Насколько вредна жесткая вода и способы умягчения

Вода, используемая для питья и приготовления пищи, должна быть чистой. В частном доме воду обычно берут из колодца и скважины. И многие ошибочно полагают, что она безопасна. Но это не так. Во-первых, в ней большое количество загрязнений, железа и прочих микроэлементов, которые в большом количестве могут быть небезопасны. Во-вторых, вода из крана и скважины достаточно жесткая. Нужно использовать специальные фильтры для ее умягчение. Рассмотрим подробнее, что такое жесткость воды, какая она бывает, эффективные методы решения проблемы.

Жесткость воды: что это такое

Появление жесткости

Первое, что нужно сделать – узнать жесткость воды это что.

Жесткость воды – это характеристика её состава, определяющая содержание в растворе различных солей, основными из которых являются сульфаты и карбонаты кальция и магния. Эти минералы проникают в воду из различных источников, таких как грунтовые воды, реки и озёра. Чем больше количества этих солей в жидкости, тем она жестче.

Жёсткая вода может оказывать плохое воздействие на технику в доме, например, на котлы и стиральные машины, образуя накипь. Кроме того, она может влиять на качество мытья, делая мыльные средства менее эффективными, поскольку соли кальция и магния образуют неэффективные осадки с мылом.

Определение жесткости воды осуществляется на заказ. Чтобы узнать, есть ли соли в ней и их количество, лучше всего сдать анализ. В специальных центрах можно точно определить, насколько вода жесткая, какие именно соли преобладают. На основе этого можно выбрать подходящий метод решения проблемы.

Также при использовании воды можно обратить внимание на состояние техники, которая с ней взаимодействует. Например, если внутри чайника во время кипячения воды остается много белого осадка на дне и стенках, то вода жесткая и требует очистки.

Для уменьшения жесткости воды существуют различные методы обработки, включая обмен ионообменных смол, добавление химических реагентов, а также применение обратноосмотического оборудования. Эти методы помогают смягчить воду, делая её более подходящей для безопасного использования. Но он них расскажем позже.

Как образуются соли жесткости

Вода

Вода является универсальным растворителем, и её состав в естественных источниках варьируется в зависимости от ландшафта. Вода, насыщенная углекислым газом, проникает в грунт, проходя через различные геологические слои, такие как гипс, доломит, кальцит, разлагая их и обогащаясь органическими и минеральными компонентами, а также ионами металлов. Эти элементы определяют общую минерализацию воды, также известную как TDS (общее растворенное вещество).

В составе преобладают катионы кальция и магния, суммарное значение которых указывает на жесткость жидкости. Она может быть классифицирована на два основных вида:

  • Непостоянную (карбонатную);
  • Постоянную (некарбонатную).

Также соли жесткости могут появляться в жидкостях из-за различных биологических процессов. Именно поэтому в разных регионах их количество будет отличаться.

Жесткость поверхностных вод земли, как правило, ниже, чем в подземных. Поверхностные воды поддаются значительным изменениям из-за погодных явлений. Обычно высокие показатели содержания магний и кальция в воде замечены в конце зимы и минимальные в период их таяния, когда её смешивают с мягкой дождевой и талой водой.

Классификация воды с солями жесткости

На степень жесткости жидкости могут влиять различные виды солей. В зависимости от того, какая именно соль преобладает в составе, выделяют несколько разновидностей жидкостей. О них расскажем чуть подробнее.

Карбонатная

Такой вид жесткости воды встречается чаще всего. Именно он больше всего заметен на посуде во время использования. При нагреве жидкости внутри чайника, кастрюль образовывается белый налет (накипь). Также карбонатная жесткость плохо влияет на работу водонагревателей. ТЭНы быстро выходят из строя, хуже нагревают воду. В такой жидкости наблюдается повышенное содержание карбонатов, кальция и магния.

Стоит отметить, что это вид  еще часто называют временным или проходящим. Это связано с тем, что избавиться от проблемы легко: достаточно прокипятить жидкость. Соли при кипячении выпадают в осадок. Он остается на стенках посуды.

Некарбонатная жесткость

Она называется постоянной. Нагрев никак не влияет на количество солей в составе воды. Поэтому для того, чтобы провести ее очистку, нужно обязательно использовать специальные фильтрующие элементы. В составе воды преобладают соли других кислот. Чаще всего это серная (VI), хлористоводородная или азотная (V).

Общая Жо

Это параметр, который характеризует количество различных минеральных солей, особенно кальция и магния, в воде. Обычно одинаково преобладают разные виды солей в составе. Сделать такую жидкость более мягкой достаточно сложно, так как нужно использовать комбинированные методы очистки или качественные системы фильтрации.

Именно из-за того, что жесткость воды может варьироваться, нужно провести анализ и определить, каких видов солей в составе больше и выбрать оптимальный метод фильтрации. И даже если после кипячения нет никакого осадка, это вовсе не означает, что очистка не требуется. Например, некарбонатная жесткость никак не меняется при воздействии высокой температуры.

Как определить жесткость воды

Нужно знать, как правильно определить жесткость. Самый оптимальный метод – это сдать жидкость из скважины или водопровода на комплексный анализ. Он позволяет не только определить содержание и разновидность солей, но и других составляющих, которые могут плохо сказаться на здоровье человека. Например, большое количество железа.

Вот несколько способов, которые могут помочь в определении жесткости воды:

  1. Химические тесты:
    • Комплексообразование: Используется специальный реактив, который образует комплексы с кальцием и магнием. Изменение цвета раствора указывает на жесткость воды.
    • Титрование: Применяется для определения общей жесткости воды с использованием хелатообразующего агента.
  2. Измерение электропроводности: Жесткая вода обычно имеет более высокую электропроводность из-за наличия ионов металлов. Этот метод, однако, может быть менее точным из-за других растворенных веществ.
  3. Измерение отложений: Некоторые типы воды оставляют белые отложения на посуде или трубах. Это может указывать на высокую жесткость.
  4. Тест с мылом: Мягкая вода обычно лучше пенится с мылом. Если вода трудно пенится, это может свидетельствовать о ее высокой жесткости.

Но полностью полагаться на методы проверки воды своими руками не стоит. Лучше всего провести анализы в специальных центрах. Сбор образцов воды и их последующий анализ в правильных условиях может предоставить точные данные о жесткости и других параметрах воды.

Измерение концентрации солей выражается в мг эквивалентов на литр: 1 мг соответствует 20,04 мг Ca2+ и 12,16 миллиграммам Mg2+. В системе СИ этот показатель численно представляется в молях на куб.м. (моль/м³). Если вода имеет от 5 мг-экв/л, то она считается жесткой. При значении выше 13 мг-экв/л употреблять такую воду не рекомендуется, содержание солей в ней очень высокое. Обязательно требуется очистка.

Какие соли обуславливают жесткость природной воды откуда они берутся

Вода, которую вы получаете из водопроводной системы или скважины, попадает к нам из естественных источников. То есть, это вода из речек, озер, скважин и так далее. Только уже очищенная.

Во время своего пути к водозабору, жидкость по чуть-чуть растворяет компоненты, которые есть в земле и породах. В том числе и разные виды соли. Главным образом, они имеют неорганическое происхождение. Самые небезопасные компоненты удаляются из жидкости в процессе ее подготовки к использованию в качестве питьевой, но некоторые неорганические компоненты все же остаются в воде, попадая водопровод квартиры. В случае частных и загородных домов, которые имеют колодцы или скважины для подачи воды, очистку проводят хозяева дома. То есть, устанавливают специальные очистительные системы и прочее оборудование.  Качество, компоненты воды варьируются в зависимости от состава грунта, тип минералов местности, сезона года и других естественных факторов.

Нормы жесткости для питьевой воды

Жесткость

По уровню жесткости, вода делится на несколько групп. Чтобы определить, к какой именно группе относится жидкость, проводят специальные тесты. В нашей стране уровень жесткости указывается в градусах. 1 ºЖ = 1 мг-экв/л. Это соответствует содержанию кальция или магния приравнивается к 0,5 миллимоля на литр. Основные нормы жесткости, а также правила их определения в России прописаны в ГОСТе 31865-2012. Именно этот свод правил берут за основу.

Рассмотрим основные нормы в таблице.

Уровень жесткости Обозначение в мг-экв/л Градусы (ºЖ)
Сверхмягкая До полутора 1-1,5
Мягкая От полутора до 4 1,5-4
Средний уровень жесткости От 5 до 8 4-12
Сильножесткая От 9 до 12 12-22
Сверхжесткая Более 13 22-34

Мягкой считается преимущественно дистиллированная вода, а также кипяченая. Талая вода также подходит под эту категорию. Средний уровень жесткости имеет жидкость, которая получена из колодцев, скважин, родников, а также та, которую получают пользователи центральной водопроводной системы. Жесткая вода обычно имеет в составе примеси гипса, доломита, известняка. Такую воду крайне не рекомендуется употреблять для питья и приготовления пищи. Жидкости повышенной жесткости обычно получают из соленых водоемов, после чего проводят ее опреснение. Несмотря на это, в составе остается достаточно много солей. Из-за чего такая вода непригодна для питья и даже может быть опасна.

Согласно нормам СанПиН РФ, установлены максимально допустимые уровни концентрации солей жесткости в питьевой воде (0-7 мг-экв/л). Превышение этого значения, выше 7 мг-экв./л, делает воду непригодной для употребления в питьевых целях, поскольку это может привести к серьезным последствиям для здоровья человека, затрагивая различные системы организма: от кожи и волос до сердечно-сосудистой, костной, мочеполовой систем, а также ЖКТ. Кроме того, такая вода не используется и для бытовых целей, поскольку избыточная жесткость может привести к повреждению оборудования.

Влияние жесткой воды на здоровье человека

Таблица элементов влияющая на организм человека

Обязательно нужно знать нормы жесткости питьевой воды. Это связано с тем, что повышенная концентрация солей может стать причиной не только плохого самочувствия, но и вызвать серьезные заболевания. В целом, негативное воздействие может быть следующим:

  • Волосы становятся более ломкими, сильно электризуются;
  • Кожа очень сухая, шелушится при воздействии с жесткой водой. Может наблюдаться покраснение и шелушение;
  • Себорейный дерматит;
  • Атопический дерматит, крапивница;
  • Жесткая вода убирает сальную пленку на кожных покровах головы из-за чего волосы быстро становятся жирными;
  • Различные заболевания ЖКТ. Это может быть гастрит, ГЭРБ, язва и так далее. Чаще всего жесткая вода влияет именно на желудочно-кишечный тракт;
  • В организме человека при постоянном употреблении низкокачественной воды образовывается большое количество токсинов. Они, в свою очередь, способны навредить практически всем органам и системам человека;
  • Повышенная содержания солей магния и кальция также может привести к неправильной работе сердечнососудистой системы, появлению хронических заболеваний;
  • Ухудшается костная система. Из-за жесткой воды суставной жидкости становится гораздо меньше. Это негативно влияет на состояние костей, а также подвижность человека в целом;
  • Высокое содержание солей в воде может стать причиной мочекаменной болезни. Соли могут накапливаться в организме;

Но стоит отметить, что сниженное содержание солей в организме также может навредить. Это приводит к недостатку важных микроэлементов для функционирования всех органов и систем. Итак, при недостатке магния и кальция могут наблюдаться:

  • Стоматологические заболевания. Зубы могут разрушаться, наблюдается появление кариеса, возможен даже пульпит;
  • Заболевания суставов, а также сосудов;
  • Недостаток в организме кальция и магния может стать причиной проблем с сердцем;
  • Кости становятся менее крепкими.

Нормы жесткости для технической воды

Обратите внимание, что нормы жесткости разных видов жидкостей немного отличаются. Это связано с тем, что техническая жидкость не проникает в организм человека, поэтому количество солей в ней, согласно нормам и стандартам, может быть больше.

Оптимальные параметры жесткости жидкости для домашних отопительных устройств определяются в зависимости от давления в них:

  • Для котельного оборудования с характеристиками до 1,5 МПа рекомендуется уровень жесткости от 15 до 20 мкг-экв/дм³.
  • Для котлов с характеристиками до 2,5 МПа жесткость должна быть в диапазоне от 10 до 16 мкмоль/дм³.
  • Для котельного оборудования с характеристиками до 4 МПа (40 кгс/см²) оптимальные значения жесткости составляют от 4 до 9 мкмоль/дм³.

Первое число стоит взять за основу для котлов, используемых с жидким топливом и при высоких тепловых нагрузках (свыше 350 кВт на кв. метр). Второе число применимо к котлам, работающим на других видах топлива и при тепловой нагрузке до 350 кВт/м².

Соответствующие ГОСТы устанавливают оптимальные нормы качества воды для различных областей применения, включая электронную промышленность, гальванику, энергетику и прочее.

Влияние воды на бытовую технику Соли жесткости

Последствия жесткости

Повышенная жесткость водопроводной воды негативно влияет не только на здоровье человека, но и на долговечность, качество работы бытовой техники. Влияние может проявляться в нескольких аспектах.

  1. Сложности с моющими средствами. Жесткая вода не смешивается хорошо с мылом и моющими средствами, что приводит к образованию осадков и известковых отложений на поверхностях стиральных машин, посудомоечных машин и кофеварок. Это снижает эффективность моющих средств и уменьшает срок службы приборов.
  2. Повреждение внутренних частей. Накопление известковых отложений в трубопроводах и деталях бытовой техники может привести к их закупорке и повреждению. Например, нагревательные элементы в кофеварках и электрических чайниках могут выйти из строя из-за накопления известковых отложений.
  3. Повышенное потребление энергии. Известковые отложения на поверхности нагревательных элементов приводят к снижению эффективности передачи тепла. Это заставляет бытовую технику работать дольше и потреблять больше энергии для выполнения своих функций, что в конечном итоге отражается на счетах за электроэнергию.
  4. Снижение качества выходной продукции. В случае посудомоечных машин и кофеварок известковые отложения могут оставаться на посуде или в напитке, что снижает качество выходной продукции.

Лучше всего устанавливать магистральные фильтры для воды. Они позволяют сделать всю воду, которая подается в дом, качественной и безопасной. Тем самым можно защитить не только свое здоровье, но и бытовую технику.

Жесткость в питьевой воде

Уровень жесткости питьевой воды регламентируется нормами. Все зависит типа жидкости и ее предназначения. Вот основные нормы и параметры, на которые стоит ориентироваться.

  • Водопроводная вода (сетевая) — до 50 мг/л;
  • Покупная вода бутилированная — кальций -25-130 и магний — 5-65 мг/л;
  • Для хознужд – 350 мг/л;
  • Для напитков высшей категории – 1,5-7 экв/л.

Количество солей может быть разным в зависимости от применения жидкости. Лучше всего ориентироваться на нормы ГОСТ и СНиП. В случае, если жидкость не соответствует заявленным параметрам, нужно обязательно использовать специальные фильтры, которые позволяют снизить уровень солей в составе.

Профессиональные методы снижения жесткости воды

Чтобы понизить количество солей в составе водопроводной или скважинной воды, нужно подобрать специальные системы фильтрации. Они могут отличаться стоимостью, эффективностью, качеством работы. Рассмотрим самые популярные виды систем подробнее.

Обратный осмосФильтрация

Очистка воды

Обратноосмотические системы все чаще используют для очистки воды в квартирах или частных домах. Они обычно имеют сразу несколько фильтров, которые позволяют очистить воду не только от загрязнений, но и от хлора, солей и прочих компонентов, которые могут быть небезопасны для здоровья человека. Обратный осмос имеет специальную мембрану, которая работает как «сито». Она не пропускает вредные компоненты воды, но при этом забирает и полезные. Это важно учитывать перед установкой и использованием системы.

Обратите внимание, что обратный осмос сегодня считается одним из самых популярных вариантов очистки. Он позволяет получить воду, которая по качеству очистки получается практически такой же, как и дистиллированная. Специальная мембрана позволяет удалять из жидкости даже одновалентные ионы, например, ионы натрия и хлора.

Обратноосмотические системы обязательно должны иметь активированный уголь. Он позволяет задержать низкомолекулярную высоколетучую органику, с которой сама мембрана не справляется.

Обратный осмос имеет такие основные преимущества:

  1. Высокое качество очистки воды. После того, как вода проходит через мембрану и другие фильтры, она становится полностью пригодной для питья. Система позволяет очистить воду на 99%;
  2. Невысокая стоимость. Современные обратноосмотические системы стоят недорогой. Устройства для очистки водопроводной воды можно выбрать от 10 тысяч рублей. Все зависит от конфигурации оборудования (наличия насоса), количества фильтров, минерализатора и так далее;
  3. Быстрая и практичная установка;
  4. Большое разнообразие выбора систем.

К минусам можно отнести низкую производительность подобного оборудования. Если требуется большой запас чистой воды, то такая система, скорее всего, просто не справится. Также обратный осмос очищает воду полностью, а значит удаляет из нее и полезные микроэлементы. Чтобы восполнить их недостаток лучше всего устанавливать системы с минерализатором.

Ионообменные фильтры с многокомпонентными смолами

Ионообменные фильтры с многокомпонентными смолами представляют собой устройства для очистки воды, использующие специальные смолы для удаления ионов различных элементов из воды. Основными компонентами ионообменных фильтров являются ионообменные смолы. Эти смолы обычно состоят из полимерных материалов, которые способны притягивать ионы воды и обменивать их на другие ионы. В случае многокомпонентных смол, они могут содержать различные функциональные группы, обеспечивающие специфическое взаимодействие с различными типами ионов.

Принцип работы ионообменных фильтров заключается в том, что вода пропускается через слой ионообменной смолы, где ионы, которые нужно удалить из воды, заменяются на ионы, присутствующие в смоле. После этого очищенная вода выходит из фильтра.

Преимущества использования многокомпонентных смол включают их способность к более эффективному удалению различных типов загрязнителей, а также увеличение срока службы фильтра за счет уменьшения необходимости его регенерации или замены.

Ионный обмен

Фильтр

Ионный обмен — это процесс, основанный на взаимодействии ионов веществ в растворе с ионами на поверхности специально предназначенного для этого материала. Основной идеей является замещение ионов воды на ионы с более высокими сорбционными свойствами.

Ионный обмен широко используется в промышленности и в быту для очистки воды от различных примесей и загрязнений. Он может быть использован для удаления солей, тяжелых металлов, органических веществ и других загрязнений, делая воду безопасной для питья, использования в производственных процессах или даже в качестве питательной среды для растений. К преимуществам ионного обмена для умягчения и очистки жидкостей можно отнести:

  • Эффективность в работе;
  • Универсальность;
  • Простота эксплуатации.

Важно правильно провести данный метод очистки воды.

Фильтрация

Также для очистки жидкостей используется механическая фильтрация. Она направлена на удаление достаточно больших частиц. В целом, механические фильтры позволяют снизить уровень солей в составе, но не сильно. Именно поэтому рекомендуется дополнять другими методами очистки. Часто устройства для механической фильтрации используются для водоочистных станций, а также в домах в качестве предварительной очистки.

Вывод

Итак, вода, используемая для питья, приготовления пищи, а также в технических целях, обязательно должна быть безопасной, содержать оптимальное количество солей. Жидкость лучше всего оправить на экспертизу и после полученных данных выбирать оптимальный метод фильтрации.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: