Воду какой жесткости можно пить
Содержание статьи
Не мытьем — так питьем: польза и вред жесткой воды
Что такое жесткая вода и как ее смягчают в промышленных масштабах, почему контуры капель отмывать сложнее, чем середину, вредна ли жесткая вода для здоровья, какую роль в неприятностях из-за жесткой воды играет мыло и с какой водой получается самый вкусный кофе, читайте в материале Indicator.Ru.
Жесткой водой называют воду с большим содержанием растворенных солей. Из-за нее образуется накипь на чайнике и налет («мыльный камень») на сантехнике, в ней хуже пенятся мыло, порошок или шампунь. Некоторые люди жалуются, что от такой воды их кожа становится сухой и раздраженной, другие начинают страдать от перхоти. Рассказываем, как и почему это происходит и вредно ли пить жесткую воду.
Что такое жесткость воды и откуда она берется
В той воде, которую мы пьем или которой моемся, содержится не только водород и кислород. В зависимости от происхождения в ней растворены самые разные химические вещества. Чаще всего среди них встречаются соли магния и кальция, даже в процентном соотношении их больше, чем всех остальных. Собственно, тот показатель, который мы называем жесткостью, обычно выражается в милиграммах карбоната кальция (CaСО3) на литр воды. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), вода с содержанием карбоната кальция ниже 60 мг/л считается мягкой, от 60 до 120 мг/л — средней жесткости, от 120 до 180 мг/л — жесткой, выше 180 мг/л — очень жесткой. Иногда жесткость измеряется также в градусах жесткости, которые в разных странах рассчитываются по-разному (для любопытных — онлайн-счетчик для перевода из одной системы в другую).
Жесткость водопроводной воды может сильно колебаться в зависимости от сезона. Например, в дождливое время или при таянии большого количества снега соли понемногу разбавляются, а во время засухи при испарении воды концентрация растворенных веществ, соответственно, растет. Различают два вида жесткости. Первая, временная, связана с гидрокарбонатами кальция и магния (Са(НСО3)2, Mg(НСО3)2). Постоянную жесткость воде придают другие соли, в основном хлориды и сульфаты кальция и магния (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).
Жесткость воде могут добавлять соли алюминия, бария, железа, марганца, цинка, стронция и других поливалентных металлов, то есть тех, чьи атомы могут образовать не одну, а две и более связей. В воду все они попадают из осадочных пород, и, поскольку очень распространенные представители этого класса: известняк и мел — состоят из карбоната кальция, неудивительно, почему именно кальция в воде так много. Ионы магния вода вымывает из другой осадочной породы — доломита.
Перечисленные названия элементов звучат как минимум не очень пугающе (кроме разве что стронция). Кальций необходим для поддержания плотности костей, а без магния в организме человека не смогут работать примерно 350 белков, которые участвуют во множестве реакций в клетке. Польза различных видов минеральной воды, о которых мы рассказывали в отдельной статье, также в большинстве случаев обусловлена растворенными в ней минералами. Что же на самом деле — можно ли пить жесткую воду или делать это все-таки не стоит?
Польза кальция, магия магния
В день человек должен потреблять около 1000 мг кальция и 200-400 мг магния. Если представить, что вы ежедневно выпиваете два литра жесткой воды (или жидкости, произведенной на основе этой воды, бульона), то количество полученных таким образом кальция и магния составит 5-20% от нормы. Специалисты ВОЗ приводят данные эпидемиологических исследований (так называют изучение частоты заболеваний на большой популяции), которые показывают, что недостаток кальция может привести к образованию камней в почках.
Другие исследования говорят, что жесткость питьевой воды снижает риск гипертонии и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Например, согласно статье 1981 года, в городах Великобритании с мягкой питьевой водой смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 10-15% выше, чем в городах, где вода средней жесткости (около 170 мг/л). Дальнейшее повышение концентрации заметно на статистику не влияет. Похожий эффект описан в статье 2003 года французских ученых, в исследовании ученых из Швеции и других работах. Как отмечают авторы того же документа ВОЗ, некоторые клинические испытания показывают, что прием большого количества пищевых добавок с кальцием, напротив, повышает риск образования камней в почках. Возможно, все зависит от того, в какой форме человек принимает его: с добавками или с водой и пищей.
А вот гиперкальциемия (превышение содержания кальция в организме) случается гораздо реже, чем нехватка этого элемента. Дело в том, что лишний кальций у здоровых людей выводится через почки, и только нарушение функций почек может поставить здоровье человека под угрозу. История с магнием похожа: маловероятно, чтобы избыточное количество этого элемента приносило вред человеку со здоровыми почками. Лишь иногда употребление более 250 мг магния в день (для такого количества пришлось бы выпить пять-десять литров очень жесткой воды) производит на здорового человека слабительный эффект, но к нему организм через некоторое время адаптируется.
Исследователи статистики часто приходят к выводу, что чем выше жесткость воды, тем ниже смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, однако эксперименты эту зависимость не подтверждают. Не до конца понятно, как трактовать разночтения. Возможно, часть противоположных результатов можно объяснить тем, те ученые, которые изучали большое количество людей, обычно не учитывают, сколько кальция и магния участники их исследований могли получить другими путями, не из воды. Поэтому дозировку ионов в питьевой воде для «полезной» жесткости подобрать пока не выходит, тем более что разным людям в зависимости от пола, возраста и массы тела нужно разное количество кальция и магния.
Обратная сторона медали
Положительные эффекты питья жесткой воды недостаточно подтверждены, но это по крайней мере не вредит, даже наоборот. Человек, пьющий только дистиллированную воду, лишает себя целого набора полезных макро- и микроэлементов.
А вот если мыться жесткой водой, это может вызвать шелушение кожи и иногда даже атопический дерматит. Одно из возможных объяснений заключается в том, что в жесткой воде мы используем больше мыла, поскольку оно хуже пенится. Мало того, что мыло само по себе сушит кожу, жесткая вода при взаимодействии с ним образует соли, которые трудно смываются и могут вызывать раздражение у людей с чувствительной кожей.
Неудивительно, что у новорожденных, проводящих первые три месяца жизни в регионах с жесткой водой, согласно исследованию в Journal of Allergy and Clinical Immunology, на 87% возрастает риск экземы. До этого похожие исследования проводили на детях из США, Испании и Японии. Правда, согласно все тому же документу ВОЗ, умягчители воды мало влияют на ситуацию, так что дело, вероятно, не только в воде, но и в предрасположенности самих пациентов. Немного повышают этот риск мутации в гене белка филаггрина, отвечающего за защитные барьерные функции кожи.
Так что наш вывод будет немного парадоксальным: мыться жесткой водой может быть неприятно или даже вредно, а вот пить ее, возможно, даже полезно. К тому же, согласно недавнему пресс-релизу Американского химического общества, с жесткой водой вкус кофе получается получается более насыщенным, так как кофеин связывается с магнием во время варки.
При этом жесткая вода может вредить системам водоснабжения, заставлять белье после стирки «стоять колом» (как и в случае с кожей, это происходит из-за взаимодействия ионов с молекулами моющих средств). Кроме того, у нее может быть довольно неприятный привкус — именно поэтому (а не из-за ее вреда для здоровья) придумано множество способов «смягчения» воды. Временную жесткость можно убрать, просто прокипятив воду: гидрокарбонаты после кипячения станут накипью. С постоянной жесткостью бороться сложнее, для этого часто используются химические методы. Здесь главная цель — найти вещество, которое при реакции с растворенными соединениями даст выпадающую в осадок соль. Такими реагентами чаще всего становятся гашеная известь Ca(OH)2 или кальцинированная сода Na2CO3 (ее еще называют бельевой содой, так как ее добавляют во время стирки, чтобы сохранить мягкость ткани даже в жесткой воде). В обоих случаях на выходе получается нерастворимый карбонат кальция, который можно удалить кипячением.
При больших масштабах в дело идет и Na3PO4 — тогда образуются нерастворимые ортофосфаты кальция и магния, которые легко отфильтровать. Еще один способ, катионирование, основан на добавлении специальных гранул, которые привносят в воду ионы натрия или водорода, забирая кальций, магний, железо и марганец. Для более тщательной очистки жесткую воду пропускают через специальные мембраны, подвергают действию электрического поля (электродиализ) или дистиллируют — превращают в пар.
Властелины кофейных колец
По отдельности определять содержание каждого соединения в воде долго, при этом такие тесты обычно довольно дороги, и проверяющие могут не найти какое-то загрязнение, если не знают, что искать. Здесь на помощь может прийти еще один любопытный эффект, связанный с жесткой водой, — «кофейные кольца» (coffee-ring effect), они же «кольца в ванной» (bathtub rings). Пятна от высохшей на гладкой поверхности воды остаются более четкими по краям, чем посередине. Растворенные частицы будут скапливаться у границ капли, куда их приносят испаряющиеся молекулы воды, а в центре жидкость окажется более прозрачной, поэтому оставшиеся «контуры» отмывать будет сложнее всего.
В 2017 году ученые из Мичиганского университета в своем докладе на съезде Американского химического общества описали способ, благодаря которому можно определять примеси в воде по «кофейным кольцам». Оказалось, что пятна от разной по составу воды сильно отличаются друг от друга, как если бы у каждого источника были отпечатки пальцев. Ученые надеются, что если составить картотеку таких отпечатков, то можно будет узнавать о растворенных веществах по «кофейным кольцам». Для этого понадобилась бы только фотография одной высохшей капельки воды.
Технология, которая позволяет определять жесткость воды и примеси в ней по «кофейным кольцам»
В водопроводной воде есть множество веществ, которые практически (или даже совсем) не влияют на жесткость, но могут изменить качество, вкус и запах или даже вызвать отравление. Узнать, какие показатели превышены в том, что течет из вашего крана, можно на сайте Watermap.ru, где работает интерактивная карта воды России.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, , Telegram, Одноклассники.
Источник
Жесткость воды: что это, влияние на организм, показатели жесткости
Люди давно заметили, что иногда после стирки мылом одежда становится жестче. Они связывали такое состояние ткани с качеством воды, а позже — с ее составом. Так возник термин «жесткая вода», характеризующий присутствие в растворах кальция и магния. Соединениям этих минеральных веществ с кислотами и дали название «соли жесткости».
Говоря о жесткости воды, ее подразделяют на постоянную и временную. Последняя легко устраняется с помощью кипячения. При этом соли угольной кислоты, выпадающие в осадок, создают накипь на стенках сосудов или пленку на поверхности воды. Постоянную жесткость придают воде соединения кальция и магния с соляной, серной, азотной кислотами. При кипячении их соли не выпадают в осадок и не образуют накипи.
Влияние жесткой и мягкой воды на человека и бытовые приборы
Слишком жесткая вода отрицательно воздействует на технические устройства:
- разрушает теплотехническое и сантехническое оборудование: на стенках водопроводной и отопительной систем нарастают известковые отложения, уменьшающие напор, и возникает необходимость менять трубы;
- увеличивает расход тепла на нагревание, так как у накипи низкая теплопроводность;
- образуя накипь на ТЭНах, вредит бытовым приборам, что сокращает срок их службы из-за сгорания нагревательных элементов;
- из-за слабого вспенивания приводит к перерасходу моющих веществ.
Бывает вред для оборудования и от слишком мягкой, низкощелочной воды. Если ее показатель жесткости ниже 2 мг-экв/л, то в водопроводных трубах повышается коррозия внутренних металлических поверхностей и они быстро выходят из строя.
Сильная жесткость употребляемой воды негативно влияет на наше здоровье:
- сушит кожу, вызывая появление зуда, шелушения, перхоти и аллергических реакций, удаляет ее защитный слой, открывая дорогу микроорганизмам;
- ликвидирует сальную пленку на голове и теле, что приводит к их быстрому загрязнению;
- становится виновником желудочно-кишечных проблем;
- способствует накоплению в органах токсинов;
- создает в организме избыток кальция и магния, нарушающий работу сердца и сосудов;
- воздействует на костную систему, уменьшая суставную жидкость и снижая тем самым подвижность человека;
- увеличивает вероятность возникновения мочекаменной болезни, создавая слишком сильную солевую нагрузку на мочеполовую систему.
Однако и слишком малое содержание солей жесткости вредно для человека:
- При низком содержании в воде солей кальция происходит вымывание его из организма, вызывающее ломкость костей и разрушение зубов, а также заболевания суставов и сосудов.
- В результате нехватки кальция и магния возникают сердечно-сосудистые проблемы.
- Недостаток поступления кальция из воды и пищи заставляет организм забирать этот элемент из костей. Большая его часть не усваивается и идет на образование камней во внутренних органах, а также костных шпор.
Нормы жесткости воды
Как указано в ГОСТе 31865-2012, в Российской Федерации жесткость измеряется в градусах (1 ºЖ равен 1 мг-экв/л). Это соответствует концентрации кальция или магния, эквивалентной 0,5 миллимоля на литр.
Исходя из присутствия солей жесткости, вода считается:
- мягкой — к ней относят дистиллированную и кипяченую, дождевую и талую воду;
- средней — она поступает из централизованных водопроводных систем, артезианских скважин и родников;
- жесткой — ее получают из скважин, где воде растворены гипс, известняк, доломиты;
- сильно жесткой — ее добывают из соленых водоемов, а затем опресняют.
С какой жесткостью воду можно пить
СанПиН России указывает предельно допустимые концентрации солей жесткости в питьевой воде (0-7 мг-экв/л). Если она превышает 7 мг-экв./л, то такую воду нельзя использовать как питьевую, не опасаясь серьезных проблем во всем организме: от кожных и волосяных покровов до сердечно-сосудистой, костной, мочеполовой и желудочно-кишечной систем. Да и для технического применения не подходит вода, в которой излишняя концентрация солей жесткости портит оборудование.
Как замерить жесткость воды
В лабораторных условиях определением жесткости занимаются с помощью разных методов. Самым доступным, а потому широко применяемым является титрование. К сожалению, точность этого способа не слишком высока.
Более точные данные жесткости питьевой воды показывает прибор АКМС-1. Но наивысшую точность дает метод атомной спектрометрии. Однако приборы, работающие на его основе, стоят очень дорого.
Измерение жесткости воды в домашних условиях
Есть ряд домашних методов определения жесткости воды, но все они приблизительны:
По сильному или слабому пенообразованию — намылив руки, можно увидеть, хорошо или плохо пенится и смывается мыло, а значит мягкая или жесткая вода.
По образованию слоя накипи при кипячении — чем он толще, тем жестче вода. Этот способ не подходит для экспресс-теста, так как требует длительного времени.
По вкусу воды — жесткая обычно горьковатая.
По цвету индикатора жесткости, то есть бумажки, изменяющей окраску при разной концентрации солей в жидкости. Этот тест более точный.
С помощью TDS-метров, довольно компактных приборов, измеряющих суммарное количество солей, растворенных в воде.
Что же делать, чтобы избежать проблем, вызванных употреблением воды, которая представляет опасность для здоровья? В первую очередь, следует относиться к этому вопросу серьезно и не пренебрегать изучением данных о воде, которую приходится пить. Во избежание серьезных заболеваний нежелательно постоянно употреблять как слишком жесткую, так и очень мягкую воду. Для домашней техники нужно использовать смягчители воды, а от управляющих компаний добиваться безопасной работы водопровода.
Источник
Жесткость питьевой воды
Каждый обладатель стиральной или посудомоечной машины не раз сталкивался с проблемой жесткости воды. На деталях агрегатов образовывается накипь, которая может ухудшить работу или вовсе вывести механизм из строя. Поэтому возникла необходимость в измерении и регулировке жесткости влаги в жилых домах. Кроме того, целесообразно наблюдать за качеством жидкости не только в целях правильного использования техники, но и для сохранения здоровья человека.
Питьевая вода тоже имеет примеси, которые могут плохо влиять на организм человека, поэтому очень важно знать стандарты жесткости, определенные ГОСТом. В каждой стране существуют свои стандарты и способы определения вредных компонентов в питьевой и технической жидкости. Чтобы найти решение проблемы качества воды, нужно вначале разобраться, что значит «повышенная жесткость воды».
Что это такое?
Жесткость бытовой и питьевой воды обусловлена содержанием двух разновидностей соли — растворенной и нерастворенной. Количество примесей в жидкости может быть как слишком высоким (жесткая вода), так и очень низким (мягкая вода). Повышенная концентрация солей может серьезно навредить работе таких внутренних органов человека, как почки, печень, сердце, а также коже.
Кроме того, если пить воду с большим количеством вредных веществ, можно очень легко заработать отравление, расстройство пищеварительной системы и даже изменение цвета кожи.
На бытовой технике соли тоже оставляют свой след — содержащиеся в воде магний и кальций образовывают прочную накипь на трубах и внутренних деталях машин, такой налет практически невозможно очистить. Приведем несколько признаков излишней жесткости влаги:
- горькая и «железная» на вкус;
- непрозрачная;
- иногда жидкость имеет разные оттенки;
- может обладать запахом ржавчины.
Если же примесей в питьевой жидкости недостаточно, это может нарушить водно-щелочной баланс в организме человека, что тоже очень плохо скажется на здоровье.
Какая считается нормальной?
По составу вода делится на три типа: жесткая, мягкая и средняя. Жесткой считается вода из морей, океанов и других соленых источников, такую влагу необходимо опреснять. Мягкий тип жидкости — это кипяченая, дождевая или дистиллированная. Вода из родника и водопровода обычно обладает средней жесткостью.
Норма поставляемой в дома и квартиры жидкости определяется несколькими регламентами, такими как ГОСТ, СанПиН и ТУ. Ранее параметры примесей в жидкости определяли через содержание кальция и магния в миллимолях на литр, но в 2014 году в России ввели новый способ измерения, называемый «градус жесткости», он обозначается как °Ж.
Старое и новое понятия очень похожи между собой, изменился только объем исследуемой жидкости. Если говорить проще, то 1°Ж — это половина миллимоля на литр.
В разных странах примеси определяют другими параметрами, например, в Германии единицей измерения является dH, а во Франции fo. Но самой простой является система измерения из США — там жесткость воды измеряют в ppm (Parts Per Million или количество частиц на миллион молекул). Рассмотрим допустимые уровни примесей по ppm:
- идеальная вода для питья — это та, которая пропущена через фильтр обратного осмоса, содержание примесей в ней составляет 0-50 ppm;
- в оптимальной жидкости, очищенной угольным фильтром, показатель ppm должен быть от 50 до 170, её также можно использовать как питьевую;
- ограниченно допустимая вода для доставки по трубам, показатель ppm не должен превышать 300;
- жесткая питьевая вода из источников, количество примесей в ней может быть до 400 ppm;
- предел приемлемости питьевой влаги — 500 ppm;
- вся жидкость, в которой содержание молекул более чем 500 ppm, опасна для жизни.
Действующий на территории РФ нормируемый показатель жесткости имеет различия с международными стандартами качества. Например, рекомендации Всемирной организации здравоохранения позволяют использовать более жесткую воду, чем допускает СанПиН.
Но если рассматривать настоящее водоснабжение в столице России, то показатели жесткости едва ли соответствуют требованиям ВОЗ.
В других странах качество воды в мегаполисах может сильно отличаться, например, в Нью-Йорке уровень ppm в водопроводе очень низкий, а вот в Париже вода имеет больше примесей, чем в Москве.
Самая мягкая вода в бутылках
Живительная влага является одним из важнейших источников полезных минеральных веществ для организма человека. Качественная вода не только утоляет жажду, но и обладает несколькими лечебными свойствами. Приведем несколько примеров влияния чистой питьевой воды.
- Очищенная жидкость улучшает состояние кожи, делает ее мягкой и эластичной.
- При помощи влаги организм выводит из себя шлаки и другие загрязнения. Работа почек напрямую зависит от качества воды.
- Сердечно-сосудистая система улучшает свою работу при достаточном количестве полезных веществ в жидкости.
- Органы желудочно-кишечного тракта также будут здоровее, если пить качественную питьевую воду.
Каждое из перечисленных полезных свойств относится только к чистой минеральной влаге. Обычная жидкость из-под крана чаще всего обладает большим количеством вредных примесей, таких как ржавчина, песок, а также соли кальция и магния.
Поэтому самым разумным выбором для человека, который заботится о своем здоровье, будет бутилированная живительная влага.
Вот несколько компаний, предоставляющих качественную минеральную воду на территории РФ:
- «Нарзан»;
- «Серебряная роса»;
- BonAqua;
- «Ессентуки»;
- «Бон Буассон»;
- «Сарова»;
- «Боржоми»;
- «Лысогорская».
Лучшая по продажам влага — это «Боржоми», она производится в Грузии и пользуется высоким спросом не только в России, но и во всем мире.
Как определить?
СанПиН ставит достаточно высокие планки качества питьевой воды, поставляемой водопроводом, но многие компании часто относятся к этому пренебрежительно и экономят на фильтрационных системах. Поэтому потребители имеют полное право предъявлять претензии к некачественной жидкости.
Самые поверхностные признаки содержания во влаге вредных примесей — это металлический привкус и мутность. Отварные продукты становятся жесткими от такой воды, а на вымытых волосах остается белый налет. Кроме того, если жидкость из водопровода не может размягчить мыло или после кипячения в посуде остается много накипи — это также является отличительной чертой высокого показателя ppm.
Но для того чтобы точно судить о допустимых нормах водопровода, таких простых тестов недостаточно.
Чтобы определить жесткость воды из-под крана, можно отнести ее в лабораторию СЭС на проверку. Там на микробиологическом уровне могут обнаружить все вредные органические составляющие, ядовитые нитраты или даже микроорганизмы. Но услуги лаборатории МГУ могут обойтись в круглую сумму, а вот в местном лабораторном центре анализ будет дешевле, если не потребуется расширенное исследование воды. Чтобы самостоятельно сделать тестирование качества водоснабжения, можно провести анализ с помощью тест-полоски на жесткость воды.
Как умягчить?
Способов снижения уровня жесткости воды достаточно много, но каждый из них подходит для разных ситуаций. Рассмотрим варианты умягчения жидкости.
- Термическая обработка жидкости в домашних условиях. Самый простой способ снизить содержание вредных солей — это кипячение. Но такой метод подходит лишь для небольших объемов влаги, ведь примеси устраняются не полностью. К тому же, если очищать влагу таким способом на большом предприятии, кипячение увеличит вредные свойства компонентов.
- Чтобы защитить бытовую технику, можно применить специальные средства для смягчения. Например, реагент «Калгон» препятствует оставлению соляного налета на деталях стиральной машины. Этот способ очищения подходит только для техники, фильтровать питьевую воду, используя такой умягчитель, нельзя.
- Чтобы провести умягчение влаги из скважины, можно использовать электромагнитный метод. С помощью специального механизма из воды удаляются лишние шлаки, но такой фильтр подходит только для жесткой воды, используемой в технических целях.
- Один из самых дешевых способов провести очистку жидкости — это установить кувшин с ионообменными смолами. Насыщенность смолы постепенно снижается и требует регулярной регенерации. Такой способ не подходит для фильтрации питьевой воды, только для технической и бытовой жидкости.
- Для умягчения питьевой воды можно использовать два разных фильтра: обратный осмос и проточный под мойку. Первый совершает очистку от солей и других, вредных для организма компонентов. Мембрана обратноосмотического фильтра способна исправно работать на протяжении 1,5 лет, а картриджи подлежат замене каждые 6 месяцев. Второй фильтр совершает замену ионов кальция и магния на неопасные для человека ионы натрия. Процесс обеспечивает специальная смола внутри дополнительного картриджа.
Регулирование жесткости влаги — не самое дешевое удовольствие, но от этого зависит здоровье каждого человека.
Источник