II. Теоретическая часть
Соли кальция и магния, растворенные в воде, вызывают ее жесткость. Показатель жесткости выражается в мг.экв/литр. Один мг.экв жесткости соответствует содержанию в литре воды 20,04 мг Са2+ или 12,16 мг Мg2+.
Различают жесткость постоянную и временную.
Временная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния Са(НСО3)2 и Мg(НСО3)2, она устраняется длительным кипячением
Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О + СО2
Эта реакция обратима (равновесна), так как при контакте СО2 с раствором можно снова получить кислую соль. Только при кипячении СО2 улетучивается и равновесие смещается в сторону нерастворимой соли.
Постоянная жесткость - это жесткость кипяченой воды, вызывается присутствием в воде хлоридов и сульфатов кальция и магния двухвалентных. Большие значения жесткости опасны отложениями внутри водопроводных и особенно водонагревательных систем нерастворимого осадка, выводящего из строя оборудование. Борьба с этим явлением сводится к связыванию ионов кальция и магния в нерастворимые соли до подачи такой воды в системы водоснабжения
СaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl
MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3 + Na2SO4
Общая жесткость воды - это сумма постоянной и временной жесткости. Обычно показатели временной жесткости в несколько раз превышают индексы постоянной.
Фактор жесткости питьевой воды определяет региональные особенности состояния здоровья населения наряду с характерными для данного пункта, местности вредными примесями в воздухе, воде и почвах.
Принято считать воду с общей жесткостью:
до 3,5 мг.экв/литр - мягкой;
от 3,5 до 7 мг.экв/литр - средней;
от 7 до 10 мг.экв/литр - жесткой;
свыше 10 мг.экв/литр - очень жесткой.
Большие значения жесткости, характерные для артезианских вод солонцовых почв, придают воде неприятный вкус и небезопасны при ежедневном применении в пищу, так как провоцируют отложения солей в суставах (полиартриты, остеохондрозы), общее нарушение обменных процессов в организме. Ионы кальция и магния омыляют жиры, нарушая процессы всасывания питательных веществ в кишечнике, вызывая дерматиты. Повышенное содержание кальция в питьевой воде на фоне йодной недостаточности вызывает заболевания щитовидной железы. Повышенное содержание магния снижает моторику кишечника, препятствуя пищеварительному процессу.
Пониженное содержание солей жесткости (ВОЗ ограничивает нижний допустимый предел 1,5 мг.экв/л) также опасно и вызывает у населения кариес и ослабление костей скелета, так как организм в этом случае восполняет недостаток кальция засчет внутренних ресурсов.
Таким образом, жесткость питьевой воды нормируется, исходя из ее гигиенического значения на уровне 7 мг.экв/литр.(ГОСТ 2874-82).
Допустимая жесткость промышленных вод различна для разных производств. Например, для банно-прачечного хозяйства предпочтительна мягкая вода, так как сульфаты кальция и магния дают реакцию с моющими средствами с образованием нерастворимого трудноудаляемого осадка. Для пищевой промышленности опасны как повышенные, так и пониженные значения жесткости, поэтому здесь предпочитается интервал от 5 до 7 единиц.
Жесткость воды может быть устранена следующими способами.