Što utječe na tvrdoću vode. Metode za uklanjanje tvrdoće vode
Svatko od nas je čuo da voda može biti tvrda i meka - reklame nas neprestano obavještavaju da je nemoguće prati u tvrdoj vodi i govore o herojskoj borbi modernih kućanica s kamencem u kuhalu i bijelim naslagama na pločicama u kupaonici. No, što zapravo znamo o utjecaju tvrde vode na ljudski organizam, ako ne uzmemo u obzir ustaljene klišeje, koji ponekad nemaju mnogo veze sa stvarnošću?
Zašto je voda tvrda
Čini se kao tekućina, pogotovo jer voda može biti tvrda? Ispada da može, iako ovaj koncept, naravno, nije povezan s tvrdoćom ili mekoćom u doslovnom, nama poznatijem smislu riječi. Tvrdoća vode je zbog prisutnosti soli kalcija i magnezija u njoj.
Što je veća koncentracija ugljikovodika, veća je tvrdoća vode. S ove točke gledišta, uobičajeno je razlikovati dvije vrste krutosti:
- ukupni ili karbonatni. To je zbog prisutnosti takvih soli kalcija i magnezija, koje karakterizira slaba otpornost na uništavanje pod utjecajem vanjskih čimbenika. Zato se takva krutost naziva i privremenom ili uklonjivom;
- nekarbonatne, u ovom slučaju, u vodi je prisutna velika količina kalcijevih soli jakih kiselina. Nije tako lako uništiti takve veze kako bi se uklonila krutost.
Ukupna tvrdoća je zbroj karbonatne i nekarbonatne tvrdoće, stoga ovaj pokazatelj nije konstantan i može varirati ovisno o uvjetima korištenja vode. Ova se okolnost mora uzeti u obzir pri proučavanju utjecaja tvrde vode na ljudsko tijelo.
Kako tvrda voda utječe na osobu
Ako, uz dugotrajnu upotrebu bez odgovarajućih preventivnih mjera, voda s visokim sadržajem jakih kalcijevih soli može uništiti čak i najotporniji metal, koliko onda štetan može biti učinak tvrde vode na ljudsko tijelo?
Naravno, najviše stradaju probavni organi. Soli tvrde vode, ulazeći u tijelo, spajaju se s životinjskim bjelančevinama. Tvari nastale kao rezultat takve reakcije talože se na zidovima želuca i jednjaka, prekrivajući ga stabilnim filmom. To komplicira proces peristaltike, rad enzima je poremećen. Posljedica je smanjena pokretljivost želuca, nekvalitetna probava hrane i, kao posljedica toga, nakupljanje soli i štetnih naslaga u tijelu. Osim, česta uporaba tvrde vode uzrokuje disbakteriozu.
Neke soli koje ulaze u tijelo s tvrdom vodom stvaraju anorganske spojeve koji postupno istiskuju sinovijalnu tekućinu iz zglobova. Kao što znate, ova tvar služi kao mazivo, zbog čega je osigurana pokretljivost zglobova. Eventualno, s vremenom zglobovi obrastaju kristalima,što uzrokuje vrlo bolne senzacije koje se javljaju čak i uz lagani pokret. S vremenom se sve to može razviti u takve neizlječive bolesti kao što su artritis i poliartritis.
Tvrda voda nepovoljno utječe na ljudski kardiovaskularni sustav. U normalnim koncentracijama ioni kalcija i magnezija doprinose opuštanju srčanog mišića. Međutim, u tvrdoj vodi postoji nedostatak iona i višak soli. Stoga se učinak tvrde vode na ljudsko tijelo može izraziti ozbiljnim komplikacijama srca, sve do pojave stabilne kronične aritmije.
Pijenje tvrde vode je loše za vašu kožu, koji prerano stari, gubi izvornu čvrstoću i elastičnost. Karakteristično je da takve posljedice mogu biti uzrokovane vanjskim utjecajima. Na primjer, prilikom obrade posuđa posebnim deterdžentima, nastala pjena taloži se na koži, uništava masni film na površini i začepljuje pore. Posljedice - suhoća i ljuštenje. Naravno, ovaj učinak nije posljedica samo tvrde vode, već i svojstava deterdženata koji sadrže veliki broj različitih kemikalija. Međutim, kontakt s tvrdom vodom uvelike povećava štetna svojstva kućanskih kemikalija.
Na kraju, napominjemo da su ne tako davno znanstvenici uspjeli uništiti jedan od mitova o učinku tvrde vode na ljudsko tijelo. Dugo se vremena vjerovalo da je povećana ukočenost ta koja izaziva stvaranje bubrežnih kamenaca. Međutim, sada je dokazano da Glavni razlog za stvaranje kamenaca je nedostatak kalcija u prehrani.. U nastojanju da nadoknadi nedostatak kalcija, tijelo ga počinje ispirati iz kostiju, ali se najveći dio oslobođene tvari ne apsorbira i taloži u tijelu u obliku kamenčića.
Načini zaštite tijela
Kako bi izbjegli destruktivne učinke vode s povećanom tvrdoćom, stručnjaci preporučuju davanje prednosti površinskim izvorima. Primjećuje se da tvrdoća površinskih voda znatno je niža od istog parametra podzemnih izvora. Osim toga, tvrdoća površinske vode može značajno varirati ovisno o godišnjem dobu i vremenskim uvjetima u rudarskom području. Tako, na primjer, krajem proljeća, kada se prirodni izvori obilno miješaju s otopljenom i kišnicom, uočavaju se najniži pokazatelji tvrdoće. Vrijednosti dostižu maksimum do kraja zime.
Je li moguće smanjiti utjecaj tvrde vode na ljudsko tijelo? Mislim da. Postoji nekoliko načina za uklanjanje ukočenosti. Ukupni ili karbonat se može ukloniti običnim kuhanjem, tijekom kojih se talože kalcijevi karbonati - isti bijeli premaz koji ostaje na zidovima posuđa i ne ulazi u naše tijelo. Nekarbonatnu vodu možete omekšati dodavanjem gašenog vapna ili sode., nakon čega će se voda morati podvrgnuti odgovarajućoj filtraciji.
Stupanj tvrdoće vode određen je prisutnošću iona u vodi kalcij (Ca 2+), magnezij (Mg 2+), stroncij (Sr 2+), barij (Ba 2+), željezo (Fe 2+), mangan (Mn 2+). Štoviše, sadržaj iona kalcija i magnezija znatno premašuje koncentraciju ostalih navedenih iona zajedno. Stoga je u Rusiji uobičajeno odrediti vrijednost tvrdoće kao zbroj iona kalcija i magnezija sadržanih u vodi, izraženih u miligramskim ekvivalentima po litri (mg-eq / l). Jedan meq/l odgovara sadržaju od 20,04 mg Ca 2+ ili 12,16 mg Mg 2+ po litri vode.
Razlikuju se karbonatna (privremena, uklanja se kuhanjem) i nekarbonatna (trajna) tvrdoća. Karbonatna tvrdoća je posljedica prisutnosti kalcijevih i magnezijevih bikarbonata u vodi, nekarbonatna tvrdoća posljedica je prisutnosti sulfata, klorida, silikata, nitrata i fosfata ovih metala.
Privremena tvrdoća naziva se zato što se pri kuhanju bikarbonati kalcija i magnezija razgrađuju i talože u obliku karbonata. Kemijska reakcija ovog procesa je sljedeća: 
Ca(HCO 3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2
Mg(HCO 3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2
Nastali talog stvara plak (tzv. kamenac) na stjenkama posuđa u kojem se voda kuha. Nakon vrenja i taloženja ugljikovodika voda postaje mekša.
Trajna tvrdoća je posljedica prisutnosti u vodi stabilnih kemijskih spojeva sulfata, klorida, silikata i nekih drugih soli kalcija i magnezija, koji se ne talože i ne uklanjaju kuhanjem. Zbroj privremene i trajne tvrdoće daje ukupnu tvrdoću vode.
Opća tvrdoća vode, standardi
Svjetska praksa kontrole kvalitete vode koja se konzumira za piće (standardi Svjetske zdravstvene organizacije (WHO), standardi Europske unije (EU), ISO standardi, kao i standardi SAD-a) ne normiraju tvrdoću vode za piće - samo zasebno sadržaj iona kalcija i magnezija u vodi. Prema ruskim standardima (), tvrdoća ne smije prelaziti 7 mg-eq / l. Što se događa kada se ova vrijednost premaši? Ispostavilo se da kada je tvrdoća vode iznad 7 mg-eq/l, stopa obrastanja cijevi naslagama kamenca značajno se povećava, što smanjuje njihov vijek trajanja i povećava troškove rada. I pri vrlo niskoj tvrdoći vode, poprima jaka korozivna svojstva. Aktivna uporaba plastike i metalne plastike posljednjih godina omogućuje vam uklanjanje ograničenja upotrebe meke vode.
Opća tvrdoća vode, klasifikacije
Klasifikacije prirodne vode prema stupnju tvrdoće razlikuju se u različitim zemljama, a mogu se dodatno podijeliti i ovisno o namjeni korištenja vode.
Najopćenitija klasifikacija je sljedeća:
Prema američkoj klasifikaciji, voda za piće smatra se "mekom" kada je sadržaj soli tvrdoće manji od 2 mg-eq / l, normalna - od 2 do 4 mg-eq / l, tvrda - od 4 do 6 mg-eq / l. / l, i vrlo teško - preko 6 meq/l. Treba napomenuti da takva klasifikacija vrijedi za vodu koja se koristi za piće. Voda u toplovodnim sustavima iu kontaktu s grijaćim tijelima mora biti mekša za normalno funkcioniranje sustava. Ovdje ne možete bez instaliranja, posebno -. Istodobno, ako voda dolazi iz privatnog bunara, vjerojatno će biti potrebna preliminarna bušotina.
Otpad deterdženta
U tvrdoj vodi iz običnog sapuna (u prisutnosti kalcijevih iona) nastaju troske sapuna - netopljivi spojevi koji nemaju nikakve korisne funkcije. Sve dok se na ovaj način ne eliminira sva kalcijeva tvrdoća vode, neće početi stvaranje pjene. Značajno je rasipanje deterdženata. Nakon sušenja takve šljake od sapuna ostaju u obliku plaka na vodovodu, posteljini, ljudskoj koži i kosi (mnogima je dobro poznat neugodan osjećaj "tvrde" kose).
Negativno djelovanje na tkiva
Tvrda voda nije prikladna za pranje i pranje. Zašto? Kada sapun ili prah dođu u dodir s tvrdom vodom, kationi soli tvrdoće (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagiraju s anionima masnih kiselina koji ulaze u sastav sapuna i tvore slabo topive spojeve, kao što je kalcijev stearat Ca (C 17 H 35 COO) 2. Te naslage postupno začepljuju pore tkanine i ona prestaje propuštati zrak i vlagu, vlakna postaju gruba i neelastična. Boje proizvoda blijede i dobivaju sivo-žutu nijansu. “Vapno sapuni” koji su se nataložili na tkanini oduzimaju joj snagu.
Iritacija kože
Kada “ljuskice tvrdoće” dospiju na ljudsku kožu uništava se prirodni masni film koji štiti kožu od štetnih utjecaja okoline, a pore se također začepljuju. Znak takvog negativnog utjecaja je karakteristično "škripanje" kože ili kose koje se pojavljuje nakon tuširanja. Zapravo, "sapunastost" koja kod nekih ljudi izaziva iritaciju nakon korištenja meke vode siguran je znak da je zaštitni masni film na koži siguran i zdrav. Ona je ta koja klizi. Ili upotrijebite tvrdu vodu i nadoknadite oštećenje ovojnice losionima, omekšujućim i hidratantnim kremama i drugim trikovima za vraćanje zaštite kože koju nam je priroda već dala.
Smanjeni vijek trajanja opreme
Kada se voda s tvrdoćom većom od 4 mg-eq / l zagrijava uz pozadinu visoke alkalnosti i pH, kalcijev karbonat se intenzivno taloži u obliku kamenca (cijevi "prerastaju", na grijaćim elementima se stvara bijeli premaz ). Zato norme Kotlonadzora normaliziraju vrijednost indeksa tvrdoće vode koja se koristi za napajanje kotlova (0,05–0,1 mg-eq/l). U mnogim industrijskim procesima, soli tvrdoće mogu kemijski reagirati stvarajući neželjene međuprodukte.
Utjecaj na zdravlje
Svjetska zdravstvena organizacija regulira vrijednosti tvrdoće vode u smislu utjecaja na zdravlje. Materijali organizacije kažu da iako su brojne statističke studije otkrile obrnuti odnos između tvrdoće vode za piće i bolesti kardiovaskularnog sustava, dobiveni podaci još uvijek nisu dovoljni za određivanje uzročne veze između ovih pojava. Također, nema dokaza da meka voda ima negativan utjecaj na ravnotežu elemenata u tragovima u ljudskom tijelu. Brojna istraživanja sugeriraju da je ljudska apsorpcija važnih minerala iz vode izuzetno niska, a većinu ih dobiva hranom.
Ovisno o lokalnim uvjetima, prihvatljiva tvrdoća za korištenje pitke vode može donekle varirati. U nekim slučajevima potrošaču je prihvatljiva voda tvrdoće iznad 10 meq/l. Prag okusa za ion kalcija (u smislu mg-ekvivalenta) je u rasponu od 2-6 meq/l, ovisno o odgovarajućem anionu, a prag okusa za magnezij je još niži. Dakle, voda visoke tvrdoće može imati gorak okus. A dugotrajna uporaba tvrde vode (obično praćena visokom ukupnom mineralizacijom) dovodi do problema u gastrointestinalnom traktu.
ali u drugu ruku
Također treba napomenuti da voda s tvrdoćom manjom od 2 meq/l ima niska svojstva puferiranja (lužnatost) i, ovisno o razini pH i nekim drugim čimbenicima, može imati pojačan korozivni učinak na površine cijevi i opreme za grijanje. . Stoga je u nekim slučajevima, posebice u kotlovnicama, potrebno dodatno provesti poseban, kojim se postiže optimalan omjer korozivnosti vode i njezine tvrdoće.
Tvrdoća vode pamti se prvenstveno po kamencu i omekšivaču vode - uređaju koji se mora nositi s tvrdom vodom i spriječiti stvaranje kamenca.
Detaljnije o tvrdoći vode, govorit ćemo o tvrdoći vode u smislu kemije, vrstama tvrdoće vode, jedinicama tvrdoće vode (uključujući u različitim zemljama). Razmotrite odakle dolazi tvrdoća vode i kako tvrdoća utječe na kvalitetu vode.
Prvo, malo o pojmovima. U članku se često spominju riječi "kationi" i "anioni". Kationi i anioni su pozitivno i negativno nabijeni ioni. I on(starogrčki ἰόν - ide) - električki nabijena čestica nastala kao rezultat gubitka ili dodavanja jednog ili više elektrona. Prema tome, ako je gubitak, tada je naboj čestice pozitivan. Ako je veza, tada je naboj čestice negativan (budući da elektron ima jedinstveno negativan naboj).
Tvrdoća vode u kemijskom smislu
Pojam tvrdoće vode obično se povezuje s kationima kalcija (Ca 2+) i, u manjoj mjeri, magnezija (Mg 2+). Zapravo, svi dvovalentni kationi donekle utječu na tvrdoću. Oni stupaju u interakciju s anionima, tvoreći spojeve (soli tvrdoće) koji se mogu taložiti. Jednovalentni kationi (na primjer, natrij Na +) nemaju ovo svojstvo.
Ova tablica navodi glavne metalne katione koji uzrokuju tvrdoću i glavne anione s kojima se spajaju.
U praksi takve imaju stroncij, željezo i mangan mali utjecaj da su općenito zanemareni. Aluminij (Al 3+) i fero željezo (Fe 3+) također utječu na tvrdoću, ali na pH razinama koje se nalaze u prirodnim vodama, njihova topljivost, a time i "doprinos" tvrdoći je zanemariv. mali. Slično, beznačajni učinak barija (Ba 2+) nije uzet u obzir.
Varijante tvrdoće vode.
Postoje sljedeće vrste tvrdoće vode:
Opća tvrdoća. Određuje se ukupnom koncentracijom iona kalcija i magnezija. To je zbroj karbonatne (privremene) i nekarbonatne (trajne) tvrdoće.
Karbonatna tvrdoća. Određuje se prisutnošću bikarbonata i karbonata (pri pH > 8,3) kalcija i magnezija u vodi. Ova vrsta tvrdoće gotovo potpuno nestaje kada se voda prokuha i stoga se naziva privremena tvrdoća. Zagrijavanjem vode bikarbonati se razgrađuju uz stvaranje ugljične kiseline i taloženje kalcijevog karbonata i magnezijevog hidroksida.
Nekarbonatna tvrdoća. Nastaje zbog prisutnosti kalcijevih i magnezijevih soli jakih kiselina (sumporne, dušične, klorovodične) i ne uklanja se kuhanjem (konstantna tvrdoća).
Mjerne jedinice za tvrdoću vode.
U svjetskoj praksi koristi se nekoliko jedinica mjerenja krutosti, a sve one na određeni način međusobno koreliraju. U Rusiji, Gosstandart uspostavlja mol po kubnom metru (mol / m 3) kao jedinicu tvrdoće vode. U Ukrajini se koriste i mol/m 3 i mg-eq/l (ekvivalent miligrama po litri). Brojčano, ove vrijednosti se podudaraju. Inače, l i dm 3 su isto, litra i kubni decimetar.
Osim toga, jedinice tvrdoće kao što su njemački stupnjevi (d o , dH), francuski stupnjevi (f o), američki stupnjevi, ppm CaCO 3 široko se koriste u raznim zemljama.
Omjer ovih jedinica krutosti prikazan je u sljedećoj tablici:
Bilješka:
- Jedan njemački stupanj odgovara 10 mg/dm 3 CaO ili 17,86 mg/dm 3 CaCO 3 u vodi.
- Jedan francuski stupanj odgovara 10 mg/dm 3 CaCO 3 u vodi.
- Jedan američki stupanj odgovara 1 mg/dm 3 CaCO 3 u vodi.
Kako se ne biste mučili s ručnim pretvorbama, možete izraditi ploču za pretvorbu jedinica tvrdoće. Koju, usput, možete preuzeti na poveznici Tablica pretvorbe jedinica tvrdoće vode.
Odakle dolazi tvrdoća vode?
Ioni kalcija (Ca 2+) i magnezija (Mg 2+), kao i drugi zemnoalkalijski metali koji uzrokuju tvrdoću, prisutni su u svim mineraliziranim vodama. Ih izvor su prirodne naslage vapnenca, gipsa i dolomita. Ioni kalcija i magnezija ulaze u vodu kao rezultat interakcije otopljenog ugljičnog dioksida s mineralima i drugim procesima otapanja i kemijskog trošenja stijena. Izvor ovih iona također mogu biti mikrobiološki procesi koji se odvijaju u tlima u slivnom području, u pridnenim sedimentima, kao i otpadne vode raznih poduzeća.
Tvrdoća vode uvelike varira i postoje mnoge vrste klasifikacija vode prema stupnju njezine tvrdoće. Donja tablica prikazuje četiri primjera klasifikacije. Dvije klasifikacije iz ruskih izvora - iz referentne knjige "Hidrokemijski pokazatelji stanja okoliša" i udžbenika za sveučilišta "Obrada vode". A dva su iz stranih zemalja: standardi krutosti Njemačkog instituta za standardizaciju (DIN 19643) i klasifikacija koju je usvojila Agencija za zaštitu okoliša SAD-a (USEPA) 1986. godine.
Tablica jasno ilustrira puno "tvrđi" pristup problemu ukočenosti u inozemstvu. I to ne bez razloga, kao što je objašnjeno u nastavku.
Obično u niskomineraliziranim vodama prevladava tvrdoća zbog iona kalcija (do 70%-80%) (iako u nekim rijetkim slučajevima tvrdoća magnezija može doseći 50-60%). S povećanjem stupnja mineralizacije vode, sadržaj iona kalcija (Ca 2+) brzo opada i rijetko prelazi 1 g/l. Sadržaj iona magnezija (Mg 2+) u visokomineraliziranim vodama može doseći nekoliko grama, au slanim jezerima - desetke grama po litri vode.
Općenito, tvrdoća površinske vode općenito je manja od tvrdoće podzemne vode. Tvrdoća površinskih voda podložna je primjetnim sezonskim kolebanjima, obično dostižući najveću vrijednost krajem zime, a najnižu tijekom razdoblja poplava, kada je obilno razrijeđena mekom kišom i otopljenom vodom. Morska i oceanska voda imaju vrlo visoku tvrdoću (desetke i stotine meq/dm3).
Kako tvrdoća utječe na kvalitetu vode
Sa stajališta korištenja vode za piće, njezina prihvatljivost u pogledu tvrdoće može značajno varirati ovisno o lokalnim uvjetima. Prag okusa za ion kalcija leži (u smislu mg-ekvivalenta) u rasponu od 2-6 meq/l, ovisno o odgovarajućem anionu, a prag okusa za magnezij je još niži. U nekim slučajevima potrošačima je prihvatljiva voda tvrdoće iznad 10 meq/l. Visoka tvrdoća pogoršava organoleptička svojstva vode, dajući joj gorak okus. te negativno djeluju na probavne organe.
Svjetska zdravstvena organizacija ne nudi bilo koju preporučenu vrijednost tvrdoće za indikacije učinaka na zdravlje. Materijali WHO-a navode da, iako su brojne studije otkrile statistički obrnut odnos između tvrdoće vode za piće i kardiovaskularnih bolesti, dostupni podaci nedovoljno zaključiti o uzročnoj prirodi ovog odnosa. Isti način, nije jasno dokazano da meka voda negativno utječe na ravnotežu minerala u ljudskom tijelu.
Međutim, ovisno o pH i alkalnosti, voda s tvrdoćom iznad 4 mEq/l može uzrokovati taloženje troske i kamenca (kalcijev karbonat) u sustavu za distribuciju vode, posebno kada se zagrijava. Zato standardi Kotlovskog nadzora uvode vrlo stroge zahtjeve za tvrdoću vode koja se koristi za napajanje kotlova (0,05-0,1 mg-eq/l).
Osim toga, kada soli tvrdoće stupaju u interakciju s deterdžentima (sapun, prašak za pranje, šamponi), stvaraju se "šljake od sapuna" u obliku pjene. To dovodi ne samo do značajnog rasipanja deterdženata. Nakon sušenja takva pjena ostaje u obliku plaka na vodovodu, donjem rublju, ljudskoj koži i kosi (mnogima je dobro poznat neugodan osjećaj "tvrde" dlake). Glavni negativni učinak ovih šljaka na osobu je da uništavaju prirodni masni film, koji je uvijek prekriven normalnom kožom i začepljuju njezine pore.
Znak takvog negativnog utjecaja je karakteristično "škripanje" čisto oprane kože ili kose. Ispostavilo se da je iritantni "sapunasti" osjećaj koji neki ljudi osjećaju nakon korištenja meke vode znak da je zaštitni masni film na koži siguran i zdrav. Ona je ta koja klizi. U protivnom morate trošiti novac na losione, omekšavajuće i hidratantne kreme i druge trikove kako bi koži vratili zaštitu koju nam je priroda već dala.
Pritom je potrebno spomenuti i drugu stranu medalje. Meka voda s tvrdoćom manjom od 2 meq/l ima nizak puferski kapacitet (alkalnost) i može, ovisno o pH razini i nizu drugih čimbenika, imati pojačan korozivni učinak na vodovodne cijevi. Stoga je u nizu primjena (osobito u toplinskoj tehnici) ponekad potrebno provesti posebnu obradu vode kako bi se postigao optimalan omjer tvrdoće vode i njezine korozivnosti.
Ovdje smo naučili više o tvrdoći vode. Ostaje odlučiti kako se boriti 🙂
Postoje opća, karbonatna, trajna i uklonjiva tvrdoća.
Opća tvrdoća- ovo je prirodno svojstvo vode, zbog prisutnosti takozvanih soli tvrdoće, tj. sve soli kalcija i magnezija u sirovoj vodi (sulfati, kloridi, karbonati, bikarbonati itd.).
Karbonatna tvrdoća je tvrdoća zbog prisutnosti Ca+ i Mg+ bikarbonata i karbonata otopljenih u sirovoj vodi.
Uklonjiva ili bikarbonatna tvrdoća je tvrdoća koja se može ukloniti kuhanjem vode. Uzrokuju ga Ca + i Mg + bikarbonati, koji tijekom vrenja vode prelaze u netopljive karbonate i talože se:
Ca(HC03)2 \u003d CaC034- + H2 0 + C 02 î.
Mg(HC03)2 = MgC034- + H20 + CO2T.
Pod konstantnom tvrdoćom podrazumijeva se tvrdoća prokuhane vode za 1 sat, koja je posljedica prisutnosti klorida i sulfata Ca2+ i Mg2+ koji se ne talože.
Danas se ukupna tvrdoća vode izražava u SI jedinicama – mg-eq/l. U prošlosti su se koristili stupnjevi tvrdoće ili "njemački" stupnjevi (°H). Pretpostavlja se da 1 °H tvrdoće odgovara 10 mg CaO u 1 litri vode.
Voda ukupne tvrdoće do 3,5 mg-eq/l (10°) smatra se mekom, od 3,5 do 7 mg-eq/l (10-20°) - umjereno tvrdom, od 7 do 10 mg-eq/l (20-28°) - teško i preko 10 meq/l (28°) - vrlo teško.
Po prvi put standard za opću tvrdoću vode predložen je 1874. godine u Njemačkoj kao prosječna vrijednost tvrdoće vode u rezervoarima Sasko-Weimarskog vojvodstva. Ovaj standard je bio 18-20°, ili približno 7 meq/l. Istu vrijednost preporučio je F.F. Erisman 1898. Uskoro su, uzimajući u obzir različite lokalne uvjete, za neke regije predloženi drugi standardi.
Opravdavajući standard za opću tvrdoću vode iz slavine za piće, prije svega, potrebno je uzeti u obzir njezin učinak na organoleptička svojstva. Poznato je da značajan sadržaj soli tvrdoće, posebno magnezijevog sulfata, daje vodi gorak okus. Potrošači osjećaju ovaj okus ako ukupna tvrdoća vode prelazi 7 meq/l. Istodobno odbijaju koristiti takvu vodu i traže alternativne izvore vodoopskrbe, čija se voda može pokazati epidemiološki ili toksikološki neispravnom.
Kako voda ne bi imala gorak okus s intenzitetom većim od 2 boda, njezina ukupna tvrdoća ne smije biti veća od 7 mg-eq / l. Drugim riječima, kvalitetna voda treba biti meka (s ukupnom tvrdoćom do 3,5 mg-eq/l) ili umjereno tvrda (od 3,5 do 7 mg-eq/l). Odnosno, gornja granica ukupne tvrdoće vode za piće - 7 mg-eq / l - postavljena je na temelju njezina utjecaja na organoleptička svojstva.
S vremenom je dokazano da ovisno o tvrdoći vode, ona na različite načine utječe na zdravlje ljudi. Oštar prijelaz pri korištenju meke vode u tvrdu, a ponekad i obrnuto, može izazvati dispepsiju kod ljudi, prvenstveno zbog prisutnosti magnezijevog sulfata u vodi. U područjima s vrućom klimom, uporaba vode visoke tvrdoće dovodi do pogoršanja tijeka urolitijaze. Teorija o etiološkoj ulozi tvrdoće vode u razvoju ove bolesti omogućila je urolozima da identificiraju takozvane kamene zone - teritorije na kojima se urolitijaza može smatrati endemskom bolešću. Voda za piće koju koriste stanovnici ovih područja odlikuje se povećanom tvrdoćom. Pokusi na životinjama potvrdili su da elektroliti, koji uzrokuju tvrdoću vode, mogu biti jedan od etioloških čimbenika u razvoju urolitijaze.
Soli tvrdoće remete apsorpciju masti zbog njihove saponifikacije i stvaranja netopljivih kalcij-magnezijskih sapuna u crijevima. Istovremeno je ograničen unos esencijalnih tvari u ljudski organizam - višestruko nezasićenih masnih kiselina, vitamina topivih u mastima i nekih elemenata u tragovima. Konkretno, voda s tvrdoćom većom od 10 mEq/l u regijama endemskim za jodnu hipomikroelementozu (ljudsko tijelo treba najmanje 120 µg joda dnevno, optimalno -200 µg) povećava rizik od endemske guše.
Voda visoke tvrdoće doprinosi razvoju dermatitisa. Mehanizam ove pojave sastoji se u saponifikaciji tvrdoće masti solima uz stvaranje kalcij-magnezijskih sapuna netopljivih u vodi, koji imaju iritirajući učinak.
Osim toga, treba imati na umu da s povećanjem tvrdoće vode kulinarska obrada prehrambenih proizvoda postaje kompliciranija, naime: meso i mahunarke se manje kuhaju, čaj se loše kuha, kamenac se formira na zidovima posuđa. Osim toga, povećava se potrošnja sapuna, kosa postaje kruta nakon pranja, koža postaje gruba, tkiva postaju žuta, gube mekoću i elastičnost zbog impregnacije kalcijsko-magnezijskih sapuna.
No, čak i vrlo meka voda može negativno utjecati na organizam zbog smanjenog unosa, prvenstveno kalcija. Poznato je da kalcij obavlja mnoge funkcije u tijelu, uključujući plastičnu: neophodan je za osteogenezu i obnovu kostiju (kosti sadrže 99% kalcija), te sudjeluje u stvaranju dentina. Kalcij je neophodan za održavanje neuromuskularne ekscitacije, sudjeluje u procesima koagulacije krvi, utječe na propusnost bioloških membrana. Dnevne potrebe odrasle osobe za kalcijem kreću se od 800 do 1100 mg (od 1000 mg / dan u dobi do 7 godina i gotovo 1400 mg u dobi od 14-18 godina). Tijekom trudnoće, potreba za njim se povećava na 1500 mg / dan, tijekom dojenja - do 1800-2000 mg / dan.
Ljudska potreba za kalcijem zadovoljava se uglavnom mlijekom i mliječnim proizvodima. S vodom srednje tvrdoće (3,5-7 mg-eq / l, ili 10-20 °), kalcij ulazi u tijelo u količini koja je jednaka približno 15-25% fiziološke dnevne potrebe. Nedostatak kalcija u organizmu nastaje vrlo brzo jer je njegovo izlučivanje konstantno i ne ovisi o unosu. Stoga dugotrajna uporaba meke vode, osiromašene kalcijem, može dovesti do njegovog nedostatka u tijelu. Utvrđeno je da se kod djece koja žive u područjima s mekom vodom (do 3,5 mg-eq/l) na zubnoj caklini stvaraju ljubičaste mrlje koje su posljedica dekalcifikacije dentina. Smatra se da se Urovljeva bolest (Kashin-Beckova bolest), koja je endemska polihipermikroelementoza stroncija, željeza, mangana, cinka, fluora, javlja u područjima s niskim sadržajem kalcija u vodi za piće.
Posljednjih godina pojavila se teorija da voda s niskim udjelom elektrolita koji uzrokuju tvrdoću pridonosi razvoju kardiovaskularnih bolesti. Prema rezultatima epidemioloških istraživanja utvrđena je statistički značajna, iako ne baš jaka, obrnuta korelacija između stupnja tvrdoće vode za piće i stope smrtnosti stanovništva od kardiovaskularnih bolesti. Međutim, višekomponentnost faktora vode ne daje razloga vjerovati da je smrtnost od kardiovaskularnih bolesti porasla samo zbog manje tvrdoće vode za piće, te da se konačno prizna postojanje korelacijske ovisnosti. Bitno je da istraživanja nisu uzela u obzir socijalne i higijenske čimbenike, koji su, naravno, vodeći u razvoju kardiovaskularne patologije. Rezultati niza istraživanja također pokazuju da svaki element sadržan u pitkoj vodi pokazuje fiziološki učinak ne sam za sebe, već u kombinaciji s drugima. Proučavanje značajki kombiniranog djelovanja sastojaka vode za piće, fizioloških i patofizioloških mehanizama njegove manifestacije nova je stranica u proučavanju higijene vode.
Dakle, optimalna je voda srednje tvrdoće, tj. unutar 3,5-7 mg-eq / l (10-20 °). Tvrda (7-10 mg-eq/l) i vrlo tvrda (preko 10 mg-eq/l) voda je neugodnog okusa, njezina uporaba dovodi do negativnih promjena u zdravlju. Stoga visokokvalitetna voda za piće treba imati tvrdoću ne veću od 7 mg-eq / l.
kloridi i sulfati. Kloridi i sulfati uobičajeni su u prirodi u obliku soli natrija, kalija, kalcija, magnezija i drugih metala. Oni čine najveći dio suhog ostatka slatke vode. Prisutnost klorida i sulfata u vodi akumulacija može biti posljedica prirodnih procesa njihovog ispiranja iz tla, kao i onečišćenja akumulacije raznim otpadnim vodama.
Prirodni sadržaj klorida i sulfata u vodi površinskih akumulacija je beznačajan i u većini slučajeva varira unutar nekoliko desetaka miligrama po litri. Prirodni sadržaj klorida u vodi, ovisno o uvjetima za formiranje rezervoara, može biti različit: od desetaka do stotina (u slanim tlima) miligrama po litri. U tekućim akumulacijama sadržaj klorida je obično nizak - do 20-30 mg / l. Nekontaminirana podzemna voda u područjima s nezaslanjenim tlom obično sadrži do 30-50 mg/l klorida. Voda filtrirana kroz slano tlo ili sedimentne stijene može sadržavati stotine ili čak tisuće miligrama klorida po litri, iako voda može biti epidemiološki besprijekorna. Stoga, koristeći kloride kao pokazatelj epidemiološke sigurnosti, potrebno je uzeti u obzir lokalne uvjete za formiranje kvalitete vode.
Čovjek se sastoji od 70-80% vode, koja je glavno otapalo. Uz pomoć njega se u tijelu transportiraju kisik, enzimi, hormoni, soli. U tom smislu, kemijski sastav vode postaje posebno važan: što više nečistoća sadrži, to gore otapa korisne tvari.
Apsolutno čista voda se ne nalazi u prirodi. U dodiru s drugim makro- i mikroelementima obogaćuje se raznim mineralima, posebice solima kalcija i magnezija. Njihov sadržaj određuje takvo svojstvo kao što je tvrdoća: što je više soli kalcija i magnezija u vodi, to je tvrđa.
Kod nas se tvrdoća vode izražava u miligramskim ekvivalentima po litri (mg-eq/l). Vrlo meka voda - do 1,5 mg-eq/l, meka - od 1,5 do 4 mg-eq/l, voda srednje tvrdoće - od 4 do 8 mg-eq/l, tvrda - od 8 do 12 mg-eq/l. l i vrlo teško - više od 12 mg-eq/l. Dopuštena granica tvrdoće vode za centraliziranu vodoopskrbu je 7 mg-eq / l.
Dokazano je da tvrda voda ima negativan učinak na tijelo. U interakciji sa sapunom stvaraju se „šljake sapuna” koje se ne ispiraju s kože, uništavaju prirodni masni film koji štiti od starenja i nepovoljnih klimatskih čimbenika, začepljuju pore, stvaraju mikroskopsku koru na kosi, uzrokujući osip, svrbež , suhoća, perut, ljuštenje . Koža ne samo da prerano stari, već postaje osjetljiva na iritacije i sklona alergijskim reakcijama.
Visoka tvrdoća pogoršava organoleptička svojstva vode za piće, daje joj gorak okus i negativno djeluje na probavne organe. Soli kalcija i magnezija, u kombinaciji sa životinjskim bjelančevinama koje dobivamo iz hrane, talože se na stijenkama jednjaka, želuca, crijeva, kompliciraju njihovu peristaltiku (kontrakciju), uzrokuju disbakteriozu, ometaju enzime i na kraju truju tijelo. Stalna uporaba vode s povećanom tvrdoćom dovodi do smanjenja pokretljivosti želuca i nakupljanja soli u tijelu.
Od vode prepune kalcijevih i magnezijevih iona, kardiovaskularni sustav pretjerano pati. Dugotrajna uporaba tvrde vode puna je pojave bolesti zglobova (artritis, poliartritis), stvaranja kamenja u bubrezima i bilijarnom traktu.
Osim što tvrda voda negativno utječe na zdravlje, ona također donosi mnogo problema u svakodnevnom životu. Nepoželjno je za pranje posuđa i rublja - posuđe postaje dosadno, a tkanine se brzo troše. Ogromne štete nanose se kućanskim aparatima: bojlerima, perilicama rublja i posuđa, kuhalima za vodu i aparatima za kavu. Soli kalcija i magnezija, taložene na grijaćim elementima, stvaraju tvrde naslage kamenca (kamenac) i vrlo brzo onesposobljavaju opremu.
Tragovi tvrde vode vidljivi su golim okom: pojavljuje se bijeli premaz na cijevima, vodovodu, u sustavu grijanja, kućanskim aparatima, povećava se potrošnja deterdženata, sapun se "uvija" tijekom pranja i pranja, na koži se stvaraju pjenaste šljake i površine.
Voda za piće u nekim područjima Republike Mari El karakterizira prirodni visok sadržaj tvrdoće. Nestandardne uzorke u pogledu opće tvrdoće detektiraju sanitarni liječnici u sklopu socijalno-higijenskog monitoringa, tijekom kontrolno-nadzornih radnji i razmatranja žalbi građana.
Relevantne organizacije za opskrbu resursima trebaju provesti pročišćavanje vode prije opskrbe stanovništva.
Pritužbe na neodgovarajuću kvalitetu vode za piće mogu se uputiti Uredu Rospotrebnadzora u Republici Mari El.
