Жесткость воды: общая, временная, постоянная

Что такое жесткость воды? Казалось бы, все просто: это совокупность свойств, связанных с концентрацией растворенных солей щелочноземельных металлов, в первую очередь, кальция и магния. На самом деле жесткость бывает разной, и от ее типа зависит возможность использования воды для питья и технических целей и необходимые процедуры предварительной подготовки.

Фото: unsplash.com

Какая бывает жесткость

В стандартных анализах указывают общую жесткость воды, то есть — содержание всех солей, растворенных в воде. Но этот показатель подразделяется на два: постоянную и временную.

• Временная, или карбонатная жесткость (KH) – содержание гидрокарбонатов магния и кальция. Эти соли при высоких температурах выпадают в осадок и образуют накипь на посуде и оборудовании. Накипь сокращает срок службы оборудования и бытовой техники.
• Постоянная, или некарбонатная жесткость (GH) — соли железа, кальция и магния (в основном сульфаты и хлориды). Такие соли не убираются кипячением. На образование накипи они не влияют, но зато определяют качество питьевой воды.

Зачем определять временную и постоянную жесткость

Понимание долей карбонатной и некарбонатной жесткости в общем показателе помогает понять:

• каким образом можно применять воду – как питьевую либо техническую;
• какие системы очистки нужны в том и в другом случае.

Сложная система водоочистки может сделать водозабор из ближайшего источника нерентабельным. В зависимости от задач предприятия может оказаться более выгодным обеспечить подвоз питьевой воды или сэкономить на очистке, но заложить в бюджет более частый ремонт оборудования.

Снизить временную жесткость можно:

• нагреванием (имеет смысл при наличии дешевого источника тепла);
• химически — добавляя реагенты, образующие малорастворимые соли кальция и магния (конкретный реагент выбирают исходя из соотношения KH и GH);
• термохимически — нагревание в присутствии реагентов.

Чтобы убрать все соли, используют диализ (нанофильтрацию), ионообмен, а для небольших объемов — дистилляцию и вымораживание. Максимальной эффективности удается добиться, сочетая несколько методов.

Как в лаборатории измеряют показатели жесткости воды

Существует несколько методов определения жесткости воды.

Комплексонометрический метод определяет только общую жесткость. Для его применения нужно привести образец к достаточным показателям мутности и цветности, удалить некоторые вещества, привести к допустимым значениям водородный показатель и, наконец, оттитровать в присутствии индикатора. Подготовка пробы в большинстве случаев оказывается крайне трудоемкой, а любая ошибка приводит к погрешностям в измерениях.

Гораздо эффективнее метод масс-спектрометрии, который используется в аккредитованной лаборатории «Веста». Он менее чувствителен к примесям в образце. Метод практически не зависит от человеческого фактора: анализ полностью автоматизирован, а точность измерений гарантирована своевременными поверками и регулярным участием в межлабораторных сличительных испытаниях.

Исследование позволяет точно установить не только уровень общей жесткости, но и вклад в него карбонатов и других солей. Это дает полную картину качества воды в источнике, позволяет более обоснованно подойти к вопросу водоподготовки и получить более предсказуемый результат.