ridurre la quantità di sali nell'acqua.
