Duritatea apei este cantitatea de săruri solubile și insolubile, în principal calciu și magneziu, prezente în apa naturală. Cu cât concentrația este mai mare, cu atât duritatea este mai mare. Excesul de săruri poate provoca acumularea de calcar în sistemele de alimentare cu apă, deteriorând rapid aparatele electrocasnice, instalațiile sanitare și echipamentele hidraulice.
Pentru a determina cu precizie duritatea apei (cantitatea de săruri de duritate dizolvate, concentrația de fier, sulf, magneziu, calciu etc.), se efectuează teste de laborator (de exemplu, la o stație sanitară și epidemiologică) folosind analize chimice sau echipamente specializate. Acasă, duritatea apei se determină folosind benzi de testare sau testere.
Apa obișnuită nu este alcătuită doar din atomi de hidrogen și oxigen; ea conține și un număr mare de impurități diverse. Prezența acestor impurități determină duritatea apei, iar unitățile de măsură (°Ж - grade de duritate) indică cu cât de mult această valoare depășește limitele acceptabile.
Duritatea apei trebuie determinată nu doar de inginerii care instalează liniile de utilități, ci și de oamenii obișnuiți în viața de zi cu zi. Dacă folosim un fierbător electric sau o mașină de spălat cu funcție de încălzire, totul se poate defecta dacă duritatea este prea mare. Este puțin probabil să puteți dizolva corect săpunul în astfel de apă.
Acest articol va detalia cum se determină nivelul de duritate al apei de la robinet, precum și metode de combatere a nivelurilor ridicate de impurități.
Apă dură și apă moale – care este diferența?
Cantitatea de sare din apă este afectată de prezența calciului și magneziului dizolvate. Prezența hidratului de fier, care este adesea prezent în exces în apele arteziene, poate, de asemenea, să crească semnificativ acest nivel.
Când astfel de impurități sunt prezente în cantități mici, se numește „moale”. Acest indicator este de obicei împărțit în trei categorii:
- Moale.
- Medie.
- Greu.
MoaleSunt apă de ploaie sau apă distilată. Această apă este practic lipsită de impurități minerale.
În majoritatea cazurilor, se poate obține și ca urmare a fierberii prelungite sau a adăugării de reactivi chimici speciali.
Medie — se găsește cel mai adesea în sistemele de alimentare cu apă, precum și în apele de izvoare și cele arteziene.
Greu Această categorie include apa de mare, apa oceanică și apa care curge din straturile de rocă bogate în zăcăminte minerale. Poate conține cantități mari de săruri dizolvate. În termeni procentuali, salinitatea poate ajunge până la 33% din volumul total.
Să analizăm diferitele tipuri de rigiditate
Acest indicator este de obicei împărțit în următoarele categorii.
- Constant - este un indicator neschimbat care depinde de conținutul de sulfați și cloruri.
- Duritatea temporară este cauzată de prezența bicarbonaților de calciu și magneziu. Acest tip de duritate este numit astfel datorită capacității sale de a fi aproape complet neutralizată prin fierbere.
- Rigiditatea totală se obține prin adăugarea indicatorilor constanți și temporari.
Pentru a determina cu exactitate acest indicator, este necesar să știm ce unități de măsură pot fi folosite pentru a face acest lucru.
Unități de măsură a durității
Pentru a calcula cu exactitate duritatea apei, este necesar să se determine concentrația cationilor de calciu și magneziu. În prezent, acest indicator este măsurat în următoarele unități:
- Mol/m3 (mol pe metru cub) – utilizat în Rusia până în 2014.
- °Ж (grade de duritate) – această unitate de măsură este utilizată în Rusia din 2014.
- dH (gradul german) este o unitate de măsură utilizată în țările europene.
- fo (diplomă franceză) - folosită și în țările europene.
- ppm CaCO3 (grade americane) este o unitate de măsură utilizată în statele nord-americane.
Trebuie menționat că în țara noastră, expresia pentru duritatea totală în mol/m3 a început să fie utilizată abia în 1952. Înainte de această dată, calculele se făceau în grade, care erau egale cu gradul german modern.
Din 2014, Rusia a adoptat un standard internațional pentru calcularea durității apei, exprimată în grade (°J). Un grad J este egal cu 1/2 milimoli pe litru de lichid, ceea ce facilitează calcularea concentrației unei substanțe într-un lichid.
Cauzele durității apei
În timpul ciclului natural al apei, lichidul se transformă în vapori și se ridică în atmosfera superioară. După condensare, acesta cade sub formă de precipitații și nu conține impurități care să afecteze duritatea apei. Cu toate acestea, pe măsură ce trece prin scoarța terestră, lichidul dizolvă diverse roci care conțin potasiu și magneziu. Pe măsură ce absoarbe aceste elemente, apa își crește duritatea. În mare, apa este întotdeauna dură din cauza concentrației mari de clorură de sodiu.
Dacă este necesar să se reducă concentrația de ioni de potasiu și magneziu, se pot utiliza diverse metode pentru a reduce cantitatea de impurități din sare.
Metode de eliminare a rigidității
Pentru a combate conținutul excesiv de sare, se utilizează următoarele metode:
- Fierberea elimină complet duritatea temporară. Acest proces este însoțit de o cantitate mare de sedimente care se depun pe fundul și pereții rezervorului de fierbere.
- Chimic, puteți reduce cantitatea de săruri folosind var stins. Adăugarea de sodă în var poate, de asemenea, elimina duritatea permanentă.
- Congelarea este o metodă simplă pentru a trata duritatea persistentă. Pentru a înmuia apa, pur și simplu congelați-o până la o stare în care nu conține mai mult de 10% apă și 90% gheață. Lichidul necongelat este apoi drenat, iar apa solidă este topită și utilizată.
- Distilare - toate sărurile sunt substanțe nevolatile, deci este suficient să transformi mai întâi apa în abur prin încălzire și apoi să o condensezi.
- Dedurizarea electromagnetică utilizează un câmp electromagnetic pentru a înmuia lichidele. Această metodă de reducere a sărurilor din apă este cel mai frecvent utilizată în sistemele de boilere.
- Schimbul de cationi este o metodă extrem de eficientă pentru îndepărtarea excesului de săruri din apă. Purificarea are loc prin trecerea apei printr-un strat de rășină schimbătoare de cationi.
Oricare dintre metodele propuse de dedurizare a apei poate face față nivelurilor ridicate ale acestui indicator, dar metodele chimice nu sunt de obicei utilizate pentru a îndepărta sărurile din apa potabilă.
Cum afectează duritatea calitatea apei?
Duritatea apei potabile îi afectează în primul rând gustul. Pragul gustativ al ionilor de calciu din apa potabilă este de 2-6 mg-echivalent/L. Pragul gustativ pentru ionii de magneziu este semnificativ mai scăzut, așadar apa potabilă cu cel mai plăcut gust este considerată a fi cea cu un prag gustativ de 1,6 până la 3 mg-echivalent/L.
În unele cazuri, apa cu o duritate de până la 10 mg-eq/l poate fi folosită pentru băut, dar utilizarea sa pe termen lung poate afecta negativ sănătatea umană. Apa prea dură nu este recomandată pentru utilizarea în dispozitivele de încălzire a lichidelor.Fierbătoarele electrice, încălzitoarele de apă, mașinile de spălat și mașinile de spălat vase au elemente de încălzire, care se acoperă rapid cu depuneri, ceea ce face ca procesul de încălzire să fie mai puțin eficient.
Utilizarea pe termen lung a unui încălzitor electric cu un strat semnificativ de calcar duce la supraîncălzire și defectare. Din fericire, detartrarea se poate realiza prin dizolvarea a două pliculețe de acid citric într-un litru de apă și fierberea completă a fierbătorului sau a oricărui alt încălzitor de apă. Ulterior, clătiți bine aparatul și continuați să îl utilizați conform destinației.
Efecte asupra sănătății umane
Consumul pe termen lung de apă dură poate provoca anomalii grave în corpul uman, afectând în principal funcționarea următoarelor organe:
- Tractul gastrointestinal (GIT) Când sărurile din apa dură se combină cu grăsimile animale, se formează săruri de acizi grași, care acoperă pereții stomacului și intestinelor, împiedicând fermentația normală și încetinind semnificativ peristaltismul. Drept urmare, în organism se acumulează substanțe nocive și toxine, ducând la disbioză.
- Funcția articulară Când anumite tipuri de săruri intră în corpul uman, acestea formează substanțe anorganice care, în cele din urmă, deplasează lichidul sinovial din articulații. Această deplasare are ca rezultat cristale care încrustează articulațiile, provocând dureri severe la mișcări. Consumul pe termen lung de apă dură poate duce la artrită și poliartrită.
- Sistemul cardiovascular — odată cu creșterea semnificativă a durității apei potabile, funcția inimii se deteriorează, ajungând chiar la aritmie severă.
- Afecțiune a pielii Apa dură duce la îmbătrânirea prematură a pielii. Efectele negative se observă atât la consumul de lichid, cât și la spălarea vaselor. Când detergentul de vase intră în contact cu apa dură, se formează o peliculă care, atunci când se așează pe piele, are un impact negativ pe termen lung asupra straturilor superioare ale epidermei.
- Formarea calculilor renali Această afirmație este un mit, infirmat datorită cercetărilor științifice. Procesul de formare a calculilor nu depinde de calitatea apei potabile. Calculii renali se formează în principal din cauza lipsei de calciu din organism. Deficiența acestui element duce la scurgerea acestuia din oase și la depunerea sa în sistemul urinar.
Toate afecțiunile și afecțiunile menționate mai sus pot fi evitate prin utilizarea filtrării apei în mai multe etape. Deși aceste dispozitive sunt ieftine, tratarea diferitelor afecțiuni poate fi destul de costisitoare.
Metode de determinare a durității apei
Pentru a evita efectele negative asupra sănătății ale apei dure și pentru a prelungi durata de viață a aparatelor de încălzire, este necesar să se determine cantitatea aproximativă de săruri de potasiu și magneziu dizolvate în lichid. Acest lucru poate fi dificil de determinat doar prin gust, deoarece modificările pot fi detectate în acest fel doar dacă se depășește un anumit nivel.
Pentru a determina acasă niveluri ridicate de săruri de potasiu, magneziu și sodiu, puteți utiliza următoarele metode:
- Încercați să dizolvați săpunul în apă; dacă nu se formează spumă, apa este foarte dură și nu trebuie folosită.
- Dacă se formează o cantitate mare de calcar într-un fierbător sau alt aparat într-o perioadă scurtă de timp, atunci apa a depășit cu siguranță limitele de siguranță pentru această valoare.
- Folosind benzi indicatoare, puteți determina mai precis cantitatea de săruri dintr-un lichid, dar această metodă necesită o investiție mică. Pentru a efectua testul, pur și simplu introduceți banda indicatoare în apă timp de câteva secunde și, după un minut, comparați culoarea acesteia cu tabelul furnizat în instrucțiuni.
Concluzie
Este esențial să cunoașteți nivelul de duritate al apei utilizate pentru băut, încălzire și alte aparate de încălzire a apei. Utilizarea unităților de măsură precise pentru calculele casnice nu este întotdeauna necesară.
În industria chimică și în alte industrii de înaltă tehnologie, dimpotrivă, va fi necesar să se cunoască cantitatea de săruri dizolvate în apă până la miligram, astfel încât orice unități de măsură pentru acest indicator propuse în acest articol pot fi utilizate pentru a determina și, dacă este necesar, a reduce cantitatea de săruri din apă.
