Su sertliği, doğal suda bulunan çözünür ve çözünmez tuzların, özellikle kalsiyum ve magnezyumun miktarıdır. Konsantrasyon ne kadar yüksekse, sertlik de o kadar yüksek olur. Fazla tuzlar, su tedarik sistemlerinde kireç birikmesine neden olarak, cihazlara, tesisat armatürlerine ve hidrolik ekipmanlara hızla zarar verebilir.
Suyun sertliğini (çözünmüş sertlik tuzlarının miktarı, demir, kükür, magnezyum, kalsiyum vb. konsantrasyonu) doğru bir şekilde belirlemek için, kimyasal analiz veya özel ekipman kullanılarak laboratuvar testleri (örneğin, bir sağlık ve epidemiyoloji istasyonunda) yapılır. Evde ise su sertliği test şeritleri veya test cihazları kullanılarak belirlenir.
Sıradan su sadece hidrojen ve oksijen atomlarından oluşmaz; aynı zamanda çok sayıda çeşitli safsızlık da içerir. Bu safsızlıkların varlığı suyun sertliğini belirler ve ölçü birimleri (°Ж—sertlik derecesi) bu değerin kabul edilebilir sınırları ne kadar aştığını gösterir.
Su sertliği, yalnızca şebeke hatlarını döşeyen mühendisler tarafından değil, günlük hayatta sıradan insanlar tarafından da belirlenmelidir. Elektrikli su ısıtıcısı veya ısıtma fonksiyonlu çamaşır makinesi kullanıyorsak, sertlik çok yüksekse her şey arızalanabilir. Böyle bir suda sabunu bile düzgün bir şekilde çözemezsiniz.
Bu makalede, musluk suyunun sertlik seviyesinin nasıl belirleneceği ve yüksek kirlilik seviyeleriyle mücadele yöntemleri ayrıntılı olarak ele alınacaktır.
Sert ve yumuşak su – aralarındaki fark nedir?
Sudaki tuz miktarı, çözünmüş kalsiyum ve magnezyumun varlığından etkilenir. Artezyen sularında sıklıkla fazla miktarda bulunan demir hidratın varlığı da bu seviyeyi önemli ölçüde artırabilir.
Bu tür safsızlıklar az miktarda bulunduğunda "yumuşak" olarak adlandırılır. Bu gösterge genellikle üç kategoriye ayrılır:
- Yumuşak.
- Ortalama.
- Zorlu.
YumuşakBen yağmur suyuyum veya damıtılmış suyum. Bu su, mineral safsızlıklarından neredeyse tamamen arındırılmıştır.
Çoğu durumda, uzun süreli kaynatma veya özel kimyasal reaktiflerin eklenmesi sonucu da elde edilebilir.
Ortalama — çoğunlukla su temin sistemlerinde, ayrıca kaynak ve artezyen sularında bulunur.
Zorlu Bu kategoriye deniz suyu, okyanus suyu ve mineral yatakları bakımından zengin kaya katmanlarından akan su dahildir. Büyük miktarda çözünmüş tuz içerebilir. Yüzde olarak tuzluluk, toplam hacmin %33'üne kadar ulaşabilir.
Şimdi farklı sertlik türlerine bakalım.
Bu gösterge genellikle aşağıdaki kategorilere ayrılır.
- Sabit değer, sülfat ve klorür içeriğine bağlı, değişmeyen bir göstergedir.
- Geçici sertlik, kalsiyum ve magnezyum bikarbonatların varlığından kaynaklanır. Bu sertlik türü, kaynatılarak neredeyse tamamen nötrleştirilebilme özelliğinden dolayı bu şekilde adlandırılmıştır.
- Toplam rijitlik, sabit ve geçici göstergelerin toplanmasıyla elde edilir.
Bu göstergeyi doğru bir şekilde belirlemek için, bunun için hangi ölçü birimlerinin kullanılabileceğini bilmek gerekir.
Sertlik ölçü birimleri
Suyun sertliğini doğru bir şekilde hesaplamak için kalsiyum ve magnezyum katyonlarının konsantrasyonunu belirlemek gereklidir. Şu anda bu gösterge aşağıdaki birimlerle ölçülmektedir:
- Mol/m3 (mol/metreküp) – 2014 yılına kadar Rusya'da kullanılmıştır.
- °3 (sertlik derecesi) – bu ölçü birimi Rusya'da 2014 yılından beri kullanılmaktadır.
- dH (Alman derecesi), Avrupa ülkelerinde kullanılan bir ölçü birimidir.
- fo (Fransızca derece) - Avrupa ülkelerinde de kullanılır.
- ppm CaCO3 (ABD derecesi), Kuzey Amerika eyaletlerinde kullanılan bir ölçü birimidir.
Şunu belirtmek gerekir ki, ülkemizde toplam sertlik için mol/m³ cinsinden ifade ancak 1952 yılında kullanılmaya başlanmıştır. O zamana kadar hesaplamalar, modern Alman derecesine eşdeğer olan derece cinsinden yapılıyordu.
Rusya, 2014 yılından bu yana su sertliğini derece (J°) cinsinden ifade eden uluslararası bir standartla hesaplamaktadır. Bir J derecesi, bir litre sıvıda 1/2 milimole eşittir ve bu da bir maddenin sıvıdaki konsantrasyonunu hesaplamayı kolaylaştırır.
Su sertliğinin nedenleri
Doğal su döngüsü sırasında, sıvı buhara dönüşür ve üst atmosfere yükselir. Yoğunlaşmanın ardından yağış olarak düşer ve su sertliğini etkileyen herhangi bir safsızlık içermez. Ancak, yer kabuğundan geçerken, sıvı potasyum ve magnezyum içeren çeşitli kayaları çözer. Bu elementleri emdikçe, suyun sertliği artar. Denizde, sodyum klorürün yüksek konsantrasyonu nedeniyle su her zaman serttir.
Potasyum ve magnezyum iyonlarının konsantrasyonunu düşürmek gerekiyorsa, tuz safsızlıklarının miktarını azaltmak için çeşitli yöntemler kullanılabilir.
Sertliği ortadan kaldırma yöntemleri
Aşırı tuz içeriğiyle mücadele etmek için aşağıdaki yöntemler kullanılır:
- Kaynatma işlemi, geçici sertliği tamamen giderir. Bu işlem sırasında, kaynatma tankının dibine ve duvarlarına büyük miktarda tortu çökelir.
- Kimyasal olarak, sönmüş kireç kullanarak tuz miktarını azaltabilirsiniz. Kirece soda eklemek de kalıcı sertliği ortadan kaldırabilir.
- Dondurma, inatçı sertlikle başa çıkmanın basit bir yöntemidir. Suyu yumuşatmak için, suyun %10'undan fazlası su ve %90'ından fazlası buz olmayacak şekilde dondurun. Donmamış sıvı daha sonra boşaltılır ve katı su eritilerek kullanılır.
- Damıtma - tüm tuzlar uçucu olmayan maddelerdir, bu nedenle suyu önce ısıtarak buhara dönüştürmek ve ardından yoğunlaştırmak yeterlidir.
- Elektromanyetik yumuşatma, sıvıları yumuşatmak için elektromanyetik alan kullanır. Sudaki tuzları azaltmanın bu yöntemi en yaygın olarak kazan sistemlerinde kullanılır.
- Katyon değişimi, sudaki fazla tuzları gidermek için oldukça etkili bir yöntemdir. Arıtma işlemi, suyun bir katyon değişim reçinesi tabakasından geçirilmesiyle gerçekleşir.
Önerilen su yumuşatma yöntemlerinin herhangi biri bu göstergenin yüksek seviyeleriyle başa çıkabilir, ancak kimyasal yöntemler genellikle içme suyundan tuzları uzaklaştırmak için kullanılmaz.
Suyun sertliği su kalitesini nasıl etkiler?
İçme suyunun sertliği öncelikle tadını etkiler. İçme suyundaki kalsiyum iyonlarının tat eşiği 2-6 mg-eq/L'dir. Magnezyum iyonlarının tat eşiği ise önemli ölçüde daha düşüktür; bu nedenle en hoş tada sahip içme suyunun, tat eşiği 1,6 ila 3 mg-eq/L arasında olan su olduğu kabul edilir.
Bazı durumlarda, sertliği 10 mg-eq/l'ye kadar olan su içilebilir, ancak uzun süreli kullanımı insan sağlığını olumsuz etkileyebilir. Sertliği çok yüksek olan suyun sıvı ısıtma cihazlarında kullanılması önerilmez.Elektrikli su ısıtıcıları, su ısıtıcıları, çamaşır makineleri ve bulaşık makinelerinin hepsinde, zamanla tortuyla kaplanan ve ısıtma işlemini daha az verimli hale getiren ısıtma elemanları bulunur.
Üzerinde önemli miktarda kireç tabakası oluşmuş elektrikli ısıtıcıların uzun süreli kullanımı aşırı ısınmaya ve arızaya yol açar. Neyse ki, kireç çözme işlemi, 1 litre suda iki paket sitrik asit eritilerek ve su ısıtıcısının veya diğer su ısıtıcının iyice kaynatılmasıyla gerçekleştirilebilir. Ardından, cihazı iyice durulayın ve amacına uygun şekilde kullanmaya devam edin.
İnsan sağlığı üzerindeki etkileri
Uzun süreli sert su tüketimi insan vücudunda ciddi anormalliklere yol açabilir ve başlıca şu organların işleyişini etkileyebilir:
- Gastrointestinal sistem (GIT) Sert suda bulunan tuzlar hayvansal yağlarla birleştiğinde, mide ve bağırsak duvarlarını kaplayan ve normal fermantasyonu engelleyerek peristalsisi önemli ölçüde yavaşlatan yağ asidi tuzları oluşur. Sonuç olarak, vücutta zararlı maddeler ve toksinler birikir ve disbiyozise yol açar.
- Ortak fonksiyon Bazı tuz türleri insan vücuduna girdiğinde, eklemlerden sinovyal sıvıyı uzaklaştıran inorganik maddeler oluştururlar. Bu yer değiştirme, eklemlerde kristallerin birikmesine ve hareket sırasında şiddetli ağrıya neden olur. Uzun süreli sert su tüketimi artrit ve poliartrite yol açabilir.
- Kardiyovasküler sistem — İçme suyunun sertliğindeki önemli artışla birlikte kalp fonksiyonları bozulur, hatta ciddi aritmilere kadar varabilir.
- Cilt rahatsızlığı Sert su, cildin erken yaşlanmasına yol açar. Bu olumsuz etkiler hem suyu içerken hem de bulaşık yıkarken gözlemlenir. Bulaşık deterjanı sert suyla temas ettiğinde bir film oluşur ve bu film cilde yerleştiğinde epidermisin üst katmanları üzerinde uzun vadeli olumsuz bir etkiye sahip olur.
- Böbrek taşı oluşumu Bu ifade, bilimsel araştırmalar sayesinde çürütülmüş bir efsanedir. Böbrek taşı oluşumu içme suyunun kalitesine bağlı değildir. Böbrek taşları öncelikle vücutta kalsiyum eksikliğinden kaynaklanır. Bu elementin eksikliği, kemiklerden kalsiyumun süzülmesine ve idrar sisteminde birikmesine neden olur.
Yukarıda bahsedilen tüm rahatsızlıklar ve durumlar, çok aşamalı su filtrasyonu kullanılarak önlenebilir. Bu cihazlar ucuz olsa da, çeşitli rahatsızlıkların tedavisi oldukça maliyetli olabilir.
Su sertliğini belirleme yöntemleri
Sert suyun olumsuz sağlık etkilerinden kaçınmak ve ısıtma cihazlarının ömrünü uzatmak için, sıvıda çözünmüş yaklaşık potasyum ve magnezyum tuzlarının miktarını belirlemek gereklidir. Bu, yalnızca tadarak belirlemek zor olabilir, çünkü değişiklikler ancak belirli bir seviye aşıldığında bu şekilde tespit edilebilir.
Evde yüksek potasyum, magnezyum ve sodyum tuz seviyelerini belirlemek için aşağıdaki yöntemleri kullanabilirsiniz:
- Sabunu suda eritmeyi deneyin; eğer köpük oluşmazsa, su çok kireçlidir ve kullanılmamalıdır.
- Bir su ısıtıcısında veya başka bir cihazda kısa süre içinde büyük miktarda kireç oluşursa, suyun sıcaklığı kesinlikle güvenli sınırları aşmıştır.
- Gösterge şeritleri kullanarak bir sıvıdaki tuz miktarını daha doğru bir şekilde belirleyebilirsiniz, ancak bu yöntem küçük bir yatırım gerektirir. Testi yapmak için, gösterge şeridini birkaç saniye suya batırın ve bir dakika sonra rengini talimatlarda verilen tabloyla karşılaştırın.
Çözüm
İçme suyu, ısıtma ve diğer su ısıtma cihazlarında kullanılan suyun sertlik seviyesini bilmek çok önemlidir. Evde yapılan hesaplamalarda her zaman kesin ölçü birimleri kullanmak gerekli değildir.
Kimya endüstrisinde ve diğer yüksek teknoloji endüstrilerinde ise, tam tersine, suda çözünmüş tuz miktarını miligrama kadar bilmek gerekecektir; bu nedenle, bu makalede önerilen bu gösterge için herhangi bir ölçü birimi, sudaki tuz miktarını belirlemek ve gerekirse azaltmak için kullanılabilir.
