Жесткость воды, норма для питьевой воды, как контролировать

Размещено: Быт, Дом и квартира

Просмотры: 2873

Вода имеет огромное значение в жизни каждого человека. Организм представляет собой комплекс водных растворов, суспензий и коллоидов. Степень жесткости воды непосредственно влияет на состояние организма, а также отвечает за долгий срок службы бытовой техники.

Понятие водной жесткости

Фактически ни один из природных источников не обладает идеальным составом воды H2O. Основными источниками влаги являются поверхностные

наземные и подземные воды. Почему вода стала жесткой? Что на нее влияет? Процесс начинается еще в период ее формирования в горных породах. Жесткость воды – это комплекс физических характеристик воды, соответствующих количеству солей щелочноземельных металлов. Он претерпевает изменения также в соответствии с климатом, погодными условиями. Особо влияет на состав техногенный фактор, включающий сточные воды промышленного и бытового характера, сельского хозяйства. Влага из открытых и подземных источников требует очистки, чтобы соответствовать нормативным требованиям СанПин.

От чего зависит изменение состава воды? Жесткость обеспечивается повышенным содержанием минералов и химических элементов: железа, сульфидов, фторидов, марганца, солей кальция и магния, органических соединений. Она проявляется в ухудшении вкусовых параметров воды, плохом образовании пены при использовании мыла, стянутости кожи после умывания. Характерная жесткость волос, скрип после мытья говорят о разрушении защитной жировой пленки вследствие негативного воздействия повышенного количества минералов. Но излишне мягкая вода обладает высокими коррозионными свойствами, сказывающимися на состоянии водопроводных труб. Отсутствие необходимых минералов в составе мягкой воды приводит к развитию рахита у детей, так как кости не получают требуемых веществ.

Общий показатель жесткости

Общий показатель минерализации представлен временной и постоянной составляющей:

  1. Временная (карбонатная). В составе, кроме катионов Ca2+, Fe2+, Mg2+, содержатся также растворимые бикарбонаты Mg и Ca. После кипячения они становятся нерастворимыми карбонатами, образующими накипь.
  2. Постоянная (некарбонатная). Независимо от кипячения жидкость такого типа сохраняет свои жесткие признаки, так как содержит соли магния
    и кальция нитратных, хлоридных, сульфатных анионов.

Вода допустимой жесткости пригодна для питья. Содержащиеся в ней микроэлементы нужны человеческому организму:

  1. Магний. Активизирует обмен углеводов, участвует в образовании белков, уменьшает возбудимость нервных клеток.
  2. Кальций. Поддерживает костную ткань, отвечает за работу сердца, свертываемость крови, расслабление мышц, работу иммунитета.

Постоянный прием жесткой воды ведет к проблемам функционирования пищеварительной системы, формированию камней в почках, печени, желчном пузыре. Нормальный уровень минерализации составляет не более 7 мг/л. При бытовом использовании временная жесткость приводит в негодность бытовую технику из-за образования плотного налета накипи.

Какая должна быть вода

Какая должна быть вода для питья и бытовых нужд? Классификация единиц измерения жесткости весьма разноплановая. Часто можно увидеть обозначение в миллимолях на литр, принятое на постсоветском пространстве. Миллимолем называют единицу объема соли жесткости на литр воды. Единицей измерения жесткости воды за границей является градус жесткости. Основные категории обозначения:

  • ppm (мг/литр) CaCO3;
  • DH – Германия (1 dH=17,8 ppm);
  • F – Франция (1 f =10 ppm);
  • A – Америка (1A=50,05 ppm);
  • Clarc – Великобритания (1 Clarc=14,3 ppm);
  • мг-экв/л (1 мг-экв/л =50,05 ppm).

Классификация жесткости

Как рассчитать жесткость воды? Один мг-экв/л – это 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+ на литр. Норма жесткости – 1,0–2,0 мг-экв/л. Водопроводная вода имеет жесткость от 1,5 до 5 мг-экв/л, что зависит от водозабора и не требует корректировки. Централизованный источник водоснабжения обязан выдавать питьевую воду с нормальной жесткостью – до 7 мг-экв/литр (в исключительных случаях – не более 10 мг-экв/литр).

После 2005 года Россия применяет новый национальный стандарт, определяющий параметры известковости. Для измерения содержания солей используется «градус жесткости» – °Ж, который равняется 1 мг-экв/литр. Формула общего показателя °Ж – H общая = H карбонатная + H некарбонатная. В соответствии с этим коэффициентом шкала степени мягкости подразделяется на несколько категорий:

  • сверхжесткая – свыше 12 мг-экв/л;
  • жесткая – более 10 °Ж (от 8 до 12 мг-экв/л);
  • средняя – от 2 до 10 °Ж (от 4 до 8 мг-экв/л);
  • мягкая – до 2 °Ж (до 4 мг-экв/л);
  • очень мягкая (до 1,5 мг-экв/л).

Характеристика воды высокого качества

Какая должна быть вода? Характеристика высококачественной питьевой воды по нормативным требованиям:

  • органолептические характеристики: прозрачность, отсутствие запаха, приятный вкус;
  • pH = 7–7,5, жесткость не превышает значение 7 ммоль/л, что является средним уровнем. Допускается небольшое ощелачивание воды, но не окисление;
  • общее число минералов не выше 1 г/л, вода является слабоминерализованной;
  • отсутствие вредных веществ или концентрация в пределах десятых-сотых долей ПДК;
  • отсутствие вирусов, бактерий, грибков.

Даже средний параметр жесткости по стандарту, равняющийся 4–5 °Ж, уже доставляет неприятности в виде налета извести на мойке, накипи на чайнике, белесых разводов на посуде, забитого аэратора водопроводного крана.

Способы измерения жесткости

Как измеряется жесткость воды? Степень жесткости следует знать не только в отношении питьевой воды. Аквариумисты сталкиваются с необходимостью создания определенной минерализации водной среды для разведения рыб. Выращивание комнатных растений также требует информированности о показателе жесткости.

Оборудование для очистки невозможно подобрать правильно без понимания результатов анализа. Самым точным измерением является лабораторный анализ, сделанный в Санэпидемстанции. Фиксирование степени минерализации производится тремя основными методами:

  • химическим;
  • комплексонометрическим (определение карбонатной и временной жесткости);
  • атомной спектрометрии.

Все приборы диагностирования, от бытовых до профессиональных лабораторных, позволяют осуществлять контроль над составом и уровнем загрязнения. Анализ питьевой воды осуществляется не только стационарно, но и непосредственно на точке забора.

Виды приборов для измерения жесткости

Анализаторы воды подразделяются на монопараметрические (анализ одного параметра) и многопараметрические (анализ нескольких характеристик). С их помощью проводятся исследования всех типов воды: питьевой, технической, грунтовой, из искусственных водоемов; сточной. При этом анализ производится на основе химического, оптического, электрохимического, хроматографического, фотохимического метода.

Анализаторы могут быть портативными, производящими замер параметров в течение 5 минут в бытовых или полевых условиях. Другой вариант анализаторов – стационарный. Они монтируются в проточных трубах водопровода и других магистралей. Постоянная работа устройств обеспечивает выдачу объективных данных состава воды каждый час.

Одним из самых доступных механизмов для определения жесткости является электролизер. Этот аппарат не производит измерений, жесткость определяется по степени изменения цвета воды во время его работы. Более точный инструмент, помогающий получить косвенные показатели величины общей жесткости – TDS-3. Принцип его работы основан на определении электропроводности.

Наиболее быстрый способ установления жесткости в домашних условиях — использование тест-полоски со специальным реагентом. Опущенная в воду полоска начнет менять цвет в соответствии с концентрацией жесткости воды. Точность у приема невысокая, результат определяется по интенсивности окраса путем сравнения с градацией возможных вариантов.

Методы устранения жесткости

Способы смягчения воды:

  1. Термический. Производится кипячение.
  2. Реагентный (известь, сода кальцинированная и пищевая, едкий натр, синтетические средства). Наблюдается появление осадка нерастворимых соединений кальциевых и магниевых солей. Один из лучших реагентов – ортофосфат натрия, понижающий уровень жесткости до 0,05 °Ж.
  3. Мембранный. Ионы отделяются посредством нанофильтрации и обратного осмоса полунепроницаемой мембраны.
  4. Магнитный и Электромагнитный. Магнитогидродинамический резонанс предотвращает кристаллизацию карбоната кальция. Происходит его модификация в арагонит, лишенный свойства откладываться на поверхностях.
  5. Ионообменный.
  6. Комбинированный.

Простая технология устранения жесткости – это процесс кипячения, в результате которого часть солей гидрокарбоната кальция разлагается. Но такой метод не полностью избавляет от жесткости и не годится для больших объемов воды. Водопроводная кипяченая вода приносит человеку лишь вред. Процесс кипячения увеличивает вредоносность хлорорганики, содержащейся в ее составе и обладающей канцерогенными свойствами.

Реагентные методы

Защитить технику позволяет бытовая химия, например, специальное средство «Калгон». Действие подобных препаратов основано на предотвращении выпадения солей в осадок. Метод подходит лишь для защиты стиральной или посудомоечной машины. Такие вещества не предназначены для питьевой воды. Добавление извести для очистки должно сочетаться с применением реагентов-коагулянтов. Способ помогает снизить повышенное содержание карбонатных соединений.

Сочетание извести и соды позволяет смягчить воду до 1,4–1,8 мг-экв/л. Если жидкость обладает карбонатной жесткостью, то применяется сода с натрием. Недостатком приема использования реагентов является наличие твердого осадка, очистка только не питьевой воды, непременность точной дозировки и безопасного хранения.

Магнитный и электромагнитный метод

Более простой механизм для очистки жесткой воды – магнитный. Он эффективен для технической воды, позволяя контролировать чистоту внутренних поверхностей оборудования. В пластиковом корпусе находится процессор, постоянный магнит, два провода. Процесс основывается на изменении физических свойств воды. Минерализующие элементы перестают образовывать накипь и отложения, устраняются с потоком. Образующийся шлак скапливается в отстойниках, а затем удаляется.

Электромагнитный способ базируется на использовании электромагнитных волн. Ионы кальция и магния не осаждаются, а в виде взвесей ликвидируются вместе со струей воды. При этом происходит очистка загрязненных ранее участков.

Ионообменный и мембранный способ

Самый экономичный и доступный рецепт смягчения воды – это ионообменный кувшин с электромагнитом. Процесс очистки основан на ионообменных свойствах мелкозернистой натриевой смолы. Объем очищаемой воды небольшой, запас ионов в смолах требует своевременной регенерации или замены, но качество очистки хорошее.

Устранение жесткости происходит реагентным путем, использованный картридж подлежит замене. Подобного типа прибор может быть магистральным, врезаемым непосредственно в трубу. Так осуществляется очищение всей поступающей в квартиру воды. При этом затраты при использовании возрастают из-за потребности создания обходного пути или запорной арматуры, а также замены картриджей. Смена картриджа производится раз в квартал. Недостаток метода – в очистке воды, не предназначенной для питья и приготовления пищи.

Есть также усовершенствованный вариант – мембранный, служащий основой для обратноосмотического эффекта. Посредством избыточного давления жесткая влага продавливается сквозь полупроницаемую мембрану, освобождаясь от всех солей и примесей. На выходе остается почти дистиллированная вода. Это тактика максимальной очистки. После такой обработки вода требует дополнительной минерализации.

Для смягчения питьевой воды применяются фильтры:

  1. Фильтр обратного осмоса. Производит полную очистку от всех ненужных примесей и солей, придающих жесткость воде. Обратноосмотическая мембрана действует до 1,5 лет, картриджи меняют раз в полгода.
  2. Проточный фильтр под мойку («Умягчающий», H). Дополнительный картридж содержит ионообменную смолу внутри, заменяющую ионы солей магния и кальция безопасными ионами натрия.

Все перечисленные методики могут использоваться также в различных комбинациях друг с другом.

Изменение параметра жесткости в меньшую сторону – это недешевая операция, требующая вложения денег. Развитие современных технологий вносит новые решения очистки. Снижение высокой минерализации воды – это жизненная потребность любого человека, желающего оставаться здоровым.

Коментарии закрыты