Ещё раз о жесткости воды

Испытательный лабораторный центр Филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» в ЗАО проводит анализ воды на содержание общей жесткости и других показателей состава и свойств воды
Контактный телефон: (495) 443-78-18

Накипь, появляющаяся при кипячении воды, известковые отложения на бытовой технике, пленка на чае и т.д. — все это говорит о том, что Вы используете «жесткую воду».

Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния (так называемых «солей жёсткости»).

Основной фактор, влияющий на величину жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды.
Термин «жёсткая» по отношению к воде исторически сложился из-за свойств тканей после их стирки с использованием мыла на основе жирных кислот — ткань, постиранная в жёсткой воде, более жёсткая на ощупь.

Различают следующие разновидности жёсткости воды:
• Общая жесткость определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.
• Карбонатная жесткость обусловлена присутствием гидрокарбонатов кальция и магния Са(НСО3)2; Mg(НСО3)2. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагревании воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния, образуя при этом накипь.
• Некарбонатная жесткость обусловлена присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).

По количественному содержанию солей жёсткости условно принята следующая классификация воды — Жесткость, ОЖ ( мг-экв/л):
очень мягкая вода до 1,5
мягкая вода от 1,5 до 4
вода средней жесткости от 4 до 8
жесткая вода от 8 до 12
очень жесткая вода более 12

Поверхностные воды, в целом, более мягкие, чем подземные. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая максимума в зимний период. Минимальные величины жесткости типичны для периодов половодья или паводка, когда происходит интенсивное поступление в источники водоснабжения мягких талых или дождевых вод.

В России в качестве единицы жесткости воды установлен градус жесткости (ОЖ). Величина 1 ОЖ говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция или 12,10 мг/л магния.
В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом.
Соотношение этих единиц жесткости к градусу жесткости (ОЖ) представлено в таблице:

Российская Федерация — 1.000 ОЖ

Германия, Немецкий градус — 2,80 оDH

Франция, Французский градус — 5,00 oF

Великобритания — 3,51 оClark

США — 50,04 Ppm

Установлены следующие нормативные требования к питьевой воде:
• Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды:
кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается.
• Российские нормативные документы для питьевой воды (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03) для питьевой воды регламентируют:
кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.
• Норматив физиологической полноценности воды, расфасованной в емкости (СанПиН 2.1.4.1116-02):
кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.

В Москве жесткость воды невелика и лишь незначительно меняется в зависимости от района проживания. Узнать значение жесткости воды по своему адресу можно на сайте Мосводоканала.

Подземные воды Московской области в основном характеризуются повышенной жесткостью, которая значительно варьируется в зависимости от района, глубины залегания водоносного слоя.

Считается, что жесткость не представляет собой угрозы здоровью человека, в то же время существуют исследования, свидетельствующие о более высоком уровне заболеваний сердечно-сосудистой системы, отложением солей в мочевыводящих при постоянном употреблении воды с повышенной жесткостью.
Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения.
Есть данные, что в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4°Ж может вызвать в распределительной системе водопровода отложение шлаков и накипи.
Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование «мыльных шлаков» в виде пены, что приводит к значительному перерасходу моющих средств.
Вместе с тем установлено, что мягкая вода с жесткостью менее 2°Ж имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы.

В настоящее время применяются различные способы очистки воды от солей жесткости:
Термоумягчение. Основан на кипячении воды, в результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи:
Кипячение устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту.
Реагентное умягчение. Метод основан на добавлении в воду кальцинированной соды Na2CO3 или гашёной извести Ca(OH)2. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок.
Катионирование. Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдаёт ионы натрия или водорода.
Обратный осмос. Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %.
К недостаткам данного метода относятся:
• необходимость предварительной подготовки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану;
• относительно высокая стоимость 1 л получаемой воды;
• низкую минерализацию получаемой воды, вода становится практически дистиллированной.
Электродиализ. Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.
Полностью очистить воду от солей жёсткости можно дистилляцией.
Для принятия решения о необходимости и способе очистки конкретной воды от солей жесткости необходимо провести исследование воды.