Tvrdosť vody: čo sa meria, druhy, norma pre pitnú vodu

• Ako vznikajú soli tvrdosti
• Mery
• Štandardy tuhosti
• Ako vypočítať tuhosť doma
• Vplyv vody
• Metódy zmäkčovania vody
• Výsledok

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Tvrdosť vody je jedným z najdôležitejších kritérií, ktoré určujú jej spotrebiteľské vlastnosti. Vytváranie nerozpustných minerálnych usadenín na vnútornom povrchu elektrických spotrebičov a priemyselných zariadení vedie k zhoršeniu ich výkonu. Na hodnotenie kvality vody boli stanovené prípustné limity indikátora.

Ako vznikajú soli tvrdosti

Voda je univerzálne rozpúšťadlo. Zloženie prírodných prameňov sa tvorí v závislosti od typu terénu. Voda s rozpusteným oxidom uhličitým preniká do pôdy, prechádza hrúbkou geologických hornín - sadry, dolomitu, kalcitu, eroduje ich, obohacuje sa o organické a minerálne látky, kovové ióny.Tvoria celkovú mineralizáciu vody (TDS).

Prevládajú medzi nimi katióny vápnika a horčíka, ktorých celková hodnota udáva celkovú tvrdosť vody. Delí sa na dva typy:

• dočasné (uhličitan);
• trvalé (nekarbonátové).

Vzorec pre celkovú tuhosť je:

Ж_o=[Ca²⁺] + [Mg²⁺]=F_k+ F_nk

Uhličitanová tvrdosť je spôsobená prítomnosťou hydrogénuhličitanov Ca(HCO₃)₂a Mg(HCO₃)_{2 Ľahko sa odstraňujú z roztoku a počas varu vytvárajú nerozpustnú zrazeninu. Druhý typ tvrdosti určuje obsah rozpustných solí vo vode, ktoré sa nedajú odstrániť zahriatím. Na odstránenie trvalej tuhosti sa používajú rôzne metódy, o ktorých bude reč neskôr v článku.}

Na rozdiel od podzemných zdrojov povrchové vody obsahujú menej solí, pretože sa neustále riedia zrážkami.Úroveň tuhosti v nich je premenlivá hodnota. V zime dosahuje extrémne hodnoty, pri povodniach klesá. V podzemnej vode je tento ukazovateľ stabilnejší.

Mery

Koncentrácia soli sa meria v miligramových ekvivalentoch na liter: 1 meq/l=20,04 mg Ca²⁺a 12,16 mg Mg^{2 +}V medzinárodnom systéme SI sa ukazovateľ vyjadruje číselne v móloch na meter³(mol/m^{3). V našej krajine sa používajú stupne tvrdosti, 1 ºF \u003d 1 meq / l alebo 0,5 mmol / l.}

Stupne tvrdosti sa používajú aj v iných krajinách, líšia sa však v číselných hodnotách:

• Nemecký stupeň tvrdosti 1ºdH=10 mg/l CaO alebo 7,194 mg/l MgO;
• Francúzsky stupeň 1ºfH=10 mg/l CaCO_3;
• Angličtina 1ºClark=14,254 mg/l CaCO_3;
• Americký 1 gpg=17,12 mg/l CaCO_3.

Pre prechod na iné jednotky merania je vhodnejšie použiť inú americkú jednotku - PPM (PPM), ktorá sa rovná 1 mg / l CaCO_{3. Odtiaľto:}

• 1ºdH=17,9 ppm;
• 1ºfH=10,0 ppm;
• 1 ºClark=14,25 ppm;
• 1º gpg=17,1 ppm;
• 1ºF=50,05 str./min.

Pomocou prevodníka môžete previesť ppm na stupne tvrdosti, ktoré sú pre nás vhodné ºЖ. Na pohyb medzi stupňami môžete použiť stupnicu:

1 ºF=2,804 ºdH=3,5 ºClark=5,005 ºfH=2,924 gpg=50,05 ppm.

Štandardy tuhosti

Voda sa vyznačuje parametrom celkovej tvrdosti:

• mäkké - do 4 ºF;
• stredná tvrdosť - od 4 do 8ºF;
• tvrdá - viac ako 8 ºF.

Rozmanitosť prírodných podmienok v krajine neumožňuje stanoviť jednotné štandardy rigidity pre všetky regióny. Maximálna povolená koncentrácia (MAC) Ca^{2+ sa značne líši v závislosti od miestnych podmienok.}

Normy pitnej vody sa však príliš nelíšia od noriem WHO (Svetovej zdravotníckej organizácie). Od 1. januára 2014 je v našej krajine platný GOST 31954-2012 ako národná norma. Zohľadňuje hlavné medzinárodné normy pre kvalitu vody a metódy analýzy. Norma platí pre všetky podzemné a povrchové zdroje.

Tabuľka 1. Referenčné hodnoty koncentrácií vápnika a horčíka v pitnej vode

№	Normálne dokument	Produkt	Ca, mg/l	Mg, mg/l	Stupne, ºЖ
1	SanPin_2.1.4.1074-01, GN_2.1.5.1315-03	Pitná voda	Neregulované	Neregulované	7
2	SanPin 2.1.4.1116-02	Balená voda	25-130	5 - 65	1,5-7
3	Štandardy WHO	Pitná voda	20-80	10 - 30	Nie je k dispozícii

Zloženie vody v závislosti od účelu reguluje stupnica tvrdosti:

• prípustný indikátor pre vodu z vodovodu - 300 ppm alebo 6ºF;
• optimálna hodnota pre prírodné nádrže - do 400 ppm alebo 8 ºF;
• maximálna povolená úroveň tvrdosti - 500 ppm, 10 ºF;
• koncentrácia soli nebezpečná pre život - viac ako 500 ppm,>10 ºF.

Na vodu dodávanú do vykurovacích kotlov v elektrárňach sú kladené obzvlášť prísne požiadavky - celková tvrdosť nesmie prekročiť 0,05-0,1 meq/l.

Ako vypočítať tuhosť doma

Zvýšenú tuhosť nevyjadrujú žiadne vonkajšie znaky - vôňa, farba, konzistencia. Svedectvo o nej:

• tvorba vodného kameňa na dne kanvice;
• zlé penenie čistiacich prostriedkov;
• biele škvrny na sprchovej hlavici v kúpeľni.

Presné zloženie vody sa dá zistiť iba analýzou. Ale aj doma existuje jednoduchý spôsob, ako určiť tvrdosť vody z vodovodu s malou chybou 1-2 stupne.

Na experiment budete potrebovať: kúsok mydla na pranie, malé množstvo destilovanej vody, elektronickú váhu, nádobu, cylindrické sklo, pravítko.

1 g mydla na pranie nastrúhajte najemno a rozpustite v 3-4 polievkových lyžiciach mierne teplej destilovanej vody. Ak nie je po ruke kuchynská váha, môžete sa zamerať na oko - pol lyžičky bez vrchnej časti.
1. Do pohára s mydlovým roztokom nalejte destilovanú vodu tak, aby výška stĺpca kvapaliny zodpovedala percentu mastných kyselín uvedenému na mydle. Ak 72 %, potom výška vodného stĺpca by mala byť 72 mm od dna pohára, ale nie od povrchu stola.
2. Do nádoby nalejte 0,5 litra vody z vodovodu a za mierneho miešania do nej tenkým prúdom nalejte mydlový roztok. Najprv sa vo vode objavia vločky, bubliny, potom pretrvávajúca biela pena. Označuje, že všetky soli sú už viazané.

Počet centimetrov vodného stĺpca naliateho do nádobky si môžete vypočítať odčítaním výšky zvyšného mydlového roztoku od pôvodného:

h_p=h_a- h_o,

kde:

• h_{p - výška pretečenej kolóny roztoku;}
• h_{a- výška vodného stĺpca počiatočného mydlového roztoku;}
• h_{о - výška stĺpca zvyškov mydlového roztoku.}

Každý centimeter roztoku naliateho do nádoby zodpovedá 2ºdH. Hodnota je rovnaká ako nemecká jednotka tvrdosti. Napríklad naliate zo 4,6 cm skla, čo zodpovedá 9,2 dH.

Na prevod výsledkov na mg-ekv/l môžete použiť tabuľku a pre presný výsledok kalkulačku.

№	Stupne dH	Stupeň tvrdosti	Ukazovateľ v mg-ekv/l
1	0 - 4	Veľmi jemné	Až 1,4
2	5 - 11	Mäkký	1,8 - 4,0
3	12 - 22	Stredné	4,3-8,0
4	22 - 34	Tvrdý	8,0-12
5	Viac ako 34	Veľmi ťažké	Nad 12

Presnejší výsledok môžete získať pomocou elektronických testerov ako TDS-3. Analyzujú tvrdosť a kyslosť vody, pričom výsledky zobrazujú na obrazovke ako PPM alebo pH. Jednotky PPM môžete previesť na ºЖ pomocou kalkulačky.

Ak chcete získať podrobný rozbor vody v studni alebo studni, potom to môžete urobiť pomocou súpravy Well-1.

Ďalší jednoduchý a lacný spôsob, ako určiť kvalitu vody - testovacie prúžky.

Vplyv vody

Na ľudskom tele

Dodnes neexistujú žiadne seriózne štúdie potvrdzujúce škodlivé účinky tvrdej vody na živý organizmus. Je však známe, že dlhodobá konzumácia vody so zvýšenou úrovňou tvrdosti prispieva k rozvoju urolitiázy. Telo nestíha odstraňovať prebytočné stopové prvky, čo vedie k vzniku močových kameňov, obličkových kameňov a usadenín v kĺboch.

Kvalita vody je tiež hygienicky dôležitá. Mydlo, ktoré reaguje s vápenatými a horečnatými soľami, ničí ochrannú vrstvu pokožky, spôsobuje podráždenie alebo alergie. Vlasy sú suché a lámavé.

Vápnik a horčík sú zároveň stopové prvky dôležité pre život človeka:

• denná potreba vápnika je 1000 mg;
• horčík - 400 mg.

Nedostatok týchto prvkov môže spôsobiť vážne poruchy v tele. Podľa štúdií WHO sa zistilo, že konzumácia nadmerne mäkkej vody vedie k vyplavovaniu solí z tela a zmenám v rovnováhe voda-soľ. V oblastiach, kde sa používa mäkká voda:

• rastúce kardiovaskulárne choroby;
• zvýšenie počtu zlomenín u detí a zníženie hmotnosti novorodencov.

WHO uvádza, že prítomnosť solí vo vode by sa mala považovať za nevyhnutnú podmienku pre normálne fungovanie organizmu.

Pre vozidlá

Soli tvrdosti spôsobujú veľa problémov spojených s používaním domácich spotrebičov a priemyselných zariadení:

• usadzovanie vodného kameňa na stenách práčok a umývačiek riadu vedie k predčasnému zlyhaniu;
• zanesené vodovodné batérie a sprchové hlavice;
• nedostatočné napenenie pracieho prášku vedie k jeho nadmernému používaniu;
• potrubia a vykurovacie telesá pokryté vodným kameňom zvyšujú spotrebu energie a zlyhávajú;

  

• zrážacie soli znižujú priepustnosť potrubí vo vodovodných systémoch, znižujú tlak vody;
• nerozpustné zlúčeniny na stenách radiátorov sa stávajú silným tepelným izolantom, ktorý znižuje ich prenos tepla.

Voda, ktorá je príliš mäkká, má negatívny vplyv na zariadenie a zvyšuje riziko korózie potrubia v dôsledku nízkej alkality. Preto je potrebné udržiavať správnu rovnováhu zloženia voda-soľ.

Metódy zmäkčovania vody

Existujú rôzne spôsoby, ako znížiť tuhosť. Výber sa určuje v závislosti od počiatočnej kvality vody, jej účelu a podmienok použitia.

Tepelná metóda

Varenie je najjednoduchší a najdostupnejší spôsob, ako odstrániť uhličitanovú tvrdosť. Je vhodný pre malé objemy vody, ktoré sa používajú pre domáce potreby. Metóda však neodstráni všetky soli tvrdosti a riad bude musieť byť zbavený vodného kameňa.

Filtrovanie

Nie je to tak dávno, čo bol filter na zmäkčovanie vody pôsobivou inštaláciou. Moderné technológie a materiály umožnili vytvoriť kompaktné čistiace systémy, ktoré dodávajú vode jemnosť a ktoré sa ľahko zmestia pod drez v kuchyni. Vymeniteľné filtračné vložky okrem zmäkčovania vody odstraňujú pachy a nečistoty. Správny výber filtrov a včasná výmena zaručujú kvalitné čistenie vody z vodovodného systému, studne alebo studne. Jedným z moderných integrovaných systémov sú filtre "Bariéra" .

Chemické metódy

Na vyzrážanie solí tvrdosti sa do vody pridávajú špeciálne činidlá - hasené vápno, sóda, polyfosfáty. Metóda je účinná pre priemyselné aplikácie. Jeho hlavnou nevýhodou je potreba ďalšej likvidácie odpadu. Voda po takejto úprave je nevhodná na potravinárske účely.

Výmena iónov

Filtrácia cez iónomeničové živice sa úspešne používa v priemysle.Princíp je založený na nahradení katiónov kovov alkalických zemín iónmi sodíka a vodíka v kolóne s jemnozrnným zásypom. Soľný roztok sa používa na regeneráciu použitej živice. Ak sa zmení úroveň tvrdosti vody, je potrebná manuálna úprava nastavení.

Fyzikálne metódy

Tieto metódy sú založené na procesoch elektrodialýzy, pôsobení ultrazvuku, elektromagnetických impulzov. Soli tvrdosti prechádzajú do modifikovaného stavu, v ktorom nekryštalizujú do pevnej zrazeniny, ale tvoria nestabilné zlúčeniny. Použitie ultrazvukových a elektromagnetických vĺn navyše prispieva k odlupovaniu existujúceho vodného kameňa.

Membránová metóda

Táto metóda čistenia má iný názov - reverzná osmóza. Voda pod vysokým tlakom prechádza cez filter s mikroskopickými bunkami a je úplne zbavená chemických nečistôt, suspendovaných častíc, baktérií.Kvalita výslednej vody je blízka destilovanej. Na jeho použitie je potrebná dodatočná mineralizácia. Nevýhodou metódy je jej vysoká cena.

Výsledok

Pri hodnotení kvality vody je dôležité vziať do úvahy nielen úroveň tvrdosti a pravdepodobnosť tvorby vodného kameňa, ale aj korozívnosť. Správne posúdenie vám umožní zvoliť účinný súbor opatrení na úpravu vody.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!