Як визначити жорсткість води в домашніх умовах

Жорстка вода є першопричиною цілого букету побутових неприємностей: вапняного нальоту на кранах та мийці, білих розлучень на посуді, накипу на нагрівальних елементах приладів. Від якості водопровідної води залежить кількість порошку, що додається до пральної машини, дозування поліфосфатів перед системою зворотного осмосу і навіть тривалість життя акваріумних рибок. Саме тому важливо знати, як визначити твердість води в домашніх умовах.

Поняття жорсткості

Жорсткість води - це комбінація її хімічних та фізичних характеристик, пов`язаних з кількістю солей лужноземельних металів (зокрема, кальцію та магнію). Чим менше солей міститься у воді, тим м`якшою вона вважається. У природних умовах рівень жорсткості є непостійною величиною і може змінюватись протягом року, підвищуючись при сильному випаровуванні рідини та зменшуючись у сезон дощів.

Розрізняють постійну жорсткість, викликану присутністю солей, та тимчасову, утворену гідрокарбонатами. Остання не є особливою проблемою, оскільки легко усувається кип`ятінням.

Надмірно жорстка вода не тільки скорочує термін служби побутових приладів, сприяючи утворенню накипу на нагрівальних елементах, але й завдає шкоди здоров`ю. Регулярне вживання рідини з високим вмістом солей дратує слизову оболонку кишечника і є однією з причин утворення каменів у нирках. Проте надмірно м`яка вода також має недоліки: її постійне використання здатне спровокувати корозію труб за рахунок відсутності кислотно-лужної буферності, яку забезпечує гідрокарбонатна жорсткість.

Для чисельного вираження характеристик рідини використовують градуси жорсткості та міліграм-еквіваленти на літр (мг-екв/л). Один мг-екв/л відповідає вмісту 20,04 мг кальцію або 12,6 мг магнію у літрі води. У країнах пострадянського простору рекомендується використовувати воду з жорсткістю не вище 7 мг-екв/л, а в Європі – 1,2 мг-екв/л.

Відповідно до чинного стандарту загальноприйнятою одиницею вимірювання вважається градус жорсткості — 1 °Ж. За цим показником воду поділяють на три категорії:

• жорстка - понад 10 ° Ж;
• середньої жорсткості - 2-10 ° Ж;
• м`яка - до 2 °Ж.

Методи виміру

Найвірогіднішим способом поміряти твердість води є лабораторний аналіз. Зробити його можна в санепідемстанції, де фахівці не тільки визначать концентрацію солей, а й зафіксують вміст інших шкідливих домішок - нітратів, пестицидів, сірководню і т.п. д. Аналіз вважається справою добровільною, проте при облаштуванні автономної системи водопостачання їм краще не нехтувати — так мешканці будинку будуть впевнені в тому, що їм не загрожує інфікування та інші тяжкі наслідки вживання рідини, непридатної для пиття. Виконують дослідження відразу після прокачування нової свердловини.

Для проведення аналізу необхідно:

1. Відкрити кран і зливати воду протягом 30 хвилин - це дозволить позбутися рідини, що застоялася, і вимити частинки металу, які неминуче накопичуються в залізних трубах.
2. Набрати воду в чисту пластикову або скляну пляшку. З цією метою цілком підійде ємність з-під мінеральної води. У жодному разі не можна брати тару, в якій раніше був газований напій, оскільки залишки барвників і хімічних речовин, що збереглися в ній, спотворять результати дослідження. Набирати рідину потрібно акуратно, тонким струмком, щоб уникнути надмірного впливу кисню.
3. Закрити ємність, заповнену під саму шийку, кришкою, помістити в щільний непрозорий пакет і протягом двох годин доставити в лабораторію, де дізнаються про жорсткість води і повідомлять про це людину, яка звернулася до СЕС.

Якщо проведення аналізу з якоїсь причини неможливе, визначити жорсткість можна альтернативними методами. Ці способи легко застосовні в домашніх умовах і доступні кожному, проте з лабораторними дослідженнями їхня точність не зрівняється.

Діагностика за ступенем піноутворення

Солі кальцію і магнію мають властивість пригнічувати піноутворення, зв`язуючи мило в нерозчинні сполуки. З цієї причини в жорсткій воді вкрай погано відмивається посуд і практично не випрати речі. На ній же заснований один із базових способів визначення характеристик води: якщо мило нормально піниться, жорсткість середня, якщо не піниться зовсім - підвищена.

Для порівняння можна придбати дві пляшки води з різною жорсткістю (цей параметр вказаний на етикетці), а у третю ємність налити рідини з-під крана. Потім необхідно взяти рівну кількість мила і одночасно спінити його у всіх тарах. В результаті вийде піна, яку слід виміряти лінійкою.

Зразкова жорсткість досліджуваної рідини вимірюється шляхом нескладних арифметичних підрахунків: наприклад, якщо в м`якій воді (1 °Ж) висота піни становить 15 см, у жорсткій (15 °Ж) - 1 см, а у воді з-під крана - 6 см, жорсткість останньої є середнім арифметичним двох перших параметрів ( т. е. 8 ° Ж). Однак описаний спосіб не можна назвати цілком достовірним — керуючись ним, можна отримати лише загальне уявлення про характеристики води.

Інтенсивність утворення накипу на побутових приладах (каструлях, чайниках, ТЕНах) також дозволяє зробити висновки про жорсткість. Так, якщо аератори кранів у будинку забиваються протягом місяця, найімовірніше, вміст солей перевищує 10 мг-экв/л.

Перевірка на смак

Описати словами різницю між смаком м`якої та жорсткої води досить складно, проте не зрозуміти її за практичного порівняння майже нереально. Слід зазначити, що тривалі тренування дозволяють визначати жорсткість з похибкою до 2-3 мг-екв/л, інколи ж і ще точніше.

Принцип діагностики аналогічний перевірці на піноутворення: необхідно придбати дві пляшки води різної жорсткості, налити в третю тару досліджувану рідину та по черзі продегустувати питво з усіх ємностей. Виходячи зі смакових відчуттів, визначають, до якого значення ближче вода з-під крана.

Тим, хто намагається виявити рівень жорсткості на смак, також допоможе цілісний листовий чай. Справа в тому, що в жорсткій воді цей напій набуває в`язкості, каламутного відтінку і металевого післясмаку, м`яка ж надає йому коричнево-оранжевий колір з бурштиновим відливом і приємний насичений смак. Пакетований або гранульований чай для експерименту не годиться, оскільки може містити барвники.

Використання індикаторних смужок

Спеціальні тести для визначення жорсткості води можна придбати в зоомагазинах, фірмових магазинах побутової техніки або через інтернет-майданчики. Індикаторні смужки є шматочками просоченого реагентом паперу, який змінює колір при контакті з рідиною. Інтенсивність забарвлення варіюватиметься залежно від концентрації солей. Детальна інструкція із застосування вказана на упаковці з тестами.

Головним недоліком методу є те, що правильно інтерпретувати отриманий результат іноді важко. Тоді тест повторюють кілька разів, на око визначаючи інтенсивність кольору та порівнюючи її із запропонованою палітрою. А якщо врахувати, що якісні індикаторні смужки найчастіше зарубіжного виробництва, доводиться ще й переводити вказані одиниці виміру з європейських до російських.

Крім того, навіть неухильне дотримання всіх умов тесту не гарантує стовідсоткової точності результату. Набагато краще скористатися спеціальним приладом - солемером, або TDS-метром, здатним визначити жорсткість, виходячи з електропровідності води. Однак такий апарат коштує пристойних грошей і вимагає від власника певних навичок.

Способи пом`якшення

Перевірити рівень жорсткості можна кількома способами, але це лише половина справи. Звичайно, якщо вода м`яка, то жодних додаткових дій не буде потрібно, а ось підвищена жорсткість є проблемою, яка потребує усунення. Для цього застосовуються такі методи:

• Термічна обробка (кип`ятіння). Вважається найкращим варіантом нейтралізації жорсткості, утвореної гідрокарбонатами, але для інших випадків не підходить.
• Очищення методом зворотного осмосу. Спосіб заснований на проходженні рідини під тиском через поліамідні мембрани, проникні тільки для частинок, розмір яких менший за діаметр молекул води або дорівнює йому (наприклад, кисню). Вода проходить з більш концентрованого розчину менш концентрований, тобто у зворотному для осмосу напрямку, внаслідок чого очищається від більшості шкідливих домішок.

  Ефективність очищення може досягати 99,9%. Серед недоліків методу варто відзначити неминучу попередню підготовку рідини, що подається на мембрану.

• Реагентне пом`якшення, тобто додавання певної кількості соди або гідратного вапна. У цьому випадку лужноземельні солі переходять у нерозчинні сполуки, згодом випадаючи в осад. Спосіб передбачає точне дозування реагенту та подальшу фільтрацію.
• Електродіаліз - процес зміни концентрації розчину шляхом виділення з нього солей під впливом електричного струму. Метод трудомісткий і досить затратний, тому застосовується головним чином промислових установках.
• Катіонування - пропускання рідини через спеціальний матеріал, званий катіонітом. У процесі фільтрації катіони, що сприяють утворенню накипу, поглинаються матеріалом і замінюються іонами натрію або водню. Одноступінчасте катіонування знижує рівень жорсткості до 0,05-0,1 °Ж, а двоступінчасте - до 0,01 °Ж.

На добу людина вживає не менше двох літрів рідини, якість якої безпосередньо впливає на стан її здоров`я. Чиста вода з оптимальним вмістом необхідних мікроелементів допомагає відновити баланс в організмі та забезпечити нормальну роботу останнього, тому контролювати її характеристики надзвичайно важливо.