Основные недостатки данного метода: низкая точность и затруднения с интерпретацией результата тестирования. Прежде всего, необходимо по визуальным наблюдениям определить цвет, сравнивая его с палитрой возможных оттенков, а затем преобразовать жесткость, указанную на палитре, из европейских градусов в российские единицы измерения.
Что такое жесткость воды и как ее определить
Жесткость воды — это термин, который описывает количество растворенных и нерастворенных солей, содержащихся в природных водоемах. Вода может быть как слишком мягкой, так и чрезмерно жесткой, и оба этих состояния потенциально опасны для здоровья. Нехватка солей нарушает нормальный водно-щелочной баланс в организме, в то время как избыток солей может привести к различным заболеваниям ключевых органов, таких как сердце, почки, кожа и печень. Жесткая вода имеет горьковато-металлический вкус, может быть мутной и варьироваться по цветовым оттенкам.
Соблюдение нормы жесткости питьевой воды имеет критическое значение для потребителей. Избыточное содержание солей может вызвать острые отравления, расстройства желудка, изменение цвета кожи и другие неприятные последствия. Высокие концентрации солей жесткости отрицательно сказываются на эксплуатации бытовых приборов, так как примеси создают трудно удаляемую накипь и известковые отложения, которые могут препятствовать нормальному функционированию сантехники и оборудования для водоснабжения.
Какие соли обуславливают жесткость природной воды, откуда они берутся
Основные соли жесткости, присутствующие в водных ресурсах, включают различные химические соединения, такие как:
- нитраты, хлориды и карбонаты магния;
- бикарбонаты, сульфаты и сульфиды кальция.
Соли становятся видимыми после естественного или принудительного выпаривания влажного раствора, оставаясь на дне и стенках сосудов. Эти осадки позволяют оценить жесткость воды и установить, какие именно соли преобладают. Например, примеси магния растворяются значительно хуже и могут придавать напиткам горьковатый привкус.
От чего зависит присутствие соли жесткости в воде
Уровень жесткости воды определяется не только типом, но и количеством содержащихся водных солей. Показатели жесткости могут различаться в зависимости от географического местоположения, так как соли проникают в водоносные слои, вымываясь из горных пород, таких как известняк, гипс и доломит.
Показатели жесткости воды являются изменчивыми величинами, которые зависят от множества факторов, таких как:
- геологические процессы, происходящие в земной коре;
- слои полезных ископаемых, через которые протекают водные потоки;
- интенсивность растворения песчано-каменистых пород;
- сезонные изменения.
У вод, находящихся вблизи поверхности и тех, что расположены на глубине, параметры жесткости могут существенно различаться. Жесткость воды возрастает, когда водные потоки проходят через известняковые слои. В весенний период, когда талые воды наполняют водоемы и проникают в подземные источники, концентрация солей обычно снижается, тогда как зимой эта концентрация может значительно увеличиваться.
От чего зависит жесткость воды?
На жесткость воды существенно влияет источник её поступления. В некоторых регионах, таких как Санкт-Петербург, вода изначально мягкая. В других, например, в Москве, уровень жесткости значительно выше. Чем больше в почве известковых образований, тем выше уровень жесткости воды. Несмотря на то, что на водоочистных станциях не занимаются умягчением, каждый житель квартиры или коттеджа может самостоятельно сделать воду более мягкой, если знает, как правильно это сделать.
- Необходимость уменьшить расход моющих средств в 3–4 раза;
- Легкость смывания загрязнений с поверхностей тканей и посуды;
- Чистота водопроводных труб изнутри;
- Снижение затрат на электроэнергию, поскольку накипь препятствует эффективной теплопередаче;
- Увеличение срока службы водонагревательных приборов до 15 лет, в то время как в жесткой воде этот срок сокращается до 3–5 лет.
- Снижение вероятности образования камней в почках;
- Отсутствие перегрузки сердечно-сосудистой системы;
- Волосы остаются здоровыми и легко расчесываются;
- Чувствительная кожа защищена от возможных раздражений;
- Снижение риска проявления аллергии и экземы у детей.
Единицы измерения жесткости воды
Жесткость воды в количественном выражении — это мера концентрации ионов кальция и магния. Международная система единиц рекомендует измерять жесткость в молях на кубический метр, однако на практике чаще используются более удобные единицы.
В России для оценки жесткости применяются градусы жесткости (°Ж), которые обозначают миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л или мэкв/л).
- 1°Ж = 1 мг-экв/л. Для сравнения: 1°Ж соотносится с 2,8 dH в Германии.
- 1 мг-экв/л = 20,04 миллиграммов Ca2+ или 12,16 миллиграммов Mg2+ на один литр жидкости.
В чем жесткость измеряют
В настоящее время в России для определения фактической жесткости воды используется специальная единица измерения — градусы жесткости (°Ж). Один градус жесткости соответствует одному миллиграмм-эквиваленту на литр (мг-экв/л).
В некоторых странах, применяются другие единицы измерения, такие как моль на кубический метр (моль/м³). Однако с 2014 года в России принят собственный стандарт, который предписывает измерять жесткость именно в градусах жесткости (°Ж).
Если жесткость составляет один миллиграмм-эквивалент на литр, то в 1000 мл жидкости будет растворено 20,04 миллиграмма Ca 2 + (положительно заряженных ионов кальция). Аналогично, содержание ионов магния (Mg 2+ ) при таком уровне жесткости составляет менее 12,16 мг.
Стоит отметить, что в других странах разных частей мира применяются свои единицы измерения. К примеру, в Германии используется °dH, в США — ppm, во Франции — °F, а в Великобритании — °Clark.
Какой бывает вода по уровню жесткости
Классификация уровней жесткости воды предоставляет следующие категории:
- Очень мягкая: жесткость не превышает 1,5 градуса.
- Мягкая: жесткость составляет от 1,5 до 3 °Ж.
- Средней жесткости: показатель жесткости находится в диапазоне от 3 °Ж до 8 °Ж.
- Жесткая: жесткость превышает 8 и достигает 12 мг-экв/л.
- Крайне жесткая: жесткость выше 12 °Ж.
Видео описание
Посмотреть, как высокая жесткость воды может повлиять на рассаду и различные растения, как комнатные, так и огородные, можно в следующем видео:
Важно отметить, что, несмотря на недостатки жесткой воды, у неё есть и свои положительные стороны. Кальций, содержащийся в жесткой воде, необходим для нормального функционирования сердечно-сосудистой системы, а также для поддержания здоровья костей и зубов. Дефицит кальция может привести к разрушению костной ткани, кариесу, заболеваниям сердца и повышению артериального давления. Более того, недостаток полезных минеральных веществ в питьевой воде может привести к расстройствам желудочно-кишечного тракта.
Такие проблемы часто испытывают люди, которые регулярно пьют мягкую или дистиллированную воду. Поэтому нельзя однозначно утверждать, что мягкая вода лучше жесткой. Безусловно, она не вызывает мочекаменной болезни и не приводит к шелушению кожи после водных процедур, а также не ухудшает вкус приготовленных блюд и напитков. Этот вид воды может также увеличить срок службы бытовых приборов. Тем не менее, он имеет свои недостатки, которые могут повлиять на здоровье и различные бытовые процессы. Например, при использовании моющих средств в процессе мытья посуды, стирки вещей или мытья головы, они менее эффективно удаляются мягкой водой, в результате чего её расход увеличивается.
Поскольку из вышесказанного следует, что идеальным вариантом является использование воды средней жесткости.
Совет! Максимально допустимая жесткость воды для питья составляет 7°Ж. Однако, чтобы удовлетворить потребности организма и нормально функционировать техническим средствам, рекомендуется стремиться к уровню жесткости от 3 до 5°Ж. Для этого фильтры-умягчители лучше устанавливать не под кухонной мойкой, а на вводе воды в дом, до разветвления водопровода к конечным потребителям.
Как узнать, жесткая ли у вас вода
Существует множество профессиональных методов для точного измерения жесткости воды. Однако в повседневной жизни абсолютная точность не всегда необходима, поэтому можно прибегнуть к простым и доступным методам проверки.
С помощью солемера
Солемеры представляют собой приборы-тестеры, способные измерять электропроводность жидкости, которая зависит от содержания в ней ионов солей жесткости.
Использовать солемер довольно просто: достаточно погрузить его нижнюю часть в небольшую емкость с водой, и через несколько секунд результат будет отображен на экране. Эти приборы стоят недорого и доступны для широкого круга пользователей.
С помощью тест-полосок
Индикаторные тест-полоски можно приобрести в специализированных магазинах бытовой техники или зоомагазинах, где они пользуются популярностью среди владельцев аквариумов.
На заметку! Такие тест-полоски часто прилагаются к посудомоечным машинам, которые требуют смягчения воды для корректной работы. Дозировка смягчающей соли будет зависеть от жесткости водопроводной воды.
Принцип работы тест-полосок аналогичен процессу использования солемеров — их погружают в емкость с водой, а затем цвет индикатора оценивается по сравнению с образцами на упаковке.
Однако данный метод не всегда точно отражает результат и может иметь погрешность до 2 градусов.
С помощью наблюдений и подручных средств
Если вашей целью не является точное измерение жесткости воды, а необходимость в ее смягчении вызывать не планируете, можно обойтись без специальных инструментов. Самый простой и доступный метод — это осмотреть чайник, в котором часто кипятится вода. Если он жесткий, на стенках появится белый или желтоватый налет уже через несколько дней. Если этот налет не удалять, со временем он станет твердым отложением.
Похожий налет может образовываться и на водопроводных кранах, в стиральной машине, а также в душе. На гладких поверхностях, например, стекле или зеркале, высохшие капли оставляют пятна свадебного типа, которые имеют четкие края. Если вода не является слишком жесткой, высохшие пятна будут окрашены равномерно без резких лимитов белого налета.
Если вы еще не осели в доме, но хотите заранее оценить качество воды, существуют и другие методы:
- Намыльте ткань, смоченную в воде: если намылить хорошо не удается, а при полоскании возникают хлопья — это указывает на жесткость воды.
Совет! Можно взять талую, дождевую или речную воду и провести сравнительный эксперимент.
- Приготовьте крутой чай с крупнолистовым чаем: если он мутный, и через несколько часов сверху появляется пленка — вода жесткая.
В жесткой воде картофель варится плохо, мясо остается жестким, а бульоны и напитки получают горьковатый привкус — эта горечь больше указывает на высокую концентрацию солей магния, чем кальция.
Зачем определять жесткость воды?
Не зная концентрации солей в воде, сложно рассчитаться на необходимые дозы антинакипных средств для посудомоечных и стиральных машин, охоты за накипью в кофемашинах, а также правильно подобрать фильтры для аквариума. Для продления срока службы промышленного оборудования необходимо использовать точные методы измерения характеристик жесткости как питьевой, так и технической воды.
Перед употреблением в пищу, орошением растений в саду, подачей в трубопроводы или для применения в производственных процессах, полезно проверять наличие солей жесткости. Это поможет продлить срок службы систем водоснабжения.
Существуют различные способы определения жесткости воды:
Тест-полосками
Индикаторные тест-полоски можно найти в магазинах бытовой техники и зоомагазинах.
При взаимодействии с водой индикатор меняет цвет, и этот результат сопоставляется с палитрой образцов, представленными на упаковке. Однако данного метода не хватает точности, так как перевод из европейских градусов в отечественные единицы бывает затруднительным.
Медицинские тест-полоски, имеющиеся в аптеках, также дают достаточно достоверные результаты с погрешностью в 1-2°Ж.
Солемером, спектроанализатором, TDS и EC-метром
Эти устройства тестируют электропроводность и сопротивление раствора. Тем не менее, на результат влияет не только количество солей жесткости, но и другие ионы, а также температура, что может затруднить интерпретацию результата.
Для определения общей жесткости можно воспользоваться расчетами:
Жо = Ca2+ + Mg2+ = (m(Ca2+))/(Э(Ca2+) x V(H2O)) + (m(Mg2+))/(Э(Mg2+) x V(H2O)),
где Ca2+ и Mg2+ — концентрация ионов кальция и магния в миллиграммах-эквивалентах на дм³;
m(Ca2+) и m(Mg2+) — содержание этих ионов в миллиграммах;
V(H2O) — объем воды в дм³;
Э — эквивалентная масса ионов (как было указано ранее: Ca2+=20,04; Mg2+=12,16 мг/л или г/моль).
Результат будет представлен в единицах мг-экв/дм³.
Далее рассчитывается временная или постоянная жесткость, вычитая её из общего значения Жо, таким образом можно выявить все три компонента жесткости.
Для расчета карбонатной жесткости Жк используют формулу:
Жк = HCO3- = (m(HCO3))/(Э(HCO3) x V(H2O))
Некарбонатная жесткость определяется как Жнк=Жо-Жк.
В лаборатории
Чтобы избежать покупки измерительных приборов или применения расчетов с косвенными параметрами, можно заказать лабораторный анализ воды, который предоставит точные результаты концентрации не только солей жесткости, но и нитратов, пестицидов, железа, сероводорода и других минеральных загрязнителей. Особенно важно проводить лабораторное исследование, если источник воды — колодец или скважина.
Как снизить жесткость
Снижение жесткости питьевой воды возможно как с помощью бытовых методов, так и с использованием профессионального оборудования. Для бытового умягчения воды применяются доступные методы:
- Длительное кипячение (20-30 минут) позволяет устранить карбонатную, или временную, жесткость — гидрокарбонаты разлагаются, выделяя углекислый газ и образуя накипь.
- Для загородных комплексов и для промышленных нужд используют:
- Фильтры для умягчения, основанные на натрий-катионировании — процессе, при котором ионы жестких солей заменяются катионами натрия.
- Ионообменные фильтры с многокомпонентными смолами, очищающие воду от солей и железа.
- Обратный осмос, который применяется для фильтрации воды через специальные мембраны без дополнительных систем очистки.
Для бытового использования также возможны химические методы обработки воды с помощью реагентов.
Для смягчения воды в кухонных целях рекомендуется использовать кувшинные фильтры или встроенные многокомпонентные фильтры, размещенные под мойкой. Чтобы защитить бытовую технику от повреждений, обеспечить качественную стирку и комфортные водные процедуры, важно устанавливать станции водоподготовки на вводе системы водоснабжения. Например, для очистки радиаторов можно использовать циркуляционные насосы.
