Twardość wody powodują rozpuszczone sole metali ziem alkalicznych, głównie wapnia i magnezu. Właściwości wody twardej i miękkiej w różny sposób wpływają zarówno na zdrowie człowieka, jak i procesy technologiczne w produkcji.
Twardość jest cechą właściwości fizycznych i chemicznych wody ze względu na obecność rozpuszczonych soli metali ziem alkalicznych. Główny wkład w twardość soli mają wapń i magnez, choć w niewielkich ilościach mogą być również obecne inne metale: mangan, żelazo, w tym trójwartościowy, stront, bar, glin.
Wyróżnia się 2 rodzaje twardości: przejściową, wywołaną przez węglowodory i węglany oraz stałą, wywołaną przez chlorki, siarczany i krzemiany wapnia i magnezu. Twardość przejściowa jest prawie całkowicie wyeliminowana przez ogrzewanie wody w celu wytrącenia węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu. Stałą twardość reguluje się metodami odczynnikowymi (np. wapniowo-sodowymi) lub metodami wymiany jonowej.
Miary i limity twardości wody
Twardość naturalnej wody jest bardzo zróżnicowana. Zmiany te zależą od intensywności procesów rozpuszczania i wietrzenia skał, takich jak wapień, dolomit, gips, w obrębie zlewni i źródeł wody. Źródłem jonów mogą być procesy mikrobiologiczne w glebach zlewni iw osadach dennych, a także ścieki z różnych przedsiębiorstw.
Na twardość naturalnej wody duży wpływ mają sezonowe czynniki klimatyczne, takie jak parowanie, topnienie śniegu i lodu, opady. Najmniejszą twardość wód powierzchniowych obserwuje się wiosną.
Zawartość jonów wapnia spada wraz ze wzrostem mineralizacji wody i zwykle nie przekracza 1 g/l. Jony magnezu mogą się akumulować iw wodach wysoko zmineralizowanych ich ilość może wynosić kilka gramów, aw słonych jeziorach kilkadziesiąt gramów na litr. W morzach i oceanach twardość wody jest bardzo wysoka.
Zmierzone całkowite stężenie kationów wapnia i magnezu służy jako wyrażenie liczbowe twardości wody. W praktyce światowej stosuje się kilka jednostek twardości wody, na przykład mol na metr sześcienny. W Rosji 1 stycznia 2005 r. Wprowadzono nową normę krajową, zgodnie z którą twardość wody mierzy się w stopniach twardości.
Wpływ twardości wody na życie człowieka
Światowa Organizacja Zdrowia nie ustala żadnych kryteriów dotyczących wpływu twardości wody pitnej na zdrowie człowieka. Chociaż niektóre badania wykazały zmniejszenie chorób sercowo-naczyniowych podczas picia twardej wody. Ciągłe używanie miękkiej wody może prowadzić do braku równowagi minerałów w ludzkim ciele, ponieważ do 15% dziennego spożycia wapnia, które osoba otrzymuje z wody pitnej. W ten sam sposób uzupełniane jest zapotrzebowanie organizmu na magnez.
Oddziaływanie soli twardości z detergentami niszczy naturalny film tłuszczowy na ludzkiej skórze i zatyka pory. Zwiększona twardość obniża jakość wody i może nadać jej gorzki smak. Sole twardości tworzą również nierozpuszczalne związki z białkami spożywczymi podczas gotowania mięsa, ryb i warzyw, co utrudnia proces gotowania.
Twardość wody przyczynia się do powstawania kamienia podczas ogrzewania, co zmniejsza intensywność wymiany ciepła w układach grzewczych i prowadzi do nadmiernego zużycia paliwa. Z kolei zbyt miękka woda powoduje zwiększoną korozję rur wodociągowych.
