Twarda Woda: Jakie Jony Zawiera i Jaki Ma Wpływ na Twoje Życie?
- Szczegóły
Twarda woda to powszechny problem, który wpływa na instalacje, urządzenia i komfort życia. Twarda woda to woda zawierająca zwiększoną ilość jonów wapnia i magnezu. To właśnie te pierwiastki odpowiadają za powstawanie osadów z kamienia. Im wyższe ich stężenie, tym wyższy stopień twardości wody.
Woda wypływająca z naszych kranów ma różne cechy. Jedną z nich jest twardość. Z czego ona wynika? Woda przenikając przez glebę i skały, rozpuszcza i wchłania minerały, głównie wapń i magnez. Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem i podczas przepływu przez warstwy gleby oraz skały rozpuszcza zawarte w nich minerały. Najczęściej są to związki wapnia i magnezu. Im dłuższy kontakt wody ze skałami wapiennymi i dolomitowymi, tym większe stężenie tych pierwiastków. W efekcie woda trafiająca do ujęć i sieci wodociągowych ma podwyższoną twardość.
Twardość wody jest parametrem fizykochemicznym i nie ma związku z jej czystością bakteriologiczną. Woda może być zdatna do picia, a jednocześnie bardzo twarda. Twarda woda powstaje w sposób naturalny.
Rodzaje Twardości Wody
Twardość wody wynika z występowania w niej różnych soli mineralnych, głównie soli wapnia i magnezu. Rozróżnia się kilka stopni twardości wody.
- Twardość węglanowa (Tw): Powodowana jest głównie przez obecność jonów wapnia i magnezu, które znalazły się w wodzie w wyniku dysocjacji elektrolitycznej wodorowęglanów wapnia i magnezu (sole te są w wodzie dobrze rozpuszczalne). Zatem w wodzie, która charakteryzuje się twardością węglanową, obecne są również aniony wodorowęglanowe HCO3-. Twardość wywołana obecnością w wodzie wodorowęglanów różnych metali nazywamy twardością węglanową, a czasem również twardością przemijającą lub nietrwałą. Można ją usunąć m.in. poprzez zagotowanie wody, w efekcie czego otrzymujemy kamień kotłowy, który składa się głównie ze strąconych węglanów wapnia i magnezu oraz wodorotlenku magnezu, osadzających się na dnie i ścianach naczynia lub zbiornika.
- Twardość niewęglanowa (Ts): Jest spowodowana zawartością w wodzie siarczanów(VI) i chlorków (głównie magnezu i wapnia), ale również w mniejszym stopniu azotanów(V) i innych rozpuszczalnych soli wapnia, magnezu i innych metali. Jest to inaczej twardość trwała, której nie można usunąć poprzez ogrzewanie wody, tylko przy zastosowaniu metod chemicznych.
- Twardość ogólna (To): Jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej. To = Tw + Ts
Wpływ Twardej Wody na Codzienne Życie
W praktyce problemy eksploatacyjne zaczynają się już przy wartościach powyżej 10°dH. Duża twardość wody może okazać się sporym utrudnieniem w codziennym funkcjonowaniu. Nadmierne ilości soli wapnia i magnezu powodują bowiem mniejsze pienienie się mydła, a w konsekwencji większe zużycie środków chemii gospodarczej. Sole te wpływają też na powstawanie kamienia kotłowego, który powoduje niszczenie instalacji przemysłowych oraz sprzętów gospodarstwa domowego.
Przeczytaj także: Wszystko o twardej wodzie
Twarda woda wpływa na jej napięcie powierzchniowe. Im jest ono większe, tym woda trudniej zwilża wszelkie powierzchnie i trudniej jest za jej pomocą czyścić zabrudzone miejsca. Gdy w instalacji płynie woda miękka, nie ma problemów z osadami kamiennymi, przesuszoną po kąpieli skórą czy niszczeniem AGD.
Konsekwencje stosowania twardej wody:
- Osadzanie się kamienia na armaturze i ceramice sanitarnej: Na kranach, bateriach, kabinach prysznicowych, wannach i umywalkach powstają białe lub szarawe naloty.
- Zacieki i osady na naczyniach oraz szkle: Po wyschnięciu wody na szklankach, naczyniach i sztućcach pozostają widoczne smugi i plamy.
- Pogorszenie jakości prania: Tkaniny prane w twardej wodzie stają się szorstkie i szybciej się zużywają.
- Negatywny wpływ na skórę i włosy: Kąpiel w twardej wodzie powoduje uczucie ściągnięcia skóry, swędzenie i podrażnienia. Po pierwsze, wysokie stężenie minerałów może zaburzać barierę lipidową skóry, co prowadzi do jej przesuszenia i uczucia dyskomfortu. Niektórzy badacze podejrzewają, że jedną z przyczyn problemu jest fakt, że wapń obniża zdolność do pienienia się mydła. Co więcej, twarda woda przyspiesza starzenie się skóry.
- Obniżenie wydajności instalacji wodnej: Osady z kamienia stopniowo odkładają się wewnątrz rur i urządzeń mających kontakt z twardą wodą. Nie ma ryzyka awarii kotła spowodowanego osadzaniem się tzw. kamienia kotłowego czy zmniejszania światła rur instalacji wodnej, a nawet ich zatykania.
- Skrócona żywotność urządzeń grzewczych i AGD: Kamień osadzający się na elementach grzejnych pralek, zmywarek, podgrzewaczy i kotłów obniża sprawność wymiany ciepła. Kamień może skrócić żywotność wielu urządzeń, a także spowodować inne problemy. Inny problem związany z wysoką twardością wody to spadek efektywności instalacji grzewczych, który może wynieść nawet 12%.
Czy Twarda Woda Jest Szkodliwa Dla Zdrowia?
Picie twardej wody nie stanowi zagrożenia dla zdrowia. Twarda woda sama w sobie nie jest szkodliwa dla zdrowia. Wapń i magnez obecne w wodzie twardej reagują z wodorowęglanami, tworząc osad kamienny. Według National Research Council twarda woda ma jedynie niewielki udział w pokrywaniu zapotrzebowania organizmu na wapń i magnez. Wprawdzie główny źródłem składników mineralnych powinno być pożywienie, lecz obecność wapnia i magnezu w wodzie także przyczynia się do utrzymania ich prawidłowego poziomu w organizmie.
Jak Określić Twardość Wody?
Twardość wody można określić za pomocą prostych testów orientacyjnych lub dokładnych metod analitycznych.
- Testery paskowe: Są szybkie i łatwe w użyciu - umożliwiają orientacyjną ocenę twardości wody. Pasek zanurza się w próbce wody, a następnie porównuje jego barwę ze skalą. Najprostszym sposobem na sprawdzenie twardości wody jest wykonanie testu paskowego. Tester ma postać paska pokrytego substancjami chemicznymi, które reagują na obecność jonów wapnia i magnezu.
- Testy kropelkowe: Polegają na stopniowym dodawaniu odczynnika do próbki wody aż do zmiany barwy. Liczba użytych kropli odpowiada konkretnemu poziomowi twardości. Alternatywna metoda to tester kropelkowy. Aby go wykonać, należy wlać wodę do pojemnika, a potem dodawać pojedyncze krople odczynnika do momentu zmiany koloru cieczy na tę wskazaną w instrukcji (zwykle z zieloną).
- Analiza laboratoryjna lub dane od dostawcy wody: Najdokładniejsze informacje o twardości wody można uzyskać z badań laboratoryjnych lub z rocznych raportów jakości wody udostępnianych przez zakłady wodociągowe. Dostępne są również elektroniczne mierniki twardości wody.
Skala Twardości Wody
Twardość wody podawana jest w różnych skalach. Najbardziej popularną skalą są stopnie niemieckie, oznaczane jako °n, °d, °dH lub dGH. 1 °n oznacza, że w 1 dm3 wody znajduje się 10,00 mg CaO, czyli 17,86 mg CaCO3.
Przeczytaj także: Jak pozbyć się osadu z twardej wody?
Według polskich norm, twardość wody pitnej powinna wynosić od 60 do 500 mg CaCO3/dm3, czyli 3,4-28,1°n. Zgodnie ze stopniami twardości, wodę klasyfikujemy wg tabeli:
| Twardość wody (°n) | Rodzaj wody |
|---|---|
| 0 do 5,6 | Bardzo miękka |
| 5,6 do 11,2 | Miękka |
| 11,2 do 19,6 | Średnio twarda |
| 19,6 do 30,8 | Twarda |
| ponad 30,8 | Bardzo twarda |
Metody Zmiękczania Wody
Najskuteczniejszą metodą redukcji twardości wody w instalacjach domowych jest zmiękczanie wody z wykorzystaniem zmiękczacza jonowymiennego. Sposobem na uporanie się z problemem twardej wody jest montaż zmiękczacza. Zmiękczacz wody to specjalne urządzenie, które wymienia jony wapnia i magnezu, odpowiedzialne za pojawianie się osadów kamiennych, na jony sodu.
Zmiękczacz jonowymienny działa na zasadzie wymiany jonowej. Woda przepływa przez złoże jonowymienne nasycone jonami sodu. Jony wapnia i magnezu, odpowiedzialne za twardość wody, są zatrzymywane na powierzchni złoża i zastępowane jonami sodu. Kluczową zaletą zmiękczacza jonowymiennego jest jego skuteczność. Urządzenie realnie obniża twardość wody do ustalonego poziomu, niezależnie od jej wyjściowych parametrów. Zmiękczacze jonowymienne są rozwiązaniem centralnym. Montuje się je na wejściu wody do budynku lub mieszkania, co zapewnia miękką wodę we wszystkich punktach poboru. Proces regeneracji złoża w zmiękczaczu jest w pełni automatyczny. Po wykorzystaniu zdolności jonowymiennej złoże jest płukane solanką, co przywraca jego pełną sprawność.
Inne metody zmiękczania wody:
- Metoda termiczna: Podstawowym sposobem usuwania twardości z wody jest metoda termiczna. Jest skuteczna jedynie w przypadku twardości przemijającej. Termiczna metoda polega na ogrzaniu wody do temperatury około 80°C. W trakcie zwiększania temperatury następuje wytrącanie się wodorowęglanów wapnia i magnezu w postaci nierozpuszczalnego węglanu wapnia i węglanu magnezu. Powstały osad można usunąć np. w procesie filtracji.
- Metoda chemiczna: Jony wapnia i magnezu można wytrącić także metodą chemiczną. Polega ona na dodatku do wody specjalnych zmiękczaczy, czyli związków chemicznych, których zadaniem jest wytrącenie odpowiednich osadów lub tworzenie związków kompleksowych. Wytrącające się jony wapnia i magnezu w formie soli, oddziela się metodą filtracji lub dekantacji. Zmiękczacze można stosować również w domowych warunkach.
- Dzbanki filtrujące: Doraźnym sposobem zmiękczania wody jest zastosowanie dzbanków filtrujących, które w ostatnich lata zyskały dużą popularność. Woda nalewana do nich jest przepuszczana przez specjalne złoże sorpcyjne, działające na zasadzie wymieniacza jonowego.
- System odwróconej osmozy: System odwróconej osmozy najczęściej wykorzystuje się w kuchni, ponieważ jej celem jest poprawa jakości wody pitnej. Jednak jest to skutek uboczny a nie cel, ponieważ filtry bazujące na odwróconej osmozie mają usuwać z wody szkodliwe zanieczyszczenia, takie jak pestycydy czy metale ciężkie.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
tags: #twarda #woda #jakie #zawiera #jony

