Все, что нужно знать о жесткости воды

Прочитав предлагаемую статью, можно будет выяснить все, что нужно знать о жесткости воды, и прежде всего то, чем отличается жесткая и мягкая вода. Охарактеризованы виды этого явления и указано, чем обусловлена карбонатная жесткость. Внимание уделено также тестам уровня жесткости и тому, как сделать воду мягче.

От воды обычно ждут, что она будет:

• прозрачной;
• визуально чистой;
• хорошего цвета;
• лишенной посторонних вкусов и запахов.

Однако жесткость воды не менее важный нюанс в оценке ее качества. Не мешает признанию этого факта даже то, что распознать ее визуально не получается. То, насколько жесткой будет конкретная вода, обусловлено содержанием магниевых и кальциевых солей. Такой параметр принимают во внимание при оценке качеств любой жидкости, в том числе и применяемой для подсобных и вспомогательных нужд, очистки чего-либо. Основные обуславливающие ионы — это кальциевые и магниевые катионы. В воде почти обязательно присутствуют и катионы железа, стронция и марганца. Их наличие выражается опять же в увеличении жесткости.

Стоит отметить, что независимо от химической природы жесткости воды, ее преимущественно придают соли природного происхождения, не связанные с человеческой деятельностью. Главной причиной является нахождение в глубоких земных слоях:

• известняковых;
• гипсовых;
• доломитовых пород.

При прохождении через такие породы вода растворяет их. Именно поэтому бьющие из-под земли источники и скважины обычно считаются дающими более жесткую воду, нежели поверхностные водоемы. Но на деле все очень индивидуально и может везде колебаться в широких пределах. На этом, однако, нельзя останавливаться, характеризуя понятие жесткой воды. Как уже указано, она по внешнему виду не отличается от мягкой разновидности.

Но все же есть некоторые признаки, которые позволяют заподозрить проблему. Насыщенная вредными солями жидкость имеет следующие свойства:

• менее выраженный вкус самой воды и приготовляемых с ее участием напитков;
• очень быстрое заваривание чая — за считанные секунды раствор темнеет, а вкусовые добавки теряют свой эффект;
• мыло и моющие средства начинают хуже давать пену;
• умывшись, ощущают иссушение кожи и волос.

Причины, по которым этот показатель нормирован в ГОСТ, куда серьезнее, чем просто бытовые неудобства. Специалисты давно установили, что вода должна иметь строго определенный состав по солям жесткости. Как слишком большая, так и очень малая их концентрация крайне опасны. Если концентрация велика, то последствиями применения жесткой питьевой воды будут:

• возникновение мочекаменной болезни;
• костные и суставные нарушения;
• желчнокаменная болезнь;
• сыпь;
• разрушение естественного жирового слоя на поверхности кожи;
• дисбактериоз;
• нарушение перистальтики кишечника;
• перхоть;
• зуд;
• проблемы с сердцем и сосудами.

Но малая жесткость также вредна. Она приводит к вымыванию ценных солей из организма. Это обстоятельство подтверждено как статистикой, так и исследованиями в разных странах. Недостатки чрезмерно жесткой воды, впрочем, касаются не только ее питьевого применения. Давно известно, что она негативно влияет на работу бытовой техники, водонагревателей и сантехники. Однако опасна в промышленности, энергетике и быту также и очень мягкая вода; ряд исследований показал, что при низкой щелочности коррозия металлических труб заметно усиливается.

Потому в большинстве случаев стараются на предприятиях и на объектах энергетики сбалансировать химический состав. Разумеется, для огородных и садовых работ, для мытья полов, для уборки во дворах и на улицах, при тушении огня жесткость не имеет принципиального значения. Однако ее высокий уровень приводит к:

• повышенному расходу моющих и чистящих средств;
• формированию мыльных шлаков, не удаляемых водой;
• образованию накипи;
• реакциям минеральных солей с полезными веществами, формирующим ненужные промежуточные продукты (очень важно не только в промышленности, но и в лабораторных анализах или аналоговой фотографии).

Этот пункт в классификации объединяет временную и постоянную жесткость. Рассчитывать постоянный показатель надо по содержанию солей сильных кислот. Они не образуют накипи и постоянно остаются растворены. Временная жесткость обусловлена наличием других веществ, которые покидают жидкость и переходят в твердую фазу гораздо лучше. Они могут практически полностью перейти в состояние:

• накипи;
• осадка, напоминающего хлопья;
• пленки на поверхности воды.

Так называют вид жесткости, который обусловлен кальциевыми и магниевыми солями. При кипячении они выпадают и выделяют углекислоту. Качественно прокипятив жидкость, можно избавиться почти полностью от карбонатов. Наиболее радикальный вариант решения проблемы — получение дистиллированной воды. Однако такой подход имеет свои специфические проблемы.

Этот вид часто называют постоянной жесткостью. Среди обуславливающих ее веществ различают:

• фосфаты;
• силикаты;
• сульфаты;
• хлориды;
• нитраты.

Подобные виды солей не разлагаются, сколько бы их не кипятили. Борьба идет совершенно иными методами. Именно постоянная жесткость природных вод — морских и океанских, а в ряде случаев подземных и материковых, сильно затрудняет их использование. Некарбонатная жесткость принимается равной разнице между суммарным и карбонатным показателем. Норма жесткости водопроводной воды составляет не менее 1,5 и не более 2,5 мг на 1 л.

Характеристика уровня по шкале жесткости бывает представлена 3 типами показателей — градусами, миллиграммами эквивалентными и собственно эквивалентом. Так, особо мягкий вариант подразумевает оценку:

• не более 4 градусов;
• или максимум 1,5 эквивалентных мг;
• или не более 70 единиц ppm.

Наоборот, среднежесткой считается вода:

• с показателем от 9 до 12 градусов;
• с содержанием солей не менее 4 и не более 8 эквивалентных мг;
• с общим эквивалентом от 140 до 210 ppm.

Самой жесткой воде присваивают оценку от 23 до 34 градусов. Минерализация у нее составляет не менее 12 мг эквивалентного типа. Показатель ppm – минимум 210 единиц. Его наибольший зафиксированный уровень — 320 единиц.

Вовсе нет необходимости самостоятельно вести расчет по формулам. Куда лучше поручить решение этой задачи специалистам. В профессиональных лабораториях могут провести анализ очень качественно и четко. Помимо измерения жесткости, те же лаборатории СЭС обычно дополнительно измеряют содержание:

• нитратов;
• ядохимикатов;
• промышленных выбросов;
• опасных микроорганизмов;
• органических примесей.

Но обычно к услугам лабораторий обращаются только при введении в оборот нового источника (скважины, водоема, колодца) или если есть серьезные подозрения. В домашних условиях куда выгоднее и быстрее использовать тест-полоски. Такие индикаторы охотно продают в зоомагазинах и в местах, где торгуют бытовой техникой для кухни. Можно также обратиться в магазин, продающий кофемашины, водонагреватели. Работает полоска просто: она меняет окраску сообразно концентрации искомых веществ в воде. Однако точность подобного метода невелика. Для него типична высокая погрешность. Кроме того, индикаторы способны реагировать на любое вещество и не позволяют сказать, в чем причина высокой или низкой жесткости, каков баланс конкретных солей. Хорошие тест-полоски обычно поставляются от крупных иностранных производителей.

Есть еще и другие варианты измерения жесткости воды. Например, любители химических опытов могут поэкспериментировать с теплой водой и мылом. На особую точность, как и в случае с индикаторами, рассчитывать нельзя, но зато получится увлекательно, особенно для детей и подростков. Важно: необходимы дистиллированная вода, линейка, банка объемом 1 л или мерный резервуар с прозрачным корпусом.

Последовательность работы такова:

• отделяют точно 1 г хозяйственного мыла;
• в измельченном виде помещают его в стакан;
• греют, но не кипятят, воду на плите;
• вливают ее в стакан, добиваясь растворения мыла;
• добавляют дистиллированную воду до 6 см для 60%-го мыла и до 7 см для 72%-го;
• вливают 0,5 л водопроводной воды в приготовленную банку или мерную емкость;
• доливают медленно раствор из стакана в банку и плавно размешивают, дожидаясь возникновения белой пены (= связыванию солей жесткости);
• вычитают высоту остаточного мыльного раствора из исходной;
• учитывают, что каждый сантиметр переливаемого раствора соответствует связыванию количества солей жесткости, равного 2 градусам или 0,75 мг-экв/л.

Но все эти эксперименты слишком сложны, а в бытовой сфере нужно что-то более простое и гармоничное в работе. Неплохим решением может стать тестер (или, более официально, TDS-метр). Такой прибор при условии хорошей калибровки точно установит электропроводность воды. Но надо понимать, что опять же придется довольно многое изучать и анализировать самые разные параметры.

Когда тем или иным способом несомненно установлено, что вода излишне жестка, возникает логичный вопрос — можно ли снизить в домашних условиях эту жесткость или нет. И ответ на него будет положителен. Но придется, однако, приложить определенные усилия. То, как бороться с жесткостью воды, зависит от конкретной ситуации.

Если нужно только справиться с ней в каком-то объеме жидкости, то можно прибегнуть к кипячению. Этот вариант не требует использования каких-либо реактивов или сложной техники. При высоких температурах доставляющие неудобства вещества просто распадаются и выпадают в осадок. Кипяченую воду можно применять для почти любых бытовых и технических целей. Однако таким способом можно устранить далеко не все вещества, обуславливающие жесткость, да и возникает вместо одной проблемы другая — что делать с накипью или осадком.

Кроме того, тратится время, энергия или топливо. Для некоторых нужд кипяченая вода не подходит вовсе. А кроме того, ею просто не получится «закрыть» все мыслимые потребности. Убрать избыточную жесткость можно и за счет отстаивания. Но есть и минусы: отстаивание занимает немало времени, подходит в основном для полива растений.

Отстаивать питьевую воду имеет смысл только в том случае, если ее исходная жесткость совсем немного превосходит норму. Помогает иногда и вымораживание. При таком подходе избавиться от ненужных солей удается без ухудшения качества воды. Однако получить можно будет лишь совсем немного жидкости. Альтернатива — использование пищевой и кальцинированной соды; сам по себе метод неплох, но для питья получаемая с его помощью вода не годится.

Бороться с негативными свойствами воды можно также при помощи уксуса или лимонной кислоты. Такие средства понижают жесткость в некоторой ограниченной степени. Из-за них, впрочем, часто вырастает кислотность. Потому для питьевых нужд подобный способ не подходит. А вот для косметических манипуляций его вполне можно рекомендовать.

Решить проблему с накипью в стиральных и посудомоечных машинах можно с помощью обычной поваренной или фирменной (от производителя) соли. Но наиболее универсальным методом, особенно при снабжении водой из скважины или колодца, является использование фильтров. Их можно применять и для очистки водопроводной воды. Конструкция и способ действия не слишком важны в данном случае, куда значимее будет производительность устройства.

Фильтры-кувшины помогут получить от 1 до 3 л чистой жидкости. Приготовить чай, кофе, даже пару порций супа или каши, помыть посуду вполне возможно, а вот что-то большее — увы, нет. Более производительны ионообменные фильтры. Правда, они не позволяют получить питьевую воду и нормально работают лишь при подсоединении к канализации.