Độ cứng của nước là do muối hòa tan của các kim loại kiềm thổ, chủ yếu là canxi và magie. Các tính chất của nước cứng và mềm ảnh hưởng đến sức khỏe con người và quy trình công nghệ trong sản xuất theo những cách khác nhau.
Độ cứng là một đặc điểm về tính chất vật lý và hóa học của nước do sự có mặt của các muối hòa tan của kim loại kiềm thổ. Đóng góp chính vào muối cứng là do canxi và magiê cung cấp, mặc dù các kim loại khác cũng có thể có với một lượng nhỏ: mangan, sắt, bao gồm hóa trị ba, stronti, bari, nhôm.
Có 2 loại độ cứng: tạm thời do hydrocacbon và cacbonat gây ra và vĩnh viễn do clorua, sunfat và silicat của canxi và magiê gây ra. Độ cứng tạm thời gần như được loại bỏ hoàn toàn bằng cách đun nóng nước để kết tủa canxi cacbonat và magie hydroxit. Độ cứng không đổi được kiểm soát bằng cách sử dụng phương pháp thuốc thử (ví dụ như vôi-soda) hoặc phương pháp trao đổi ion.
Các phép đo và giới hạn độ cứng của nước
Độ cứng của nước tự nhiên rất khác nhau. Những thay đổi này phụ thuộc vào cường độ của các quá trình hòa tan và phong hóa của đá, chẳng hạn như đá vôi, đá dolomit, thạch cao, trong lưu vực và nguồn nước. Nguồn ion có thể là các quá trình vi sinh trong đất của khu vực lưu vực và trong trầm tích đáy, cũng như nước thải từ các xí nghiệp khác nhau.
Độ cứng của nước tự nhiên bị ảnh hưởng mạnh bởi các yếu tố khí hậu theo mùa như bốc hơi, băng tuyết tan chảy, lượng mưa. Độ cứng thấp nhất của nước bề mặt được quan sát thấy vào mùa xuân.
Hàm lượng các ion canxi giảm khi tăng khoáng hóa nước và thường không vượt quá 1 g / l. Các ion magiê có thể tích tụ và, trong các vùng nước khoáng hóa cao, số lượng của chúng có thể là vài gam hoặc trong các hồ muối, hàng chục gam mỗi lít. Ở biển và đại dương, độ cứng của nước rất cao.
Tổng nồng độ đo được của các cation canxi và magiê dùng làm biểu thức số cho độ cứng của nước. Trong thực tế thế giới, một số đơn vị đo độ cứng của nước được sử dụng, ví dụ, mol trên mét khối. Ở Nga, vào ngày 1 tháng 1 năm 2005, một tiêu chuẩn quốc gia mới đã được đưa ra, theo đó độ cứng của nước được đo bằng độ cứng.
Ảnh hưởng của độ cứng của nước đến đời sống con người
Tổ chức Y tế Thế giới không thiết lập bất kỳ tiêu chí nào về ảnh hưởng của độ cứng của nước uống đối với sức khỏe con người. Mặc dù một số nghiên cứu đã ghi nhận sự giảm bệnh tim mạch khi uống nước cứng. Việc sử dụng nước ngọt liên tục có thể dẫn đến sự mất cân bằng khoáng chất trong cơ thể con người, vì có tới 15% lượng canxi hàng ngày mà một người nhận được từ nước uống. Đồng thời, nhu cầu về magiê của cơ thể được bổ sung.
Sự tương tác của muối cứng với chất tẩy rửa phá hủy lớp màng mỡ tự nhiên trên da người và làm tắc nghẽn lỗ chân lông. Độ cứng tăng lên làm giảm chất lượng của nước và có thể tạo ra vị đắng cho nước. Muối cứng cũng tạo thành các hợp chất không hòa tan với protein thực phẩm khi thịt, cá và rau được nấu chín, gây cản trở quá trình nấu nướng.
Độ cứng của nước góp phần hình thành cáu cặn trong quá trình gia nhiệt, làm giảm cường độ trao đổi nhiệt trong hệ thống sưởi và dẫn đến tiêu thụ quá nhiều nhiên liệu. Do đó, nước quá mềm lại làm tăng độ ăn mòn của đường ống nước.
