KievRes

Switch to desktop

Жесткость

 Такой параметр характеристики воды, как жесткость, обусловлен наличием в воде растворимых солей магния и кальция. Жесткость воды считается одним из важнейших критериев оценки качества воды.
Химия жесткости
 Параметр жесткости воды, как правило, связывают с катионами кальция Ca2+ и магния Mg2+. На самом деле все катионы с двойной валентностью так или иначе влияют на жесткость воды. Соли жесткости, выпадающие в осадок, они образуют при взаимодействии с анионами. В то время как одновалентные катионы не имеют такой способности.
 Таблица катионов и анионов, ассоциирующихся с ними:

Катионы

Анионы

Марганец (Mn2+)

Силикат (SiO32-)

Железо (Fe2+)

Нитрат (NO3-)

Стронций (Sr2+)

Хлорид (Cl-)

Магний (Mg2+)              

Сульфат (SO42-)

Кальций (Ca2+)

 Гидрокарбонат (HCO3-)

Влияние некоторых химических элементов на жесткость воды вовсе не учитывается из-за его незначительности. К примеру, железо, марганец, стронций и барий. Что касается трехвалентного железа (Fe3+) и алюминия (Al3+), их влияние на жесткость было бы ощутимо, если бы не уровень рН в природных водах.
 Типы жесткости.
 Общую жесткость определяют, суммируя концентрацию ионов кальция и магния. Общая жесткость является суммой карбонатной и некарбонатной жесткости.
 Карбонатная жесткость. Она определяется пребыванием в воде карбонатов и гидрокарбонатов (при условии, если рН выше 8,3) кальция и магния. Такой тип жесткость практически полностью устраняется кипячением воды. Поэтому карбонатная жесткость считается временной жесткостью. При нагреве и кипячении воды гидрокарбонаты распадаются, образовывая угольную кислоту и осаждая карбонат кальция и гидроксида магния.
 Некарбонатная жесткость. Она не устраняется при кипячении, так как обусловлена наличием кальциевых и магниевых солей серной азотной и соляной кислот. Такая жесткость является постоянной.
 Единицы измерения жесткости воды.
 Мировая практика использует несколько единиц измерения. Определенным образом они все соотносятся друг с другом. Единицей измерения жесткости в Украине определен мг-экв/дм3
В зарубежных странах применяются такие единицы жесткости, как американский градус ppmCaCO3, немецкий градус do, dH, французский градус fo.
 Соотношение единиц жесткости в разных системах измерений:
Моль/м3 (мг-экв/л) – 1,000    
Немецкий градус, do – 2,804  
Французский градус, fo – 5,005             
Американский градус – 50,050              
ppm (мг/дм3)СаСО3 – 50,050

 Происхождение жесткости воды.

Источником ионов кальция, магния и других щелочноземельных элементов, которые обуславливают жесткость воды и присутствуют во всех минерализованных водах, являются природные залежи гипса, известняков и доломитов. В воде ионы кальция и магния появляются при взаимодействии растворенного диоксида углерода и минералов во время растворения и выветривания горных пород. Также источником этих ионов могут быть различные сточные воды, микробиологические процессы, проходящие в почвах в донных отложениях и в местах водосбора.
 Подход к степени жесткости воды в разных странах отличается. К примеру, вода с жесткостью от 0 до 5 мг-экв в Украина считается мягкой, тогда как в США мягкая вода имеет норму жесткости только до 1,5 мг-экв, а уже от 3 до 6 мг-экв – вода считается жесткой. Таким образом, во всем мире существует не один тип классификаций воды по уровню ее жесткости. Приведенная ниже таблица наглядно демонстрирует различия в подходе к вопросу жесткости воды в разных странах.
В маломинерализованных водах, как правило, преобладает жесткость, вызванная наличием ионов кальция. С возрастанием минерализации концентрация ионов кальция стремительно снижается и не превышает 1 г/ л. А содержание ионов магния в высокоминерализованных водах может превышать 1 г/ л, а в соленых водах достигает десятков граммов на литр.
 Что касается уровня жесткости поверхностных вод, то обычно он ниже уровня жесткости подземных. Хотя в течении сезона жесткость поверхностных вод колеблется. Наивысшей отметки она достигает в конце зимы, когда воды разбавляют дожди и талая вода. Что касается воды в морях и океанах, то она обладает очень высокой жесткостью – десятки – сотни мг-экв.

Жесткость и качество воды.

 В зависимости от региона, приемлемый уровень жесткости воды варьируется. Что касается ионов кальция, то это диапазон от 2 до 6 мг-экв/ л, а для ионов магния – ниже. Бывают случаи, когда для определенной местности приемлема вода с уровнем жесткости больше 1- мг-экв/ л. Хотя повышенная жесткость отрицательно влияет на органолептические качества воды, на органы мочеполовой системы и  пищеварительные органы человека.
 Какого-то стандарта или рекомендации по поводу уровня жесткости воды Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает. Несмотря на множество проведенных исследований, все еще не доказана взаимосвязь между жесткостью потребляемой человеком воды, заболеваниями сердечно-сосудистой системы и глазными болезнями, так же как нельзя утверждать, что слишком мягкая вода отрицательно влияет на баланс минеральных веществ человека.

 В зависимости от щелочности и рН, если жесткость воды выше 4 мг-экв/ л, то при нагревании воды может образовываться накипь. Поэтому Котлонадзор вводит довольно жесткие требования к уровню жесткости воды, которая используется для котлов – 0,05 – 1,0 мг-экв/ л. Также при взаимодействии солей жесткости с мыльными средствами образовываются так называемые мыльные шлаки – пена. В следствии этого – как минимум перерасход моющих средств. А при высыхании эта мыльная пена создает налет на сантехнике, человеческой коже, волосах, постиранном белье. Для человека воздействие таких шлаков разрушительно для природной жировой пленки, покрывающей его кожу, забивающей при этом ее поры. Всем знакомо ощущение такого негативного влияния мыльной пены и характерный «скрип» вымытой кожи и волос. При этом полезнее для здоровья мириться с чувством «мылкости» после использования мягкой воды, так как это чувство говорит о том, что защитная пленка на коже не повреждена. Если эта пленка повреждена, приходится использовать различные смягчающие и увлажняющие кремы и лосьоны для ее восстановления.

 Существует еще один важный нюанс. Дело в том, что мягкая вода с уровнем жесткости не выше 2 мг-экв/ л обладает низкой щелочностью. В зависимости от уровня рН она может оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому часто приходится специально обрабатывать воду для того чтобы достичь оптимального соотношения жесткости воды и ее коррозионной способностью.

www.kievres.kiev.ua

Top Desktop version