Trdota vode je količina topnih in netopnih soli, predvsem kalcija in magnezija, ki so prisotne v naravni vodi. Višja kot je koncentracija, višja je trdota. Presežek soli lahko povzroči nabiranje vodnega kamna v vodovodnih sistemih, kar hitro poškoduje naprave, vodovodne armature in hidravlično opremo.
Za natančno določitev trdote vode (količina raztopljenih soli trdote, koncentracija železa, žvepla, magnezija, kalcija itd.) se izvajajo laboratorijski testi (na primer na sanitarno-epidemiološki postaji) z uporabo kemične analize ali specializirane opreme. Doma se trdota vode določa s testnimi trakovi ali testerji.
Navadna voda ni sestavljena le iz atomov vodika in kisika, temveč vsebuje tudi veliko število različnih nečistoč. Prisotnost teh nečistoč določa trdoto vode, merske enote (°Ž – stopnje trdote) pa kažejo, koliko ta vrednost presega dovoljene meje.
Trdoto vode morajo določiti ne le inženirji, ki nameščajo komunalne vode, temveč tudi navadni ljudje v vsakdanjem življenju. Če uporabljamo električni grelnik vode ali pralni stroj s funkcijo ogrevanja, lahko vse ne deluje pravilno, če je trdota previsoka. V takšni vodi verjetno sploh ne boste mogli pravilno raztopiti mila.
Ta članek bo podrobno obravnaval, kako določiti stopnjo trdote vode iz pipe, pa tudi metode za boj proti visokim stopnjam nečistoč.
Trda in mehka voda – kakšna je razlika?
Na količino soli v vodi vpliva prisotnost raztopljenega kalcija in magnezija. Prisotnost železovega hidrata, ki je v arteški vodi pogosto prisoten v presežku, lahko to raven prav tako znatno poveča.
Kadar so takšne nečistoče prisotne v majhnih količinah, se to imenuje "mehko". Ta indikator se običajno deli v tri kategorije:
- Mehko.
- Povprečno.
- Trdo.
MehkoSem deževnica ali destilirana voda. Ta voda je praktično brez mineralnih nečistoč.
V večini primerov ga je mogoče dobiti tudi z dolgotrajnim vrenjem ali dodajanjem posebnih kemičnih reagentov.
Povprečje — najpogosteje se nahaja v sistemih za oskrbo z vodo, pa tudi v izvirski in arteški vodi.
Trdo V to kategorijo spadajo morska voda, oceanska voda in voda, ki teče iz kamnitih plasti, bogatih z mineralnimi nahajališči. Vsebuje lahko velike količine raztopljenih soli. V odstotkih lahko slanost doseže do 33 % celotne prostornine.
Oglejmo si različne vrste togosti
Ta kazalnik je običajno razdeljen v naslednje kategorije.
- Konstanta - je nespremenljiv indikator, ki je odvisen od vsebnosti sulfatov in kloridov.
- Začasno trdoto povzroča prisotnost kalcijevih in magnezijevih bikarbonatov. Ta vrsta trdote je dobila ime po svoji sposobnosti, da se skoraj popolnoma nevtralizira z vrenjem.
- Skupna togost se dobi z dodajanjem konstantnih in začasnih indikatorjev.
Za natančno določitev tega kazalnika je treba vedeti, katere merske enote se lahko uporabijo za to.
Enote za merjenje trdote
Za natančen izračun trdote vode je potrebno določiti koncentracijo kalcijevih in magnezijevih kationov. Trenutno se ta kazalnik meri v naslednjih enotah:
- Mol/m3 (mol na kubični meter) – v Rusiji se je uporabljal do leta 2014.
- °Ж (stopinje trdote) – ta merska enota se v Rusiji uporablja od leta 2014.
- dH (nemška stopnja) je merska enota, ki se uporablja v evropskih državah.
- fo (francoska stopnja) - uporablja se tudi v evropskih državah.
- ppm CaCO3 (ameriške stopinje) je merska enota, ki se uporablja v severnoameriških zveznih državah.
Treba je opozoriti, da se je v naši državi izraz za skupno trdoto v mol/m3 začel uporabljati šele leta 1952. Pred tem so se izračuni izvajali v stopinjah, ki so bile enake sodobni nemški stopnji.
Rusija je od leta 2014 sprejela mednarodni standard za izračun trdote vode, izražen v stopinjah (°J). Ena stopinja J je enaka 1/2 milimola na liter tekočine, kar olajša izračun koncentracije snovi v tekočini.
Vzroki za trdoto vode
Med naravnim kroženjem vode se tekočina spremeni v paro in se dvigne v zgornje plasti atmosfere. Po kondenzaciji pade kot padavine in ne vsebuje nobenih nečistoč, ki bi vplivale na trdoto vode. Ko pa tekočina prehaja skozi zemeljsko skorjo, raztopi različne kamnine, ki vsebujejo kalij in magnezij. Ko absorbira ta elementa, se trdota vode poveča. V morju je voda vedno trda zaradi visoke koncentracije natrijevega klorida.
Če je treba zmanjšati koncentracijo kalijevih in magnezijevih ionov, se lahko za zmanjšanje količine nečistoč soli uporabijo različne metode.
Metode za odpravo togosti
Za boj proti prekomerni vsebnosti soli se uporabljajo naslednje metode:
- Z vrenjem se začasna trdota popolnoma odstrani. Ta proces spremlja velika količina usedlin, ki se usedejo na dno in stene vrelišča.
- Kemično lahko količino soli zmanjšate z gašenim apnom. Dodatek sode apnu lahko odpravi tudi trajno trdoto.
- Zamrzovanje je preprosta metoda za odpravljanje trdote vode. Za mehčanje vode jo preprosto zamrznite do stanja, ko vsebuje največ 10 % vode in 90 % ledu. Nezmrznjeno tekočino nato odcedite, trdno vodo pa stopite in uporabite.
- Destilacija - vse soli so nehlapne snovi, zato je dovolj, da vodo najprej s segrevanjem pretvorimo v paro in jo nato kondenziramo.
- Elektromagnetno mehčanje uporablja elektromagnetno polje za mehčanje tekočin. Ta metoda zmanjševanja soli v vodi se najpogosteje uporablja v kotlovskih sistemih.
- Kationska izmenjava je zelo učinkovita metoda za odstranjevanje odvečnih soli iz vode. Čiščenje poteka s prepuščanjem vode skozi plast kationske izmenjevalne smole.
Vsaka od predlaganih metod mehčanja vode se lahko spopade z visokimi ravnmi tega kazalnika, vendar se kemične metode običajno ne uporabljajo za odstranjevanje soli iz pitne vode.
Kako trdota vpliva na kakovost vode?
Trdota pitne vode vpliva predvsem na njen okus. Prag okusa kalcijevih ionov v pitni vodi je 2–6 mg-eq/L. Prag okusa za magnezijeve ione je bistveno nižji, zato velja za najbolj prijetno pitno vodo tista s pragom okusa od 1,6 do 3 mg-eq/L.
V nekaterih primerih se voda s trdoto do 10 mg-eq/l lahko uporablja za pitje, vendar lahko njena dolgotrajna uporaba negativno vpliva na zdravje ljudi. Pretrda voda ni priporočljiva za uporabo v napravah za ogrevanje s tekočino.Električni grelniki vode, grelniki vode, pralni in pomivalni stroji imajo grelne elemente, ki se hitro prekrijejo z oblogami, zaradi česar je postopek segrevanja manj učinkovit.
Dolgotrajna uporaba električnega grelnika z veliko plastjo vodnega kamna vodi do pregrevanja in okvare. Na srečo lahko vodni kamen odstranite tako, da v 1 litru vode raztopite dve vrečki citronske kisline in temeljito zavrete grelnik vode ali kateri koli drug grelnik vode. Nato aparat temeljito sperite in ga nadaljujte uporabljati po predvidenem namenu.
Vplivi na zdravje ljudi
Dolgotrajno uživanje trde vode lahko povzroči resne nepravilnosti v človeškem telesu, ki vplivajo predvsem na delovanje naslednjih organov:
- Prebavila (GIT) Ko se soli v trdi vodi združijo z živalskimi maščobami, nastanejo soli maščobnih kislin, ki prekrijejo stene želodca in črevesja, kar preprečuje normalno fermentacijo in znatno upočasni peristaltiko. Posledično se v telesu kopičijo škodljive snovi in toksini, kar vodi v disbiozo.
- Funkcija sklepov Ko nekatere vrste soli vstopijo v človeško telo, tvorijo anorganske snovi, ki sčasoma izpodrinejo sinovialno tekočino iz sklepov. Zaradi tega izpodrivanja se v sklepih naberejo kristali, kar povzroča hude bolečine pri gibanju. Dolgotrajno uživanje trde vode lahko povzroči artritis in poliartritis.
- Kardiovaskularni sistem — z znatnim povečanjem trdote pitne vode se delovanje srca poslabša, celo do hude aritmije.
- Stanje kože Trda voda vodi do prezgodnjega staranja kože. Negativni učinki se pojavijo tako pri pitju tekočine kot pri pomivanju posode. Ko tekočina za pomivanje posode pride v stik s trdo vodo, se tvori film, ki se ob nanosu na kožo dolgoročno negativno vpliva na zgornje plasti povrhnjice.
- Nastanek ledvičnih kamnov Ta trditev je mit, ki so ga ovrgle znanstvene raziskave. Proces nastajanja kamnov ni odvisen od kakovosti pitne vode. Ledvični kamni nastanejo predvsem zaradi pomanjkanja kalcija v telesu. Pomanjkanje tega elementa povzroči njegovo izpiranje iz kosti in odlaganje v sečilih.
Vsem zgoraj omenjenim težavam in stanjem se je mogoče izogniti z uporabo večstopenjske filtracije vode. Čeprav so te naprave poceni, je lahko zdravljenje različnih stanj precej drago.
Metode za določanje trdote vode
Da bi se izognili negativnim vplivom trde vode na zdravje in podaljšali življenjsko dobo grelnih naprav, je treba določiti približno količino kalijevih in magnezijevih soli, raztopljenih v tekočini. To je lahko težko določiti samo z okusom, saj je spremembe mogoče zaznati le, če je presežena določena raven.
Za določanje visokih ravni kalijevih, magnezijevih in natrijevih soli doma lahko uporabite naslednje metode:
- Poskusite milo raztopiti v vodi; če se pena ne tvori, je voda zelo trda in je ne smete uporabljati.
- Če se v grelniku vode ali drugi napravi v kratkem času nabere velika količina vodnega kamna, je voda zagotovo presegla varne meje za to vrednost.
- Z indikatorskimi trakovi lahko natančneje določite količino soli v tekočini, vendar ta metoda zahteva majhno naložbo. Za izvedbo testa preprosto potopite indikatorski trak v vodo za nekaj sekund in po minuti primerjajte njegovo barvo z barvo v tabeli, ki je priložena v navodilih.
Zaključek
Ključnega pomena je poznati stopnjo trdote vode, ki se uporablja za pitje, ogrevanje in druge naprave za segrevanje vode. Uporaba natančnih merskih enot za domače izračune ni vedno potrebna.
V kemični industriji in drugih visokotehnoloških panogah pa bo nasprotno treba poznati količino soli, raztopljenih v vodi, do miligrama natančno, zato se lahko za določitev in po potrebi zmanjšanje količine soli v vodi uporabijo vse merske enote za ta kazalnik, predlagane v tem članku.
