жесткая вода для чего нужна

Что такое жесткость воды и как ее определить

Жесткость в питьевой воде

Под термином жесткость воды понимается количество растворенных и нерастворенных солей, присутствующих в природных водных залежах. Водица может быть слишком мягкой или слишком жесткой. Вредны оба варианта. Недостаток солей нарушает водно-щелочной баланс в организме, избыток вызывает множественные заболевания важных органов: сердца, почек, кожи, печени. При переизбытке солей жидкость имеет горьковато-металлический вкус, может быть мутной, с разными цветовыми оттенками.

Какие соли обуславливают жесткость природной воды, откуда они берутся

После естественного испарения или после принудительного выпаривания водного раствора соли становятся видимыми, остаются в сосуде. Именно они образуют отложения на дне и стенках посуды, чайников, санприборов. По жесткости воды легко определить, какая соль в ней явственнее присутствует. Примеси магния труднее растворяются, придают напиткам вкус горечи.

От чего зависит присутствие соли жесткости в воде

Степень жёсткости для питьевой воды определяется типом и количеством водных солей. В разной местности показатели различные. Соли проникают в водоносные пласты, вымываясь из залежей горных пород: известняков, гипсов, доломитов.

Показатели жёсткости воды являются величинами переменными, они зависят от разных факторов:

У вод, лежащих близко к поверхности и залегающих на глубине, параметры разные. Они выше там, где водный поток проходит через слои известняков. Весной, при обилии талых потоков, при их попадании в водоемы и при просачивании в подземные водные пласты, количество солей снижается. Зимой концентрация выше.

Классификация воды с солями жесткости

Какие соли жесткости присутствуют в воде? Различают общую, постоянную и временную жёсткость:

При очистке принимаются во внимание все типы: Жо, Жк, Жнк. Предельно допустимая концентрация питьевой воды по жесткости (кратко: ПДК) обычно устанавливается для общей Жо.

Нормы жесткости для воды

Нормирование определяется документами стандартизации: ГОСТ, СанПиН, ТУ. Точные данные получают, проводя испытания проб в аккредитованных лабораториях, в санэпидстанциях. Для фиксирования лабораторных показаний приняты международные единицы измерения жесткости воды:

Измеряемая единица жесткости воды 1°Ж равна 1 мг-экв/л и равна 1/2 миллимоля на литр. Допустимые значения для ионов кальция и магния разные: для Ca2+1°Ж=20,04, для Mg2+1°Ж=12,16 мг/л (примечание: эти показатели вставляются в расчетную формулу, см. далее по тексту*).

По структуре вода может быть мягкой, средней, жесткой. Мягкой считается дистиллированная, кипяченая, дождевая, талая водичка. Жидкость средней жёсткости поступает из централизованных водопроводов. Артезианская и родниковая водица тоже отличаются средними показателями. К сильножесткой относится вододобыча из соленых водоемов, нуждающаяся в опреснении. В таблице показаны концентрации солей в разных размерных единицах.

Предельно допустимое содержание солей жесткости в воде

Нормы жесткости для питьевой воды

В СанПиН указаны вариативные величины, в зависимости от применения водных растворов. Жесткость воды по ГОСТУ также регламентируется в зависимости от типа и назначения жидкостей:

Если в воде солей жесткости больше, чем предписано стандартами, нужно её очистить до допустимых показателей. В табличке указаны степени солевой концентрации по шкале жёсткости с показателями в промилле.

Шкала жесткости

Нормы жесткости для технической воды

ГОСТ по определению жесткости в воде подскажет, какие параметры допустимы:

Раздельно нормируется питьевая вода по жесткости разных категорий: дистиллированная, сетевая, разливная. Для солей железа показатели рассчитываются отдельно.

Как определить жесткость воды

Определить жесткость воды в можно как в лаборатории, так и в домашних условиях. Наличие солей жесткости можно определить визуально:

Повышенная жесткость питьевой воды может причинить ущерб здоровью и нагревательным приборам. Не зная точных показателей концентрации солей, сложно рассчитать дозу средств от накипи для стирально-сушильных агрегатов или запрограммировать на чистку кофемашину. Трудно обеспечить комфортное обитание рыбкам в аквариуме или правильно выбрать фильтры очистки. Помимо визуальной оценки лучше использовать более точные измерительные методы определения жесткости питьевой и технической воды.

Измерение жесткости воды

Перед употреблением в пищу, перед поливом огорода, перед подачей в трубопроводы или перед техническим применением воды для производственных процессов полезно проверить наличие солей жесткости. Такая проверка снимет претензии потребителей к водоснабжающим компаниям, продлит срок службы дорогого промышленного оборудования.

Для измерения жесткости воды используют бытовые и профессиональные приборы:

Полезно заказать исследование в лаборатории, чтобы получить точные результаты с подтверждающей документацией. Тогда не придется думать, чем определить жесткость воды, не нужно покупать измерительные приборы или рассчитывать показатели по косвенным параметрам, используя формулы.

Как определить жесткость воды по формуле

Определить жесткость воды можно по формуле. Для определения общих показателей нужно выполнить расчет:

Жо = [Ca 2+ ] + [Mg 2+ ] = (m(Ca 2+ ))/(Э(Ca 2+ ) x V(H₂O)) + (m(Mg 2+ ))/(Э(Mg 2+ ) x V(H₂O)),

Далее вычисляют временную или постоянную жёсткость. Рассчитанную величину вычитают из Жо и получают значения всех трёх категорий Ж.

Карбонатная Жк вычисляется по формуле:

Как понизить жесткость в питьевой воде

Понизить жесткость питьевой воды можно бытовыми способами и с помощью профессионального оборудования. Для умягчения водных составов в быту применяют простые и доступные методы: кипячение, отстаивание, заморозка с оттаиванием. Используют дистилляты и бытовые фильтры.

Для загородных домов и промышленного умягчения используют профессиональные установки солеочистки:

На сайте компании Diasel можно купить любые фильтры для удаления из воды солей жесткости. Мы продаем комплектующие к установкам обратного осмоса, соберем для вас комплексные линии очистки, предоставим реагенты для снижения уровня безопасности основного жизненного напитка. Гарантируем консультации по любым вопросам, помощь по монтажным работам, текущему и сервисному обслуживанию. С нашими профессиональными установками жесткость воды всегда будет в норме.

Источник

Не мытьем — так питьем: польза и вред жесткой воды

Что такое жесткая вода и как ее смягчают в промышленных масштабах, почему контуры капель отмывать сложнее, чем середину, вредна ли жесткая вода для здоровья, какую роль в неприятностях из-за жесткой воды играет мыло и с какой водой получается самый вкусный кофе, читайте в материале Indicator.Ru.

Жесткой водой называют воду с большим содержанием растворенных солей. Из-за нее образуется накипь на чайнике и налет («мыльный камень») на сантехнике, в ней хуже пенятся мыло, порошок или шампунь. Некоторые люди жалуются, что от такой воды их кожа становится сухой и раздраженной, другие начинают страдать от перхоти. Рассказываем, как и почему это происходит и вредно ли пить жесткую воду.

Что такое жесткость воды и откуда она берется

В той воде, которую мы пьем или которой моемся, содержится не только водород и кислород. В зависимости от происхождения в ней растворены самые разные химические вещества. Чаще всего среди них встречаются соли магния и кальция, даже в процентном соотношении их больше, чем всех остальных. Собственно, тот показатель, который мы называем жесткостью, обычно выражается в милиграммах карбоната кальция (CaСО₃) на литр воды. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), вода с содержанием карбоната кальция ниже 60 мг/л считается мягкой, от 60 до 120 мг/л — средней жесткости, от 120 до 180 мг/л — жесткой, выше 180 мг/л — очень жесткой. Иногда жесткость измеряется также в градусах жесткости, которые в разных странах рассчитываются по-разному (для любопытных — онлайн-счетчик для перевода из одной системы в другую).

Жесткость водопроводной воды может сильно колебаться в зависимости от сезона. Например, в дождливое время или при таянии большого количества снега соли понемногу разбавляются, а во время засухи при испарении воды концентрация растворенных веществ, соответственно, растет. Различают два вида жесткости. Первая, временная, связана с гидрокарбонатами кальция и магния (Са(НСО₃)₂, Mg(НСО₃)₂). Постоянную жесткость воде придают другие соли, в основном хлориды и сульфаты кальция и магния (CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, MgCl₂).

Жесткость воде могут добавлять соли алюминия, бария, железа, марганца, цинка, стронция и других поливалентных металлов, то есть тех, чьи атомы могут образовать не одну, а две и более связей. В воду все они попадают из осадочных пород, и, поскольку очень распространенные представители этого класса: известняк и мел — состоят из карбоната кальция, неудивительно, почему именно кальция в воде так много. Ионы магния вода вымывает из другой осадочной породы — доломита.

Доломит (слева) и известняк (справа)

Kluka/Wikimedia Commons, tailcat/Flickr, Indicator.Ru

Перечисленные названия элементов звучат как минимум не очень пугающе (кроме разве что стронция). Кальций необходим для поддержания плотности костей, а без магния в организме человека не смогут работать примерно 350 белков, которые участвуют во множестве реакций в клетке. Польза различных видов минеральной воды, о которых мы рассказывали в отдельной статье, также в большинстве случаев обусловлена растворенными в ней минералами. Что же на самом деле — можно ли пить жесткую воду или делать это все-таки не стоит?

Польза кальция, магия магния

В день человек должен потреблять около 1000 мг кальция и 200-400 мг магния. Если представить, что вы ежедневно выпиваете два литра жесткой воды (или жидкости, произведенной на основе этой воды, бульона), то количество полученных таким образом кальция и магния составит 5-20% от нормы. Специалисты ВОЗ приводят данные эпидемиологических исследований (так называют изучение частоты заболеваний на большой популяции), которые показывают, что недостаток кальция может привести к образованию камней в почках.

Другие исследования говорят, что жесткость питьевой воды снижает риск гипертонии и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Например, согласно статье 1981 года, в городах Великобритании с мягкой питьевой водой смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 10-15% выше, чем в городах, где вода средней жесткости (около 170 мг/л). Дальнейшее повышение концентрации заметно на статистику не влияет. Похожий эффект описан в статье 2003 года французских ученых, в исследовании ученых из Швеции и других работах. Как отмечают авторы того же документа ВОЗ, некоторые клинические испытания показывают, что прием большого количества пищевых добавок с кальцием, напротив, повышает риск образования камней в почках. Возможно, все зависит от того, в какой форме человек принимает его: с добавками или с водой и пищей.

А вот гиперкальциемия (превышение содержания кальция в организме) случается гораздо реже, чем нехватка этого элемента. Дело в том, что лишний кальций у здоровых людей выводится через почки, и только нарушение функций почек может поставить здоровье человека под угрозу. История с магнием похожа: маловероятно, чтобы избыточное количество этого элемента приносило вред человеку со здоровыми почками. Лишь иногда употребление более 250 мг магния в день (для такого количества пришлось бы выпить пять-десять литров очень жесткой воды) производит на здорового человека слабительный эффект, но к нему организм через некоторое время адаптируется.

Исследователи статистики часто приходят к выводу, что чем выше жесткость воды, тем ниже смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, однако эксперименты эту зависимость не подтверждают. Не до конца понятно, как трактовать разночтения. Возможно, часть противоположных результатов можно объяснить тем, те ученые, которые изучали большое количество людей, обычно не учитывают, сколько кальция и магния участники их исследований могли получить другими путями, не из воды. Поэтому дозировку ионов в питьевой воде для «полезной» жесткости подобрать пока не выходит, тем более что разным людям в зависимости от пола, возраста и массы тела нужно разное количество кальция и магния.

Обратная сторона медали

Положительные эффекты питья жесткой воды недостаточно подтверждены, но это по крайней мере не вредит, даже наоборот. Человек, пьющий только дистиллированную воду, лишает себя целого набора полезных макро– и микроэлементов.

А вот если мыться жесткой водой, это может вызвать шелушение кожи и иногда даже атопический дерматит. Одно из возможных объяснений заключается в том, что в жесткой воде мы используем больше мыла, поскольку оно хуже пенится. Мало того, что мыло само по себе сушит кожу, жесткая вода при взаимодействии с ним образует соли, которые трудно смываются и могут вызывать раздражение у людей с чувствительной кожей.

Неудивительно, что у новорожденных, проводящих первые три месяца жизни в регионах с жесткой водой, согласно исследованию в Journal of Allergy and Clinical Immunology, на 87% возрастает риск экземы. До этого похожие исследования проводили на детях из США, Испании и Японии. Правда, согласно все тому же документу ВОЗ, умягчители воды мало влияют на ситуацию, так что дело, вероятно, не только в воде, но и в предрасположенности самих пациентов. Немного повышают этот риск мутации в гене белка филаггрина, отвечающего за защитные барьерные функции кожи.

Так что наш вывод будет немного парадоксальным: мыться жесткой водой может быть неприятно или даже вредно, а вот пить ее, возможно, даже полезно. К тому же, согласно недавнему пресс-релизу Американского химического общества, с жесткой водой вкус кофе получается получается более насыщенным, так как кофеин связывается с магнием во время варки.

При этом жесткая вода может вредить системам водоснабжения, заставлять белье после стирки «стоять колом» (как и в случае с кожей, это происходит из-за взаимодействия ионов с молекулами моющих средств). Кроме того, у нее может быть довольно неприятный привкус — именно поэтому (а не из-за ее вреда для здоровья) придумано множество способов «смягчения» воды. Временную жесткость можно убрать, просто прокипятив воду: гидрокарбонаты после кипячения станут накипью. С постоянной жесткостью бороться сложнее, для этого часто используются химические методы. Здесь главная цель — найти вещество, которое при реакции с растворенными соединениями даст выпадающую в осадок соль. Такими реагентами чаще всего становятся гашеная известь Ca(OH)₂ или кальцинированная сода Na₂CO₃ (ее еще называют бельевой содой, так как ее добавляют во время стирки, чтобы сохранить мягкость ткани даже в жесткой воде). В обоих случаях на выходе получается нерастворимый карбонат кальция, который можно удалить кипячением.

При больших масштабах в дело идет и Na₃PO₄ — тогда образуются нерастворимые ортофосфаты кальция и магния, которые легко отфильтровать. Еще один способ, катионирование, основан на добавлении специальных гранул, которые привносят в воду ионы натрия или водорода, забирая кальций, магний, железо и марганец. Для более тщательной очистки жесткую воду пропускают через специальные мембраны, подвергают действию электрического поля (электродиализ) или дистиллируют — превращают в пар.

Источник

Зачем нужно знать уровень жесткости воды

По мнению специалистов, в большинстве случаев мягкая вода предпочтительнее жесткой. Жесткая вода сокращает срок работы техники, засоряет шланги, не полезна для постоянного употребления в пищу. Однако у мягкой воды тоже есть минусы: она усиливает коррозионные процессы в металлических трубах и в ней содержится мало нужных для организма минеральных солей. Впрочем, последний недостаток легко нивелируется сбалансированным питанием или употреблением пищевых добавок с минералами. Тем более что даже в жесткой воде нет всего набора солей, которые требуются человеку.

Какая у вас вода

Полезно знать, какая у вас вода, жесткая или мягкая. Если вода сильно жесткая, то ее нужно смягчать и для потребления в пищу, и для использования в бытовых приборах, например, в стиральной машине. Если же вода мягкая, то можно обойтись при стирке без Калгона или специальных стиральных порошков.

Как понять, что вода жесткая и нуждается в смягчении?

Конечно, можно отдать ее в лабораторию — есть фирмы, которые предлагают такую услугу, например, определение жесткости воды с использованием Эриохрома черного Т или других реактивов. Или можно отнести пробу воды на анализ в местную лабораторию СЭС. Правда, есть несколько признаков, по которым можно судить о жесткой воде, не прибегая к помощи специалистов:

Эриохром черный Т «ЧДА»	Бидистилляторы электрические БЭ

Для чего нужно смягчать воду

Во-первых, воду смягчают, чтобы избежать всех неудобств, описанных выше. Во-вторых, для мытья и стирки в жесткой воде требуется значительно больше моющих средств, чем при использовании мягкой воды. В-третьих, накипь на стенках труб нагревательных приборов и оборудования ухудшает теплопроводность, из-за чего на нагрев воды расходуется больше электроэнергии,

Накипь негативно влияет на работоспособность нагревательного оборудования. Накапливаясь на стенках труб, она уменьшает их пропускную способность, повышает давление в системе, увеличивает вероятность прорыва треб. Кроме того, накипь откладывается на поверхностях теплопроводящих трубок неравномерно, что приводит к неравномерному прогреву трубок, их частичному перегреву и выходу из строя. По статистике, почти 90% поломок водонагревательного оборудования, в том числе ТЭНов в стиральных и посудомоечных машинках, происходит из-за накипи. Она засоряет шланги, ускоряет износ подвижных деталей оборудования и приборов с системой нагрева воды.

Жесткая вода вредна для постоянного потребления в пищу и для питья. Может привести к развитию мочекаменной болезни, отложению солей в суставах. Кроме этого, вызывает сухость кожи и волос.

Надо заметить, что есть сферы деятельности, где не имеет значения, какая вода используется, жесткая или мягкая. В частности, при тушении пожаров, орошении сельскохозяйственных культур, поливе улиц и тротуаров.

Источник

Жесткая вода

Это вода, в которой в большом количестве находятся растворенные соли, щелочноземельных металлов. В основном на жесткость воды влияют кальций и магний, соединения которых и являются основными солями жесткости.

Жесткость определяет не только возможность использования воды в питьевых целях, но и ее применение в бытовых или промышленных нуждах.

По вкусу жесткую воду отличить очень легко – он крайне горькая. Иногда встречающийся горький вкус родниковой воды обусловлен именно наличием солей жесткости.

По внешнему виду можно узнать после кипячения. В этом случае соли выпадают в осадок, которой легко виден на дне любого сосуда.

Классификация воды по жетскости

В России жесткость воды измеряют в градусах жесткости, но она так же может быть выражена в объемной доле или массовым числом.

Официально принятая единица измерения, которая используется в системе СИ (международная система единиц) – моль на кубический метр. Но на практике не используют перечисленные единицы измерения, предпочитая миллиэквивалент на литр (мг-экв./л).

По уровню жесткости воду делят на четыре типа:

Эта классификация называется американской и при оценке жесткости воды используется чаще всего.

Подобная классификация есть и в градусах жесткости, но представляет она только 3 типа воды:

Нормы жесткости воды

Нормы жесткости воды в России и мире сильно отличаются друг от друга. В России разрешена вода, жесткость которой не превышает порог в 7 миллиэквивалентов на литр, то есть, не запрещается подавать населению очень жесткую воду.

Те же показатели в Европе не могут быть больше 1,2 миллиэквивалентов на литр. Это значит, что европейцы пьют мягкую воду, жесткость которой почти в шесть раз меньше установленной в России.

Типы жесткости воды по восприимчивости к термообработке.

Первый тип – временная жесткость, когда помимо кальция и магния, в воде обнаруживаются гидрокарбонатные анионы. Ее так же называют карбонатной. Она легко удаляется при кипячении воды и никак не влияет на организм человека.

Второй тип – постоянная жесткость, еще называемая некарбонатной жесткостью. Она обусловлена наличием соединений кальция и магния, образованных в результате взаимодействия с сильными кислотами, например, серной или азотной. Такая жесткость не удаляется при кипячении воды, потому что не соли подобного типа не распадаются под воздействием температуры.

Общая жесткость воды вычисляется путем суммирования показателей карбонатной и некарбонатной жесткости.

Самые высокие показатели жесткости из-за обилия растворенных солей определяют в морской и океанической воде. Жесткость поверхностных вод обычно в несколько раз меньше грунтовых вод и влаги из подземных источников.

Вред, наносимый жесткой водой

Рассмотрем негативное воздействие чрезмерно жесткой воды на организм человека, бытовую технику и коммуникации. Чем выше параметр жесткости, тем сильнее будет значение каждого вида вредного воздействия.

Вред для здоровья человека и домашних питомцев

Вред, наносимый жесткой водой технике и предметам быта

Вредные последствия воды с повышенной жесткостью для коммуникаций

В домашних условиях наиболее рациональный способ уменьшение жесткости воды – использование фильтров, которые очистят воду для питья и приготовления пищи от избытка солей. В идеале, воду для любого использования дома нужно фильтровать.

Но при этом, не нужно забывать, что показатель жесткости должен равняться определенному среднему значению. Слишком мягкая вода также не несет никакой пользы. Она повышает риск развития сердечно сосудистых заболеваний у человека, вымывает соли из организма, вызывая быстрое развитие рахита и истончение костей. В коммуникационных системах мягкая вода вызывает коррозию металлических труб.

Источник