для здоровья потребителей при употреблении в качестве напитка, а также при использовании в гигиенических процедурах, поскольку после мытья такой водой волосы могут стать безжизненными и сухими, а кожа – грубой;
Жесткость воды: что это такое, как ее определить, чем вредит человеку, в чем опасность?
Сегодня мы поговорим о термине “жесткость воды”, что это такое, каких типов она бывает, в каких единицах определяется, существуют ли приемлемые нормы для питья, а также чем она вредна и какой вред может нанести человеку. Мы сталкиваемся с этим термином почти каждый день, когда смотрим рекламу, используем стиральный порошок, средство для мытья посуды или устанавливаем фильтр. Однако зачастую мы не знаем, идет ли речь об общегородском или индивидуальном показателе.
Второй распространенной проблемой, связанной с этой характеристикой, является установка собственной индивидуальной точки доступа к колодцу или скважине. Для определения необходимой системы фильтрации обычно требуется химический анализ. А при высоком содержании загрязняющих веществ (кальция и магния) требуется специальное оборудование для удаления этих солей. Но если эксперт не может сказать вам, вы должны выяснить это сами. Давайте сделаем именно это.
Жесткость определяет не только возможность использования воды для питья, но и возможность ее применения в бытовых или промышленных целях.
Классификация жесткости воды
В России жесткость воды измеряется в градусах жесткости, но также может быть выражена в виде объемной доли или массового числа.
Официально принятая единица измерения, которая используется в системе СИ (международная система единиц) – это моль на кубический метр. На практике, однако, вышеуказанные единицы не используются, предпочтение отдается миллиэквиваленту на литр (мг-экв/л).
Вода делится на четыре типа в зависимости от степени жесткости:
- Мягкая вода (менее 2 миллиэквивалентов на литр);
- Обычная вода (от 2 до 4 мэкв на литр);
- Жесткая вода (от 4 до 6 мэкв на литр);
- Очень жесткая вода (6 и более миллиэквивалентов на литр).
Эта классификация называется американской и наиболее часто используется для оценки жесткости воды.
Аналогичная классификация существует для В градусах твердостиАналогичная классификация существует для степеней жесткости, но она представляет только 3 типа воды:
- Мягкая вода (менее 2 градусов жесткости);
- Вода средней жесткости (от 2 до 10 градусов жесткости);
- Чрезвычайно жесткая вода (от 10 градусов и более).
Стандарты жесткости воды
Нормы жесткости воды в России и в мире сильно отличаются. В России жесткость воды ограничена максимум до 7 промилле на литрто есть обеспечение населения водой с очень высокой жесткостью не запрещено.
Аналогичные показатели в Европе могут быть не выше, чем 1,2 Это означает, что европейцы пьют мягкую воду, жесткость которой почти в шесть раз ниже, чем в России.
Виды жесткости воды в зависимости от восприимчивости к термической обработке.
Первый тип – это временная твёрдостьКогда, помимо кальция и магния, вода содержит углеводородные анионы. Ее также называют карбонатной твердостью. Он легко удаляется кипячением воды и не оказывает никакого влияния на организм человека.
Второй тип – это постоянная твёрдостьтакже известный как все еще твердость. Это вызвано соединениями кальция и магния, образующимися при контакте с сильными кислотами, такими как серная или азотная. Эта жесткость не удаляется кипячением воды, поскольку соли такого рода не разлагаются под воздействием тепла.
Общая жесткость Жесткость воды рассчитывается путем сложения значений карбонатной и некарбонатной жесткости.
Самые высокие значения жесткости определяются в морской и океанической воде из-за обилия растворенных солей. Жесткость поверхностных вод, как правило, в несколько раз ниже, чем у грунтовых и подземных вод.
Hard – В эту категорию входит морская вода, океанская вода и вода, вытекающая из слоев горных пород, богатых минеральными отложениями. В нем можно растворить большое количество соли. В процентном выражении соленость может достигать 33% от общего количества.
Рассмотрим различные типы твердости
Обычно твердость подразделяется на следующие категории.
- Постоянная – фиксированное значение, которое зависит от содержания сульфатов и хлоридов.
- Временная – определяется содержанием бикарбоната кальция и магния. Этот тип твердости назван так за свою способность почти полностью нейтрализоваться при приготовлении пищи.
- Общая жесткость – это результат сложения значений постоянной и временной жесткости.
Для его точного определения необходимо знать единицы измерения, с помощью которых это можно сделать.
Стандартизация определяется документами по стандартизации: ГОСТ, СанПиН, ТУ. Точные данные получают путем исследования образцов в аккредитованных лабораториях, на санитарно-эпидемиологических станциях. Для записи лабораторных показаний используются международные единицы измерения жесткости воды:
Классификация воды, содержащей соли жесткости
Какие соли жесткости присутствуют в воде? Различают общую твердость, постоянную твердость и временную твердость:
- Карбонатная твердость (временная) – щелочной раствор с pH>8,3 содержит бикарбонат, который при нагревании выпадает в осадок, образуя накипь.
- Некарбонатная (твердая) ГНК характеризуется наличием анионов (хлоридов, нитратов, сульфатов), которые сохраняются даже после кипячения жидкости.
- Общий LO – это суммарная концентрация магния и кальция, присутствующих в виде ионных соединений. Сумма получается путем сложения временных и постоянных значений: LO=Zhk+Znk.
Для очистки рассматриваются все типы: Jo, Zk, Znk. Предельно допустимая концентрация жесткости в питьевой воде (сокращенно ПДК) обычно определяется для общего GJo.
Самым дешевым и простым методом является тест с полосками. Если полоса влажная, она окрашивается в соответствии с уровнем загрязнений.
Расчет жесткости воды
Твердость рассчитывается по формуле
°Co = m(Ca2+) / E(Ca2+) × V(H2O) + m(Mg2+) / (E(Mg2+) × V(H2O),
- m – масса вещества;
- E – масса ионов (кальций – 20,04 мг, магний – 12,16 мг);
- V – объем.
Временная твердость рассчитывается следующим образом:
Jk = [HCO3-] = m(HCO3) / E(HCO3) × V(H2O).
Чтобы определить степень постоянной твердости, вычтите значение, полученное из Jo.
Очищенную таким образом воду можно употреблять в сыром виде – при условии, конечно, что она изначально предназначена для питья и не течет из водопроводных сооружений сомнительной чистоты. Вы также можете налить его в чайник или кофеварку, не беспокоясь о том, что он испачкается.
Как определить, что вода жесткая?
Жесткость воды можно измерить с помощью различных приборов, таких как солемер или тест-полоски. Мы подробно объясняем, как это сделать, здесь.
Однако жесткую воду можно распознать и на глаз, по признакам. Вот некоторые из них:
- При намыливании мыло имеет низкую пенистость.
- Вещи плохо стираются и становятся твердыми после высыхания.
- На стенках чайников и других нагревательных приборов, контактирующих с водой, регулярно образуется накипь.
- На поверхности остывшего кофе или чая появляется пленка.
- На хромированных кухонных поверхностях, таких как краны, раковины и умывальники, вода оставляет отчетливый беловатый налет.
Такие характеристики убедительно свидетельствуют о том, что вода содержит большое количество минеральных солей.
Теперь некоторые эксперты, ссылаясь на данные ВОЗ, утверждают, что имеющаяся статистика не позволяет считать мягкую и жесткую воду вредной для здоровья человека. Однако имеющиеся данные подтверждают зависимость водно-солевого баланса в организме человека от этих факторов, и отсутствие нормативной доказательной базы на уровне ВОЗ, не повод закрывать глаза на качество питьевой воды по количественным показателям жесткости – солям кальция и магния.
Определение жесткости воды
Жесткость питьевой воды – это качественная характеристика, которая определяется наличием солей двух щелочноземельных элементов: кальция и магния. Жесткость важна для оценки качества любой используемой воды, питьевой воды и воды, используемой в промышленных целях, обладающей специфическими свойствами.
Наибольшее влияние на уровень жесткости воды оказывает количество катионов кальция, чуть меньшее – количество катионов магния. Катионы стронция, железа и марганца также влияют на жесткость воды, но их вклад в общую жесткость воды настолько мал, что на практике их значениями обычно пренебрегают.
Общая жесткость определяется суммой мгновенной и постоянной жесткости воды.
Постоянная жесткость воды – это кальциевые и магниевые соли соляной, серной и азотной кислот, т.е. сильных кислот. Эти соли жесткости не выпадают в осадок и не кристаллизуются в виде накипи при кипячении воды.
Мгновенная жесткость воды является мерой присутствия карбонатов кальция и магния и гидрокарбонатов, которые после кипячения почти полностью осаждаются в виде хлопьев, а при значениях pH выше 8,3 кристаллизуются в виде накипи или образуют пленку на поверхности воды.
Как соли кальция и магния попадают в природные воды, если и дождевая вода, и таяние снега не содержат солей?
Это происходит следующим образом: вода насыщается солями, которые содержатся в известняке, гипсе и доломите в земной коре.
Это основной источник этих солей. Кроме того, на карбонатную жесткость воды может влиять процесс выветривания горных пород.
Согласно методике определения жесткости воды гидрохимическим методом, жесткостью считается:
- 0-4 мг-экв/л – мягкая вода
- 4 – 8 мг-экв. /l – средней жёсткости
- 8-12 мг-экв./л – жёсткая вода
- Более 12 мг-экв./л – очень твёрдый
Это относится к оценке общей минерализации воды, но для питьевой воды российский СанПиН определяет предельно допустимые концентрации на уровне 0-7 мг-экв/л.
Специалисты по фильтрации разделяют жесткость питьевой воды следующим образом:
- 0-1,5 мг-экв/л – мягкая вода
- 1,5 – 2 мг-экв/л – Оптимальная питьевая вода
- 2-5 мг-экв/л – жёсткая вода
- 5-7 мг-экв/л – очень жесткая вода
- Более 7 мг-экв/л – Не пить воду, превышающую рекомендуемые нормы.
Природные воды можно разделить на поверхностные и подземные.
Поверхностные воды, как правило, имеют более низкую жесткость, поскольку они в значительной степени разбавляются осадками и таянием снега. Это также объясняет сезонные колебания значений общей жесткости для поверхностных вод.
Состав подземных вод более постоянен и обычно имеет более высокие значения общей жесткости, чем поверхностные воды.
Питьевая вода должна иметь оптимальный солевой состав по жесткости.
Слишком много соли – риск мочекаменной болезни, заболеваний костей и суставов. Слишком мало соли – соли вымываются из организма, кости становятся более хрупкими, повышается риск заболеваний суставов и кровеносных сосудов.
В регионах с низкой жесткостью воды, по мнению некоторых исследователей, также повышается риск сердечно-сосудистых заболеваний. Это подтверждается статистикой из Европы и Северной Америки, исследованиями в регионах России с разной средней жесткостью воды.
Жесткая вода также вызывает образование накипи, которая сокращает срок службы бытовой техники, преждевременно изнашивает водонагревательные приборы и портит сантехнику.
Вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л более склонна к коррозии водопроводных труб, чем жесткая вода, поскольку обладает меньшей щелочностью.
Поэтому во многих случаях, особенно в секторе теплоснабжения, иногда необходимо дозировать карбонатную жесткость воды для достижения оптимального соотношения между коррозионной активностью воды, ее водородным показателем и содержанием кальция и магния.
В настоящее время ряд экспертов, ссылаясь на данные ВОЗ, утверждают, что имеющиеся статистические данные не позволяют однозначно считать мягкую и жесткую воду опасной для здоровья человека. Однако имеющиеся данные подтверждают зависимость водно-солевого баланса в организме человека от этих факторов, и отсутствие нормативной доказательной базы на уровне Всемирной организации здравоохранения – не повод закрывать глаза на качество питьевой воды по количественным показателям солей жесткости – солей кальция и магния.
Следует отметить, что Всемирная организация здравоохранения провела многочисленные исследования и до сих пор не может найти единого ответа на вопрос, насколько жесткая вода оказывает патогенное воздействие на организм человека и полезна ли для постоянного употребления только мягкая и фильтрованная вода без примесей солей и кальция. Предварительные исследования показывают, что некоторые типы воды с повышенными показателями жесткости могут вызывать сердечно-сосудистые заболевания, проблемы с суставами и каменную болезнь.
Что показывает таблица жесткости воды?
Большинство минерализованных вод, которые сбрасываются в поверхностные водоемы и становятся источником жидкости для бытового и промышленного использования, имеют жесткость выше 75-85%. Как проверить жесткость воды в доме? Такое высокое значение указывает на то, что вода содержит повышенное количество солей кальция и магния из-за присутствия ионизирующих пород. Учитывая источник минеральной воды, в некоторых случаях уровень жесткости не превышает 60%. Следует отметить, что скорость минерализации напрямую связана с наличием ионов кальция. Жесткость воды, норма для питьевой воды следующая: в открытых водоемах с пресной водой уровень кальция не поднимается выше 1 г на литр воды; соленые водоемы могут содержать около 10-15 г солей кальция на литр.
Следует отметить, что значение жесткости и концентрация солей кальция в воде напрямую зависит от типа воды и места ее нахождения. Например, поверхностные воды часто имеют самые низкие показатели жесткости, в то время как подземные воды или озера могут быть наиболее жесткими и насыщенными солями. Концентрация соли в воде также находится в прямой зависимости от времени года и сезонных осадков. В конце зимы наличие кристаллов жесткости может увеличиваться, но во время снеготаяния и мягкой воды в виде снега и дождя кристаллы соли разбавляются, и показатели жесткости заметно снижаются. Считается, что максимальная твердость наблюдается в морях и океанах, где концентрация соли наиболее высока.
Тем не менее, существуют некоторые неприятные последствия жесткой воды. О некоторых из них мы уже говорили выше: горький привкус в напитках и еде, пятна на одежде после стирки, накипь на стенках чайника. Жесткая вода также высушивает волосы и может вызвать зуд и перхоть.
У людей с аллергией и чувствительной кожей может развиться атопический дерматит. По этой причине рекомендуется смягчать воду для купания малышей в возрасте до 3 месяцев, кипятя ее, пропуская через фильтры или используя растворенную воду. Чтобы защитить волосы, косметологи рекомендуют ополаскивать их после мытья в воде с небольшим количеством яблочного уксуса.
Наши лучшие предложения
Водоснабжение вашего дома
Холодильники и вода для школы
Насос + 3 бутылки за 490 рублей!
Какая вода считается жесткой?
- Очень мягкий – показатель твердости от 0-1,5 мл-экв/л;
- Очень мягкий – значение твердости от 1,5 до 4 мл-экв/л;
- Средне-твердый – значение твердости от 4 до 8 мг-экв/л;
- Hard – значение твердости от 8 до 12 мг-экв/л;
- Очень твердый – твердость более 12 мг-экв/л
Как определить жесткость воды в домашних условиях.
- Мыло и порошок плохо вспениваются;
- На чайнике образуется много накипи;
- Чай и кофе не такие вкусные, потому что они плохо растворяются в воде из-за высокого содержания соли;
- одежда оставляет белый след после стирки;
- Мясо остается жестким даже после длительного приготовления.
Как мы писали в статье “8 простых и надежных способов проверки качества воды в домашних условиях”, TDS дает оценку от 0 до 500: чем выше показатель, тем выше содержание загрязняющих веществ.
Вредна ли жесткая вода для здоровья?
В Интернете, особенно на сайтах недобросовестных производителей фильтров для воды, часто можно встретить “страшные истории” о жесткой воде. Считается, что соли кальция и магния накапливаются в организме, вызывая образование камней в почках и закупорку кровеносных сосудов. И действительно, глядя на толстый слой накипи на чайнике, трудно не ужаснуться: неужели эта мерзость может причинить вред человеку?
Врачи говорят, что опасность жесткой воды сильно преувеличена. Во-первых, давайте разберемся с масштабом. Во-первых, его образование во внутренних органах физически невозможно, поскольку человеческий организм не нагревает воду до температуры кипения. Во-вторых, несмотря на свой пугающий вид, чешуйница совершенно безвредна.
Что касается накопления избытка соли в организме, то в городской среде это практически невозможно. Чтобы получить передозировку солей кальция и магния из питьевой воды, нужно приложить немало усилий. Дневная норма потребления кальция составляет 1000 мг, магния – от 200 до 400 мг. Два литра жесткой воды обеспечат ваш организм лишь 5-20% от суточной потребности в кальции. А чтобы получить 250 мг магния, нужно выпить около 10 литров очень жесткой воды. Наконец, даже если произойдет передозировка, что практически невозможно в обычной жизни, избыток соли эффективно выводится почками.
Тем не менее, все еще существуют некоторые неприятные последствия жесткой воды. О некоторых из них мы уже упоминали выше: горький вкус в напитках и еде, пятна на одежде после стирки, накипь на стенках чайника. Жесткая вода также высушивает волосы и может вызвать зуд и перхоть.
У людей, склонных к аллергии, и людей с чувствительной кожей может развиться атопический дерматит. По этой причине рекомендуется смягчать воду для купания младенцев в возрасте до 3 месяцев – кипячением, фильтрацией или использованием растворенной воды. Чтобы защитить волосы, косметологи рекомендуют ополаскивать их после мытья в воде с небольшим количеством яблочного уксуса.
Вся статья уместилась в один абзац: Жесткость воды определяется солями кальция и магния. Приготовление и замораживание смягчают воду. Жесткая вода практически безопасна для здоровья. Исключение составляют люди с заболеваниями почек и те, кто склонен к кожным заболеваниям.
Читайте далее:
