Co wpływa na twardość wody. Metody usuwania twardości wody

Każdy z nas słyszał, że woda może być twarda i miękka – reklama nieustannie informuje nas, że nie da się prać w twardej wodzie i opowiada o heroicznej walce współczesnych gospodyń domowych z kamieniem w czajniku i białą tabliczką na kafelkach w łazience. Ale co tak naprawdę wiemy o wpływie twardej wody na ludzki organizm, jeśli nie weźmiemy pod uwagę utartych klisz, które czasami mają niewiele wspólnego z rzeczywistością?

Dlaczego woda jest twarda?

Wydawałoby się, że to płyn, zwłaszcza, że ​​woda może być twarda? Okazuje się, że może, choć to pojęcie oczywiście nie kojarzy się nam z twardością czy miękkością w dosłownym, bardziej znanym nam znaczeniu tego słowa. Twardość wody wynika z obecności w niej soli wapnia i magnezu.

Im wyższe stężenie węglowodorów, tym wyższa twardość wody. Z tego punktu widzenia zwyczajowo rozróżnia się dwa rodzaje sztywności:

• całkowity lub węglan. Wynika to z obecności takich soli wapnia i magnezu, które charakteryzują się słabą odpornością na zniszczenie pod wpływem czynników zewnętrznych. Dlatego taka sztywność jest również nazywana tymczasową lub usuwalną;
• niewęglanowy, w tym przypadku w wodzie znajduje się duża ilość soli wapniowych mocnych kwasów. Nie jest łatwo zniszczyć takie połączenia w celu wyeliminowania sztywności.

Twardość całkowita to suma twardości węglanowej i niewęglanowej, dlatego wskaźnik ten nie jest stały i może się zmieniać w zależności od warunków użytkowania wody. Tę okoliczność należy wziąć pod uwagę podczas badania wpływu twardej wody na organizm ludzki.

Jak twarda woda wpływa na człowieka

Jeżeli przy długotrwałym użytkowaniu bez odpowiednich środków zapobiegawczych woda o dużej zawartości silnych soli wapnia może zniszczyć nawet najbardziej odporny na zużycie metal, to jak szkodliwy może być wpływ twardej wody na organizm człowieka?

Oczywiście najbardziej cierpią narządy trawienne. Sole twardej wody wchodzące do organizmu łączą się z białkami zwierzęcymi. Substancje powstałe w wyniku takiej reakcji osadzają się na ściankach żołądka i przełyku, pokrywając je stabilnym filmem. To komplikuje proces perystaltyki, zakłóca pracę enzymów. Skutkiem tego jest zmniejszona motoryka żołądka, słaba jakość trawienia pokarmu, a w efekcie nagromadzenie soli i szkodliwych złogów w organizmie. Oprócz, częste używanie twardej wody powoduje dysbakteriozę.

Niektóre sole, które dostają się do organizmu z twardą wodą, tworzą związki nieorganiczne, które stopniowo wypierają płyn maziowy ze stawów. Jak wiadomo, ta substancja służy jako środek poślizgowy, dzięki czemu zapewniona jest ruchliwość stawów. Ostatecznie, z czasem stawy zarastają kryształkami, co powoduje bardzo bolesne odczucia, które pojawiają się nawet przy niewielkim ruchu. Z czasem wszystko to może przekształcić się w takie nieuleczalne choroby, jak zapalenie stawów i zapalenie wielostawowe.

Twarda woda niekorzystnie wpływa na układ krążenia człowieka. W normalnych stężeniach jony wapnia i magnezu przyczyniają się do rozluźnienia mięśnia sercowego. Jednak w twardej wodzie występuje brak jonów i nadmiar soli. Dlatego wpływ twardej wody na organizm ludzki może się wyrażać poważnymi powikłaniami serca, aż do wystąpienia stabilnej przewlekłej arytmii.

Picie twardej wody jest szkodliwe dla skóry, który przedwcześnie się starzeje, traci swoją pierwotną jędrność i elastyczność. Charakterystyczne jest, że takie konsekwencje mogą być spowodowane wpływami zewnętrznymi. Na przykład podczas obróbki naczyń za pomocą specjalnych detergentów powstała piana osadza się na skórze, niszczy warstwę tłuszczową na jej powierzchni i zatyka pory. Konsekwencje - suchość i łuszczenie. Oczywiście efekt ten wynika nie tylko z twardej wody, ale także z właściwości detergentów zawierających dużą liczbę różnych chemikaliów. Jednak kontakt z twardą wodą znacznie wzmacnia szkodliwe właściwości chemii gospodarczej.

Na koniec zauważamy, że nie tak dawno naukowcom udało się obalić jeden z mitów o wpływie twardej wody na organizm człowieka. Przez długi czas uważano, że to zwiększona sztywność prowokuje powstawanie kamieni nerkowych. Jednak teraz udowodniono, że Główną przyczyną powstawania kamieni jest brak wapnia w diecie.. W celu zrekompensowania braku wapnia organizm zaczyna go wypłukiwać z kości, jednak większość uwolnionej substancji nie jest wchłaniana i odkłada się w organizmie w postaci kamieni.

Sposoby ochrony ciała

Aby uniknąć destrukcyjnego działania wody o zwiększonej twardości, eksperci zalecają preferowanie źródeł powierzchniowych. Zauważono, że twardość wód powierzchniowych jest znacznie niższa niż ten sam parametr źródeł podziemnych. Ponadto twardość wód powierzchniowych może ulegać znacznym wahaniom w zależności od pory roku i warunków pogodowych na terenie górniczym. Tak więc na przykład pod koniec wiosny, gdy naturalne źródła są obficie wymieszane z wodą roztopową i deszczową, obserwuje się najniższe wskaźniki twardości. Pod koniec zimy wartości osiągają maksimum.

Czy można zmniejszyć wpływ twardej wody na organizm człowieka? Chyba tak. Istnieje kilka sposobów na wyeliminowanie sztywności. Całość lub węglan można wyeliminować przez zwykłe gotowanie, podczas którego wytrącają się węglany wapnia - ta sama biała powłoka, która pozostaje na ściankach naczyń i nie dostaje się do naszego organizmu. Możesz zmiękczyć wodę niewęglanową, dodając do niej wapno gaszone lub sodę., po czym woda będzie musiała zostać poddana odpowiedniej filtracji.

Stopień twardości wody zależy od obecności jonów w wodzie wapń (Ca 2+), magnez (Mg 2+), stront (Sr 2+), bar (Ba 2+), żelazo (Fe 2+), mangan (Mn 2+). Ponadto zawartość jonów wapnia i magnezu znacznie przewyższa stężenia pozostałych wymienionych jonów łącznie. Dlatego w Rosji zwyczajowo określa się wartość twardości jako sumę jonów wapnia i magnezu zawartych w wodzie, wyrażoną w równoważnikach miligramów na litr (mg-eq / l). Jeden meq/l odpowiada zawartości 20,04 mg Ca 2+ lub 12,16 mg Mg 2+ na litr wody.

Istnieją twardości węglanowe (przejściowe, eliminowane przez gotowanie) i niewęglanowe (stałe). Twardość węglanowa wynika z obecności w wodzie wodorowęglanów wapnia i magnezu, twardość niewęglanowa wynika z obecności siarczanów, chlorków, krzemianów, azotanów i fosforanów tych metali.

Twardość tymczasową nazywa się, ponieważ podczas gotowania wodorowęglany wapnia i magnezu rozkładają się i wytrącają w postaci węglanów. Reakcja chemiczna tego procesu wygląda następująco:

Ca(HCO3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2
Mg(HCO3) 2 - t o C → CaCO 3↓ + H 2 O + CO 2

Powstały osad tworzy płytkę (tzw. łuskę) na ściankach naczyń, w których gotuje się wodę. Po zagotowaniu i wytrąceniu węglowodorów woda staje się bardziej miękka.

Trwała twardość wynika z obecności w wodzie stabilnych związków chemicznych siarczanów, chlorków, krzemianów i niektórych innych soli wapnia i magnezu, które nie wytrącają się i nie są usuwane podczas gotowania. Suma twardości tymczasowej i stałej daje całkowitą twardość wody.

Ogólna twardość wody, normy

Światowa praktyka kontroli jakości wody spożywanej do picia (normy Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), normy Unii Europejskiej (UE), normy ISO, a także normy amerykańskie) nie standaryzują twardości wody pitnej – jedynie osobno zawartość jony wapnia i magnezu w wodzie. Zgodnie z rosyjskimi standardami () twardość nie powinna przekraczać 7 mg-eq / l. Co się stanie, gdy ta wartość zostanie przekroczona? Okazuje się, że przy twardości wody powyżej 7 mg-eq/l znacznie wzrasta szybkość zarastania rur osadami wapiennymi, co skraca ich żywotność i zwiększa koszty eksploatacji. A przy bardzo małej twardości wody nabiera silnych właściwości korozyjnych. Aktywne stosowanie plastiku i metalu-plastiku w ostatnich latach pozwala znieść ograniczenia dotyczące używania miękkiej wody.

Ogólna twardość wody, klasyfikacje

Klasyfikacje wody naturalnej według stopnia twardości różnią się w różnych krajach, a także mogą być podzielone w zależności od przeznaczenia wody.

Najbardziej ogólna klasyfikacja wygląda następująco:

Według amerykańskiej klasyfikacji woda pitna jest uważana za „miękką”, gdy zawartość soli o twardości jest mniejsza niż 2 mg-eq / l, normalna - od 2 do 4 mg-eq / l, twarda - od 4 do 6 mg-eq /l, a bardzo twardo - powyżej 6 meq/l. Należy zauważyć, że taka klasyfikacja dotyczy wody używanej do picia. Woda w instalacjach ciepłej wody i mająca kontakt z dowolnymi elementami grzejnymi musi być bardziej miękka dla normalnego funkcjonowania systemu. Tutaj nie można obejść się bez instalacji, w szczególności -. Jednocześnie, jeśli woda pochodzi z prywatnej studni, prawdopodobnie wymagana będzie wstępna.

Odpady z detergentów

W twardej wodzie ze zwykłego mydła (w obecności jonów wapnia) powstają żużle mydlane - nierozpuszczalne związki, które nie pełnią żadnych użytecznych funkcji. I dopóki cała twardość wapniowa wody nie zostanie w ten sposób wyeliminowana, tworzenie się piany nie rozpocznie się. Istnieje znaczna strata detergentów. Po wyschnięciu takie mydlane żużle pozostają w postaci płytki na kanalizacji, bieliźnie, ludzkiej skórze i włosach (nieprzyjemne uczucie „twardych” włosów jest dobrze znane wielu).

Negatywny wpływ na tkanki

Twarda woda nie nadaje się do prania i prania. Czemu? Kiedy mydło lub proszek wejdą w kontakt z twardą wodą, kationy soli o twardości (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagują z anionami kwasów tłuszczowych wchodzących w skład mydła i tworzą słabo rozpuszczalne związki, takie jak stearynian wapnia Ca (C 17 H 35 COO) 2. Osady te stopniowo zatykają pory tkaniny i przestają przepuszczać powietrze i wilgoć, włókna stają się szorstkie i nieelastyczne. Kolory produktu blakną i nabierają szaro-żółtego odcienia. „Mydła wapniowe”, które osiadły na tkaninie, pozbawiają ją wytrzymałości.

Podrażnienie skóry

Kiedy „płatki twardości” dostaną się na ludzką skórę, naturalny film tłuszczowy zostaje zniszczony, co chroni skórę przed niekorzystnym wpływem środowiska, a pory zostają zatkane. Oznaką takiego negatywnego wpływu jest charakterystyczne „skrzypienie” skóry lub włosów, które pojawia się po wzięciu prysznica. W rzeczywistości „mydło”, które powoduje podrażnienie u niektórych osób po użyciu miękkiej wody, jest pewnym znakiem, że ochronny film tłuszczowy na skórze jest bezpieczny i zdrowy. To ona się ślizga. Lub użyj twardej wody i zrekompensuj naruszenie powłoki balsamami, kremami zmiękczającymi i nawilżającymi oraz innymi sztuczkami, aby przywrócić ochronę skóry, którą już zapewniła nam natura.

Skrócona żywotność sprzętu

Gdy woda o twardości większej niż 4 mg-eq / l jest podgrzewana na tle wysokiej zasadowości i pH, węglan wapnia jest intensywnie wytrącany w postaci kamienia (rury „zarastają”, na elementach grzejnych tworzy się biała powłoka ). Dlatego normy Kotlonadzoru normalizują wartość wskaźnika twardości wody używanej do zasilania kotłów (0,05-0,1 mg-eq/l). W wielu procesach przemysłowych sole twardości mogą reagować chemicznie, tworząc niepożądane związki pośrednie.

Wpływ na zdrowie

Światowa Organizacja Zdrowia reguluje wartości twardości wody pod kątem skutków zdrowotnych. Materiały organizacji mówią, że chociaż szereg badań statystycznych ujawniło odwrotną zależność między twardością wody pitnej a chorobami układu sercowo-naczyniowego, uzyskane dane wciąż nie są wystarczające do określenia związku przyczynowego między tymi zjawiskami. Nie ma również dowodów na to, że miękka woda ma negatywny wpływ na równowagę pierwiastków śladowych w organizmie człowieka. Szereg badań sugeruje, że przyswajanie przez człowieka ważnych minerałów z wody jest niezwykle niskie, a większość z nich otrzymuje z pożywienia.

W zależności od lokalnych warunków dopuszczalna twardość wody pitnej może się nieco różnić. W niektórych przypadkach konsument akceptuje wodę o twardości powyżej 10 meq/l. Próg smaku dla jonu wapnia (w przeliczeniu na ekwiwalent mg) mieści się w zakresie 2-6 meq/l, w zależności od odpowiedniego anionu, a próg smaku dla magnezu jest jeszcze niższy. Tak więc woda o dużej twardości może mieć gorzki smak. A długotrwałe stosowanie twardej wody (zazwyczaj z wysoką mineralizacją całkowitą) prowadzi do problemów w przewodzie pokarmowym.

ale z drugiej strony

Należy również zauważyć, że woda o twardości poniżej 2 meq/l ma niskie właściwości buforujące (zasadowość) i w zależności od poziomu pH i niektórych innych czynników może mieć zwiększony wpływ korozyjny na powierzchnie rur i urządzeń grzewczych . Dlatego w niektórych przypadkach, zwłaszcza w kotłowni, konieczne jest wykonanie dodatkowo specjalnego, pozwalającego na osiągnięcie optymalnego stosunku korozyjności wody do jej twardości.

Twardość wody zapamiętuje się przede wszystkim za pomocą kamienia i zmiękczacza wody - urządzenia, które musi poradzić sobie z twardą wodą i zapobiegać tworzeniu się kamienia.

Bardziej szczegółowo o twardości wody porozmawiamy o twardości wody pod względem chemicznym, rodzajach twardości wody, jednostkach twardości wody (w tym w różnych krajach). Zastanów się, skąd pochodzi twardość wody i jak twardość wpływa na jakość wody.

Najpierw trochę o warunkach. W artykule często pojawiają się słowa „kationy” i „aniony”. Kationy i aniony są jonami naładowanymi dodatnio i ujemnie. I on(starożytne greckie ἰόν - idąc) - naładowana elektrycznie cząstka powstała w wyniku utraty lub dodania jednego lub więcej elektronów. W związku z tym, jeśli strata jest, to ładunek cząstki jest dodatni. W przypadku przyłączenia ładunek cząstki jest ujemny (ponieważ elektron ma wyjątkowo ujemny ładunek).

Twardość wody pod względem chemicznym

Pojęcie twardości wody jest zwykle kojarzone z kationami wapnia (Ca 2+) iw mniejszym stopniu z magnezem (Mg 2+). W rzeczywistości wszystkie kationy dwuwartościowe w pewnym stopniu wpływają na twardość. Oddziałują one z anionami, tworząc związki (sole twardości) zdolne do wytrącania. Kationy jednowartościowe (na przykład sodu Na +) nie mają tej właściwości.

W tej tabeli wymieniono główne kationy metali powodujące twardość oraz główne aniony, z którymi się łączą.

W praktyce takie mają stront, żelazo i mangan mały wpływże są generalnie zaniedbywane. Glin (Al 3+) i żelazo (Fe 3+) również wpływają na twardość, ale przy poziomach pH występujących w wodach naturalnych ich rozpuszczalność, a tym samym „udział” w twardości jest znikomy. mały. Podobnie nie uwzględnia się nieznacznego wpływu baru (Ba 2+).

Odmiany twardości wody.

Istnieją następujące rodzaje twardości wody:

Twardość ogólna. Decyduje o tym całkowite stężenie jonów wapnia i magnezu. Jest to suma twardości węglanowej (tymczasowej) i niewęglanowej (stałej).

Twardość węglanowa. Decyduje o tym obecność w wodzie wodorowęglanów i węglanów (przy pH > 8,3) wapnia i magnezu. Ten rodzaj twardości jest prawie całkowicie eliminowany podczas gotowania wody i dlatego nazywany jest twardością tymczasową. Gdy woda jest podgrzewana, wodorowęglany rozkładają się z utworzeniem kwasu węglowego i wytrącaniem węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu.

Twardość niewęglanowa. Jest to spowodowane obecnością soli wapniowych i magnezowych mocnych kwasów (siarkowego, azotowego, solnego) i nie jest usuwane przez gotowanie (stała twardość).

Jednostki miary twardości wody.

W praktyce światowej stosuje się kilka jednostek miary sztywności, wszystkie w pewien sposób korelują ze sobą. W Rosji Gosstandart określa mol na metr sześcienny (mol / m 3) jako jednostkę twardości wody. Na Ukrainie stosuje się zarówno mol / m3, jak i mg-eq / l (równoważnik miligramów na litr). Liczbowo te wartości pokrywają się. Nawiasem mówiąc, l i dm 3 to to samo, litr i decymetr sześcienny.

Ponadto w różnych krajach powszechnie stosowane są jednostki twardości, takie jak stopnie niemieckie (do, dH), stopnie francuskie (fo), stopnie amerykańskie, ppm CaCO 3 .

Stosunek tych jednostek sztywności przedstawia poniższa tabela:

Notatka:

1. Jeden stopień niemiecki odpowiada 10 mg/dm 3 CaO lub 17,86 mg/dm 3 CaCO 3 w wodzie.
2. Jeden stopień francuski odpowiada 10 mg/dm 3 CaCO 3 w wodzie.
3. Jeden stopień amerykański odpowiada 1 mg/dm 3 CaCO 3 w wodzie.

Aby nie zawracać sobie głowy ręcznymi konwersjami, możesz stworzyć płytę do przeliczania jednostek twardości. Które, nawiasem mówiąc, można pobrać z linku Tabela przeliczeniowa jednostek twardości wody.

Skąd bierze się twardość wody?

We wszystkich zmineralizowanych wodach obecne są jony wapnia (Ca 2+) i magnezu (Mg 2+), a także innych metali ziem alkalicznych powodujących twardość. Ich źródło to naturalne złoża wapienia, gipsu i dolomitu. Jony wapnia i magnezu dostają się do wody w wyniku oddziaływania rozpuszczonego dwutlenku węgla z minerałami oraz innych procesów rozpuszczania i wietrzenia chemicznego skał. Źródłem tych jonów mogą być również procesy mikrobiologiczne zachodzące w glebach na obszarze zlewni, osadach dennych, a także ścieki z różnych przedsiębiorstw.

Twardość wody jest bardzo zróżnicowana i istnieje wiele rodzajów klasyfikacji wody według stopnia jej twardości. Poniższa tabela przedstawia cztery przykłady klasyfikacji. Dwie klasyfikacje ze źródeł rosyjskich - z podręcznika „Wskaźniki hydrochemiczne stanu środowiska” i podręcznika dla uniwersytetów „Uzdatnianie wody”. A dwa pochodzą z zagranicy: normy sztywności Niemieckiego Instytutu Normalizacyjnego (DIN 19643) i klasyfikacja przyjęta przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (USEPA) w 1986 roku.

Tabela wyraźnie ilustruje znacznie bardziej „twarde” podejście do problemu sztywności za granicą. I nie bez powodu, o czym poniżej.

Zwykle w wodach niskozmineralizowanych przeważa twardość spowodowana jonami wapnia (do 70%-80%) (choć w niektórych rzadkich przypadkach twardość magnezu może sięgać 50-60%). Wraz ze wzrostem stopnia mineralizacji wody zawartość jonów wapnia (Ca 2+) gwałtownie spada i rzadko przekracza 1 g/l. Zawartość jonów magnezu (Mg 2+) w wodach wysoko zmineralizowanych może sięgać kilku gramów, aw jeziorach słonych nawet kilkudziesięciu gramów na litr wody.

Ogólnie twardość wód powierzchniowych jest generalnie mniejsza niż twardość wód gruntowych. Twardość wód powierzchniowych podlega zauważalnym wahaniom sezonowym, najczęściej osiągając najwyższą wartość pod koniec zimy, a najniższą w okresie powodziowym, kiedy jest obficie rozcieńczana wodą opadową i roztopową. Woda morska i oceaniczna ma bardzo dużą twardość (dziesiątki i setki meq/dm3).

Jak twardość wpływa na jakość wody

Z punktu widzenia użytkowania wody pitnej jej akceptowalność pod względem twardości może się znacznie różnić w zależności od lokalnych warunków. Próg smaku dla jonu wapnia mieści się (w przeliczeniu na ekwiwalent mg) w zakresie 2-6 meq/l, w zależności od odpowiedniego anionu, a próg smaku dla magnezu jest jeszcze niższy. W niektórych przypadkach konsumenci mogą zaakceptować wodę o twardości powyżej 10 meq/l. Wysoka twardość pogarsza właściwości organoleptyczne wody, nadając jej gorzki smak. i ma negatywny wpływ na narządy trawienne.

Światowa Organizacja Zdrowia nie oferuje dowolna zalecana wartość twardości dla wskazań skutków zdrowotnych. Materiały WHO stwierdzają, że chociaż wiele badań wykazało statystycznie odwrotną zależność między twardością wody pitnej a chorobami układu krążenia, dostępne dane niewystarczająco wywnioskować przyczynowy charakter tego związku. W ten sam sposób, nie do końca udowodnioneże miękka woda ma negatywny wpływ na równowagę minerałów w organizmie człowieka.

Jednak w zależności od pH i zasadowości woda o twardości powyżej 4 mEq/L może powodować osadzanie się żużla i kamienia (węglanu wapnia) w systemie dystrybucji wody, zwłaszcza po podgrzaniu. Dlatego normy Nadzoru Kotłowego wprowadzają bardzo surowe wymagania dotyczące twardości wody zasilającej kotły (0,05-0,1 mg-eq/l).

Ponadto, gdy sole twardości wchodzą w interakcję z detergentami (mydło, proszki do prania, szampony), powstają „żużle mydlane” w postaci piany. Prowadzi to nie tylko do znacznego marnotrawstwa detergentów. Po wyschnięciu taka piana pozostaje w postaci płytki na kanalizacji, bieliźnie, ludzkiej skórze i włosach (nieprzyjemne uczucie „twardych” włosów jest dobrze znane wielu). Główny negatywny wpływ tych toksyn na człowieka polega na tym, że niszczą naturalny film tłuszczowy, który zawsze jest pokryty normalną skórą i zatykają jej pory.

Oznaką takiego negatywnego wpływu jest charakterystyczne „skrzypienie” czysto umytej skóry lub włosów. Okazuje się, że irytujące uczucie „mydlania”, które niektórzy ludzie odczuwają po użyciu miękkiej wody, jest znakiem, że ochronny film tłuszczowy na skórze jest bezpieczny i zdrowy. To ona się ślizga. W przeciwnym razie trzeba będzie wydawać pieniądze na balsamy, kremy zmiękczające i nawilżające oraz inne sztuczki przywracające skórze ochronę, którą zapewniła nam natura.

Jednocześnie należy wspomnieć o drugiej stronie medalu. Miękka woda o twardości poniżej 2 meq/l ma niską zdolność buforową (zasadowość) i może, w zależności od poziomu pH i szeregu innych czynników, wywierać zwiększony wpływ korozyjny na rury wodociągowe. Dlatego w wielu zastosowaniach (zwłaszcza w ciepłownictwie) czasami konieczne jest przeprowadzenie specjalnego uzdatniania wody w celu uzyskania optymalnego stosunku twardości wody do jej korozyjności.

Tutaj dowiedzieliśmy się więcej o twardości wody. Pozostaje zdecydować, jak walczyć 🙂

Wyróżnia się twardość ogólną, węglanową, stałą i usuwalną.

Twardość ogólna- jest to naturalna właściwość wody, ze względu na obecność tzw. soli twardości tj. wszystkie sole wapnia i magnezu w wodzie surowej (siarczany, chlorki, węglany, wodorowęglany itp.).

Twardość węglanowa to twardość spowodowana obecnością wodorowęglanów i węglanów Ca+ i Mg+ rozpuszczonych w wodzie surowej.

Twardość usuwalna lub wodorowęglanowa to twardość, którą można wyeliminować przez gotowanie wody. Jest to spowodowane przez wodorowęglany Ca + i Mg +, które podczas gotowania wody zamieniają się w nierozpuszczalne węglany i wytrącają:

Ca(HC03)2 \u003d CaC034- + H2 0 + C 02 î.

Mg(HC03)2 = MgC034- + H20 + CO2T.

Przez twardość stałą rozumie się twardość przegotowanej wody przez 1 godzinę, co jest spowodowane obecnością nie wytrącających się chlorków i siarczanów Ca2+ i Mg2+.

Dziś całkowita twardość wody wyrażana jest w jednostkach SI - mg-eq / l. W przeszłości stosowano stopnie twardości lub „niemieckie” stopnie (°H). Przyjęto, że 1 °H twardości odpowiada 10 mg CaO w 1 litrze wody.

Woda o twardości całkowitej do 3,5 mg-eq/l (10°) uważana jest za miękką, od 3,5 do 7 mg-eq/l (10-20°) - umiarkowanie twardą, od 7 do 10 mg-eq/l (20-28°) - twarda i powyżej 10 meq/l (28°) - bardzo twarda.

Po raz pierwszy normę ogólnej twardości wody zaproponowano w 1874 r. w Niemczech jako średnią wartość twardości wody w zbiornikach Księstwa Sasko-Weimarskiego. Ten standard wynosił 18-20°, czyli około 7 meq/l. Tę samą wartość zalecił F.F. Erisman w 1898 r. Wkrótce, biorąc pod uwagę różne warunki lokalne, zaproponowano inne standardy dla niektórych regionów.

Uzasadniając normę dla ogólnej twardości wody pitnej wodociągowej, przede wszystkim należy wziąć pod uwagę jej wpływ na właściwości organoleptyczne. Wiadomo, że znaczna zawartość soli twardości, zwłaszcza siarczanu magnezu, nadaje wodzie gorzki smak. Konsumenci odczuwają ten smak, jeśli całkowita twardość wody przekracza 7 meq/l. Jednocześnie odmawiają korzystania z takiej wody i szukają alternatywnych źródeł zaopatrzenia w wodę, której woda może okazać się niebezpieczna pod względem epidemiologicznym lub toksykologicznym.

Aby woda nie miała gorzkiego smaku o intensywności wyższej niż 2 punkty, jej całkowita twardość nie powinna przekraczać 7 mg-eq / l. Innymi słowy, woda wysokiej jakości powinna być miękka (o całkowitej twardości do 3,5 mg-eq/l) lub umiarkowanie twarda (od 3,5 do 7 mg-eq/l). Oznacza to, że górna granica całkowitej twardości wody pitnej - 7 mg-eq / l - jest ustalana na podstawie jej wpływu na właściwości organoleptyczne.

Z biegiem czasu udowodniono, że w zależności od twardości wody w różny sposób wpływa na zdrowie ludzi. Ostre przejście podczas używania miękkiej wody do twardej, a czasem odwrotnie, może powodować niestrawność u ludzi, głównie ze względu na obecność siarczanu magnezu w wodzie. Na obszarach o gorącym klimacie stosowanie wody o dużej twardości prowadzi do pogorszenia przebiegu kamicy moczowej. Teoria etiologicznej roli twardości wody w rozwoju tej choroby umożliwiła urologom identyfikację tzw. stref kamiennych – terytoriów, na których kamicę moczową można uznać za chorobę endemiczną. Woda pitna wykorzystywana przez mieszkańców tych terenów charakteryzuje się podwyższoną twardością. Doświadczenia na zwierzętach potwierdziły, że elektrolity, które powodują twardość wody, mogą być jednym z czynników etiologicznych w rozwoju kamicy moczowej.

Sole powodujące twardość zaburzają wchłanianie tłuszczów ze względu na ich zmydlanie i tworzenie nierozpuszczalnych mydeł wapniowo-magnezowych w jelicie. Jednocześnie ograniczone jest przyjmowanie niezbędnych substancji do organizmu człowieka - wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, witamin rozpuszczalnych w tłuszczach i niektórych pierwiastków śladowych. W szczególności woda o twardości powyżej 10 mEq/l w rejonach endemicznych dla hipomikroelementozy jodowej (organizm człowieka potrzebuje co najmniej 120 µg jodu dziennie, optymalnie -200 µg) zwiększa ryzyko wystąpienia wola endemicznego.

Woda o dużej twardości przyczynia się do rozwoju zapalenia skóry. Mechanizm tego zjawiska polega na zmydlaniu twardości tłuszczów przez sole z wytworzeniem nierozpuszczalnych w wodzie mydeł wapniowo-magnezowych, które działają drażniąco.

Ponadto należy pamiętać, że wraz ze wzrostem twardości wody obróbka kulinarna produktów spożywczych staje się bardziej skomplikowana, a mianowicie: mięso i rośliny strączkowe są mniej gotowane, herbata jest słabo parzona, na ściankach naczyń odkłada się kamień. Ponadto wzrasta zużycie mydła, włosy stają się sztywne po myciu, skóra grubieje, tkanki żółkną, tracą miękkość i elastyczność w wyniku impregnacji mydeł wapniowo-magnezowych.

Jednak nawet bardzo miękka woda może niekorzystnie wpływać na organizm ze względu na zmniejszenie spożycia, głównie wapnia. Wiadomo, że wapń pełni w organizmie wiele funkcji, w tym plastiku: jest niezbędny do osteogenezy i naprawy kości (kości zawierają 99% wapnia), bierze udział w tworzeniu zębiny. Wapń jest niezbędny do utrzymania pobudzenia nerwowo-mięśniowego, uczestniczy w procesach krzepnięcia krwi, wpływa na przepuszczalność błon biologicznych. Dzienne zapotrzebowanie osoby dorosłej na wapń waha się od 800 do 1100 mg (od 1000 mg/dobę w wieku do 7 lat i prawie 1400 mg w wieku 14-18 lat). W czasie ciąży zapotrzebowanie na nią wzrasta do 1500 mg / dzień, w okresie karmienia piersią - do 1800-2000 mg / dzień.

Zapotrzebowanie człowieka na wapń zaspokajane jest głównie przez mleko i produkty mleczne. Z wodą o średniej twardości (3,5-7 mg-eq / l lub 10-20 °) wapń dostaje się do organizmu w ilości równej około 15-25% fizjologicznego dziennego zapotrzebowania. Niedobór wapnia w organizmie rozwija się bardzo szybko, ponieważ jego wydalanie jest stałe i nie zależy od spożycia. Dlatego długotrwałe stosowanie wody miękkiej, ubogiej w wapń, może prowadzić do jej niedoboru w organizmie. Ustalono, że u dzieci mieszkających na terenach o miękkiej wodzie (do 3,5 mg-eq/l) na szkliwie tworzą się fioletowe plamki, które są wynikiem odwapnienia zębiny. Uważa się, że choroba Urowa (choroba Kashin-Becka), która jest endemiczną polihipermikroelementozą strontu, żelaza, manganu, cynku, fluoru, występuje na obszarach o niskiej zawartości wapnia w wodzie pitnej.

W ostatnich latach pojawiła się teoria, że ​​woda o niskiej zawartości elektrolitów powodujących twardość przyczynia się do rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. Zgodnie z wynikami badań epidemiologicznych stwierdzono statystycznie istotną, choć niezbyt silną, odwrotną korelację między stopniem twardości wody pitnej a śmiertelnością populacji z powodu chorób układu krążenia. Wieloskładnikowy charakter czynnika wodnego nie pozwala jednak sądzić, że śmiertelność z powodu chorób układu krążenia wzrosła jedynie ze względu na niższą twardość wody pitnej i wreszcie uznać istnienie zależności korelacyjnej. Istotne jest, aby w badaniach nie uwzględniono czynników społecznych i higienicznych, które oczywiście prowadzą do rozwoju patologii sercowo-naczyniowej. Wyniki szeregu badań wskazują również, że każdy pierwiastek zawarty w wodzie pitnej wykazuje działanie fizjologiczne nie samodzielnie, ale w połączeniu z innymi. Badanie cech połączonego działania składników wody pitnej, fizjologicznych i patofizjologicznych mechanizmów jej manifestacji to nowa strona w badaniach higieny wody.

Zatem woda o średniej twardości jest optymalna, tj. w granicach 3,5-7 mg-eq / l (10-20 °). Twarda (7-10 mg-eq/l) i bardzo twarda (ponad 10 mg-eq/l) woda ma nieprzyjemny smak, a jej stosowanie prowadzi do negatywnych zmian zdrowotnych. Dlatego wysokiej jakości woda pitna powinna mieć twardość nieprzekraczającą 7 mg-eq / l.

chlorki i siarczany. Chlorki i siarczany występują powszechnie w przyrodzie w postaci soli sodu, potasu, wapnia, magnezu i innych metali. Stanowią większość suchej pozostałości świeżej wody. Obecność chlorków i siarczanów w wodzie zbiorników może być spowodowana naturalnymi procesami ich wymywania z gleby, a także zanieczyszczeniem zbiornika różnymi ściekami.

Naturalna zawartość chlorków i siarczanów w wodach zbiorników powierzchniowych jest nieznaczna iw większości przypadków waha się w granicach kilkudziesięciu miligramów na litr. Naturalna zawartość chlorków w wodzie, w zależności od warunków powstawania zbiornika, może być różna: od kilkudziesięciu do setek (w glebach zasolonych) miligramów na litr. W zbiornikach płynących zawartość chlorków jest zwykle niska – do 20-30 mg/l. Niezanieczyszczone wody gruntowe na obszarach o glebie niesłonej zwykle zawierają do 30-50 mg/l chlorków. Woda filtrowana przez słoną glebę lub skały osadowe może zawierać setki, a nawet tysiące miligramów chlorków na litr, chociaż woda może być nieskazitelna epidemiologicznie. Dlatego stosując chlorki jako wskaźnik bezpieczeństwa epidemiologicznego konieczne jest uwzględnienie lokalnych warunków kształtowania się jakości wody.

Człowiek to 70-80% wody, która jest głównym rozpuszczalnikiem. Za jego pomocą w organizmie transportowany jest tlen, enzymy, hormony, sole. W związku z tym szczególnie ważny staje się skład chemiczny wody: im więcej zawiera zanieczyszczeń, tym gorzej rozpuszcza przydatne substancje.

Absolutnie czysta woda nie występuje w naturze. W kontakcie z innymi makro- i mikroelementami jest wzbogacony o różne minerały, w szczególności sole wapnia i magnezu. To ich zawartość decyduje o takiej właściwości jak twardość: im więcej soli wapnia i magnezu w wodzie, tym jest twardsza.

W naszym kraju twardość wody wyraża się w równoważnikach miligramów na litr (mg-eq / l). Woda bardzo miękka - do 1,5 mg-eq/l, miękka - od 1,5 do 4 mg-eq/l, woda o średniej twardości - od 4 do 8 mg-eq/l, twarda - od 8 do 12 mg-eq/ l i bardzo twarde - ponad 12 mg-eq/l. Dopuszczalna granica twardości wody dla scentralizowanego zaopatrzenia w wodę wynosi 7 mg-eq / l.

Udowodniono, że twarda woda ma negatywny wpływ na organizm. Podczas interakcji z mydłem powstają „żużle mydlane”, które nie są zmywane ze skóry, niszczą naturalny film tłuszczowy, który chroni przed starzeniem się i niekorzystnymi czynnikami klimatycznymi, zatykają pory, tworzą mikroskopijną skorupę na włosach, powodując w ten sposób wysypkę, swędzenie , suchość, łupież, łuszczenie . Skóra nie tylko przedwcześnie się starzeje, ale także staje się wrażliwa na podrażnienia i podatna na reakcje alergiczne.

Wysoka twardość pogarsza właściwości organoleptyczne wody pitnej, nadając jej gorzki smak i wpływając niekorzystnie na narządy trawienne. Sole wapnia i magnezu, łącząc się z białkami zwierzęcymi, które otrzymujemy z pożywienia, osadzają się na ściankach przełyku, żołądka, jelit, komplikują ich perystaltykę (skurcz), powodują dysbakteriozę, zaburzają enzymy i ostatecznie zatruwają organizm. Stałe używanie wody o podwyższonej twardości prowadzi do zmniejszenia ruchliwości żołądka i gromadzenia się soli w organizmie.

Z powodu wody przepełnionej jonami wapnia i magnezu nadmiernie cierpi układ sercowo-naczyniowy. Długotrwałe stosowanie twardej wody obarczone jest występowaniem chorób stawów (zapalenie stawów, zapalenie wielostawowe), tworzeniem się kamieni w nerkach i drogach żółciowych.

Oprócz tego, że twarda woda niekorzystnie wpływa na zdrowie, przysparza też wielu kłopotów w życiu codziennym. Jest niepożądany do zmywania naczyń i prania - naczynia matowieją, a tkaniny szybko się zużywają. Ogromne szkody wyrządzają sprzęty AGD: bojlery, pralki i zmywarki, czajniki elektryczne i ekspresy do kawy. Sole wapnia i magnezu, odkładające się na elementach grzejnych, tworzą twarde osady wapienne (kamień) i wkrótce wyłączają sprzęt.

Ślady twardej wody widoczne są gołym okiem: na rurach, kanalizacji, w instalacji grzewczej, sprzęcie AGD pojawia się biała powłoka, wzrasta zużycie detergentów, mydło „zawija się” podczas prania i prania, na skórze tworzą się pieniste żużle i powierzchnie.

Woda pitna na niektórych obszarach Republiki Mari El charakteryzuje się naturalnie wysoką zawartością twardości. Próbki niestandardowe pod względem twardości ogólnej są wykrywane przez lekarzy sanitarnych w ramach monitoringu socjalno-higienicznego, w toku czynności kontrolnych i obserwacyjnych oraz rozpatrywania odwołań obywateli.

Odpowiednie organizacje dostarczające zasoby powinny przeprowadzać oczyszczanie wody przed dostarczeniem jej ludności.

Skargi na nieodpowiednią jakość wody pitnej można kierować do Urzędu Rospotrebnadzor w Republice Mari El.