Оценка жесткости воды - проблемы и пути решения

Оценка жесткости воды - проблемы и пути решения
Жесткость воды - определенное свойство воды, которое связывают с растворенными в ней соединениями магния
и кальция, то есть наличием в воде катионов этих элементов (при повышении температуры соли этих металлов
выпадают в осадок и образуют весьма прочные отложения). Жесткость воды во многом определяет пригодность
воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Возникновением накипи мы «благодарны»
именно жесткой воде.
Жесткость воды принято исчислять суммой миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1
ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на
валентность. Величина 1 ммоль/л говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция либо 12,1 б мг/л магния.
Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Кроме того, в зарубежных странах
широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo),
американский градус, ppm карбоната кальция.
Выделяют
2
типа
жесткости
воды:
- временная – карбонатная жесткость, обусловлена присутствием на ряду с кальцием, магнием и железом
гидрокарбонатных
анионов;
- постоянная – некарбонатная жесткость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных
анионов,
соли
кальция
и
магния
которых
прекрасно
растворяются
в
воде;
- общая жесткость определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, то есть суммой
карбонатной и некарбонатной жесткости.
Принято
классифицировать
мягкая
вода
средняя
жесткость
- жесткая вода – свыше 6,0 мг-экв/мл.
–
жесткость
жесткость
–
от
воды
3,0
3,0
следующим
мг-экв/л
и
до
6,0
образом:
более
мг-экв/л
Причиной жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в
подземных водах, а также отчасти, других процессов растворения и выветривания горных пород. Обычно в
маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость воды, обусловленная ионами кальция (хотя в
отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации
воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния
(Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах - десятков
граммов на один литр воды.
В целом, жесткость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена
заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период
половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень
высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).
Приемлемость жесткости воды для питьевых нужд зависит от конкретных местных условий. Порог вкуса для иона
кальция находится в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния значительно ниже (в отдельных случаях приемлема вода жесткостью в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет
горьковатый вкус и негативно воздействует на органы пищеварения, органолептические свойства воды отвечают
низкому уровню.
Однако мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость и может, в зависимости от
значения рН и других параметров влиять на коррозионную активность водоводов (в данном случае повышать их
устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в некоторых случаях проводят специальную химподготовку
воды с целью достижения оптимального и эффективного соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной
активностью.