В чем польза и вред жесткой воды
Жесткость воды – это показатель, говорящий о растворенных в ней солях кальция и магния. На вкус мягкая и жесткая вода немного отличаются из-за различного содержания посторонних примесей, обеспечивающих жесткость. Но свойства таких жидкостей очень различаются.
В каких единицах измеряется жесткость
В России и многих странах постсоветского пространства значение жесткости измеряется в градусах жесткости. Но может измеряться этот параметр также в массовом числе и объемной доле. Официально принятая единица измерения жесткости, которая используется в Международной системе единиц – моль на куб. метр. Но на практике измерение обычно производится в других единицах – в мг-экв/л (миллиэквивалент на литр).
Самостоятельно узнать, что жидкость в вашем кране течет слишком жесткая, не сложно. Признаками этого могут стать такие наблюдения и факторы:
- после выстирывания белье становится жестким, быстро линяет и теряет цвет;
- на поверхности чая, кофе и других напитков, требующих заливания кипятком, образуется мутная или белесая пленочка;
- мыло, порошки, шампуни плохо пенятся и слишком быстро расходуются;
- аромат блюд и напитков не яркий;
- фильтры быстро выходят из строя, ломается техника, использующая водонагревательные элементы;
- на стенках кастрюль и чайников после кипячения есть налет.
Вкус жесткая вода имеет немного горьковатый. Но заметить это можно только в случае, если вы долгое время пили лишь мягкую или очищенную водичку. Также измерить уровень жесткости можно с помощью экспресс-теста (купить можно в аптеке или в зоомагазине) или солемера (приобретается там, где продается все для аквариумов).
К сведению. Нормы Всемирной организации здравоохранения предупреждают, что жесткость воды, безопасной для здоровья, находится в диапазоне 1-2 градусов. Остальная, как слишком мягкая, так и слишком жесткая опасна.
Типы жесткой воды
Показатели жесткости позволяют разделить всю воду на четыре основных вида:
- мягкая, где находится примесей мене, чем 2 мг-экв/л;
- нормальная, в которой 2-4 мг-экв/л;
- жесткая, где 4-6 мг-экв/л;
- очень жесткая, в которой 6 и более мг-экв/л.
Для оценки жесткости эта квалификация используется сегодня во многих странах мира. Если брать во внимание измерение в градусах, принятое в России, то всю воду можно поделить на 3 группы:
- мягкая (меньше 2 градусов жесткости);
- средней жесткости (2-10 градусов);
- крайне жесткая (10 и более градусов).
Сама жесткость бывает нескольких типов в зависимости от преобладающих в ней веществ:
- Карбонатная (временная). Она образуется солями магния, кальция, железа. Устранить ее просто в домашних условиях при помощи кипячения.
- Некарбонатная (постоянная). В такой воде присутствуют кальциевые и магниевые соли сильных кислот. Устранить ее гораздо сложнее.
- Общая жесткость. Это значение высчитывается путем прибавления показателей некарбонатной и карбонатной жесткости. Именно этот параметр и используется в расчетах и определении типа воды.
В глубинных источниках (колодцах, артезианских скважинах) вода жестче, чем в открытых водоемах. В поверхностных источниках (ручьях, реках) жесткость не является постоянной величиной, так как зависит от внешних факторов: времени года, погоды, температуры воздуха.
Вред, наносимый такой водой
Специалисты называют несколько десятков примеров того, чем вредна жесткая вода. Причем отражается это и на здоровье человека с его домашними питомцами, и на состоянии техники. Чем жестче жидкость и длительнее ее воздействие, тем явнее и сильнее негативное влияние ее на все, с чем она контактирует.
Вред для человека
На людей и их домашних любимцев такая вода по результатам многочисленных исследований оказывает следующее негативное влияние:
- Способствует мочекаменной болезни. Это связано с тем, что в организме накапливается много вредных примесей, содержащихся в напитках, происходит застой солей, которые не успевают выводиться с мочой, а это приводит к росту камней.
- Провоцирует ускорение процессов старения. Связано это с тем, что она очень сильно сушит кожу и лишает ее необходимой влаги. К тому же, если вы используете при умывании мыло, его частички не могут полностью раствориться, а значит, не вымываются до конца с кожи. Еще одна проблема, которую приносит такая жидкость эпидермису – различные высыпания, раздражения, прыщи, гнойники.
- Повреждает тонкий защитный слой – естественную жировую плёнку на коже головы и волосах. Это приводит к их ломкости, истончению и выпадению. К тому же, локоны теряют упругость и здоровый блеск, приобретают блеклость и тусклость. Может также возникнуть зуд. Страдают от такой жидкости и ногти.
- Переваривание пищи замедляется, а всасываемость полезных веществ из нее – снижается. Жесткая вода может вызвать различные заболевания ЖКТ.
На домашних животных вода повышенной жесткости сказывается практически так же неблагоприятно, как и на их хозяев. Все они рискуют столкнуться с проблемами в пищеварении, с развитием мочекаменной болезни. Страдает шерсть, когти, зубы, кожа, особенно если питомец часто купается или питается сухими кормами.
Вред для приборов и предметов быта
Вредна такая вода и для бытовых приборов:
- Мыло и другие чистящие средства становятся менее эффективными и наносятся в большем количестве. Они хуже пенятся и отмывают грязь, а также плохо вымываются с различных поверхностей.
- Жесткая вода приводит к тому, что в результате химической реакции после чистки мебели, окон и различных бытовых приборов, на их поверхности остаются разводы. Порой этот налет становится твердым и очень сложно смывается при повторной обработке. Остаются следы и на посуде, и на сантехнике. На приведение вещей в порядок требуется больше времени и сил, да и приходят в негодность они значительно раньше обычного.
- Портятся не только предметы быта, но и наша одежда. Вещи при частой стирке теряют свой яркий цвет, получают разводы и пятна, а рисунки на них перестают быть красочными. Причем, одежда, полотенца и другие текстильные принадлежности теряют не только привлекательный внешний вид, но и становятся грубыми и неэластичными.
- Страдает от жесткости все, что нагревается. Это кастрюли, стиральные машины, обычные и электрочайники, мультиварки, кофеварки, бойлеры, посудомойки, утюги и парогенераторы. При нагревании и кипячении воды с повышенной жесткостью соли, содержащиеся в ней, превращаются в кристаллы и выпадают в осадок, значительно сокращая срок эксплуатации техники.
- Из-за отложения солей выходят из строя трубы, батареи, отопительные установки. Значительно падает теплоотдача радиаторов. Пропадает напор в кране.
Важно! Разработчики бытовых приборов в инструкции по их использованию всегда пишут, как продлить срок их действия при использовании жесткой воды. Например, в емкость утюга желательно наливать специально приобретенную дистиллированную, из которой выпарены посторонние примеси. А производители стиральных машин рекомендуют людям добавлять вместе с порошком при стирке специальное средство для смягчения.
Очистка
Очистка воды от солей железа, магния, кальция и других примесей, влияющих на общую жесткость может производится в домашних условиях несколькими способами:
- кипячение (устранит лишь временную жесткость);
- применение фильтров, например, фильтра-кувшина;
- специальные таблетки и порошки для стиральных и посудомоечных машин;
- специальные фильтры, предназначенные для очищения всей воды, котора поступает к вам в дом из кранов;
- использование пищевой соды (четверть чайной ложки на литр);
- настои трав для умывания и мытья головы.
Как видите, существуют различные способы и системы очистки воды, избавляющие ее от излишней жесткости. Но помните, что слишком мягкая вода тоже пользы не принесет: из-за нее повышается риск заболеваний сердца и сосудов, появляется дефицит минералов, может развиться рахит и проблемы с опорно-двигательным аппаратом. А в приборах и коммуникациях она вызывает коррозию.
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, Twitter, Telegram, Одноклассники.
Некоторые проблемы со здоровьем, частая поломка сантехники или стиральной машины, а также накипь внутри чайника или кастрюли свидетельствуют о жесткой воде, поступающей из водопровода. Какая же вода является жесткой и насколько она вредна для человека?
Какая вода называется жесткой?
Жесткой считается вода, содержащая в высоких концентрациях магний и кальций. Попадают эти минералы в воду во время ее движения под земляными пластами. Если ее путь пролегал через земли, насыщенные кальцием и магнием, она становится жесткой, в других случаях — мягкой.
Жесткость воды может быть временной или постоянной в зависимости от ее минерального состава. Временная жесткость приобретается при наличии в воде водорастворимых солей: гидрокарбонатов магния и кальция. Они выпадают в осадок при кипячении, и на стенках чайника появляется белый налет.
При наличии в составе нерастворимых солей (хлоридов и сульфатов) вода будет жесткой и после термической обработки. При ее употреблении соли покрывают пленкой внутренние органы человека, что может стать причиной возникновения множества патологий в организме.
Вред жесткой воды
- При её использовании быстро ломаются бытовая техника и различные приборы.
- Увеличивается расход средств для мытья посуды, так как мыло просто не будет пениться и не сможет хорошо отмыть загрязнения.
- На сантехнике и посуде могут оставаться разводы и солевой налет. Его трудно отмыть с посуды, а сантехника начинает быстрее приходить в негодность.
- Электроприборы, служащие для нагревания воды, быстрее выходят из строя из-за накапливания в ней накипи.
- Одежда и прочие вещи, выстиранные в такой воде, теряют яркость цвета, на них могут появиться пятна и разводы. Их будет сложно отстирать. Сама ткань становится грубее, жестче, теряет прочность.
- В теплопроводных трубах накипь оседает толстым слоем, тем самым уменьшая подачу теплой воды в батареи.
- При употреблении жесткой воды появляются проблемы с кожей: она сушится, слабеют ее естественные защитные механизмы, появляются воспалительные процессы, сыпь, раздражения и покраснения. Часто это происходит из-за мыльного шлака, который образуется на поверхности кожи и закупоривает поры.
- Страдают волосы и кожа головы: часто появляется сухость, зуд, перхоть, волосы становятся тусклыми, плохо отмываются и могут начать выпадать. Так происходит из-за того, что мыльная пленка оседает на коже головы и волосах и трудно смывается.
- Повышается вероятность возникновения и развития мочекаменной болезни. Камни в почках и печени образуются стремительно, так как организм просто не успевает вывести из организма быстро такой объем солей. В первую очередь это опасно для людей, имеющих склонность к образованию камней в почках и печени.
- Постоянное употребление воды с магнием и кальцием приводит к риску возникновения атеросклероза из-за закупорки сосудов.
- Соли магния при чрезмерном попадании в организм ухудшают работу нервной и сердечной систем.
- Особенно чувствительна к вредному воздействию жесткой воды кожа младенцев. Купание ребенка в такой воде часто становится причиной развития у них атопического дерматита (экземы), так как вода нарушает естественный барьер кожи, сушит ее и открывает путь аллергенам, бактериям и вирусам. В первую очередь в зоне риска оказываются новорожденные дети до трех месяцев – у них риск возникновения экземы повышается до 90 %.
- В воде, богатой солями, дольше готовятся продукты. В результате пища не сможет нормально усвоиться организмом, белок не будет всасываться, возможно появление проблем с ЖКТ.
- В воде с избытком солей напитки и блюда получаются невкусными.
- Вода с магнием и кальцием негативно сказывается и на домашних питомцах – возможно появление мочекаменной болезни. Если кошек и собак часто мыть в такой воде, ухудшится состояние кожи и шерсти.
Не стоит забывать, что мягкая вода тоже не особенно полезна. Ею удобно пользоваться при стирке и мытье, от нее не испортится бытовая техника. Однако при длительном ее употреблении возможно развитие самых различных заболеваний: кариеса, гастрита, язвы двенадцатиперстной кишки или желудка, гипертонии. Вода для питья содержит определенную концентрацию минералов, не превышающую показателей нормы (по СанПину и ГОСТу питьевая вода должна иметь жесткость не более 7 ммоль/л).
Как самостоятельно уменьшить жесткость воды?
В домашних условиях вполне возможно самостоятельно уменьшить жесткость воды. Самый простой способ — это использование фильтра, который избавит воду от излишка минеральных солей и сделает воду пригодной для употребления и готовки.
Далее воду необходимо прокипятить, что избавит его от некоторой дозы минералов.
Для того, чтобы бытовые приборы не портились от некачественной воды, необходимо приобрести специальные порошки и средства, которые будут смягчать воду прямо во время стирки и мытья посуды. Такие средства не подойдут для смягчения питьевой воды.
Наиболее удобный, но при этом дорогостоящий способ смягчения всей воды, поступающей в дом – это установка фильтров обратного осмоса (мембранных фильтров, используемых на предприятиях для очистки бутилированной воды).
Вывод
Жесткая вода представляет угрозу для здоровья человека и его домашних животных, а также техники и приборов, уменьшая срок их службы и увеличивая затраты при эксплуатации. Чем раньше человек предпримет меры по смягчению воды, тем быстрее он избавит себя от лишних проблем.