Twarda Woda: Definicja, Wpływ na Zdrowie i Gospodarstwo Domowe
- Szczegóły
Wzmożona reklama i wprowadzanie na rynek coraz większej ilości filtrów do wody stawia konsumenta przed dylematem: kupić czy nie? Reklamy na stronach internetowych i artykuły sponsorowane przez producentów filtrów ukazują się w prasie. Pokazują uśmiechnięte twarze osób, które skorzystały już z „dobrodziejstwa” urządzeń zmiękczających wodę, zachęcają do ich kupowania.
Zdjęcia błyszczących kranów, pryszniców itp urządzeń gospodarstwa domowego, gdzie nie ma osadzonego kamienia zachęcają do zakupu. Pokazywane są też zyski jakie będzie miał konsument używając filtra, pokazuje się walory wody czystej, bez zanieczyszczeń, więc - „samo zdrowie”. Na stronach internetowych można znaleźć artykuły tłumaczące konsumentom jaką niekorzystną wodę piją z kranu i jaka jest pobierana do celów pitnych.
Mowa oczywiście o klasie wody najgorszej, uzdatnianej i trafiającej do odbiorców. Z treści tych artykułów wynika, że uzdatnianie nic nie daje, technologia jest przestarzała, wiec pijemy „samą chemię”. Po takich informacjach konsument ma strach w oczach. I o to chodzi.
Niepodważalnym argumentem są wypowiedzi naukowców, w tym lekarzy, jaką wodę powinniśmy pić i po uzdatnianiu, by była dobra. Posłużono się nawet cytatem prof. Juliana Aleksandrowicza, który powiedział „Zdrowie i życie człowieka zależy w dużej mierze od rodzaju i jakości wody, którą na co dzień pije”. Tylko, że twórca Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego, naukowego stowarzyszenia zajmującego się badaniem wpływu na organizm człowieka biopierwiastków zawartych w wodach, szczególnie magnezu, powiedział to w pewnym kontekście, ale nie filtrów do wody. Cytatu użyto, bo pasuje nie tylko do artykułu, jest dobrą reklamą... Cóż, Profesora już nie ma, nie może interweniować, ale ma następców.
Idąc jego śladem i myślami naukowymi należy podkreślić, że znaczenie dla zdrowia człowieka mają wody zawierające odpowiednie ilości biopierwiastków jak: magnez, wapń, wodorowęglany, chlorki, sód, siarczany, fluorki, jodki, żelazo i dwutlenek węgla. Tylko ich optymalna, a nie minimalna ilość w wodzie, szczególnie magnezu i wapnia ma znaczenie dla zdrowia człowieka. Ilość tych biopierwiastków w wodzie klasyfikuje ją do wód twardych lub miękkich.
Przeczytaj także: Osmoza: Definicja i zastosowania
Definicja Twardości Wody
Twardością ogólną wody nazywa się sumę zawartości jonów wapnia i magnezu występujących we wszystkich możliwych połączeniach. Twardość ogólną dzieli się na wapniową - powodowaną obecnością jonów wapnia, twardość magnezową - powodowaną przez jony magnezu.
W wodach pozbawionych węglanów oraz wodorowęglanów sodu i potasu twardość węglanowa równa jest zasadowości ogólnej wody. Są też inne określenia twardości wody:
- Przemijająca, wywołana jest obecnością wodorowęglanów wapnia i magnezu i usuwa się w trakcie gotowania.
- Stała, która pozostaje po przegotowaniu.
W wodach naturalnych wapń i magnez występują w różnych stężeniach (50-1000 mg CaCO3/l). W ogólnej mineralizacji wód związki wapnia zwykle dominują nad związkami magnezu. Ze względów zdrowotnych w wodzie do picia najkorzystniejsze są stężenia wapnia od 30 do 80 mg/l, a stężenie magnezu zalecane jest w zależności od zawartości jonów siarczanowych (30-125 mg Mg/l).
Obecność jonów wapnia i magnezu w wodzie do picia i celów gospodarczo-przemysłowych ma znaczenie techniczne. Wody miękkie o niskiej zawartości jonów Ca i Mg stwarzają warunki do korozji w przewodach wodociągowych, zaś wody o nadmiernej twardości tworzą osady i zmniejszają przepustowość przewodów.
Znaczenie Zdrowotne Spożywania Twardej Wody
Znaczenie zdrowotne ma picie wód twardych, na co wskazują liczne doniesienia naukowe. Dwoma czynnikami, od jakich zależy twardość wody są stężenia wapnia i magnezu. Związek między twardością wody, a zachorowaniami na choroby naczyniowe był pierwszy raz opisany przez japońskiego chemika Kobayashi w 1957 r.
Przeczytaj także: Różnice między wodami mineralnymi
Wykazał wyższe współczynniki umieralności na choroby naczyń mózgowych w obszarach z kwaśniejszą (miękką) wodą, w porównaniu do tych z bardziej zasadową (twardszą) wodą używaną do picia. Przewlekły niedobór magnezu połączony ze zmniejszeniem jego stężenia w mięśniu sercowym, związany z niewystarczającą podażą, szczególnie z ubóstwem tego jonu w wodzie, może spowodować chorobę mięśnia sercowego.
Badania epidemiologiczne ustaliły odwrotną zależność między twardością wody pitnej, a umieralnością na choroby sercowo-naczyniowe (u dorosłych i u niemowląt). Picie wody twardej zmniejsza ryzyko zachorowań na choroby sercowo-naczyniowe, a spożywanie wody miękkiej prawdopodobnie je zwiększa.
O związkach ciśnienia i twardości wody pitnej donoszą naukowcy. Woda uboga w wapń i w magnez (miękka) wpływa na postępujące zubożenie ustroju w magnez. Niska zawartość magnezu w wodzie pitnej jest czynnikiem ryzyka dla chorób neuronu ruchowego i stanów przed rzucawkowych u kobiet w ciąży.
Niska podaż Ca i Mg z wodą pitną jest czynnikiem ryzyka w zaniku mięśni bocznych, podczas gdy większe ilości tych składników mogą ochronnie działać przeciw próchnicy i zapaleniu ozębnej. Woda miękka zmniejsza zawartość magnezu i wapnia w żywności, jeżeli jest używana do gotowania, mięsa, warzyw itp, nawet do 60%. Woda twarda używana do gotowania zmniejsza straty składników, a zwiększa zawartość wapnia w żywności.
Woda pitna dostarcza magnezu gdy ją pijemy, wpływa też na podaż tego pierwiastka używana do gotowania. Żywność traci o tyle mniej magnezu, o ile woda, w której gotujemy ma więcej magnezu. Należy unikać zwłaszcza do gotowania żywności, wody ciepłej, sztucznie zmiękczanej. Ważne, by nie używać do celów kuchennych takiej wody.
Przeczytaj także: Zrozumieć osmozę
Powoduje ona maksymalne zmniejszenie zawartości magnezu w gotowanej żywności. Pożądane jest stosowanie do gotowania i picia niezmiękczonej wody zmineralizowanej. Wytrącanie soli przez zmiękczanie twardej wody podczas jej gotowania dokonuje się głównie kosztem zawartego w niej wapnia, a zachowanie magnezu.
Ten przegląd pokazuje, że wody twarde są dla człowieka zdrowe, dostarczają magnezu, wapnia i biopierwiastków niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania. Zwiększona ilość magnezu i wapnia do zachowaniu zdrowia i działająca profilaktycznie, znajduje się w wodach mineralnych. Należy zwracać uwagę na ilości magnezu i wapnia, gdyż korzystne działanie jest wtedy, gdy ilość tych biopierwiastków stanowi 15 % naszego dziennego zapotrzebowania. To tak, jakbyśmy pili twardą wodę.
Właśnie ta, a nie miękka decyduje o dobrym samopoczuciu i działa profilaktycznie. Pokutuje przekonanie, że woda powodująca osadzanie się kamienia w czajniku czy w rurach jest zła. To błędne rozumowanie. Nie można porównywać fizjologii człowieka do urządzeń technicznych. Prostym przykładem jest sposób na udrażnianie rur przez wlewanie do nich substancji żrących. Takich przecież nie połykamy, bo byłby to nasz ostatni łyk w życiu.
W organizmie człowieka zachodzą przemiany biochemiczne nieustające niezależnie od tego czy pracujemy czy wypoczywamy. Zbędne produkty przemiany materii są wydalane z organizmu.
Twarda Woda a Gospodarstwo Domowe
Twarda woda to powszechny problem, który wpływa na instalacje, urządzenia i komfort życia. Choć nie jest szkodliwa dla zdrowia, generuje wysokie koszty eksploatacyjne i przyspiesza zużycie sprzętów. Twarda woda to woda zawierająca rozpuszczone w niej sole, zwykle są to sole obejmujące kationy wapnia i magnezu. Woda wodociągowa ma różny stopień twardości, zależnie od regionu/wodociągów. Woda mineralna należy do wód twardych.Wyróżnić można również wodę miękką, czyli taką, która zawiera mało lub bardzo mało rozpuszczonych soli (wtedy jest to woda bardzo miękka).
W praktyce problemy eksploatacyjne zaczynają się już przy wartościach powyżej 10°dH. 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. 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.
Skutki Używania 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.
- Obniżenie wydajności instalacji wodnej: Osady z kamienia stopniowo odkładają się wewnątrz rur i urządzeń mających kontakt z twardą wodą.
- Skrócona żywotność urządzeń grzewczych i AGD: Kamień osadzający się na elementach grzejnych pralek, zmywarek, podgrzewaczy i kotłów obniża sprawność wymiany ciepła.
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.
- Testy kropelkowe: Polegają na stopniowym dodawaniu odczynnika do próbki wody aż do zmiany barwy. Liczba użytych kropli odpowiada konkretnemu poziomowi twardości.
- 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.
Usuwanie Twardości Wody
Usuwanie twardości przemijającej możliwe jest przez zagotowanie wody - sole wodorowęglanów w wyższej temperaturze przekształcają się w nierozpuszczalne węglany wapnia czy magnezu. Dodatkowo reakcji sprzyja zmniejszenie rozpuszczalności CO2 wraz ze wzrostem temperatury, co powoduje przesunięcie równowagi reakcji w stronę tworzenia produktów. Ponadto w procesie usuwania twardości wody może powstać wodorotlenek magnezu MgOH2. Jest to możliwe dzięki obecności jonów OH- w roztworze, które powstają w wyniku hydrolizy wodorowęglanów.
Aby pozbyć się z wody soli odpowiedzialnych za twardość trwałą, wykorzystuje się metody strąceniowe. W tym celu do wody dodaje się środki zmiękczające, najczęściej fosforany(V) lub węglany.
Zmiękczanie Wody w Instalacjach Domowych
Najskuteczniejszą metodą redukcji twardości wody w instalacjach domowych jest zmiękczanie wody z wykorzystaniem zmiękczacza jonowymiennego. 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
- Zmiękczanie wody polega na płukaniu wody jonami o jednym elektronie walencyjnym, zazwyczaj sodem, który wypiera wapń i obniża twardość wody.
- Odwrócona osmoza (RO), proces, w którym woda wodociągowa przepuszczana jest przez kilka membran o coraz mniejszych otworach, które blokują cząsteczki i atomy o określonej wielkości. Następuje efektywna filtracja wapnia i innych większych elementów, co obniża twardość wody. Usuwa to również przeważającą część innych pierwiastków, wliczając szkodliwe cząsteczki, jony sodu i większość innych jonów, tym samym skutecznie obniżając całkowitą sumę wolnych jonów i EC.
Tabela Stopni Twardości Wody
Poniższa tabela przedstawia klasyfikację twardości wody w różnych skalach:
| Stopień Twardości | Skala Niemiecka (°dH) | Charakterystyka |
|---|---|---|
| Bardzo miękka | 0 - 4 | Woda agresywna dla instalacji |
| Miękka | 4 - 8 | Woda o niskiej zawartości minerałów |
| Średnio twarda | 8 - 12 | Woda akceptowalna |
| Twarda | 12 - 18 | Możliwość osadzania się kamienia |
| Bardzo twarda | Powyżej 18 | Wysokie ryzyko osadzania się kamienia |
tags: #woda #twarda #definicja
