Twarda Woda: Kompleksowy Przewodnik
- Szczegóły
Twarda woda to hasło, które często przewija się w reklamach pralek, kotłów grzewczych czy zmywarek. Ale jej wpływ nie kończy się na sprzęcie AGD - to także istotny czynnik w procesie profesjonalnego mycia pojazdów. Ale czym właściwie jest twarda woda i jak wpływa na nasze życie?
Czym jest twarda woda?
Twarda woda to woda zawierająca dużą ilość jonów wapnia (Ca²⁺) i magnezu (Mg²⁺). Związki te przedostają się do wód gruntowych w wyniku reakcji dwutlenku węgla (CO₂) z minerałami w glebie.
W efekcie powstają dobrze rozpuszczalne w wodzie wodorowęglany:
CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂
MgCO₃ + CO₂ + H₂O → Mg(HCO₃)₂
Przeczytaj także: Definicja twardości wody
Ten proces to tzw. chemiczne wietrzenie wapieni - termin, który może brzmieć zaskakująco, ale jest powszechny w geochemii.
Rodzaje twardości wody
Wyróżniamy dwa podstawowe typy twardości wody:
- Twardość przemijająca - wywołana obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu. Jest określana jako „przemijająca”, ponieważ można ją usunąć poprzez gotowanie wody. Należy jednak pamiętać, że przez podgrzanie wody do temperatury ok. 100°C w rezultacie powstają nierozpuszczalne sole, które osadzają się na dnie. Jest to bardzo niekorzystne np. w przypadku kotłów grzewczych, bo prowadzi do niszczenia instalacji.
- Twardość trwała - powodowana przez obecność siarczanów i chlorków wapnia i magnezu. W przeciwieństwie do twardości przemijającej, nie znika po zagotowaniu wody.
Jak mierzymy twardość wody?
Jedną z najprostszych i najczęściej stosowanych metod oznaczania twardości wody jest tzw. metoda kropelkowa, w której wynik podaje się w stopniach niemieckich (°dH). Do przeprowadzenia pomiaru wystarczy próbka badanej wody, specjalny odczynnik oraz barwnik wskaźnikowy - cały zestaw można łatwo kupić w sklepach instalacyjnych lub budowlanych.
Pomiar polega na dodawaniu odczynnika kroplami do momentu zmiany barwy roztworu. Ilość kropli mówi nam wprost ile stopni twardości ma badana przez nas woda.
Dlaczego twarda woda utrudnia mycie?
Twarda woda ma wyższe napięcie powierzchniowe, co utrudnia zwilżanie powierzchni. Efekt? Gorsze przyleganie detergentu i niższa skuteczność czyszczenia. To oznacza też, że do czyszczenia zużywa się więcej środka czyszczącego, by uzyskać ten sam efekt co przy wodzie miękkiej.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Co ciekawe, kiedyś twardość wody określano na podstawie… ilości mydła potrzebnej do uzyskania piany!
Współczesne detergenty - zawierające anionowe środki powierzchniowo czynne, takie jak SLES (Sodium Laureth Sulfate) i ABSNa (Sodium Alkylbenzene Sulfonate), które są często używane w szamponach do aut - łatwo reagują z dodatnimi kationami wapnia i magnezu obecnymi w twardej wodzie. W efekcie środki te tracą swoje właściwości, bo „zneutralizowane” przez jony metali przestają skutecznie działać.
Jak radzić sobie z twardą wodą?
Producenci profesjonalnych środków czystości najczęściej używają zmiękczonej lub zdejonizowanej wody przy produkcji. Ale u klientów końcowych sytuacja wygląda inaczej - myją oni często przy użyciu zwykłej wody z kranu. Dlatego do preparatów myjących dodaje się specjalne składniki wspomagające zmiękczanie, takie jak:
- Fosfoniany - związki o zbliżonym działaniu do fosforanów, ale znacznie wolniejszym tempie rozkładu, przez co są bardziej stabilne i bezpieczniejsze dla środowiska wodnego. Ich wadą jest jednak konieczność stosowania jeszcze większych ilości niż w przypadku fosforanów oraz znacznie wyższy koszt produkcji, co nadal stanowi wyzwanie dla branży.
- Kwasowe środki zmiękczające - skuteczne, ale mogą powodować korozję na czyszczonych elementach samochodu.
- Wapno gaszone, soda - obniżają twardość, ale znacznie podnoszą pH, co też zwiększa ryzyko korozji.
- Fosforany - kiedyś powszechnie stosowane jako skuteczne środki zmiękczające - wymagały jednak stosowania w wysokich stężeniach, sięgających nawet kilkunastu procent masy produktu. Taka ilość fosforu trafiająca do ścieków prowadziła do ich nadmiernego wzbogacenia, co z kolei powodowało gwałtowny rozrost glonów, zaburzenia równowagi biologicznej oraz poważną degradację całych ekosystemów wodnych.
Nowoczesne rozwiązania: chelaty i zeolity
Coraz popularniejsze stają się środki chelatujące - substancje, które wiążą kationy metali (głównie Ca²⁺ i Mg²⁺) w trwałe, rozpuszczalne kompleksy. Dzięki temu nie tworzą się osady, a już istniejące mogą być nawet rozpuszczone.
Wśród chelatów znajdziemy także zeolity - naturalne glinokrzemiany, które skutecznie zmiękczają wodę bez negatywnego wpływu na środowisko. Ze względu na swoją strukturę i selektywność są szeroko stosowane nie tylko w chemii gospodarczej, ale też w kosmetyce i farmacji.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Czy twarda woda jest szkodliwa dla zdrowia?
Wbrew pozorom twarda woda nie jest szkodliwa dla zdrowia. Profesor Józef Górski z Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu powołuje się na badania prowadzone w Wielkiej Brytanii. Wskazują one na wyraźną zależność między spożywaniem wody o twardości poniżej 160 miligramów CaCO3 a wzrostem śmiertelności w wieku 35-74 lat.
Nie jest też tajemnicą, że im więcej minerałów zawiera woda, tym zdrowsza jest dla organizmu. A im więcej ich posiada, tym jest twardsza. Nie oznacza to jednak, że powinno się spożywać jedynie tę, zawierającą węglan wapnia. Organizm ludzki potrzebuje do właściwego funkcjonowania całej palety pierwiastków chemicznych. Udowodnione jest, że miękka woda mu nie służy.
Miękka woda - dlaczego jest dla nas ważna?
Miękka woda pozytywnie wpływa na nawilżenie skóry. Dzięki niej możemy się też pochwalić miękkimi i błyszczącymi włosami. To najbardziej znane zalety miękkiej wody dotyczące organizmu człowieka. Potrawy i napoje przygotowane ze zmiękczonej wody są bardziej wyraziste w smaku. Wymagają znacznie mniejszych ilości przypraw.
Miękka woda doskonale też sprawdza się w życiu domowym. Dzięki niej w rurach i urządzeniach AGD nie osadza się kamień. Zyskują one dzięki temu na żywotności. Dotyczy to głównie pralek i zmywarek, ale też czajników czy ekspresów do kawy. Niektóre z nich wyposażone są wręcz w funkcję odkamieniania.
Pranie w miękkiej wodzie jest znacznie szybsze i oszczędniejsze. Analogicznie ze zmywaniem naczyń, czy... myciem. Przy zmiękczonej wodzie potrzeba znacznie mniej detergentów, by uzyskać ten sam efekt. Ponadto miękka woda oszczędza nasze ubrania. Wpływa na wytrzymałość tkanin, z których uszyto ubrania. Ma też ogromny wpływ na funkcjonowaniu ogrzewania w domu. Miękka woda nie pozostawia osadu w rurach. Dzięki temu proces ogrzewania jest znacznie oszczędniejszy i efektywniejszy. Używanie zmiękczonej wody ma też wpływ na żywotność pieca grzewczego i instalacji hydraulicznej. Jest ona zatem w domu potrzebna.
Jak sprawdzić twardość wody?
Jak sprawdzić twardość wody z kranu domowym sposobem? Od razu należy przyjąć, że test taki będzie bardzo ogólny. Nie wskaże on dokładnego wyniku, jaki można uzyskać w wyspecjalizowanych laboratoriach. Daje on jednak pojęcie o twardości wody w kranie lub ujęciu, z którego korzystamy. Do wykorzystania mamy dwie, popularne metody.
- Pomiar kropelkowy: Stosując się ściśle do instrukcji obsługi, uzyskamy dość dokładny wynik, wystarczający do potrzeb domowych. Testery takie są najczęściej skalowane w stopniach niemieckich lub francuskich. Zawierają też tabelę przeliczeniową. Do ściśle określonej ilości wody dodajemy zakraplaczem tester. Liczymy krople, których ilość zmieni barwę próbki. Wynik testu jest równoznaczny z liczbą kropli, które konieczne były do zmiany zabarwienia.
- Test paskowy: Tester paskowy jest mało dokładny, jednak wskaże on w przybliżeniu stopień twardości wody. Dostępny jest w sklepach akwarystycznych i hurtowniach chemicznych. Sam pomiar jest banalnie prosty. Na pasek testera nanosimy niewielką ilość cieczy. Intensywność zabarwienia wskaże nam stopień twardości wody. Porównuje się ją ze wzorem dostarczonym z paskami.
Twardość wody a sprzątanie
W jaki sposób twardość wody wpływa na jakość sprzątania? Czemu warto zwrócić na nią uwagę? Wyznacznikiem, który określa, czy woda jest twarda, czy miękka, jest stężenie magnezu, wapnia, a także innych metali, jakie znajdują się w wodzie. Jeżeli zawartość jonów wielowartościowych (głównie magnezu oraz wapnia) jest wysoka, wtedy mówimy o zjawisku potocznie nazywanym kamieniem. Twarda woda posiada wiele negatywnych skutków, m.in. ma wpływ na stan i kondycję naszej skóry czy włosów. Poruszając kwestię sprzątania, a twardości wody, należy przypomnieć pojęcie napięcia powierzchniowego wody. Im większe jest napięcie, tym trudniej zwilża się wszelkie powierzchnie, co przekłada się na kłopoty związane z usunięciem brudu. Niestety twarda woda potęguje napięcie powierzchniowe. Aby doczyścić zabrudzoną powierzchnię, musisz użyć większej ilości preparatów. Jakby tego było mało, twardość wody wpływa też na końcowy efekt sprzątania. Niestety jony magnezu i wapnia, zawarte w wodzie, po wyschnięciu są widoczne na wielu powierzchniach, wliczając w to m.in.: kabiny prysznicowe czy sanitariaty.
Zmiękczacz wody do domu
Jedyną możliwością, by w domu mieć dostęp do miękkiej wody, jest użycie filtra lub zmiękczacza. To nowoczesne urządzenia, dzięki którym proces staje się automatyczny. Montowane w ciągach instalacyjnych, nie tylko oczyszczają wodę, ale też sprawiają, że staje się miękka. Filtr lub zmiękczacz wody do domu umieszcza się przed punktem jej poboru. Zazwyczaj jest to kran w kuchni lub łazience. Wiele urządzeń filtruje i zmiękcza wodę w całym domu. Często mają one funkcję stopniowania twardości wody. Pozwala to regulować jej parametry w zależności od potrzeb. To wygodne rozwiązanie. Taki filtr i zmiękczacz wody do domu nie wymusza bowiem skrajnych wyborów. Dobrym rozwiązaniem jest także montaż filtra ze zmiękczaczem wody na jednym punkcie poboru wody. Do nas wtedy należeć będzie decyzja, jakiej wody użyjemy. Niewątpliwie filtr i zmiękczacz wody jest urządzeniem, które warto wprowadzić do domu. Twarda woda jest problemem, który głównie spotykany jest w domach, niezależnie od tego, czy woda jest dostarczana z sieci wodociągowej, czy mieszkańcy korzystają z własnych ujęć.
Twardość wody w Dzierżoniowie
Woda dostarczana do klientów w Dzierżoniowie i jego okolicach charakteryzuje się zmienną twardością. Spowodowane jest to różnym źródłem zasilania (woda surowa głębinowa i powierzchniowa), anomaliami pogodowymi jak i również wielkością rozbioru wody przez mieszańców. Najczęściej mieszkańcy Dzierżoniowa od strony Pieszyc, Bielawy i Piławy Dolnej zaopatrywani są w wodę powierzchniową, która jest wodą miękką, natomiast mieszkańcy Dzierżoniowa od strony Wrocławia i świdnicy (czyli osiedla) zaopatrywani są wodą mieszaną (głębinową i powierzchniową) o średniej twardości.
Wpływ twardości wody na organizm
Do prawidłowego funkcjonowania organizm ludzki potrzebuje nie tylko wody, ale również substancji w niej rozpuszczonych, które mogą występować w dużych ilościach (makroskładniki) lub jako elementy śladowe (mikroskładniki). Odpowiedzialna za to zjawisko jest twardość wody czyli zawartość w wodzie związków wapnia i magnezu. Wapń i magnez są niezbędne w diecie. Pierwiastki te są znacznie łatwiej przyswajalne z wody niż pożywienia. Magnez zawarty w wodzie wchłania się 30 razy lepiej niż zawarty w pożywieniu. Żywność traci o tyle mniej magnezu, o ile woda, w której gotujemy ma więcej magnezu.
Unikanie sztucznie zmiękczanej wody
Należy unikać zwłaszcza do gotowania żywności, wody ciepłej, sztucznie zmiękczanej. Ważne, by nie używać do celów kuchennych takiej wody. Powoduje ona maksymalne zmniejszenie zawartości magnezu w gotowanej żywności. Pożądane jest stosowanie do gotowania i picia niezmiękczonej wody zmineralizowanej.
Magnez i wapń - kluczowe pierwiastki
Magnez bierze udział w ponad 300 procesach biochemicznych i dlatego decyduje o prawidłowej czynności układu immunologicznego i nerwowo-mięśniowego. Zapobiega chorobom nowotworowym, miażdżycy naczyń krwionośnych, zawałom i kamicy nerkowej. Zapobiega zaburzeniom ciąży i opóźnieniom rozwoju płodu. Przeciwdziała stresom, zmniejsza napięcie nerwowe, likwiduje zaburzenia pracy serca i szkodliwe skutki działania alkoholu. Wapń jest podstawowym składnikiem kości i zębów. Wpływa korzystnie na przemianę materii i jest niezbędny do utrzymywania normalnej czynności serca i prawidłowej aktywności układu mięśniowo-nerwowego.
Problem kamienia kotłowego
Kamień kotłowy - warstwa osadu węglanów wapnia (CaCO3) i magnezu (MgCO3), powstająca w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanów wapnia i magnezu, zawartych w wodzie, zwłaszcza twardej. Obecna wiedza czy technika pozwala jedynie ograniczyć zjawisko wytrącania się wodorowęglanów wapnia i magnezu.
Żółta woda w kranie
Jeżeli w kranie pojawia się okresowo woda w kolorze żółtym, poza tym, że nie wygląda ładnie, nie ma szkodliwego wpływu na zdrowie. Kolor żółty świadczy o tzw. „zanieczyszczeniu wtórnym” związkami żelaza i manganu, wytrącanych z rur sieci wodociągowej lub z instalacji wewnętrznej. Najczęściej przyczyną tego okresowego zjawiska są awarie na sieciach, skoki ciśnień czy prace remontowe. Należy również wspomnieć, że po dłuższym czasie nieużytkowania kranu (np. po nocy), warto pierwszy strumień wody pojawiający się zaraz po odkręceniu kurka zużyć np. do kąpieli, a dopiero kolejny do picia.
tags: #woda #twarda #wikipedia
