سختی آب در اثر نمکهای محلول فلزات قلیایی ، عمدتا کلسیم و منیزیم ایجاد می شود. خواص آب سخت و نرم از طرق مختلف هم بر سلامت انسان و هم بر فرآیندهای تکنولوژیکی تولید تأثیر می گذارد.
سختی یکی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آب به دلیل وجود نمک های محلول فلزات قلیایی است. سهم اصلی در نمکهای سختی توسط کلسیم و منیزیم تأمین می شود ، اگرچه ممکن است فلزات دیگر نیز در مقادیر کم وجود داشته باشند: منگنز ، آهن ، از جمله سه ظرفیتی ، استرانسیم ، باریم ، آلومینیوم.
سختی به دو نوع وجود دارد: موقتی ، ناشی از هیدروکربن ها و کربنات ها و دائمی ناشی از کلریدها ، سولفات ها و سیلیکات های کلسیم و منیزیم. سختی موقتی با گرم کردن آب برای رسوب کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم تقریباً به طور کامل از بین می رود. سختی ثابت با استفاده از روش های معرف (به عنوان مثال آهک-سودا) یا روش های تبادل یونی کنترل می شود.
اندازه گیری ها و محدودیت های سختی آب
سختی آب طبیعی بسیار متفاوت است. این تغییرات به شدت فرآیندهای انحلال و هوازدگی سنگها مانند سنگ آهک ، دولومیت ، گچ ، در حوضه های آبریز و منابع آب بستگی دارد. منبع یون می تواند فرآیندهای میکروبیولوژیکی در خاک منطقه حوضه آبریز و رسوبات کف و همچنین هدر رفتن آب از شرکت های مختلف باشد.
سختی آب طبیعی به شدت تحت تأثیر عوامل آب و هوایی فصلی مانند تبخیر ، ذوب شدن برف و یخ ، بارش قرار دارد. کمترین سختی آبهای سطحی در بهار مشاهده می شود.
محتوای یون های کلسیم با افزایش کانی سازی آب کاهش می یابد و معمولاً از 1 گرم در لیتر بیشتر نمی شود. یونهای منیزیم می توانند جمع شوند و در آبهای بسیار معدنی ، مقدار آنها می تواند چندین گرم یا در دریاچه های نمکی ، ده گرم در لیتر باشد. در دریاها و اقیانوس ها ، سختی آب بسیار زیاد است.
غلظت کل اندازه گیری شده کاتیونهای کلسیم و منیزیم به عنوان یک بیان عددی برای سختی آب عمل می کند. در عمل جهانی ، از چندین واحد سختی آب استفاده می شود ، به عنوان مثال ، خال در هر متر مکعب. در روسیه ، در تاریخ 1 ژانویه 2005 ، استاندارد ملی جدیدی ارائه شد که طبق آن سختی آب در درجه سختی اندازه گیری می شود.
تأثیر سختی آب بر زندگی انسان
سازمان بهداشت جهانی هیچ معیاری برای تأثیر سختی آب آشامیدنی بر سلامت انسان تعیین نکرده است. اگرچه برخی مطالعات کاهش بیماریهای قلبی عروقی را هنگام نوشیدن آب سخت نشان داده اند. استفاده مداوم از آب نرم می تواند منجر به عدم تعادل مواد معدنی در بدن انسان شود ، زیرا حداکثر 15 درصد از کلسیم دریافتی روزانه فرد از آب آشامیدنی دریافت می کند. به همین ترتیب ، نیاز بدن به منیزیم دوباره تأمین می شود.
برهم کنش نمک های سختی با مواد شوینده فیلم چربی طبیعی پوست انسان را از بین می برد و منافذ پوست را مسدود می کند. سختی بیشتر کیفیت آب را پایین آورده و می تواند طعم تلخی به آن ببخشد. نمک های سختی همچنین هنگام پختن گوشت ، ماهی و سبزیجات ترکیبات نامحلول با پروتئین های غذایی تشکیل می دهند که روند پخت را مختل می کند.
سختی آب به تشکیل مقیاس در هنگام گرم شدن کمک می کند ، که باعث کاهش شدت تبادل گرما در سیستم های گرمایشی می شود و منجر به مصرف بیش از حد سوخت می شود. آب بیش از حد نرم به نوبه خود باعث افزایش خوردگی لوله های آب می شود.
