Обозначение жесткости воды из крана и методы ее смягчения

Жесткость воды – совокупная величина химических и физических качеств воды, которые связаны с содержанием в ней растворенных солей и щелочных металлов, преимущественно кальция и магния. Это говоря иначе «соли жесткости». Консультанты сайта «Сантехник Портал» смогут помочь вам разобраться, как определить жесткость воды дома и умягчить ее, если ее критерии зашкаливают.

Откуда берется жесткость и мягкость?

Несмотря на простую химическую формулу H2O, на самом деле, это очень сложное вещество природного происхождения с большим количеством микроэлементов. В любой органике есть водная основа с различной степенью жесткости. Что означит этот показатель?
Даже на ощупь можно определить, в какой жидкости были постираны вещи. Ткани, очищенные в мягкой среде, более пышные, мягкие, а в жесткой – грубые и тонкие на ощупь. Это объясняется тем, что ткани способны аккумулировать ионы минеральных элементов.
Источниками кальция (Ca2+), магния (Mg2+) и других щелочных металлов, являются естественные месторождения известняка, доломитов и гипса. Ионы данных микроэлементов приникают в жидкость в следствии реакции диоксида углерода с минералами, а также в результате процесса химического разложения горных пород. Поставщиком данных частиц служат также микробиологические процессы, происходящие в почве в месте водосбора.

• жёсткой считается жидкая среда с большим содержанием солей;
• мягкая вода характеризуется их малым содержанием.

В основном в маломинерализованных жидких средах превалирует жесткость на базе ионов кальция, но в редких случаях преобладает ионизация магния. С повышением уровня минерализации воды процент ионов кальция стремительно снижается и редко превосходит 1 г/л. Содержание же ионов магния в высокоминерализованной среде может досягать 5-71 г/л, а в соленых озерах – 10-20 г/л.

Жесткость поверхностных вод, по большей части, меньше жесткости подземных сред. Жесткость поверхностных вод предрасположена к существенным сезонным колебаниям, достигая высшей точки в феврале и низшей в стадии разлива, когда тщательно разбавляется мягкой талой дождевой жидкостью. Морская и океанская среды обладают слишком высокой степенью жесткости – 90-300 и более мг-экв/дм3.

В чем меряется жесткость?

С 2014 года в РФ введен межправительственный стандарт ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единица жесткости». Согласно новому ГОСТу, единицы измерения жесткости воды теперь выражаются в градусах жесткости (°Ж).
1 °Ж значит, что концентрация щелочноземельного элемента равна ? его миллимоля на литр (1 °Ж = 1 мг-экв/л). В самых разных государствах используются различные внесистемные единицы — градусы жёсткости.
Перевод единиц и градусов жесткости воды в пересчете по кальцию различных систем измерения:

Нормы жесткости воды в России

Соли жесткости обладают разными свойствами. При разогреве, некоторые из них образуют в осадок в виде накипи, а некоторые — не выпадают. По этому признаку различают следующие виды жесткости воды:

1. Соли, которые выпадают в осадок, образуют временную или устранимую жесткость.
2. Соли, не выпадающие в осадок, называют постоянной жесткостью. Они выпадают в осадок исключительно при полном испарении воды.

Временная жесткость отличается наличием в воде не только катионов Ca2+, Mg2+ и Fe2+, но и гидрокарбонатных или бикарбонатных анионов (HCO3-).
При кипячении жидкости гидрокарбонаты распадаются, образуя плохо растворимый карбонат кальция, углекислый газ и воду:
Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3v + H2O + CO2^
Общая жесткость суммируется из постоянной и временной.
Таблица норм временной жесткости по данным ВСТ:

Советы ВОЗ (ВОЗ) для воды для питья:

• кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л.

Конкретной рекомендуемой величины нет. По этой характеристика чистая вода в Москве полностью отвечает советам ВОЗ.
Российские технические документы для воды для питья регламентируют:

• кальций – показатель не поставлен; магний – не больше 50 мг/л; жесткость — не больше 7°Ж.

Показатель физиологической полноценности бутилированной воды:

• кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.

По содержанию кальция и магния бутилированная вода высокой категории ничем не лучше воды из-под крана или из скважины.
Чтобы сравнить Эколайн привела следующие нормы жесткости в нашей стране и Германии:

Заметно, что в Европе требования к допустимой жесткости воды намного строже, чем в России.

Чем опасная жесткая и мягкая вода?

Требования к жесткости воды для приготовления пищи, питья и бытового применения находятся в зависимости от условий определенной местности.
Жидкость с повышенными или заниженными показателями оказывает негативное влияние не только на сантехнические приборы и бытовую технику, но и на здоровье человека.
Но прежде всего, степень жесткости влияет на вкус жидкости. Чрезмерно жесткая отличается привкусом горечи и металла, а слишком мягкая вода «невкусная».
Предел вкуса ионов кальция в питьевой среде составляет 2-6 мг-экв/л. Предел вкуса для ионов магния заметно ниже, поэтому самой приятной на вкус питьевой водой считается жидкость с показателем от 1,6 до 3 мг-экв/л.

Негативное влияние на технику

Использование жидкости с высоким уровнем жидкости от 4 мг-экв/л для бытовых нужд приводит к образованию отложений накипи на внутренних деталях сантехнических устройств, отопительных систем, бытовой техники (ТЭНы стиральных и посудомоечных машин).
Такую воду вообще не стоит применять в приспособлениях для нагрева жидких сред. Нагревательный элемент электрического бойлера, кофеварки, чайника, посудомоечной или стиральной машины в течение короткого времени обрастает слоем накипи. В результате процесс нагрева замедляется, а в дальнейшем прибор вовсе выходит из строя. Однако данную проблему легко решить, если прокипятить водонагреватель с растворенными в одном литре воды 50-100 г лимонной кислоты.
На сам процесс стирки вещей и мытья посуды тоже ухудшается от использования для этих целей жидкости с большим количеством солей. Порошок или моющее средство, растворяясь в обогащенной калием и магнием среде, образует большое количество пены. Повышенное пенообразование, в свою очередь, негативно влияет на эффективность очищающего процесса и на работу самого бытового агрегата.

Использование безмерно жёсткого раствора солей для водных и банных процедур связанных с гигиеной приводит к появлению налета на кранах, смесительных узлах, шлангах, душевых лейках. В результате сантехнические детали в недалеком будущем также ломаются.
Благодаря этому необходимо знать, как ослабить воду из скважины, если она подается на приборы для быта и устройства сантехники в личном доме.

Отрицательное воздействие на человека

Порой разрешается применение воды с критерием жесткости до 10 мг-экв/л, впрочем долгое потребление такой жидкости оказывает негативное влияние на человеческое здоровье. Очень высокая жесткость вредна для кожи, ускоряя процессы старения, плохо действует на волосы, делая их ломкими и тонкими. Более того, такая жидкость плохо оказывает влияние на работу почек, сердца, пищеварительных органов, а еще создаёт дополнительную нагрузку на сосуды.
ВОЗ не приводит определенные данные, хотя много раз проводятся исследования, касательно того, как качество воды связано с появлением заболеваний сердца, почек, сосудов и прочих органов.
При долгом употреблении воды с очень высоким уровнем растворения солей замечаются значительные отклонения от нормы, проявляющиеся в деятельности следующих органов:

1. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) – при синтезе солей с животными жирами возникают соли жирных кислот, которые окутывают стены желудка и кишечника, мешая обыкновенной ферментации и серьёзно тормозят перистальтику. В конце концов организм копит опасные вещества и шлаки, возникает дисбактериоз.
2. Суставы – конкретные типы солей при попадании в организм создают неорганические соединения, которые понемногу вытесняют синовиальное жидкое вещество из суставов. В конце концов они обрастают кристаллами, которые провоцируют сильные боли в процессе движения. Может развиться артрит и полиартрит.
3. Сердечно-сосудистая система – при значимом повышении коэффициента жесткости воды для питья, деятельность сердца ухудшается, аж до появления признаков выраженной аритмии.
4. Покровы кожи – продолжительное потребление жидкости с завышенными критериями раствора солей ведёт к раннему старению кожи. Губительное воздействие отмечается как при приёме воды вовнутрь, так и при водных процедурах или мытье посуды. При взаимном действии моющих веществ с жёсткой средой на кожных покровах вырабатывается пленка, которая разрушает верхние слои сосочкового слоя дермы.

А вот миф о процессе образования камней в почках в результате употребления воды для питья плохого качества удачно развенчан учеными. Камни появляются от нехватки кальция, который смывается из костей и садится в органах мочевыводящей системы.
Безмерно мягкая вода тоже плохо отражается на человеческое здоровье, нарушая водно-солевой баланс.

Всех перечисленных недугов и болезненных состояний можно избежать, если использовать многоступенчатый умягчитель воды. Сделать воду мягче, можно разнообразными методами даже в домашних условиях. Но прежде нужно узнать, какая в вашем кране жесткость воды и способы ее устранения, если этот показатель сильно завышен.

Как измерить жесткость?

Для оценки показателей градусов жесткости воды применяются следующие способы:

1. Комплексонометрическое титрование трилоном Б. Метод сложный, но самый точный.
2. Покупные тесты. Не на 100% точные, зато простые и недорогие.
3. Измерение электропроводности при помощи кондуктометра.
4. При помощи ионометра и ионоселективных электродов.
5. Применение методики титрования соляной кислотой проб воды. Сложный и не очень точный способ.
6. Тесты с использованием хозяйственного мыла. Простой, но не эффективный метод.

Под титрованием имеется в виду растворение в воде реагента необходимой концентрации. Содержание солей показывает реакция реагента с жидкостью. Изготовить реактив легко — необходимо лишь соединить кислоту с дистиллированной водой в установленных пропорциях. Приготовленный раствор угрозы не представляет.

Значительно проще пользоваться готовыми тестами. Для этого необходимо налить 5 мл воды в стакан, потом по каплям прибавить в сосуд содержание теста, после каждой капли жидкость требуется размешивать. Продолжать добавлять реактив, пока цвет жидкости не станет зеленым взамен розового. Результаты сверить по таблице, которая реализуется одновременно с тестами.

Как ослабить воду дома?

Есть несколько методов сделать воду для питья мягче. Те, кто отлично учил химию в школе, отлично знакомы с некоторыми из них. Способы устранения жесткости воды из скважины и из-под крана:

1. Кипячение. Наиболее доступный и простой метод спасения от не постоянных солей жесткости без использования веществ химии и непростых устройств. При влиянии больших температур гидрокарбонаты и сульфат кальция разлагаются, выпадая осадком на дне емкости и нагревательных деталях.

Сдержанно мягкая вода подойдет для применения в разных целях: питья, стирки, мытья и др.
Для этого необходимо только лишь довести жидкость до кипения, оставить на пару минут покипеть, после этого охладить до необходимой температуры.
Но у данного варианта есть большие недостатки:

• уменьшается только кратковременная жесткость, и то частично;
• ограниченность – трудно обеспечить все домашние нужды кипячением;
• образование накипи, требующее частой чистки либо замены посуды;
• при кипении из жидкости испаряются полезные вещества;
• для прогревания нужны существенные расходы энергии.

1. Отстаивание. Через пару суток отстаивания жёсткой воды из колодца или скважины в темном месте, жидкость становится несколько мягче. Ее можно применять для цветочного полива и растений растущих в комнатных условиях. Может уменьшить содержание солей и в чистой воде, но исключительно если их уровень лишь чуть-чуть превосходит норму.
2. Замораживание. Прекрасный способ, который не изменяет структуру жидкости, из-за чего все полезные вещества в составе будут сохранены. Необходимо поместить заполненную не до конца емкость в морозилку, а когда на стенках сосуда возникнет лед, удалить воду по самому центру. Можно применять, как для питья, так же и для растительного полива. Впрочем заготовить огромные объемы непросто.
3. Пищевая и кальцинированная сода. Благодаря химическим особенностям данное вещество отлично делает мягче воду и уменьшает ее кислотность. Нужно просто добавить 1-2 ч.л. соды на 10 литров среды воды и очень хорошо перемешать. Когда сода осядет на дне, раствор можно принимать чтобы приготовить пищу.

Но и у такого способа есть недостатки:

• смягченная содой вода не «вкусная», пить ее можно, но удовольствия это не принесёт;
• заготовить большие объема тяжело.

1. Уксус и лимонная кислота. Частично понижают жесткость, но значительно делают больше степень кислотности, из-за чего эти средства не рекомендованы использовать для очищения воды для питья. Часто ими пользуются в косметических и гигиенических целях. Чтобы ослабить воду для мытья волос, необходимо добавить 1 ст. л. уксуса или 1 ч. л. лимонной кислоты на 2-3 литра воды, перемешать. Дать постоять пару минут.
2. Каменная (поваренная) соль, она же хлористый натрий. Простая соль отлично растворяет соли кальция и магния, мешает отложению накипи на приборах нагрева и элементах. Однако для питья такую воду, как все понимают, не применяют. Она находит собственное использование в посудомоечных машинах в виде солевых таблеток и гранул.
3. Средства на основе химии. Вещества в виде порошка или таблеток. Используются соответствии с инструкциями. Реализовываются в точках продажи домашней химии. Отличаются одним очень значимым минусом – смягчают воду исключительно для стирки.
4. Фильтры. Многофункциональные системы, предназначающиеся для быстрого смягчения немалого количества жёсткой воды и убирания плохих примесей. Могут действовать независимо или подключаться к проводу воды. Выделяются системой и принципом действия.

Виды систем понижения жесткости воды:

• Фильтр-кувшин – рассчитывается на объем 1-3 литра, подойдет для очистки для питья и приготовления пищи, кофе либо чая. Действует при помощи специализированного картриджа. В зависимости от интенсивности применения и начальной жесткости растворенных компонентов служит до 2-х месяцев, потом просит замены фильтрующего картриджа.
• Ионообменные системы – очищают и смягчают воду любой жесткости при помощи специализированных ионообменных смол и солевого раствора (вещества находятся в самых разнообразных резервуарах). Эти фильтры выделяются большой производительностью и относительной обычностью обслуживания. Минусы: не подойдут для очистки с целью употребления в пищу либо для питья, просят периодической замены реагентов и подсоединения к системе канализации.
• Магнитные и электромагнитные смягчители – ставятся на магистралях или на трубах водомерных узлов в виде накладок. Под влиянием магнитного или электромагнитного поля соли жесткости теряют способность откладываться в виде накипи и стекают в особые отстойники. Минус: не подойдут для очистки с целью питья.
• Мембранные фильтры (системы осмоса наоборот) – пропускают жидкость под давлением через специализированную мембранную ткань, которая улавливает молекулы всех веществ помимо воды. Применять в пищевых целях не рекомендуется, так как в ней отсутствуют нужные организму вещества.

Чтобы решить эту проблему, системы осмоса наоборот оснащаются добавочным модулем – минерализатором, который насыщает воду нужными минералами и солями. Минусы: большая цена и маленькая продуктивность.

1. Дистилляция. Этот способ дает возможность полноценно сделать воду чище от солей жёсткости. Такой умягчитель спасает жидкость от любых «вредных» и «полезных» примесей.

Аналогичным образом, можно достаточно легко узнать, как ослабить воду дома – кипячением, прибавлением соды, уксуса, соли, лимонной кислоты или гашеной извести. Дистилляция и использование системы осмоса наоборот тоже можно выполнить дома, но тогда ощутимо увеличивается цена одного литра очищенной воды. Другие варианты смягчения дома трудноосуществимы.

Как исправить жесткость воды в аквариуме?

Чтобы выполнить комфортабельную микросреду для существования аквариумных рыбок, важно использовать жидкость подходящей жесткости, с установленным кислотно-щелочным балансом. Для увеличения данного показателя применяется известняк и мрамор. Чем мягче среда, тем быстрее повысится ее жесткость.
Иной вариант ужесточения – химический, с внедрением хлористого кальция и магнезии. Самый большой эффект приходит при использовании 2-ух веществ сразу.
Для умягчения жидкой среды в аквариуме ее следует кипятить. Чтобы уменьшить содержание солей вдвое, необходимо выполнять непосредственное кипячение в течение продолжительного времени — от 30 до 50 минут.
Иной вариант смягчения – вымораживание. Воду для аквариума нужно налить в контейнер из пластика и поместить в морозильную камеру. Потом растворить лед, охладить жидкость до необходимой температуры и залить в аквариум.
Часто способы умягчения используют комбинированно. Например, одну часть солей ликвидируют реагентным методом, а иную – с помощью катионного обмена.
Опреснение, обессоливание, убирание растворенных газов, железа, стабилизация – это особые методы очистки. Так, если для уменьшения жесткости используются методы катионирования или электролизного обмена, речь идет об обессоливании. Жидкость, которая выходит на выходе, не имеет ни анионов, ни катионов солей.