Vandens kietumą lemia šarminių žemės metalų, daugiausia kalcio ir magnio, ištirpusios druskos. Kieto ir minkšto vandens savybės skirtingai veikia tiek žmogaus sveikatą, tiek technologinius gamybos procesus.
Kietumas yra fizinių ir cheminių vandens savybių bruožas dėl ištirpusių šarminių žemės metalų druskų. Pagrindinis indėlis į druskos kietumą yra kalcis ir magnis, nors kitų metalų taip pat gali būti nedaug: mangano, geležies, įskaitant trivalentį, stroncio, bario, aliuminio.
Yra 2 kietumo rūšys: laikinas, kurį sukelia angliavandeniliai ir karbonatai, ir nuolatinis, kurį sukelia kalcio ir magnio chloridai, sulfatai ir silikatai. Laikinas kietumas beveik visiškai pašalinamas kaitinant vandenį kalcio karbonato ir magnio hidroksido nuosėdoms. Pastovus kietumas kontroliuojamas reagentų metodais (pvz., Kalkių-soda) arba jonų mainų metodais.
Vandens kietumo matai ir ribos
Natūralaus vandens kietumas labai skiriasi. Šie pokyčiai priklauso nuo uolienų, tokių kaip kalkakmenis, dolomitas, gipsas, ištirpimo ir atmosferos procesų intensyvumo vandens telkiniuose ir vandens šaltiniuose. Jonų šaltinis gali būti mikrobiologiniai procesai baseino dirvožemyje ir dugno nuosėdose, taip pat įvairių įmonių nuotekos.
Natūralaus vandens kietumui didelę įtaką daro sezoniniai klimato veiksniai, tokie kaip garavimas, sniego ir ledo tirpimas, krituliai. Mažiausias paviršinių vandenų kietumas pastebimas pavasarį.
Kalcio jonų kiekis mažėja didėjant vandens mineralizacijai ir paprastai neviršija 1 g / l. Magnio jonai gali kauptis, o labai mineralizuotuose vandenyse jų kiekis gali būti keli gramai arba druskingose ežeruose - dešimtys gramų litre. Jūrose ir vandenynuose vandens kietumas yra labai didelis.
Išmatuota bendra kalcio ir magnio katijonų koncentracija yra skaitinė vandens kietumo išraiška. Pasaulio praktikoje naudojami keli vandens kietumo vienetai, pavyzdžiui, molis kubiniam metrui. Rusijoje 2005 m. Sausio 1 d. Buvo įvestas naujas nacionalinis standartas, pagal kurį vandens kietumas matuojamas kietumo laipsniais.
Vandens kietumo įtaka žmogaus gyvenimui
Pasaulio sveikatos organizacija nenustato jokių geriamojo vandens kietumo poveikio žmonių sveikatai kriterijų. Nors kai kurie tyrimai pastebėjo širdies ir kraujagyslių ligų sumažėjimą geriant kietą vandenį. Nuolatinis minkšto vandens naudojimas gali sukelti mineralų pusiausvyros sutrikimą žmogaus organizme, nes iki 15% dienos kalcio, kurį žmogus gauna iš geriamojo vandens. Lygiai taip pat papildomas organizmo magnio poreikis.
Kietumo druskų sąveika su plovikliais sunaikina natūralią riebalų plėvelę ant žmogaus odos ir užkemša poras. Padidėjęs kietumas pablogina vandens kokybę ir gali suteikti jam kartaus skonio. Kepant mėsą, žuvį ir daržoves, kietumo druskos su maisto baltymais taip pat sudaro netirpius junginius, o tai kenkia kepimo procesui.
Vandens kietumas prisideda prie nuosėdų susidarymo kaitinant, o tai sumažina šilumos mainų intensyvumą šildymo sistemose ir sukelia per daug kuro sąnaudų. Savo ruožtu pernelyg minkštas vanduo sukelia padidėjusią vandens vamzdžių koroziją.
