Čo ovplyvňuje tvrdosť vody? Metódy na odstránenie tvrdosti vody
Každá z nás už počula, že voda môže byť tvrdá a mäkká – reklama nám neustále hovorí, že sa nemôžeme umývať v tvrdej vode a hovorí o hrdinskom boji moderných gazdiniek s vodným kameňom v kanvici a bielymi zvyškami na kachličkách v kúpeľni. Čo však vlastne vieme o vplyve tvrdej vody na ľudský organizmus, ak neberieme do úvahy zabehnuté klišé, ktoré s realitou niekedy nemajú veľa spoločného?
Prečo je voda tvrdá?
Zdá sa, že kvapalina, najmä voda, môže byť tvrdá? Ukazuje sa, že možno, hoci tento pojem, samozrejme, nie je spojený s tvrdosťou alebo mäkkosťou v doslovnom, pre nás známejšom význame slova. Tvrdosť vody je spôsobená prítomnosťou solí vápnika a horčíka v nej.
Čím vyššia je koncentrácia hydrogénuhličitanov, tým vyššia je tvrdosť vody. Z tohto hľadiska je obvyklé rozlišovať dva typy tuhosti:
- všeobecné alebo uhličitanové. Je to spôsobené prítomnosťou vápenatých a horečnatých solí, ktoré sa vyznačujú slabou odolnosťou voči deštrukcii pod vplyvom vonkajších faktorov. Preto sa takáto tuhosť nazýva aj dočasná alebo odstrániteľná;
- nekarbonátové, v tomto prípade je vo vode veľké množstvo vápenatých solí silných kyselín. Nie je také ľahké zničiť takéto spojenia, aby sa odstránila tuhosť.
Celková tvrdosť je súčtom uhličitanovej a nekarbonátovej tvrdosti, preto tento ukazovateľ nie je konštantný a môže sa meniť v závislosti od podmienok používania vody. Túto okolnosť treba určite brať do úvahy pri skúmaní vplyvu tvrdej vody na ľudský organizmus.
Ako tvrdá voda ovplyvňuje človeka
Ak pri dlhšom používaní bez vhodných preventívnych opatrení dokáže voda s vysokým obsahom silných vápenatých solí zničiť aj ten najodolnejší kov, aký deštruktívny môže byť vplyv tvrdej vody na ľudský organizmus?
Najviac samozrejme trpia tráviace orgány. Keď sa soli tvrdej vody dostanú do tela, spoja sa so živočíšnymi bielkovinami. Látky vznikajúce v dôsledku tejto reakcie sa usadzujú na stenách žalúdka a pažeráka a pokrývajú ho stabilným filmom. To komplikuje proces peristaltiky a narúša fungovanie enzýmov. Výsledkom je znížená pohyblivosť žalúdka, zlé trávenie potravy a v dôsledku toho hromadenie solí a škodlivých usadenín v tele. okrem toho Častá konzumácia tvrdej vody spôsobuje dysbiózu.
Niektoré soli, ktoré vstupujú do tela s tvrdou vodou, tvoria anorganické zlúčeniny, ktoré postupne vytláčajú synoviálnu tekutinu z kĺbov. Ako viete, táto látka slúži ako lubrikant, ktorý zabezpečuje pohyblivosť kĺbov. nakoniec škáry časom zarastajú kryštálmi,čo spôsobuje veľmi bolestivé pocity, ktoré sa vyskytujú aj pri miernom pohybe. To všetko sa časom môže rozvinúť do nevyliečiteľných chorôb, ako je artritída a polyartritída.
Tvrdá voda má neblahý vplyv aj na kardiovaskulárny systém človeka. V normálnych koncentráciách ióny vápnika a horčíka podporujú relaxáciu srdcového svalu. V tvrdej vode je však nedostatok iónov a nadbytok solí. Vplyv tvrdej vody na ľudský organizmus sa preto môže prejaviť závažnými srdcovými komplikáciami až po výskyt pretrvávajúcej chronickej arytmie.
Pitie tvrdej vody škodí pokožke, ktorý predčasne starne, stráca svoju pôvodnú pevnosť a pružnosť. Je charakteristické, že takéto následky môžu spôsobiť aj vonkajšie vplyvy. Napríklad pri spracovaní riadu pomocou špeciálnych čistiacich prostriedkov sa vzniknutá pena usádza na pokožke, ničí mastný film na jej povrchu a upcháva póry. Dôsledkom je suchosť a odlupovanie. Samozrejme, že tento vplyv je spôsobený nielen tvrdou vodou, ale aj vlastnosťami čistiacich prostriedkov obsahujúcich veľké množstvo rôznych chemikálií. Kontakt s tvrdou vodou však výrazne zvyšuje škodlivé vlastnosti chemikálií pre domácnosť.
Na záver poznamenávame, že nie tak dávno sa vedcom podarilo zničiť jeden z mýtov o vplyve tvrdej vody na ľudský organizmus. Dlho sa verilo, že práve zvýšená tuhosť vyvolala tvorbu obličkových kameňov. Dnes je to však dokázané Hlavnou príčinou kameňov je nedostatok vápnika v potrave. V snahe kompenzovať nedostatok vápnika ho telo začne vyplavovať z kostí, no väčšina uvoľnenej látky sa nevstrebe a ukladá sa v tele vo forme kameňov.
Spôsoby ochrany tela
Aby sa predišlo ničivým účinkom vody so zvýšenou tvrdosťou, odborníci odporúčajú uprednostniť povrchové zdroje. Poznamenáva sa, že tvrdosť povrchových vôd je oveľa nižšia ako rovnaký parameter podzemných zdrojov. Okrem toho sa tvrdosť povrchovej vody môže výrazne meniť v závislosti od ročného obdobia a poveternostných podmienok v oblasti ťažby. Napríklad na konci jari, keď sú prírodné pramene hojne zmiešané s taveninou a dažďovou vodou, sú pozorované najnižšie hodnoty tvrdosti. Hodnoty dosahujú maximum ku koncu zimy.
Je možné znížiť vplyv tvrdej vody na ľudský organizmus? Myslím že áno. Existuje niekoľko spôsobov, ako odstrániť stuhnutosť. Všeobecný alebo uhličitan je možné odstrániť obyčajným varom, pri ktorej sa vyzrážajú uhličitany vápenaté - ten veľmi biely povlak, ktorý zostáva na stenách riadu a nedostáva sa do nášho tela. Nekarbonátovú vodu možno zmäkčiť pridaním haseného vápna alebo sódy., po ktorej bude musieť byť voda podrobená vhodnej filtrácii.
Stupeň tvrdosti vody je určený prítomnosťou iónov vo vode vápnik (Ca 2+), horčík (Mg 2+), stroncium (Sr 2+), bárium (Ba 2+), železo (Fe 2+), mangán (Mn 2+). Navyše obsah iónov vápnika a horčíka výrazne prevyšuje koncentrácie ostatných uvedených iónov dohromady. Preto je v Rusku zvykom definovať hodnotu tvrdosti ako súčet iónov vápnika a horčíka obsiahnutých vo vode, vyjadrený v miligramových ekvivalentoch na liter (mg-ekv/l). Jeden mEq/l zodpovedá obsahu 20,04 mg Ca 2+ alebo 12,16 mg Mg 2+ na liter vody.
Existuje uhličitanová (dočasná, vylúčená varom) a nekarbonátová (trvalá) tvrdosť. Uhličitanová tvrdosť je spôsobená prítomnosťou hydrogénuhličitanov vápnika a horčíka vo vode, nekarbonátová tvrdosť je spôsobená prítomnosťou síranov, chloridov, kremičitanov, dusičnanov a fosforečnanov týchto kovov.
Dočasná tvrdosť sa nazýva preto, lebo pri varení sa hydrogenuhličitany vápnika a horčíka rozkladajú a zrážajú sa vo forme uhličitanov. Chemická reakcia tohto procesu je nasledovná: 
Ca(HC03)2 - t o C → CaC03↓ + H20 + CO2
Mg(HC03)2 - t o C → CaC03↓ + H20 + CO2
Vypadnutá zrazenina vytvorí povlak (tzv. vodný kameň) na stenách nádoby, v ktorej sa varí voda. Po prevarení a vyzrážaní uhľovodíkov sa voda stáva „mäkšou“.
Konštantná tvrdosť je spôsobená prítomnosťou stabilných chemických zlúčenín síranov, chloridov, kremičitanov a niektorých ďalších vápenatých a horečnatých solí vo vode, ktoré sa pri varení nezrážajú a neodstraňujú sa. Súčet dočasnej a trvalej tvrdosti udáva celkovú tvrdosť vody.
Všeobecná tvrdosť vody, normy
Svetová prax monitorovania kvality pitnej vody (normy Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO), normy Európskej únie (EÚ), normy ISO, ako aj normy USA) nenormalizuje tvrdosť pitnej vody - iba samostatne obsah vápnika a horčíkové ióny vo vode. Podľa ruských noriem () by tvrdosť nemala prekročiť 7 mEq / l. Čo sa stane, keď sa táto hodnota prekročí? Ukazuje sa, že pri tvrdosti vody nad 7 mEq/l sa výrazne zvyšuje miera zarastania potrubí vápennými usadeninami, čo znižuje ich životnosť a zvyšuje prevádzkové náklady. A pri veľmi nízkej tvrdosti vody získava silné korozívne vlastnosti. Aktívne používanie plastov a kovoplastov nedávno umožnilo odstrániť obmedzenia týkajúce sa používania mäkkej vody.
Všeobecná tvrdosť vody, klasifikácie
Klasifikácia prírodnej vody podľa stupňa tvrdosti sa v rôznych krajinách líši a môže byť tiež rozdelená podľa účelu použitia vody.
Najvšeobecnejšia klasifikácia je nasledovná:
Podľa americkej klasifikácie sa pitná voda považuje za „mäkkú“, keď je obsah solí s tvrdosťou menší ako 2 mEq/l, normálna – od 2 do 4 mEq/l, tvrdá – od 4 do 6 mEq/l a veľmi tvrdá. - viac ako 6 mEq/l. Stojí za zmienku, že táto klasifikácia platí pre vodu používanú na pitné účely. Voda v systémoch zásobovania teplou vodou a v kontakte s akýmikoľvek vykurovacími prvkami musí byť pre normálne fungovanie systému mäkšia. Tu sa nezaobídete bez inštalácie, najmä -. Zároveň, ak voda pochádza zo súkromnej studne, s najväčšou pravdepodobnosťou bude potrebné predbežné testovanie.
Nadmerná spotreba čistiacich prostriedkov
V tvrdej vode tvorí obyčajné mydlo (v prítomnosti vápenatých iónov) mydlové trosky - nerozpustné zlúčeniny, ktoré nenesú žiadne užitočné funkcie. A kým sa týmto spôsobom neodstráni všetka vápenatá tvrdosť vody, tvorba peny sa nezačne. Existuje značná nadspotreba pracích prostriedkov. Takéto mydlové trosky po zaschnutí zostávajú vo forme nánosov na sanitárnych zariadeniach, bielizni, ľudskej pokožke a vlasoch (nepríjemný pocit „tvrdých“ vlasov je mnohým dobre známy).
Negatívne účinky na tkanivo
Tvrdá voda nie je vhodná na umývanie a umývanie. prečo? Keď sa mydlo alebo prášok dostane do kontaktu s tvrdou vodou, tvrdosť katiónov solí (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+) reagujú s aniónmi mastných kyselín obsiahnutými v mydle a vytvárajú ťažko rozpustné zlúčeniny, napríklad stearát vápenatý Ca(C 17 H 35 COO) 2. Tieto usadeniny postupne upchávajú póry látky a tá prestáva prepúšťať vzduch a vlhkosť, vlákna hrubnú a nepružia. Farby produktu vyblednú a získajú šedo-žltý odtieň. „Vápenaté mydlá“ usadené na tkanine ju zbavujú jej pevnosti.
Podráždenie kože
Keď sa „vločky tvrdosti“ dostanú na ľudskú pokožku, prirodzený tukový film, ktorý chráni pokožku pred nepriaznivými vplyvmi prostredia, sa zničí a póry sa upchajú. Znakom takéhoto negatívneho vplyvu je charakteristické „vŕzganie“ pokožky alebo vlasov, ktoré sa objavuje po sprchovaní. V skutočnosti „mydlivosť“ pokožky, ktorá u niektorých ľudí spôsobuje podráždenie po použití mäkkej vody, je istým znakom toho, že ochranný tukový film na pokožke je neporušený a nepoškodený. Ona je tá, ktorá sa šmýka. Alebo použite tvrdú vodu a narušenie povlaku kompenzujte pleťovými vodami, zmäkčujúcimi a hydratačnými krémami a inými trikmi na obnovenie ochrany pokožky, ktorú nám už príroda poskytla.
Znížená životnosť zariadenia
Keď sa voda s tvrdosťou vyššou ako 4 mEq/l zohrieva na pozadí vysokej alkality a pH, dochádza k intenzívnemu zrážaniu uhličitanu vápenatého vo forme vodného kameňa (rúrky „prerastú“ a na vykurovacích telesách sa vytvorí biely povlak ). Preto normy Kotlonadzor normalizujú hodnotu tvrdosti vody používanej na napájanie kotlov (0,05-0,1 mg-ekv/l). V mnohých priemyselných procesoch môžu soli tvrdosti chemicky reagovať a vytvárať nežiaduce medziprodukty.
Účinky na zdravie
Svetová zdravotnícka organizácia reguluje hodnoty tvrdosti vody na základe zdravotných účinkov. V materiáloch organizácie sa píše, že hoci množstvo štatistických štúdií odhalilo inverzný vzťah medzi tvrdosťou pitnej vody a ochoreniami kardiovaskulárneho systému, získané údaje stále nestačia na to, aby bolo možné určiť príčinnú súvislosť medzi týmito javmi. Taktiež neexistujú dôkazy o tom, že by mäkká voda mala negatívny vplyv na rovnováhu mikroelementov v ľudskom tele. Množstvo štúdií naznačuje, že ľudské vstrebávanie dôležitých minerálov z vody je extrémne nízke a väčšina z nich sa získava z potravy.
V závislosti od miestnych podmienok sa prípustná tvrdosť pitnej vody môže mierne líšiť. V niektorých prípadoch je pre spotrebiteľa prijateľná voda s tvrdosťou vyššou ako 10 mEq/l. Chuťový prah pre vápenatý ión (v prepočte na mg-ekvivalent) je v rozmedzí 2-6 mEq/l v závislosti od zodpovedajúceho aniónu a prah chuti pre horčík je ešte nižší. Voda s vysokou tvrdosťou teda môže mať horkú chuť. A dlhodobá konzumácia tvrdej vody (zvyčajne sprevádzaná vysokou celkovou mineralizáciou) vedie ku gastrointestinálnym problémom.
ale na druhej strane
Treba tiež poznamenať, že voda s tvrdosťou menšou ako 2 mEq/l má nízke tlmiace vlastnosti (alkalitu) a v závislosti od úrovne pH a niektorých ďalších faktorov môže mať zvýšený korozívny účinok na povrchy potrubí a vykurovacích zariadení. . Preto je v niektorých prípadoch, najmä v kotolniach, potrebné dodatočne vykonať špeciálnu, ktorá umožňuje dosiahnuť optimálnu rovnováhu medzi korozívnou činnosťou vody a jej tvrdosťou.
Na tvrdosť vody prichádza predovšetkým vodný kameň a zmäkčovač vody – zariadenie, ktoré by si malo poradiť s tvrdou vodou a zabrániť tvorbe vodného kameňa.
Budeme hovoriť podrobnejšie o tvrdosti vody z hľadiska chémie, typoch tvrdosti vody, jednotkách merania tvrdosti vody (aj v rôznych krajinách). Pozrime sa, odkiaľ pochádza tvrdosť vody a ako tvrdosť ovplyvňuje kvalitu vody.
Najprv trochu o podmienkach. V článku sa často spomínajú slová „katióny“ a „anióny“. Katióny a anióny- Sú to kladne a záporne nabité ióny. A on(staroveká gréčtina ἰόν - chod) - elektricky nabitá častica vytvorená v dôsledku straty alebo zisku jedného alebo viacerých elektrónov. Ak teda dôjde k strate, náboj častice je kladný. Ak je sčítanie, potom je náboj častice záporný (pretože elektrón má jednoznačne záporný náboj).
Tvrdosť vody z chemického hľadiska
Pojem tvrdosť vody sa zvyčajne spája s katiónmi vápnika (Ca 2+) a v menšej miere aj s horčíkom (Mg 2+). V skutočnosti všetky dvojmocné katióny do určitej miery ovplyvňujú tvrdosť. Interagujú s aniónmi a vytvárajú zlúčeniny (soli tvrdosti), ktoré sa môžu vyzrážať. Monovalentné katióny (napríklad sodný Na +) túto vlastnosť nemajú.
V tejto tabuľke sú uvedené hlavné katióny kovov, ktoré spôsobujú tvrdosť a hlavné anióny, s ktorými sa kombinujú.
V praxi takýto vplyv na tvrdosť má stroncium, železo a mangán malý vplyvže sa zvyčajne zanedbávajú. Hliník (Al 3+) a železité železo (Fe 3+) tiež ovplyvňujú tvrdosť, ale pri úrovniach pH, ktoré sa vyskytujú v prírodných vodách, je ich rozpustnosť a teda „príspevok“ k tvrdosti zanedbateľný. malý. Rovnako sa neberie do úvahy menší vplyv bária (Ba 2+).
Druhy tvrdosti vody.
Rozlišujú sa tieto typy tvrdosti vody:
Celková tvrdosť. Určené celkovou koncentráciou iónov vápnika a horčíka. Je to súčet uhličitanovej (dočasnej) a nekarbonátovej (trvalej) tvrdosti.
Uhličitanová tvrdosť. Je určená prítomnosťou hydrouhličitanov a uhličitanov (pri pH > 8,3) vápnika a horčíka vo vode. Tento typ tvrdosti je takmer úplne odstránený vriacou vodou, a preto sa nazýva dočasná tvrdosť. Pri zahrievaní vody sa hydrogénuhličitany rozkladajú za vzniku kyseliny uhličitej a vyzrážajú sa uhličitan vápenatý a hydroxid horečnatý.
Nekarbonátová tvrdosť. Je spôsobená prítomnosťou vápenatých a horečnatých solí silných kyselín (sírová, dusičná, chlorovodíková) a nedá sa odstrániť varom (stála tvrdosť).
Jednotky na meranie tvrdosti vody.
Vo svetovej praxi sa používa niekoľko jednotiek merania tuhosti, z ktorých všetky súvisia určitým spôsobom. V Rusku Gosstandart nastavuje jednotku tvrdosti vody ako mól na meter kubický (mol/m3). Na Ukrajine sa používajú mol/m 3 aj mEq/l (miligramový ekvivalent na liter). Číselne sa tieto hodnoty zhodujú. Mimochodom, l a dm 3 sú to isté, liter a decimeter kubický.
Okrem toho sa v rôznych krajinách široko používajú jednotky tvrdosti ako nemecké stupne (d o, dH), francúzske stupne (fo), americké stupne, ppm CaCO 3 .
Pomer týchto jednotiek tuhosti je uvedený v nasledujúcej tabuľke:
Poznámka:
- Jeden nemecký stupeň zodpovedá 10 mg/dm 3 CaO alebo 17,86 mg/dm 3 CaCO 3 vo vode.
- Jeden francúzsky stupeň zodpovedá 10 mg/dm 3 CaCO 3 vo vode.
- Jeden americký stupeň zodpovedá 1 mg/dm 3 CaCO 3 vo vode.
Aby ste sa nemuseli obťažovať manuálnymi prepočtami, môžete si vytvoriť tabuľku na prevod jednotiek tuhosti. Ktorý si mimochodom môžete stiahnuť z odkazu Prevodná tabuľka pre jednotky tvrdosti vody.
Odkiaľ pochádza tvrdosť vody?
Vo všetkých mineralizovaných vodách sú prítomné ióny vápnika (Ca 2+) a horčíka (Mg 2+), ako aj iné kovy alkalických zemín, ktoré spôsobujú tvrdosť. ich zdroj sú prírodné ložiská vápenca, sadry a dolomitu. Ióny vápnika a horčíka sa dostávajú do vody v dôsledku interakcie rozpusteného oxidu uhličitého s minerálmi a iných procesov rozpúšťania a chemického zvetrávania hornín. Zdrojom týchto iónov môžu byť aj mikrobiologické procesy prebiehajúce v pôdach v povodí, v dnových sedimentoch, ako aj odpadové vody z rôznych podnikov.
Tvrdosť vody sa značne líši a existuje mnoho typov klasifikácií vody podľa stupňa tvrdosti. V tabuľke nižšie sú uvedené štyri príklady klasifikácie. Dve klasifikácie z ruských zdrojov - z referenčnej knihy „Hydrochemické ukazovatele stavu životného prostredia“ a učebnice pre univerzity „Úprava vody“. A dve sú zo zahraničia: normy prísnosti Nemeckého inštitútu pre normalizáciu (DIN 19643) a klasifikácia prijatá Agentúrou pre ochranu životného prostredia USA (USEPA) v roku 1986.
Tabuľka jasne ilustruje oveľa „tvrdší“ prístup k problému šetrenia v zahraničí. A nie bez dôvodu, ako je uvedené nižšie.
Typicky v nízko mineralizovaných vodách prevláda tvrdosť spôsobená iónmi vápnika (až 70%-80%) (hoci v niektorých zriedkavých prípadoch môže tvrdosť horčíka dosiahnuť 50-60%). So zvyšovaním stupňa mineralizácie vody obsah vápenatých iónov (Ca 2+) rýchlo klesá a zriedka prekračuje 1 g/l. Obsah horčíkových iónov (Mg 2+) vo vysoko mineralizovaných vodách môže dosiahnuť niekoľko gramov a v slaných jazerách - desiatky gramov na liter vody.
Vo všeobecnosti je tvrdosť povrchových vôd zvyčajne nižšia ako tvrdosť podzemných vôd. Tvrdosť povrchovej vody podlieha výrazným sezónnym výkyvom, zvyčajne dosahuje najvyššiu hodnotu na konci zimy a najnižšiu hodnotu počas vysokej vody, keď je hojne riedená mäkkým dažďom a roztopenou vodou. Morská a oceánska voda má veľmi vysokú tvrdosť (desiatky a stovky mg-ekv/dm 3 ).
Ako tvrdosť ovplyvňuje kvalitu vody?
Z hľadiska využitia vody na pitné účely sa jej prijateľnosť z hľadiska tvrdosti môže výrazne líšiť v závislosti od miestnych podmienok. Chuťový prah pre vápenatý ión je (v prepočte na mg-ekvivalent) v rozmedzí 2-6 mEq/l v závislosti od zodpovedajúceho aniónu a prah chuti pre horčík je ešte nižší. V niektorých prípadoch je pre spotrebiteľov prijateľná voda s tvrdosťou nad 10 mEq/l. Vysoká tvrdosť zhoršuje organoleptické vlastnosti vody a dodáva jej horkú chuť. a má negatívny vplyv na tráviace orgány.
Svetová zdravotnícka organizácia neponúka akúkoľvek odporúčanú hodnotu tvrdosti na základe účinkov na zdravie. Materiály WHO uvádzajú, že hoci množstvo štúdií odhalilo štatisticky inverzný vzťah medzi tvrdosťou pitnej vody a kardiovaskulárnymi ochoreniami, dostupné údaje nedostatočné vyvodiť kauzálny charakter tohto vzťahu. rovnakým spôsobom, nie je jednoznačne preukázanáže mäkká voda má negatívny vplyv na rovnováhu minerálov v ľudskom tele.
V závislosti od pH a zásaditosti však voda s tvrdosťou nad 4 mEq/L môže spôsobiť usádzanie odpadu a vodného kameňa (uhličitanu vápenatého) vo vodovodnom rozvode, najmä pri zahriatí. Normy dozoru nad kotlom preto zavádzajú veľmi prísne požiadavky na tvrdosť vody používanej na napájanie kotlov (0,05-0,1 mEq/l).
Okrem toho, keď soli tvrdosti interagujú s čistiacimi prostriedkami (mydlo, pracie prášky, šampóny), vytvára sa „mydlová troska“ vo forme peny. To vedie nielen k značnému plytvaniu čistiacimi prostriedkami. Po zaschnutí zostáva takáto pena vo forme nánosov na sanitárnych zariadeniach, bielizni, ľudskej pokožke a vlasoch (nepríjemný pocit „tvrdých“ vlasov mnohí dobre poznajú). Hlavným negatívnym vplyvom týchto toxínov na človeka je, že ničia prirodzený tukový film, ktorý vždy pokrýva normálnu pokožku a upchávajú jej póry.
Znakom takéhoto negatívneho účinku je charakteristické „vŕzganie“ čisto umytej pokožky alebo vlasov. Ukazuje sa, že pocit „mydlivosti“, ktorý u niektorých ľudí spôsobuje podráždenie po použití mäkkej vody, je znakom toho, že ochranný tukový film na pokožke je neporušený a nepoškodený. Ona je tá, ktorá sa šmýka. V opačnom prípade musíte utrácať peniaze za pleťové vody, zjemňujúce a hydratačné krémy a iné triky na obnovenie ochrany pokožky, ktorú nám už príroda poskytla.
Zároveň je potrebné spomenúť aj druhú stranu mince. Mäkká voda s tvrdosťou menšou ako 2 mEq/l má nízku tlmivú kapacitu (alkalitu) a môže v závislosti od úrovne pH a množstva ďalších faktorov mať zvýšený korozívny účinok na vodovodné potrubia. Preto je v mnohých aplikáciách (najmä vo vykurovacej technike) niekedy potrebné vykonať špeciálnu úpravu vody, aby sa dosiahla optimálna rovnováha medzi tvrdosťou vody a jej korozívnosťou.
Tak sme sa dozvedeli viac o tvrdosti vody. Zostáva len rozhodnúť o spôsoboch boja :)
Existuje tvrdosť všeobecná, uhličitanová, trvalá a odstrániteľná.
Celková tvrdosť- ide o prirodzenú vlastnosť vody, vďaka prítomnosti takzvaných solí tvrdosti, t.j. všetky vápenaté a horečnaté soli v surovej vode (sírany, chloridy, uhličitany, hydrogénuhličitany atď.).
Uhličitanová tvrdosť je tvrdosť spôsobená prítomnosťou hydrogénuhličitanov a uhličitanov Ca+ a Mg+ rozpustených v surovej vode.
Odnímateľná alebo hydrokarbonátová tvrdosť je tvrdosť, ktorú možno odstrániť vriacou vodou. Spôsobujú ho hydrouhličitany Ca+ a Mg+, ktoré sa vriacou vodou menia na nerozpustné uhličitany a zrážajú sa:
Ca(HC03)2 = CaC034- + H20 + C020.
Mg(HC03)2 = MgC034- + H20 + C02T.
Konštantná tvrdosť sa vzťahuje na tvrdosť prevarenej vody počas 1 hodiny, čo je spôsobené prítomnosťou chloridov a síranov Ca2+ a Mg2+, ktoré sa nezrážajú.
Celková tvrdosť vody sa dnes vyjadruje v jednotkách SI – mg-ekv/l. V minulosti sa používali stupne tvrdosti alebo „nemecké“ stupne (°H). Predpokladalo sa, že 1 °N tvrdosti zodpovedá 10 mg CaO v 1 litri vody.
Voda s celkovou tvrdosťou do 3,5 mEq/l (10°) sa považuje za mäkkú, od 3,5 do 7 mEq/l (10-20°) za stredne tvrdú, od 7 do 10 mEq/l (20-28° ) - tvrdý a nad 10 mEq/l (28°) - veľmi tvrdý.
Prvýkrát bol štandard pre všeobecnú tvrdosť vody navrhnutý v roku 1874 v Nemecku ako priemerná hodnota tvrdosti vody v nádržiach vojvodstva Sasko-Weimar. Tento štandard bol 18-20° alebo približne 7 mEq/l. Rovnakú hodnotu odporučil F.F. Erisman v roku 1898. Čoskoro, berúc do úvahy rôzne miestne podmienky, boli pre niektoré regióny navrhnuté iné normy.
Pri zdôvodňovaní normy pre všeobecnú tvrdosť pitnej vody z vodovodu je najprv potrebné vziať do úvahy jej vplyv na organoleptické vlastnosti. Je známe, že významný obsah solí tvrdosti, najmä síranu horečnatého, dodáva vode horkú chuť. Spotrebitelia pociťujú túto chuť, ak celková tvrdosť vody presiahne 7 mEq/l. Zároveň odmietajú takúto vodu používať a hľadajú alternatívne zdroje zásobovania vodou, ktorej voda sa môže ukázať ako nebezpečná z epidemiologického alebo toxikologického hľadiska.
Aby voda nemala horkú chuť s intenzitou vyššou ako 2 body, jej celková tvrdosť by nemala presiahnuť 7 mEq/l. Inými slovami, kvalitná voda by mala byť mäkká (s celkovou tvrdosťou do 3,5 mEq/l) alebo stredne tvrdá (od 3,5 do 7 mEq/l). To znamená, že horná hranica celkovej tvrdosti pitnej vody - 7 mEq/l - bola stanovená na základe jej vplyvu na organoleptické vlastnosti.
Časom sa dokázalo, že v závislosti od tvrdosti vody vplýva na zdravie ľudí rôzne. Ostrý prechod pri použití z mäkkej na tvrdú vodu a niekedy aj naopak môže u ľudí spôsobiť dyspepsiu, predovšetkým v dôsledku prítomnosti síranu horečnatého vo vode. V oblastiach s horúcim podnebím vedie používanie vody s vysokou tvrdosťou k zhoršeniu urolitiázy. Teória o etiologickej úlohe tvrdosti vody pri vzniku tohto ochorenia umožnila urológom identifikovať takzvané kamenné zóny – územia, v ktorých možno urolitiázu považovať za endemické ochorenie. Pitná voda, ktorú používajú obyvatelia týchto oblastí, sa vyznačuje zvýšenou tvrdosťou. Pokusy na zvieratách potvrdili, že elektrolyty spôsobujúce tvrdosť vody môžu byť jedným z etiologických faktorov vzniku urolitiázy.
Tvrdé soli narúšajú vstrebávanie tukov v dôsledku ich zmydelnenia a tvorby nerozpustných vápenato-horečnatých mydiel v črevách. Zároveň je obmedzený príjem esenciálnych látok do ľudského tela – polynenasýtených mastných kyselín, vitamínov rozpustných v tukoch, niektorých mikroprvkov. Najmä voda s tvrdosťou nad 10 mEq/l v oblastiach, kde je endemická jódová hypomikroelementóza (ľudské telo potrebuje minimálne 120 mcg jódu denne, optimálne -200 mcg) zvyšuje riziko endemickej strumy.
Voda s vysokou tvrdosťou prispieva k rozvoju dermatitídy. Mechanizmom tohto javu je zmydelnenie tukov tvrdými soľami za vzniku vo vode nerozpustných vápenato-horečnatých mydiel, ktoré pôsobia dráždivo.
Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že so zvyšujúcou sa tvrdosťou vody sa kulinárske spracovanie potravinárskych výrobkov stáva ťažším, a to: mäso a strukoviny sa menej varia, čaj sa zle varí a na stenách riadu sa tvorí vodný kameň. Okrem toho sa zvyšuje spotreba mydla, vlasy po umytí stuhnú, pokožka zhrubne, látky žltnú, strácajú jemnosť a pružnosť v dôsledku impregnácie vápenato-horečnatými mydlami.
Veľmi mäkká voda však môže mať negatívny vplyv na organizmus v dôsledku zníženia príjmu vápnika. Je známe, že vápnik plní v tele mnoho funkcií, vrátane plastov: je mimoriadne potrebný na osteogenézu a opravu kostí (kosti obsahujú 99 % vápnika) a podieľa sa na tvorbe dentínu. Vápnik je nevyhnutný na udržanie nervovosvalovej excitácie, podieľa sa na procesoch zrážania krvi a ovplyvňuje priepustnosť biologických membrán. Denná potreba vápnika dospelého človeka sa pohybuje od 800 do 1100 mg (od 1000 mg/deň vo veku do 7 rokov a takmer 1400 mg vo veku 14-18 rokov). Počas tehotenstva sa jeho potreba zvyšuje na 1500 mg / deň, počas dojčenia - na 1800-2000 mg / deň.
Ľudskú potrebu vápnika uspokojuje najmä mlieko a mliečne výrobky. Pri vode s priemernou tvrdosťou (3,5-7 mEq/l alebo 10-20°) sa vápnik dostáva do tela v množstve rovnajúcom sa približne 15-25 % fyziologickej dennej potreby. Nedostatok vápnika v tele vzniká veľmi rýchlo, pretože jeho vylučovanie je konštantné a nezávisí od príjmu. Preto dlhodobé používanie mäkkej vody ochudobnenej o vápnik môže viesť k nedostatku vápnika v tele. Zistilo sa, že u detí, ktoré žijú v oblastiach s mäkkou vodou (do 3,5 mEq/l), sa na zubnej sklovine tvoria fialové škvrny, ktoré sú dôsledkom odvápnenia dentínu. Predpokladá sa, že Urova choroba (Kashin-Beckova choroba), čo je endemická polyhypermikroelementóza stroncia, železa, mangánu, zinku, fluóru, sa vyskytuje v oblastiach s nízkym obsahom vápnika v pitnej vode.
V posledných rokoch sa objavila teória, že voda s nízkym obsahom elektrolytov spôsobujúcich tvrdosť prispieva k rozvoju kardiovaskulárnych ochorení. Na základe výsledkov epidemiologických štúdií bola zistená štatisticky významná, aj keď nie veľmi silná inverzná korelácia medzi stupňom tvrdosti pitnej vody a úmrtnosťou obyvateľstva na kardiovaskulárne ochorenia. Viaczložkový charakter vodného faktora však nedáva dôvod domnievať sa, že úmrtnosť na srdcovo-cievne ochorenia sa zvýšila len v dôsledku nižšej tvrdosti pitnej vody, a napokon rozpoznať prítomnosť korelácie. Je príznačné, že štúdie dostatočne nezohľadnili sociálne a hygienické faktory, ktoré, samozrejme, vedú k rozvoju kardiovaskulárnej patológie. Výsledky viacerých štúdií tiež naznačujú, že každý prvok obsiahnutý v pitnej vode vykazuje fyziologický účinok nie sám o sebe, ale v kombinácii s inými. Štúdium charakteristík kombinovaného pôsobenia zložiek pitnej vody, fyziologických a patofyziologických mechanizmov jeho prejavu je novou stránkou štúdia hygieny vody.
Optimálna je teda voda strednej tvrdosti, t.j. v rozmedzí 3,5-7 mEq/l (10-20°). Tvrdá (7-10 mEq/l) a veľmi tvrdá (nad 10 mEq/l) voda chutí nepríjemne a jej konzumácia vedie k negatívnym zmenám zdravia. Preto by kvalitná pitná voda mala mať tvrdosť nepresahujúcu 7 mEq/l.
Chloridy a sírany. Chloridy a sírany sú v prírode bežné vo forme solí sodíka, draslíka, vápnika, horčíka a iných kovov. Tvoria väčšinu suchých zvyškov sladkej vody. Prítomnosť chloridov a síranov vo vode nádrží môže byť spôsobená prirodzenými procesmi ich vyplavovania z pôdy, ako aj znečistením nádrže rôznymi odpadovými vodami.
Prirodzený obsah chloridov a síranov vo vode povrchových nádrží je nevýznamný a vo väčšine prípadov sa pohybuje v rozmedzí niekoľkých desiatok miligramov na liter. Prirodzený obsah chloridov vo vode sa môže v závislosti od podmienok tvorby nádrže líšiť: od desiatok do stoviek (v podmienkach soľných pôd) miligramov na liter. V tečúcich vodách je obsah chloridov zvyčajne nízky - do 20-30 mg/l. Neznečistená podzemná voda v oblastiach so zasolenou pôdou zvyčajne obsahuje do 30-50 mg/l chloridov. Voda filtrovaná cez soľnú pôdu alebo sediment môže obsahovať stovky alebo dokonca tisíce miligramov chloridu na liter, hoci voda môže byť epidemiologicky nepoškvrnená. Preto pri použití chloridov ako indikátora epidemiologickej bezpečnosti je potrebné brať do úvahy miestne podmienky pre tvorbu kvality vody.
Osoba pozostáva zo 70-80% vody, ktorá je hlavným rozpúšťadlom. S jeho pomocou sa v tele prenáša kyslík, enzýmy, hormóny a soli. V tomto ohľade je obzvlášť dôležité chemické zloženie vody: čím viac cudzích nečistôt obsahuje, tým horšie rozpúšťa užitočné látky.
Absolútne čistá voda sa v prírode nevyskytuje. V kontakte s inými makro- a mikroprvkami je obohatený o rôzne minerály, najmä vápenaté a horečnaté soli. Práve ich obsah určuje takú vlastnosť, akou je tvrdosť: čím viac vápenatých a horečnatých solí je vo vode, tým je tvrdšia.
Tvrdosť vody sa u nás vyjadruje v miligramových ekvivalentoch na liter (mg-ekv/l). Veľmi mäkká voda - do 1,5 mEq/l, mäkká - od 1,5 do 4 mEq/l, stredne tvrdá voda - od 4 do 8 mEq/l, tvrdá voda - od 8 do 12 mg-ekv/l ekv/l a veľmi tvrdý – viac ako 12 mg-ekv./l. Prípustný limit tvrdosti vody pre centralizované zásobovanie vodou je 7 mEq/l.
Je dokázané, že tvrdá voda pôsobí na organizmus negatívne. Pri interakcii s mydlom vzniká „mydlová troska“, ktorá sa z pokožky nezmýva, ničí prirodzený tukový film, ktorý chráni pred starnutím a nepriaznivými klimatickými faktormi, upcháva póry a vytvára na vlasoch mikroskopickú kôru, čím spôsobuje vyrážku. , svrbenie, suchosť, lupiny, odlupovanie . Pokožka nielenže predčasne starne, ale stáva sa aj citlivejšou na podráždenie a náchylnou na alergické reakcie.
Vysoká tvrdosť zhoršuje organoleptické vlastnosti pitnej vody, dodáva jej horkú chuť a má negatívny vplyv na tráviace orgány. Soli vápnika a horčíka sa spájajú so živočíšnymi bielkovinami, ktoré získavame z potravy, usadzujú sa na stenách pažeráka, žalúdka, čriev, komplikujú ich peristaltiku (sťahy), spôsobujú dysbakteriózu, narúšajú fungovanie enzýmov a v konečnom dôsledku otrávia organizmus. Konštantná konzumácia vody so zvýšenou tvrdosťou vedie k zníženiu motility žalúdka a hromadeniu solí v tele.
Kardiovaskulárny systém nadmerne trpí vodou preťaženou iónmi vápnika a horčíka. Dlhodobé používanie tvrdej vody je spojené s výskytom kĺbových ochorení (artritída, polyartritída), tvorbou kameňov v obličkách a žlčových cestách.
Okrem toho, že tvrdá voda negatívne vplýva na zdravie, prináša aj množstvo trápení v bežnom živote. Je nežiaduce na umývanie riadu a bielizne - riad sa stáva matným a tkaniny sa rýchlo opotrebúvajú. Obrovské škody spôsobujú domáce spotrebiče: bojlery, práčky a umývačky riadu, rýchlovarné kanvice a kávovary. Soli vápnika a horčíka, ktoré sa ukladajú na vykurovacích telesách, vytvárajú tvrdé vápenaté usadeniny (vodný kameň) a čoskoro spôsobia poruchu zariadenia.
Stopy tvrdej vody sú viditeľné voľným okom: biely povlak sa objavuje na potrubí, vodovodnom potrubí, vo vykurovacom systéme, domácich spotrebičoch, zvyšuje sa spotreba čistiacich prostriedkov, mydlo sa „zráža“ počas prania a umývania, na povrchu sa tvoria penové zvyšky. kožu a povrchy.
Pitná voda na určitých územiach Republiky Mari El sa vyznačuje prirodzene vysokým obsahom tvrdosti. Neštandardné vzorky z hľadiska celkovej tvrdosti zisťujú sanitári v rámci sociálno-hygienického monitoringu, pri kontrolnej a dozornej činnosti a pri posudzovaní výziev občanov.
Príslušné organizácie zásobujúce zdroje musia vodu pred jej dodaním obyvateľstvu vyčistiť.
Sťažnosti na nedostatočnú kvalitu pitnej vody je možné adresovať Úradu Rospotrebnadzor pre Republiku Mari El.
