Норма жесткости воды: определение и устранение в домашних условиях

Норма жесткости воды

О норме жесткости

Вода добывается из открытых или подземных источников. Почва близ них насыщена в т. ч. различными солями щелочноземельных элементов, чаще всего кальция и магния (сульфидами, фторидами и т.д.). Содержание их в воде и определяет ее жесткость.Бегущая вода
Чем выше концентрация примесей в воде, тем она жестче.

Проблема соответствия необходимому показателю жесткости воды в водопроводном кране состоит не только в источнике, из которого она добывается. Общая жесткость воды бывает постоянной и временной.

Нормы и правила
Замеры ppm

И если вторую, карбонатную кальциевую и магниевую, можно нейтрализовать кипячением, то перманентно присутствующая может повлиять на состояние здоровья потребителя, исправность стиральной машины или чайника. Она практически ничем не устранима.

Природная вода может менять свои показатели в результате сезонной миграции потоков от дождя и таяния снега. Зимой, когда таких явлений в природе не наблюдается, уровень показателей обычно становится более жестким.

Оптимальной мягкостью по нормам обладает вода из поверхностных потоков или та, что протекает в местах залегания доломитов или известняковых пород.

Принятые нормы жесткости воды

Нормативы регулируют оптимальную жесткость не только в централизованном водоснабжении, но также в котельных и других системах. Примечательно, что в нормативах, установленных в РФ, есть небольшие расхождения с требованиями международных стандартов. Объясняется такое расхождение следующими причинами:

  • разнообразием условий образования жидкости;
  • вариативностью использования ресурса (котловые, системы водоснабжения);
  • источниками добычи.

Норма жесткости воды: определение и устранение в домашних условиях

Жёсткость воды в Московской области

Жесткостью называют совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей, главным образом, кальция и магния, так называемых «солей жесткости». Общая жесткость складывается из временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образуя так называемую накипь на бытовых кухонных приборах.

Жесткость воды является характеристикой конкретного источника водоснабжения и не изменяется в процессе подготовки питьевой воды.

Согласно ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единицы жесткости», единица измерения жесткости – градус жесткости (оЖ), величина которого соответствует 1 мг-экв./л. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения человек получает магний и кальций в достаточном количестве при условии потребления воды жесткостью примерно 5ºЖ.

Московская водопроводная вода не нуждается в дополнительном умягчении, поскольку ее жесткость находится именно в этих пределах. Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента, поступающих в организм человека из воды.

жесткость воды

Нормативные требования и рекомендации

Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды: кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается. Московская питьевая вода по данным показателям соответствует рекомендациям ВОЗ.

Российские нормативные документы (СанПиН 1.2.3685-21, СанПиН 2.1.3684-21) для питьевой воды регламентируют: кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.

Норматив физиологической полноценности бутилированной воды (СанПиН 2.1.4.1116-02): кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.

По содержанию кальция и магния бутилированная вода высшей категории ничем не лучше воды из-под крана!

В целом московская вода централизованной системы питьевого водоснабжения относится к водам средней жесткости и по фактическим значениям соответствует показателю физиологической полноценности, установленного для бутилированных вод высшей категории качества. Вода не содержит вредных для здоровья человека соединений и безопасна для потребления.

Норма жесткости воды: определение и устранение в домашних условиях

Что касается градусов, позволяющих определить жесткость, то их значения выглядят следующим образом:

  • 2 градуса и меньше – мягкая вода;
  • 2-10 градусов – вода средней жесткости;
  • более 10 градусов – жесткая вода.

Примечательно, что в аквариуме может быть жесткость, равная 15 градусам, и это нормально. Зависит от того, кто в нем обитает. Такая жесткость считается временной, так как количество ионов кальция меняют растения, моллюски и рыбки, которые находятся в аквариуме. При желании владелец аквариума может уменьшить уровень жесткости посредством использования современных методик и приспособлений.Норма жесткости воды: определение и устранение в домашних условиях

Влияние жесткой и мягкой воды на человека и бытовые приборы

Слишком жесткая вода отрицательно воздействует на технические устройства:

  • разрушает теплотехническое и сантехническое оборудование: на стенках водопроводной и отопительной систем нарастают известковые отложения, уменьшающие напор, и возникает необходимость менять трубы;
  • увеличивает расход тепла на нагревание, так как у накипи низкая теплопроводность;
  • образуя накипь на ТЭНах, вредит бытовым приборам, что сокращает срок их службы из-за сгорания нагревательных элементов;
  • из-за слабого вспенивания приводит к перерасходу моющих веществ.

Бывает вред для оборудования и от слишком мягкой, низкощелочной воды. Если ее показатель жесткости ниже 2 мг-экв/л, то в водопроводных трубах повышается коррозия внутренних металлических поверхностей и они быстро выходят из строя.

Сильная жесткость употребляемой воды негативно влияет на наше здоровье:

  • сушит кожу, вызывая появление зуда, шелушения, перхоти и аллергических реакций, удаляет ее защитный слой, открывая дорогу микроорганизмам;
  • ликвидирует сальную пленку на голове и теле, что приводит к их быстрому загрязнению;
  • становится виновником желудочно-кишечных проблем;
  • способствует накоплению в органах токсинов;
  • создает в организме избыток кальция и магния, нарушающий работу сердца и сосудов;
  • воздействует на костную систему, уменьшая суставную жидкость и снижая тем самым подвижность человека;
  • увеличивает вероятность возникновения мочекаменной болезни, создавая слишком сильную солевую нагрузку на мочеполовую систему.

Однако и слишком малое содержание солей жесткости вредно для человека:

  1. При низком содержании в воде солей кальция происходит вымывание его из организма, вызывающее ломкость костей и разрушение зубов, а также заболевания суставов и сосудов.
  2. В результате нехватки кальция и магния возникают сердечно-сосудистые проблемы.
  3. Недостаток поступления кальция из воды и пищи заставляет организм забирать этот элемент из костей. Большая его часть не усваивается и идет на образование камней во внутренних органах, а также костных шпор.

Типы жесткости воды

Проверка воды на показатель жесткости проводится в несколько этапов, с учетом типа водоема, в котором был произведен забор, условий содержания жидкости и цели произведенной экспертизы. Как определить жесткость воды в домашних условиях? Чаще всего жесткость при проверке делят на следующие группы:

  1. Жесткость воды общего типа. В процессе определения вида жесткости воды этого показателя выводится единица наибольшей концентрации солей кальция и магния. Данный показатель рассчитывается путем выведения данных о постоянной жесткости воды и непостоянной, временной жесткости некарбонатного типа. Для того чтобы смягчить воду при завышенных показателях общей жесткости используют ионизирующие фильтрующие установки для воды и таблицу жесткости воды.
  2. Жесткость карбонатного типа. Проверка позволяет выявить наличие в составе воды карбонатных и гидрокарбонатных элементов солей кальция и магния. Такой вид жесткости нередко может называться временным, поскольку устранить завышенные показатели поможет кипячение и вываривание лишних солей. Нагревание воды способствует тому, что гидрокарбонаты и карбонаты кальция и магния раскладываются и становятся осадочным веществом на дне посудины. Такой тип не постоянной жесткости воды превращается в бытовой налет, который нередко можно наблюдать на посуде, в которой часто кипятится вода. Как устранить жесткость воды? Очистить жесткость такой воды можно также путем использования ионизирующих фильтров или механизмов для устранения лишних солей.
  3. Жесткость воды некарбонатного типа. Данный тип проверки позволяет выявить в воде присутствие кислот солей кальция и магния сильного воздействия. В число таких кислот входят серная, азотная и соляная кислоты. Данный вид не карбонатной жесткости воды нельзя устранить простым кипячением воды и вывариванием патогенных элементов. Постоянную жесткость нередко очищают ионизирующими фильтрами или растворяющими соль веществами.

Жесткость воды в таблице

В чем измеряется жесткость воды? Стоит отметить, что мировая таблица единиц измерений имеет несколько разных обозначений для типов и разновидностей жесткости. Каждая из этих единиц взаимосвязана с остальными. На территории постсоветского пространства до их пор используют единицу моль для обозначения показателя определения общей жесткости воды. В европейских государствах могут нередко использовать такие обозначения как do, dH, fo. В США используется обозначение ppm CaCO3.

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

  1. Высокая жесткость способствует росту мочевых камней и развитию мочекаменной болезни. Это связано с накоплением солей, которые просто не успевают выводиться из организма.
  2. При умывании жесткая вода сушит кожу. Это происходит из-за появления «мыльных шлаков» образованных из мыла, которое не способно мылиться и растворяться в жесткой воде. Эти мыльные шлаки закупоривают поры, не давая им свободно дышать, вследствие чего могут развиваться кожные воспаления, не давать покоя зуд и жжение кожи.
  3. Образование тонкой корке на волосах разрушает естественную жировую пленку. Происходит это так же, как и на коже рук – «мыльные шлаки» не вымываются и постепенной накапливаются. Это может вызвать зуд кожи головы, перхоть и даже выпадение волос.
  4. Влияние сильно жесткой воды на здоровье животных не отличается от воздействия на человеческий организм. Существует высокий риск развития мочекаменной болезни. У питомцев, питающихся сухими кормами, этот риск возрастает в несколько раз. Возможно появление проблем с шерстью и кожей, как у собак, так и у кошек при их регулярном купании.
  5. Замедляется процесс приготовления пищи, из-за многочисленных солей плохо разваривается мясо. Это приводит к плохому усвоению белка и может вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.

Вред, наносимый жесткой водой технике и предметам быта

  1. Мыльные средства из-за наличия большого количества солей в воде крайне плохо пенятся и отмывают загрязнения. Поэтому количество порошков, средств, предназначенных для мытья посуды и прочих предметов бытовой химии, придется резко увеличить.
  2. Кроме плохого вспенивания мыльных средств, из-за контакта жесткой воды с ними образуются разводы и твердый налет на сантехнике и поверхности посуды, так как выпадает солевой осадок. Такой налет тяжело отмывается с посуды, а так же негативно влияет на сантехнику, постепенно разрушая ее поверхности.
  3. В процессе нагревания воды в электроприборах соли не просто выпадают в осадок, а кристаллизуются и выпадают в виде накипи. Именно накипь является основной причиной быстрой поломки водонагревательных приборов.
  4. Жесткая вода оставляет пятна, разводы и грязные налеты на свежевыстиранных вещах, цвет тускнеет, принты и рисунки становятся серыми. От них избавиться очень сложно и это, опять же, требует повышенных затрат моющих средств. Ткань, постиранная в жесткой воде, становится грубой и неэластичной, потому что соли забивают в ней все свободное пространство. Уменьшается прочность одежды и белья.

Вредные последствия воды с повышенной жесткостью для коммуникаций

  1. Соли жесткости так же, как и на бытовых приборах, выпадают в осадок или кристаллизуются, образуя на поверхности коммуникационных путей и крупных приборов и установок накипь. Накипь истончает стенки коммуникаций, впоследствии полностью разрушая их.
  2. Обилие выпадающих в осадок или накипь солей жесткости, приводит к частым выходом из строя крупных водонагревательных установок, типа бойлеров.
  3. В системах оборотного водоснабжения, образующиеся накипные отложения, водные камни и шлам из солей уменьшают проходимость труб, при этом падает теплоотдача. Падает напор воды, уменьшается количество воды в радиаторах, закупориваются входы и выходы воды из домов, что может привести к полному закупориванию коммуникационных сетей. Все это увеличивает энергозатраты.

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.

Нормы жесткости для питьевой воды

Жесткость определяется концентрацией катионов кальция и магния в растворе, в СИ — моль на кубический метр (моль/м³). Но чаще пользуются другой единицей измерения — миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л). 1 мг-экв/л = 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния на л. жидкости.

В России с 2014 г. жесткость измеряется в градусах: 1°Ж = 1 мг-экв/л. Но в разных странах применяются свои единицы измерения:

    Согласно СанПиН для питьевой воды жесткость не может превышать 7°Ж. Самым подходящим для человека считается раствор до 2°Ж, приемлемым — до 10°Ж. Норма жесткости начинается с 2°Ж, потому что для здоровья в небольшом количестве необходимы соли, содержащиеся в воде. Их дефицит в организме приводит к вымыванию кальция из костей.

    В разных странах стандарты различаются из-за экологической ситуации региона.

    Нормы жесткости для технической воды

    Для техники насыщенный солями водный раствор тоже представляет опасность: на нагревательных элементах образуется накипь, которая может привести к поломке.

    Для большинства производств не установлены нормы жесткости, только допустимое содержание отдельных веществ.

    Для бытового использования водный раствор проходит более тщательную очистку, чем для технических нужд. Исключение составляют электронная и фармацевтическая промышленность, где требуется дистиллированная вода.

    Определение жесткости воды в домашних условиях

    • Точно определить жесткость воды можно только в лаборатории
    • Для приблизительной оценки можно использовать тест-полоски жесткости воды. Они продаются в зоомагазине (их используют для измерения жесткости воды в аквариумах) или в точках продаж кофемашин и другой бытовой техники. На бумагу нанесен реагент, который при контакте с водой меняет цвет — интенсивность окраски различается в зависимости от концентрации вещества в воде. Основные недостатки такого метода: невысокая точность и сложности с интерпретацией результата теста. Сначала придется на глаз определить оттенок, сравнив с палитрой возможных результатов, а затем указанные на палитре значения жесткости перевести из европейских градусов в российские.
    • Еще один способ определения жесткости воды — прибор солемер. Только по отзывам точность его минимальна.

    Расчет жесткости воды

    Жесткость рассчитывается по формуле:

    °Жо = m(Ca2+) / Э(Ca2+) × V(H2O) + m(Mg2+) / (Э(Mg2+) × V(H2O),

    где:

    • m — масса вещества;
    • Э — масса ионов (кальций — 20,04 мг, магний — 12,16 мг);
    • V — объем.

    Временную жесткость вычисляют так:

    Жк = [HCO3-] = m(HCO3) / Э(HCO3) × V(H2O).

    Чтобы узнать градус постоянной жесткости, нужно вычесть из Жо получившееся значение.

    Методы устранения жесткости воды

    Уменьшить концентрацию примесей в растворе можно несколькими методами.

    Катионирование

    Ионообмен — способ уменьшить концентрацию вредных соединений. Основа метода — замена катионов кальция и магния в растворе на катионы натрия или водорода. При пропускании через катионит жесткой воды протекают реакции обмена, в ходе которых образуются нерастворимые соединения Ca2+ и Mg2+, которые задерживаются в субстрате. В раствор в свою очередь переходят не образующие накипи катионы Na+ или H+.

    Часто для более эффективной очистки воды катионирование комбинируют с другими способами либо проводят в несколько ступеней, на каждой из которых варьируется концентрация катионита.Схема катионирования
    Умягчение воды методом катионирования.

    Термоумягчение

    Термоумягчение — самый простой способ, применяемый в быту, подходит только для карбонатной жесткости. При кипячении соединения разлагаются и вода становится пригодной для питья.

    Минус термоумягчения в том, что метод подходит только для очистки от карбонатных соединений.Кипящая вода
    Самый простой способ смягчения воды в быту — кипячение.

    Реагентное умягчение

    В раствор добавляют кальцинированную соду, гашеную известь или ортофосфат натрия. Соли кальция и магния реагируют с этими веществами, образуя твердые компоненты, которые можно отфильтровать. Данный способ подходит для промышленного производства.

    Минус реагентного умягчения в быстром изнашивании фильтра, каждые 5-7 лет его нужно заменять.

    Схема монтажа умягчителя
    Комплекс реагентного умягчения воды для частного дома.

    Обратный осмос

    Данный метод позволяет очистить жидкость от 99% всех примесей. Для этого раствор пропускают через полупроницаемую мембрану под большим давлением. Обратный осмос применяется в домашних очистителях, фильтры под мойку в Тюмени можно купить в интернет-магазине «КВАНТА+».В производстве используются мембраны разных размеров, очищающие от 40% примесей.

    Обратный осмос
    Фильтр обратного осмоса.

    Электродиализ

    Водный раствор помещают в сосуд, разделенный множеством перегородок с мембранами. Стерильная вода не проводит электричество. При пропускании тока через раствор ионы притягиваются к противоположно заряженным мембранам и оседают на них. Количество вредных соединений снижается. Метод позволяет очищать воду без использования реагентов.

    Минус электродиализа в скапливании солей на мембранах. Из-за концентрации нерастворимых веществ детали установки требуют частой замены. Кроме этого, необходима предварительная очистка воды от коллоидных соединений.Электродиализ
    Схема электродиализа.

    Дистилляция

    Дистилляция редко применяется для смягчения. Раствор нагревают до 100°С. Соединения с меньшей температурой кипения улетучиваются, а соли остаются в установке после выпаривания жидкости. Образовавшийся пар охлаждают. Вода, смягченная таким способом, содержит примеси, безвредные для человека.

    Минусы дистилляции:

    • много требований к обслуживанию оборудования;
    • медленный процесс очистки;
    • большой расход жидкости для охлаждения конденсата.

    Дистилляция воды
    Дистиллированная вода содержит примеси, безвредные для человека.

    Поделиться с друзьями
    Marina
    Оцените автора
    ( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
    Обустройство дома
    Добавить комментарий

    Adblock
    detector