Tvrdoću vode uzrokuju rastvorene soli zemnoalkalnih metala, uglavnom kalcijum i magnezijum. Svojstva tvrde i meke vode na različite načine utječu i na ljudsko zdravlje i na tehnološke procese u proizvodnji.
Tvrdoća je karakteristika fizičkih i hemijskih svojstava vode zbog prisustva rastvorenih soli zemnoalkalnih metala. Glavni doprinos soli tvrdoće daju kalcijum i magnezijum, mada i drugi metali mogu biti prisutni u malim količinama: mangan, gvožđe, uključujući trovalentne, stroncijum, barijum, aluminijum.
Postoje 2 vrste tvrdoće: privremena, uzrokovana ugljikovodicima i karbonatima, i trajna, uzrokovana kloridima, sulfatima i silikatima kalcijuma i magnezijuma. Privremena tvrdoća gotovo se u potpunosti uklanja zagrijavanjem vode da istaloži kalcijum karbonat i magnezijum hidroksid. Stalna tvrdoća kontrolira se metodama reagensa (npr. Kreč-soda) ili metodama izmjene jona.
Mjere i granice tvrdoće vode
Tvrdoća prirodne vode varira u velikoj mjeri. Ove promjene ovise o intenzitetu procesa rastvaranja i vremenskih utjecaja stijena, poput krečnjaka, dolomita, gipsa, u slivovima i vodenim izvorima. Izvor jona mogu biti mikrobiološki procesi u tlima sliva i u sedimentima na dnu, kao i otpadne vode različitih preduzeća.
Na tvrdoću prirodne vode snažno utječu sezonski klimatski faktori kao što su isparavanje, topljenje snijega i leda, padavine. Najmanja tvrdoća površinskih voda uočava se u proljeće.
Sadržaj jona kalcijuma opada s porastom mineralizacije vode i obično ne prelazi 1 g / l. Magnezijumovi joni se mogu akumulirati i, u visoko mineralizovanim vodama, njihova količina može biti nekoliko grama ili, u slanim jezerima, desetine grama po litri. U morima i okeanima tvrdoća vode je vrlo velika.
Izmjerena ukupna koncentracija kationa kalcijuma i magnezijuma služi kao numerički izraz tvrdoće vode. U svjetskoj praksi koristi se nekoliko jedinica tvrdoće vode, na primjer mola po kubnom metru. U Rusiji je 1. januara 2005. uveden novi nacionalni standard prema kojem se tvrdoća vode mjeri u stepenima tvrdoće.
Uticaj tvrdoće vode na ljudski život
Svjetska zdravstvena organizacija ne uspostavlja nijedan kriterij za utjecaj tvrdoće vode za piće na zdravlje ljudi. Iako su neke studije zabilježile smanjenje kardiovaskularnih bolesti prilikom pijenja tvrde vode. Stalna upotreba meke vode može dovesti do neravnoteže minerala u ljudskom tijelu, jer do 15% dnevnog unosa kalcijuma osoba primi iz vode za piće. Na isti način nadoknađuje se potreba organizma za magnezijumom.
Interakcija soli tvrdoće s deterdžentima uništava prirodni masni film na ljudskoj koži i začepljuje pore. Povećana tvrdoća pogoršava kvalitet vode i može joj dati gorak ukus. Soli tvrdoće takođe stvaraju netopiva jedinjenja sa proteinima hrane kada se kuhaju meso, riba i povrće, što narušava proces kuvanja.
Tvrdoća vode doprinosi stvaranju kamenca tokom zagrijavanja, što smanjuje intenzitet izmjene topline u sistemima grijanja i dovodi do prekomjerne potrošnje goriva. Prekomjerno mekana voda zauzvrat uzrokuje povećanu koroziju vodovodnih cijevi.
