Тврдоћа воде је количина растворљивих и нерастворљивих соли, првенствено калцијума и магнезијума, присутних у природној води. Што је већа концентрација, већа је и тврдоћа. Вишак соли може изазвати накупљање каменца у системима за водоснабдевање, брзо оштећујући уређаје, водоводне инсталације и хидрауличну опрему.
Да би се прецизно одредила тврдоћа воде (количина растворених соли тврдоће, концентрација гвожђа, сумпора, магнезијума, калцијума итд.), лабораторијска испитивања (на пример, у санитарно-епидемиолошкој станици) се спроводе помоћу хемијске анализе или специјализоване опреме. Код куће се тврдоћа воде одређује помоћу тест трака или тестера.
Обична вода се не састоји само од атома водоника и кисеоника; она такође садржи велики број различитих нечистоћа. Присуство ових нечистоћа одређује тврдоћу воде, а јединице мере (°Ж - степени тврдоће) показују колико ова вредност прелази прихватљиве границе.
Тврдоћу воде треба да одређују не само инжењери који постављају комуналне водове, већ и обични људи у свакодневном животу. Ако користимо електрични чајник или машину за прање веша са функцијом грејања, све може да се поквари ако је тврдоћа превисока. Мало је вероватно да ћете чак моћи да правилно растворите сапун у таквој води.
Овај чланак ће детаљно објаснити како одредити ниво тврдоће воде из славине, као и методе за борбу против високог нивоа нечистоћа.
Тврда и мека вода - која је разлика?
На количину соли у води утиче присуство раствореног калцијума и магнезијума. Присуство гвожђе хидрата, који је често присутан у вишку у артеским водама, такође може значајно повећати овај ниво.
Када су такве нечистоће присутне у малим количинама, то се назива „меко“. Овај индикатор се обично дели у три категорије:
- Меко.
- Просечно.
- Тешко.
МекоЈа сам кишница или дестилована вода. Ова вода је практично без минералних нечистоћа.
У већини случајева, може се добити и као резултат дужег кључања или додавањем посебних хемијских реагенса.
Просечно — најчешће се налази у системима за водоснабдевање, као и у изворској и артешкој води.
Жесток Ова категорија обухвата морску воду, океанску воду и воду која тече из слојева стена богатих минералним наслагама. Може да садржи велике количине растворених соли. У процентуалном смислу, салинитет може достићи и до 33% укупне запремине.
Хајде да погледамо различите врсте крутости
Овај индикатор се обично дели на следеће категорије.
- Константа - је непроменљиви индикатор који зависи од садржаја сулфата и хлорида.
- Привремена тврдоћа је узрокована присуством калцијум и магнезијум бикарбоната. Ова врста тврдоће је добила име по својој способности да се скоро потпуно неутралише кувањем.
- Укупна крутост се добија сабирањем сталних и привремених индикатора.
Да би се прецизно одредио овај индикатор, потребно је знати које јединице мере се могу користити за то.
Јединице за мерење тврдоће
Да би се прецизно израчунала тврдоћа воде, потребно је одредити концентрацију катјона калцијума и магнезијума. Тренутно се овај индикатор мери у следећим јединицама:
- Mol/m3 (мол по кубном метру) – коришћен у Русији до 2014. године.
- °Ж (степени тврдоће) – ова јединица мере се користи у Русији од 2014. године.
- dH (немачки степен) је јединица мере која се користи у европским земљама.
- фо (француски степен) - користи се и у европским земљама.
- ppm CaCO3 (амерички степени) је јединица мере која се користи у северноамеричким државама.
Треба напоменути да је у нашој земљи израз за укупну тврдоћу у mol/m3 почео да се користи тек 1952. године. Пре тог времена, прорачуни су вршени у степенима, који су били једнаки савременом немачком степену.
Од 2014. године, Русија је усвојила међународни стандард за израчунавање тврдоће воде, изражен у степенима (°J). Један степен J једнак је 1/2 милимола по литру течности, што олакшава израчунавање концентрације супстанце у течности.
Узроци тврдоће воде
Током природног кружења воде у ваздуху, течност се претвара у пару и уздиже се у горње слојеве атмосфере. Након кондензације, пада као падавина и не садржи никакве нечистоће које утичу на тврдоћу воде. Међутим, док пролази кроз Земљину кору, течност раствара разне стене које садрже калијум и магнезијум. Како апсорбује ове елементе, вода повећава своју тврдоћу. У мору је вода увек тврда због високе концентрације натријум хлорида.
Ако је потребно смањити концентрацију јона калијума и магнезијума, могу се користити различите методе за смањење количине нечистоћа соли.
Методе за уклањање крутости
За борбу против прекомерног садржаја соли користе се следеће методе:
- Кување потпуно уклања привремену тврдоћу. Овај процес је праћен великом количином седимента који се таложи на дну и зидовима резервоара за кључање.
- Хемијски, можете смањити количину соли користећи гашени креч. Додавање соде у креч такође може елиминисати трајну тврдоћу.
- Замрзавање је једноставан метод за решавање проблема сталне тврдоће. Да бисте омекшали воду, једноставно је замрзните до стања у којем нема више од 10% воде и 90% леда. Незамрзнута течност се затим оцеди, а чврста вода се топи и користи.
- Дестилација - све соли су неиспарљиве супстанце, па је довољно прво претворити воду у пару загревањем, а затим је кондензовати.
- Електромагнетно омекшавање користи електромагнетно поље за омекшавање течности. Ова метода смањења соли у води се најчешће користи у системима котлова.
- Катјонска измена је веома ефикасна метода за уклањање вишка соли из воде. Пречишћавање се врши пропуштањем воде кроз слој катјонске измењивачке смоле.
Било која од предложених метода омекшавања воде може се носити са високим нивоима овог индикатора, али хемијске методе се обично не користе за уклањање соли из воде за пиће.
Како тврдоћа утиче на квалитет воде?
Тврдоћа воде за пиће првенствено утиче на њен укус. Праг укуса јона калцијума у води за пиће је 2-6 мг-екв/Л. Праг укуса за јоне магнезијума је знатно нижи, па се сматра да је вода за пиће најпријатнијег укуса она са прагом укуса од 1,6 до 3 мг-екв/Л.
У неким случајевима, вода тврдоће до 10 мг-екв/л може се користити за пиће, али њена дуготрајна употреба може негативно утицати на људско здравље. Превише тврда вода се не препоручује за употребу у уређајима за грејање течности.Електрични чајници, бојлери, машине за прање веша и машине за прање судова имају грејне елементе који се брзо прекривају наслагама, што чини процес загревања мање ефикасним.
Дуготрајна употреба електричног грејача са значајним слојем каменца доводи до прегревања и квара. Срећом, уклањање каменца се може постићи растварањем две кесице лимунске киселине у 1 литру воде и темељним прокувањем чајника или било ког другог бојлера. Након тога, темељно исперите уређај и наставите да га користите како је предвиђено.
Утицаји на људско здравље
Дуготрајна конзумација тврде воде може изазвати озбиљне абнормалности у људском телу, првенствено утичући на функционисање следећих органа:
- Гастроинтестинални тракт (ГИТ) Када се соли које се налазе у тврдој води комбинују са животињским мастима, формирају се соли масних киселина које облажу зидове желуца и црева, спречавајући нормалну ферментацију и значајно успоравајући перисталтику. Као резултат тога, штетне материје и токсини се акумулирају у телу, што доводи до дисбиозе.
- Функција зглоба Када одређене врсте соли уђу у људско тело, оне формирају неорганске супстанце које на крају истискују синовијалну течност из зглобова. Ово истискивање доводи до тога да кристали стварају кору у зглобовима, што узрокује јаке болове при кретању. Дуготрајна конзумација тврде воде може довести до артритиса и полиартритиса.
- Кардиоваскуларни систем — са значајним повећањем тврдоће воде за пиће, срчана функција се погоршава, чак до тешке аритмије.
- Стање коже Тврда вода доводи до превременог старења коже. Негативни ефекти се примећују и приликом пијења течности и приликом прања посуђа. Када течност за прање посуђа дође у контакт са тврдом водом, формира се филм који, када се таложи на кожи, има дугорочни негативан утицај на горње слојеве епидермиса.
- Формирање камена у бубрегу Ова изјава је мит, разоткривен захваљујући научним истраживањима. Процес формирања камена не зависи од квалитета воде за пиће. Камен у бубрегу се формира првенствено због недостатка калцијума у организму. Недостатак овог елемента доводи до његовог испирања из костију и таложења у уринарном систему.
Све горе поменуте тегобе и стања могу се избећи коришћењем вишестепене филтрације воде. Иако су ови уређаји јефтини, лечење разних стања може бити прилично скупо.
Методе за одређивање тврдоће воде
Да бисте избегли негативне здравствене ефекте тврде воде и продужили век трајања грејних уређаја, неопходно је одредити приближну количину калијумових и магнезијумових соли растворених у течности. То може бити тешко утврдити само укусом, јер се промене на овај начин могу открити само ако се прекорачи одређени ниво.
Да бисте код куће утврдили висок ниво соли калијума, магнезијума и натријума, можете користити следеће методе:
- Покушајте да растворите сапун у води; ако се пена не формира, вода је веома тврда и не би требало да се користи.
- Ако се велика количина каменца формира у чајнику или другом уређају у кратком временском периоду, онда је вода дефинитивно прешла безбедне границе за ову вредност.
- Користећи индикаторске траке, можете прецизније одредити количину соли у течности, али ова метода захтева мала улагања. Да бисте спровели тест, једноставно потопите индикаторску траку у воду на неколико секунди, а након једног минута упоредите њену боју са табелом која је дата у упутству.
Закључак
Кључно је знати ниво тврдоће воде која се користи за пиће, грејање и друге уређаје за загревање воде. Коришћење прецизних јединица мере за кућне прорачуне није увек неопходно.
У хемијској индустрији и другим високотехнолошким индустријама, напротив, биће неопходно знати количину соли растворених у води до милиграма, тако да се било које јединице мере за овај индикатор предложене у овом чланку могу користити за одређивање и, ако је потребно, смањење количине соли у води.
