Waterhardheid wordt veroorzaakt door opgeloste zouten van aardalkalimetalen, voornamelijk calcium en magnesium. De eigenschappen van hard en zacht water hebben op verschillende manieren invloed op zowel de menselijke gezondheid als technologische processen in de productie.
Hardheid is een kenmerk van de fysische en chemische eigenschappen van water door de aanwezigheid van opgeloste zouten van aardalkalimetalen. De belangrijkste bijdrage aan hardheidszouten wordt geleverd door calcium en magnesium, hoewel andere metalen ook in kleine hoeveelheden aanwezig kunnen zijn: mangaan, ijzer, inclusief driewaardig, strontium, barium, aluminium.
Er zijn 2 soorten hardheid: tijdelijk, veroorzaakt door koolwaterstoffen en carbonaten, en permanent, veroorzaakt door chloriden, sulfaten en silicaten van calcium en magnesium. Tijdelijke hardheid wordt bijna volledig geëlimineerd door het water te verwarmen om calciumcarbonaat en magnesiumhydroxide neer te slaan. Constante hardheid wordt gecontroleerd met behulp van reagensmethoden (bijv. Lime-soda) of ionenuitwisselingsmethoden.
Maatregelen en limieten van waterhardheid
De hardheid van natuurlijk water varieert sterk. Deze veranderingen zijn afhankelijk van de intensiteit van de processen van ontbinding en verwering van gesteenten, zoals kalksteen, dolomiet, gips, in stroomgebieden en waterbronnen. De bron van ionen kunnen microbiologische processen in de bodem van het stroomgebied en in bodemsedimenten zijn, evenals afvalwater van verschillende bedrijven.
De hardheid van natuurlijk water wordt sterk beïnvloed door seizoensgebonden klimatologische factoren zoals verdamping, smelten van sneeuw en ijs, neerslag. De minste hardheid van oppervlaktewater wordt waargenomen in het voorjaar.
Het gehalte aan calciumionen neemt af met een toename van de watermineralisatie en is meestal niet hoger dan 1 g / l. Magnesiumionen kunnen zich ophopen en in sterk gemineraliseerd water kan hun hoeveelheid enkele grammen zijn of, in zoutmeren, tientallen grammen per liter. In zeeën en oceanen is de waterhardheid erg hoog.
De gemeten totale concentratie van calcium- en magnesiumkationen dient als een numerieke uitdrukking voor de waterhardheid. In de wereldpraktijk worden verschillende eenheden van waterhardheid gebruikt, bijvoorbeeld mol per kubieke meter. In Rusland is op 1 januari 2005 een nieuwe nationale norm ingevoerd, volgens welke de hardheid van water wordt gemeten in hardheidsgraden.
Invloed van waterhardheid op het menselijk leven
De Wereldgezondheidsorganisatie stelt geen criteria vast voor het effect van de hardheid van drinkwater op de menselijke gezondheid. Hoewel sommige onderzoeken een afname van hart- en vaatziekten hebben geconstateerd bij het drinken van hard water. Het constante gebruik van zacht water kan leiden tot een onbalans van mineralen in het menselijk lichaam, omdat tot 15% van de dagelijkse inname van calcium die een persoon binnenkrijgt uit drinkwater. Op dezelfde manier wordt de behoefte van het lichaam aan magnesium aangevuld.
De interactie van hardheidszouten met detergentia vernietigt de natuurlijke vetfilm op de menselijke huid en verstopt de poriën. Een verhoogde hardheid verslechtert de kwaliteit van het water en kan het een bittere smaak geven. Hardheidszouten vormen ook onoplosbare verbindingen met voedingseiwitten wanneer vlees, vis en groenten worden gekookt, wat het kookproces schaadt.
Waterhardheid draagt bij aan de vorming van kalkaanslag tijdens verwarming, wat de intensiteit van warmtewisseling in verwarmingssystemen vermindert en leidt tot overmatig brandstofverbruik. Overmatig zacht water veroorzaakt op zijn beurt verhoogde corrosie van waterleidingen.
