Твърдостта на водата се причинява от разтворени соли на алкалоземни метали, главно калций и магнезий. Свойствата на твърдата и меката вода влияят по различен начин както върху човешкото здраве, така и върху технологичните процеси в производството.
Твърдостта е характеристика на физико-химичните свойства на водата поради наличието на разтворени соли на алкалоземни метали. Основният принос за солите на твърдост имат калцият и магнезият, въпреки че други метали също могат да присъстват в малки количества: манган, желязо, включително тривалентно, стронций, барий, алуминий.
Има 2 вида твърдост: временна, причинена от въглеводороди и карбонати, и постоянна, причинена от хлориди, сулфати и силикати на калций и магнезий. Временната твърдост е почти напълно елиминирана чрез нагряване на водата за утаяване на калциев карбонат и магнезиев хидроксид. Постоянната твърдост се контролира с помощта на реагентни методи (например вар-сода) или йонообменни методи.
Мерки и граници на твърдост на водата
Твърдостта на естествената вода варира в широки граници. Тези промени зависят от интензивността на процесите на разтваряне и изветряне на скали, като варовик, доломит, гипс, във водосборните басейни и водоизточниците. Източник на йони могат да бъдат микробиологични процеси в почвите на водосборния басейн и в дънните утайки, както и отпадъчни води от различни предприятия.
Твърдостта на естествената вода е силно повлияна от сезонните климатични фактори като изпаряване, топене на сняг и лед, валежи. Най-малка твърдост на повърхностните води се наблюдава през пролетта.
Съдържанието на калциеви йони намалява с увеличаване на минерализацията на водата и обикновено не надвишава 1 g / l. Магнезиевите йони могат да се натрупват и в силно минерализирани води тяхното количество може да бъде няколко грама или, в солените езера, десетки грама на литър. В моретата и океаните твърдостта на водата е много висока.
Измерената обща концентрация на катиони на калций и магнезий служи като цифров израз за твърдостта на водата. В световната практика се използват няколко единици твърдост на водата, например мол на кубичен метър. В Русия на 1 януари 2005 г. беше въведен нов национален стандарт, според който твърдостта на водата се измерва в градуси на твърдост.
Влияние на твърдостта на водата върху човешкия живот
Световната здравна организация не установява никакви критерии за ефекта на твърдостта на питейната вода върху човешкото здраве. Въпреки че някои проучвания отбелязват намаляване на сърдечно-съдовите заболявания при пиене на твърда вода. Постоянното използване на мека вода може да доведе до дисбаланс на минерали в човешкото тяло, тъй като до 15% от дневния прием на калций, който човек получава от питейната вода. По същия начин нуждата на организма от магнезий се попълва.
Взаимодействието на солите на твърдост с детергентите унищожава естествения мастен филм върху човешката кожа и запушва порите. Повишената твърдост влошава качеството на водата и може да й придаде горчив вкус. Солите на твърдост също образуват неразтворими съединения с хранителни протеини, когато се готвят месо, риба и зеленчуци, което влошава процеса на готвене.
Твърдостта на водата допринася за образуването на котлен камък по време на отопление, което намалява интензивността на топлообмена в отоплителните системи и води до прекомерен разход на гориво. Прекалено меката вода от своя страна причинява повишена корозия на водопроводите.
