Vannhardhet er mengden løselige og uløselige salter, hovedsakelig kalsium og magnesium, som finnes i naturlig vann. Jo høyere konsentrasjon, desto høyere hardhet. Overskytende salter kan forårsake kalkavleiringer i vannforsyningssystemer, noe som raskt kan skade apparater, rørleggerarbeid og hydraulisk utstyr.
For å nøyaktig bestemme vannhardheten (mengden oppløste hardhetssalter, konsentrasjonen av jern, svovel, magnesium, kalsium, etc.), utføres laboratorietester (for eksempel på en sanitær- og epidemiologisk stasjon) ved hjelp av kjemisk analyse eller spesialutstyr. Hjemme bestemmes vannhardheten ved hjelp av teststrimler eller testere.
Vanlig vann består ikke bare av hydrogen- og oksygenatomer; det inneholder også et stort antall forskjellige urenheter. Tilstedeværelsen av disse urenhetene bestemmer vannets hardhet, og måleenhetene (°Ж – hardhetsgrader) indikerer hvor mye denne verdien overstiger akseptable grenser.
Vannhardheten må bestemmes ikke bare av ingeniører som installerer ledninger, men også av vanlige folk i hverdagen. Hvis vi bruker en vannkoker eller en vaskemaskin med varmefunksjon, kan alt fungere feil hvis hardheten er for høy. Det er usannsynlig at du engang vil kunne løse opp såpe ordentlig i slikt vann.
Denne artikkelen vil dekke i detalj hvordan man bestemmer hardhetsnivået til tappevann, samt metoder for å bekjempe høye nivåer av urenheter.
Hardt og mykt vann – hva er forskjellen?
Mengden salt i vann påvirkes av tilstedeværelsen av oppløst kalsium og magnesium. Tilstedeværelsen av jernhydrat, som ofte er tilstede i overskudd i artesisk vann, kan også øke dette nivået betydelig.
Når slike urenheter er tilstede i små mengder, kalles det "myk". Denne indikatoren er vanligvis delt inn i tre kategorier:
- Myk.
- Gjennomsnittlig.
- Vanskelig.
MykJeg er regnvann eller destillert vann. Dette vannet er praktisk talt fritt for mineralforurensninger.
I de fleste tilfeller kan det også oppnås som et resultat av langvarig koking eller tilsetning av spesielle kjemiske reagenser.
Gjennomsnittlig — finnes oftest i vannforsyningssystemer, så vel som i kildevann og artesisk vann.
Vanskelig Denne kategorien omfatter sjøvann, havvann og vann som renner fra berglag rike på mineralforekomster. Den kan inneholde store mengder oppløste salter. Saliniteten kan i prosent nå opptil 33 % av det totale volumet.
La oss se på de forskjellige typene stivhet
Denne indikatoren er vanligvis delt inn i følgende kategorier.
- Konstant - er en uendret indikator som avhenger av innholdet av sulfater og klorider.
- Midlertidig hardhet skyldes tilstedeværelsen av kalsium- og magnesiumbikarbonater. Denne typen hardhet er oppkalt etter dens evne til å bli nesten fullstendig nøytralisert ved koking.
- Total stivhet oppnås ved å legge sammen de konstante og midlertidige indikatorene.
For å kunne bestemme denne indikatoren nøyaktig, er det nødvendig å vite hvilke måleenheter som kan brukes til dette.
Måleenheter for hardhet
For å beregne vannhardheten nøyaktig, er det nødvendig å bestemme konsentrasjonen av kalsium- og magnesiumkationer. For tiden måles denne indikatoren i følgende enheter:
- Mol/m3 (mol per kubikkmeter) – brukt i Russland frem til 2014.
- °Ж (hardhetsgrader) – denne måleenheten har blitt brukt i Russland siden 2014.
- dH (tyske grader) er en måleenhet som brukes i europeiske land.
- fo (fransk grad) - brukes også i europeiske land.
- ppm CaCO3 (amerikanske grader) er en måleenhet som brukes i de nordamerikanske statene.
Det skal bemerkes at i vårt land begynte uttrykket for total hardhet i mol/m3 å bli brukt først i 1952. Før den tid ble beregninger gjort i grader, som var lik den moderne tyske graden.
Siden 2014 har Russland tatt i bruk en internasjonal standard for beregning av vannhardhet, uttrykt i grader (°J). Én grad J tilsvarer 1/2 millimol per liter væske, noe som gjør det enkelt å beregne konsentrasjonen av et stoff i en væske.
Årsaker til vannhardhet
Under vannets naturlige syklus blir væske til damp og stiger opp i den øvre atmosfæren. Etter kondensering faller den som nedbør og inneholder ingen urenheter som påvirker vannets hardhet. Men når den passerer gjennom jordskorpen, løser væsken opp forskjellige bergarter som inneholder kalium og magnesium. Når den absorberer disse elementene, øker vannets hardhet. I havet er vann alltid hardt på grunn av den høye konsentrasjonen av natriumklorid.
Hvis det er nødvendig å redusere konsentrasjonen av kalium- og magnesiumioner, kan ulike metoder brukes for å redusere mengden saltforurensninger.
Metoder for å eliminere stivhet
For å bekjempe for høyt saltinnhold brukes følgende metoder:
- Koking fjerner fullstendig midlertidig hardhet. Denne prosessen ledsages av en stor mengde sediment som legger seg på bunnen og veggene i koketanken.
- Kjemisk kan du redusere mengden salt ved å bruke lesket kalk. Å tilsette natron i kalken kan også eliminere permanent hardhet.
- Frysing er en enkel metode for å håndtere vedvarende hardhet. For å mykgjøre vann, fryser du det ganske enkelt til en tilstand der det ikke er mer enn 10 % vann og 90 % is. Den ufrossede væsken helles deretter av, og det faste vannet smeltes og brukes.
- Destillasjon – alle salter er ikke-flyktige stoffer, så det er nok å først omdanne vannet til damp ved oppvarming og deretter kondensere det.
- Elektromagnetisk mykgjøring bruker et elektromagnetisk felt for å mykgjøre væsker. Denne metoden for å redusere salter i vann brukes oftest i kjelesystemer.
- Kationbytting er en svært effektiv metode for å fjerne overflødige salter fra vann. Rensing skjer ved å føre vann gjennom et lag med kationbytterharpiks.
Alle de foreslåtte vannmykningsmetodene kan håndtere høye nivåer av denne indikatoren, men kjemiske metoder brukes vanligvis ikke til å fjerne salter fra drikkevann.
Hvordan påvirker hardhet vannkvaliteten?
Drikkevannets hardhet påvirker først og fremst smaken. Smaksgrensen for kalsiumioner i drikkevann er 2–6 mg-ekv/l. Smaksgrensen for magnesiumioner er betydelig lavere, så det mest behagelig smakende drikkevannet anses å være det med en smaksgrense på 1,6 til 3 mg-ekv/l.
I noen tilfeller kan vann med en hardhet på opptil 10 mg-eq/l brukes til drikkevann, men langvarig bruk kan ha en negativ innvirkning på menneskers helse. Vann som er for hardt anbefales ikke til bruk i væskeoppvarmingsenheter.Vannkokere, varmtvannsberedere, vaskemaskiner og oppvaskmaskiner har alle varmeelementer, som raskt blir belagt med avleiringer, noe som gjør oppvarmingsprosessen mindre effektiv.
Langvarig bruk av en elektrisk varmeovn med et betydelig lag med kalk fører til overoppheting og feil. Heldigvis kan avkalking gjøres ved å løse opp to pakker sitronsyre i 1 liter vann og koke vannkokeren eller en annen varmtvannsbereder grundig. Skyll deretter apparatet grundig og fortsett å bruke det som tiltenkt.
Effekter på menneskers helse
Langvarig forbruk av hardt vann kan forårsake alvorlige abnormaliteter i menneskekroppen, og påvirker først og fremst funksjonen til følgende organer:
- Mage-tarmkanalen (GIT) Når saltene som finnes i hardt vann kombineres med animalsk fett, dannes det fettsyresalter som dekker veggene i magesekken og tarmene, noe som forhindrer normal gjæring og reduserer peristaltikken betydelig. Som et resultat akkumuleres skadelige stoffer og giftstoffer i kroppen, noe som fører til dysbiose.
- Leddfunksjon Når visse typer salter kommer inn i menneskekroppen, danner de uorganiske stoffer som til slutt fortrenger synovialvæske fra leddene. Denne fortrengningen fører til at krystaller danner skorpe i leddene, noe som forårsaker sterke smerter ved bevegelse. Langvarig forbruk av hardt vann kan føre til leddgikt og polyartritt.
- Kardiovaskulært system — med en betydelig økning i hardheten til drikkevannet, forverres hjertefunksjonen, til og med til det punktet hvor alvorlig arytmi oppstår.
- Hudtilstand Hardt vann fører til for tidlig aldring av huden. De negative effektene observeres både når man drikker væsken og når man vasker opp. Når oppvaskmiddel kommer i kontakt med hardt vann, dannes det en hinne som, når den legger seg på huden, har en langsiktig negativ innvirkning på de øvre lagene av epidermis.
- Dannelse av nyrestein Denne påstanden er en myte, avkreftet takket være vitenskapelig forskning. Prosessen med steindannelse er ikke avhengig av kvaliteten på drikkevannet. Nyrestein dannes hovedsakelig på grunn av mangel på kalsium i kroppen. Mangel på dette elementet fører til at det lekkes ut fra beinene og avsettes i urinsystemet.
Alle de ovennevnte plagene og tilstandene kan unngås ved å bruke flertrinns vannfiltrering. Selv om disse enhetene er rimelige, kan behandling av ulike tilstander være ganske kostbart.
Metoder for å bestemme vannhardhet
For å unngå de negative helseeffektene av hardt vann og forlenge levetiden til varmeapparater, er det nødvendig å bestemme den omtrentlige mengden kalium- og magnesiumsalter som er oppløst i væsken. Dette kan være vanskelig å bestemme kun ved smak, da endringer bare kan oppdages på denne måten hvis et visst nivå overskrides.
For å bestemme høye nivåer av kalium-, magnesium- og natriumsalter hjemme, kan du bruke følgende metoder:
- Prøv å løse opp såpen i vann; hvis det ikke dannes skum, er vannet veldig hardt og bør ikke brukes.
- Hvis det dannes en stor mengde kalk i en vannkoker eller et annet apparat i løpet av kort tid, har vannet definitivt overskredet de sikre grensene for denne verdien.
- Ved hjelp av indikatorstrimler kan du bestemme mengden salter i en væske mer nøyaktig, men denne metoden krever en liten investering. For å utføre testen, dypp ganske enkelt indikatorstripen i vannet i noen sekunder, og etter et minutt sammenligner du fargen med tabellen som følger med i instruksjonene.
Konklusjon
Det er viktig å vite vannhardhetsnivået som brukes til drikkevann, oppvarming og andre varmtvannsberedere. Det er ikke alltid nødvendig å bruke presise måleenheter for hjemmeberegninger.
I kjemisk industri og andre høyteknologiske industrier vil det derimot være nødvendig å vite mengden salter oppløst i vann ned til milligram, slik at alle måleenheter for denne indikatoren som foreslås i denne artikkelen kan brukes til å bestemme og om nødvendig redusere mengden salter i vann.
