Tvrdost vody | přínosy a škody, v čem se měří, jak se určuje tvrdost pitné vody

Je nemožné, aby člověk žil bez vody. Voda vytěžená z podzemních zdrojů nebo nádrží často obsahuje různé soli. Tvrdá voda je voda s velmi vysokým obsahem rozpuštěných solí. Množství nečistot závisí na lokalitě a ovlivňuje fyzikální a chemické vlastnosti a hodnocení vody. Při překročení standardních parametrů stanovených zákonem se voda rychle stává škodlivou.

Podle hygienických předpisů a předpisů by tvrdost pitné vody z vodovodu neměla překročit 7 mg-ekv/l. Pokud půda obsahuje hodně vápenatých hornin, pak je tvrdost vody vysoká. Vodní kámen v konvici, usazeniny vodního kamene na kohoutku a dřezu, bílé šmouhy na nádobí a duhový film na povrchu čaje, všechny tyto negativní důsledky má na svědomí přítomnost vysoké hladiny vápenatých nebo hořečnatých solí ve vodě, které vodu tvrdnou.

Co je tvrdost

Přírodní voda uvnitř hornin zemské kůry se snoubí s písčito-skalnatými horninami, horskými minerály, solemi vyplavenými z vápence, sádrovcem, dolomity a také s dešťovou a tavnou vodou, které ji nasycují organickými a anorganickými sloučeninami. Voda ležící blíže k povrchu a voda ležící hluboko mají různou tvrdost. Zvětší se díky přítomnosti vápence. Průhlednost a absence zápachu nezaručují chemickou a biologickou čistotu vody. Před konzumací je proto nutné vodu vyčistit a vydezinfikovat, aby se tvrdost vody vrátila do normálu.

Jednotky tvrdosti vody

Podle mezinárodního systému jednotek se tvrdost měří v molech na metr krychlový – mol/m³. V Rusku se tvrdost měří ve stupních tvrdosti (1°Ж), což se rovná 1 mg-ekv/l miligramekvivalentů na litr a 1/2 milimolu na litr. 1°F obsahuje 20,04 mg iontů vápníku a 12,16 mg iontů hořčíku. Čím vyšší stupeň, tím je voda považována za tvrdší. Pro srovnání v Německu: 1°Ж = 2,8 dH. Přijatelné hodnoty pro vápenaté ionty Ca2+1°Ж=20,04, pro hořčík Mg2+1°Ж=12,16 mg/l. Tyto ukazatele jsou vloženy do vzorce pro výpočet.

Druhy tvrdosti

V závislosti na koncentraci hořečnatých a vápenatých solí může být voda tvrdá, střední nebo měkká.

• měkká: do 3°F
• průměr: od 3 do 6 °F
• tvrdá: více než 6°F

Destilovaná, vařená, dešťová a roztavená voda jsou považovány za měkké. Voda střední tvrdosti pochází z centrálního zásobování vodou. Artézská a pramenitá voda mají průměrné hodnoty tvrdosti. Jak příliš měkká, tak příliš tvrdá voda lidskému organismu škodí. Konzumací měkké vody s nízkým obsahem soli se z těla vyplavují minerály, zvýšená tvrdost má vliv na zdraví, nadbytek solí v tvrdé vodě vede ke vzniku kožních a kardiovaskulárních onemocnění, patologií ledvin a jater. Tvrdá voda má hořkou, kovovou chuť a může být zakalená a mít různé barevné odstíny.

Existují tři typy tvrdosti vody: obecná, dočasná (karbonátová) a trvalá (nekarbonátová).

• s uhličitanovou (dočasnou) tvrdostí Zhk s pH>8.3 – alkalický roztok s hydrogenuhličitany, které se při zahřívání srážejí a tvoří vodní kámen.
• s nekarbonátovou (konstantní) tvrdostí zůstávají po převaření vody chloridy, dusičnany a sírany, takže je zapotřebí složitější čištění.
• total Zho=Zhk+Zhnk je součet dočasné a trvalé tvrdosti. Maximální přípustná koncentrace tvrdosti pitné vody (MPC) je stanovena pro celkovou tvrdost.

Standardní tvrdost

Optimální tvrdost vody je normální, přijatelná hladina solí obsažených ve vodě, která neumožňuje vyplavování vápníku z kostí. Za nejlepší a optimální hladinu pro pitnou vodu se považuje teplota do 2°Ж.

Podle požadavků SanPiN a GOST jsou indikátory tvrdosti regulovány v závislosti na typu a účelu vodných roztoků:

Pro pitnou vodu z kohoutku je minimální koncentrace vápníku 0,12 mg/l, hořčíku 0,04 mg/l, maximální koncentrace hořčíku do 50 mg/l, tvrdost není vyšší než 7 stupňů.

Balená voda obsahuje 25-130 mg/l vápníku a 5-65 mg/l hořčíku. Přípustná tvrdost v rozmezí 1,5-7°Ж. = 25-130 a Mg = 5-65 mg/l.

U vody používané pro domácí a pitné účely by maximální přípustná koncentrace tvrdosti pitné vody neměla překročit 350 mg/l (7-10 °Ж nebo 1-1,5 gramu na litr).

U nápojů nejvyšší kategorie je norma Jo = 1,5-7, u první kategorie ne více než 7 mEq/l.

Podle standardů WHO je v pitné vodě přípustných 10-30 mg hořčíku a 20-80 mg vápníku na litr.

Celková tvrdost pro pitnou vodu podle EC není vyšší než 1,2 mEq/l.

Když voda obsahuje více solí tvrdosti, než požadují normy, je třeba ji vyčistit.

GOST také definuje přípustné parametry tvrdosti vody ve zdroji:

• pro elektronickou výrobu,
• pro galvanické pokovování,
• za energii,
• pro lékařské procesy,
• doplňovací a doplňková voda pro kotle.

U solí železa se ukazatele počítají samostatně.

Nevýhody tvrdé vody

Kvůli přebytku uhličitanů ve zdroji:

• v kloubech se objevují usazeniny soli;
• funkce jater a gastrointestinálního traktu je narušena;
• vyvíjí se urolitiáza;
• objevují se alergie, ekzémy, podráždění kůže, zejména u dětí;
• chuť jídla a nápojů se zhoršuje kvůli hořké chuti vody;
• maso při vaření ztvrdne;
• pěna se špatně tvoří, vlasy se po umytí obtížně rozčesávají;
• při praní se zvyšuje spotřeba pracích prostředků a při máchání je obtížné smýt bělavý povlak z tkaniny;
• na stěnách potrubí se tvoří nerozpustné kamenito-vápenaté usazeniny;
• spotřeba elektřiny se několikrát zvyšuje v důsledku tvorby vodního kamene, který narušuje přenos tepla topných zařízení;
• snižuje se životnost ohřívačů vody domácích a průmyslových spotřebičů, hydraulických zařízení a vodoinstalace.

Proč určovat tvrdost vody?

Bez znalosti koncentrace solí ve vodě je obtížné vypočítat dávku odvápňovacích prostředků do myček a praček se sušičkou, vyčistit kávovar nebo vybrat správné čisticí filtry do akvária. Pro stanovení charakteristik tvrdosti pitné a průmyslové vody je nutné používat přesné metody měření.

Měření tvrdosti vody

Před konzumací vody, před zaléváním zahrady, před jejím přiváděním do potrubí nebo před technickým využitím vody pro průmyslové procesy je užitečné zkontrolovat přítomnost solí tvrdosti. Tento typ kontroly prodlužuje životnost průmyslových zařízení.

Existuje několik způsobů, jak zjistit tvrdost vody:

Testovací proužky

Indikátorové testovací proužky se prodávají v obchodech s domácími spotřebiči a v obchodech se zvířaty.

Po interakci s vodou indikátor změní barvu, která je porovnána s paletou vzorků odstínů uvedených na obalu. Tato metoda však nedává přesný výsledek kvůli obtížnosti převodu z evropských stupňů do ruských definic tvrdosti.

Lékařské proužky prodávané v lékárnách poskytují dobré výsledky s přesností 1-2°F.

Salinometr, spektrální analyzátor, TDS a EC metr

Jedná se o přístroje – testery pro měření elektrické vodivosti a odporu roztoku. Výsledek je ale ovlivněn nejen koncentrací solí tvrdosti, ale i případnými dalšími ionty a dokonce teplotou, takže výsledky jsou také přibližné.

Pro určení celkové tvrdosti se provede výpočet:

Жо = [Ca2+] + [Mg2+] = (m(Ca2+))/(Э(Ca2+) x V(H2O)) + (m(Mg2+))/(Э(Mg2+) x V(H2O)),

[Ca2+]; [Mg2+] — koncentrace iontů vápníku a hořčíku, v mg-ekv/dm3;

m(Ca2+); m(Mg2+) — obsah iontů v mg;

V(H2O) — objem vody, dm3;

E je ekvivalentní hmotnost iontů* (jeho hodnoty již byly uvedeny v textu: Ca2+=20,04; Mg2+=12,16 mg/mol nebo g/mol).

Výsledek se získá v jednotkách: mg-ekv/dm3.

Poté se vypočítá dočasná nebo trvalá tvrdost a odečte se od Jo, aby se získaly všechny tři tvrdosti.

Pro výpočet obsahu uhličitanových mastných kyselin se používá následující vzorec:

Lc = [HCO3-] = (m(HCO3))/(E(HCO3) x V(H2O))

Pro nekarbonátové: Zhnk=Zho-Zk.

V laboratoři

Abychom se vyhnuli nákupu měřicích přístrojů nebo používání vzorců s nepřímými parametry, je vhodné objednat laboratorní test vody s doprovodnou dokumentací pro získání přesných výsledků koncentrace nejen solí tvrdosti, ale i dusičnanů, pesticidů, železa, sirovodíku a dalších minerálních nečistot. Pokud je zdrojem vody v domě studna nebo vrt, musí být voda předložena laboratoři.

Jak snížit tvrdost

Tvrdost pitné vody můžete snížit pomocí domácích metod a profesionálního vybavení. Ke změkčení vody doma se používají jednoduché a dostupné metody:

• Dlouhým varem (20-30 minut) se eliminuje uhličitanová (přechodná) tvrdost – uhlovodíky se rozkládají, uvolňují oxid uhličitý a tvoří se vodní kámen.
• Pro venkovské domy a pro průmyslové změkčovací použití:
• Změkčovací filtry jsou založeny na kationizaci sodíku – procesu nahrazování iontů přítomných solí kationty sodíku.
• Iontoměničové filtry s vícesložkovými pryskyřicemi odstraňují sůl a železo z vody.
• Reverzní osmóza čistí pomocí speciálních membrán bez dalších filtračních systémů.

Pro použití vody v domácích podmínkách se používají chemické metody ošetřením kapaliny činidly.

Ke změkčení vody pro potravinářské účely byste měli používat džbán nebo vestavěné vícesložkové filtry umístěné pod kuchyňským dřezem. K ochraně domácích spotřebičů před poruchami, zajištění kvalitního mytí a příjemných vodních procedur je nutné nainstalovat stanici na úpravu vody na vstupu do vodovodního systému, v případě čištění radiátoru můžete použít například oběhové čerpadlo.