Как определить жёсткость воды в домашних условиях

Жёсткая вода является первопричиной целого букета бытовых неприятностей: известкового налёта на кранах и мойке, белых разводов на посуде, накипи на нагревательных элементах приборов. От качества водопроводной воды зависит количество порошка, добавляемое в стиральную машину, дозировки полифосфатов перед системой обратного осмоса и даже продолжительность жизни аквариумных рыбок. Именно поэтому важно знать, как определить жёсткость воды в домашних условиях.

Понятие жёсткости

Жёсткость воды — это комбинация её химических и физических характеристик, связанных с количеством солей щёлочноземельных металлов (в частности, кальция и магния). Чем меньше солей содержится в воде, тем мягче она считается. В природных условиях уровень жёсткости является непостоянной величиной и может варьироваться в течение года, повышаясь при сильном испарении жидкости и уменьшаясь в сезон дождей.

Различают постоянную жёсткость, вызванную присутствием солей, и временную, образованную гидрокарбонатами. Последняя не представляет особой проблемы, поскольку легко устраняется кипячением.

Излишне жёсткая вода не только сокращает срок службы бытовых приборов, способствуя образованию накипи на нагревательных элементах, но и приносит вред здоровью. Регулярное употребление жидкости с высоким содержанием солей раздражает слизистую кишечника и является одной из причин образования камней в почках. Однако излишне мягкая вода также имеет недостатки: её постоянное использование способно спровоцировать коррозию труб за счёт отсутствия кислотно-щелочной буферности, которую обеспечивает гидрокарбонатная жёсткость.

Для численного выражения характеристик жидкости используют градусы жёсткости и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию 20,04 мг кальция или 12,6 мг магния в литре воды. В странах постсоветского пространства рекомендуется использовать воду с жёсткостью не выше 7 мг-экв/л, а в Европе — 1,2 мг-экв/л.

Согласно действующему стандарту, общепринятой единицей измерения считается градус жёсткости — 1 °Ж. По этому показателю воду разделяют на три категории:

• жёсткая — свыше 10 °Ж;
• средней жёсткости — 2−10 °Ж;
• мягкая — до 2 °Ж.

Методы измерения

Самым достоверным способом померить жёсткость воды является лабораторный анализ. Сделать его можно в санэпидемстанции, где специалисты не только определят концентрацию солей, но и зафиксируют содержание прочих вредных примесей — нитратов, пестицидов, сероводорода и т. д. Анализ считается делом добровольным, однако при обустройстве автономной системы водоснабжения им лучше не пренебрегать — так жильцы дома будут уверены в том, что им не грозит инфицирование и прочие тяжёлые последствия употребления жидкости, непригодной для питья. Выполняют исследование сразу после прокачки новой скважины.

Для проведения анализа необходимо:

1. Открыть кран и сливать воду в течение 30 минут — это позволит избавиться от застоявшейся жидкости и вымыть частички металла, которые неизбежно накапливаются в железных трубах.
2. Набрать воду в чистую пластиковую либо стеклянную бутылку. Для этой цели вполне подойдёт ёмкость из-под минеральной воды. Ни в коем случае нельзя брать тару, в которой ранее был газированный напиток, поскольку сохранившиеся в ней остатки красителей и химических веществ исказят результаты исследования. Набирать жидкость нужно аккуратно, тонкой струйкой, во избежание чрезмерного воздействия кислорода.
3. Закрыть ёмкость, заполненную под самое горлышко, крышкой, поместить в плотный непрозрачный пакет и в течение двух часов доставить в лабораторию, где узнают жёсткость воды и уведомят об этом человека, обратившегося в СЭС.

Если проведение анализа по какой-то причине неосуществимо, определить жёсткость можно альтернативными методами. Эти способы легко применимы в домашних условиях и доступны каждому, однако с лабораторными исследованиями их точность не сравнится.

Диагностика по степени пенообразования

Соли кальция и магния обладают свойством подавлять пенообразование, связывая мыло в нерастворимые соединения. По этой причине в жёсткой воде крайне плохо отмывается посуда и практически не отстирываются вещи. На ней же основан один из базовых способов определения характеристик воды: если мыло нормально пенится, жёсткость средняя, если не пенится вовсе — повышенная.

Для сравнения можно приобрести две бутылки воды с разной жёсткостью (этот параметр указан на этикетке), а в третью ёмкость налить жидкости из-под крана. Затем необходимо взять равное количество мыла и одновременно вспенить его во всех тарах. В результате получится пена, которую следует измерить линейкой.

Примерная жёсткость исследуемой жидкости измеряется путём несложных арифметических подсчётов: к примеру, если в мягкой воде (1 °Ж) высота пены составляет 15 см, в жёсткой (15 °Ж) — 1 см, а в воде из-под крана — 6 см, жёсткость последней является средним арифметическим двух первых параметров (т. е. 8 °Ж). Однако описанный способ нельзя назвать полностью достоверным — руководствуясь им, можно получить лишь общее представление о характеристиках воды.

Интенсивность образования накипи на бытовых приборах (кастрюлях, чайниках, ТЭНах) также позволяет сделать выводы о жёсткости. Так, если аэраторы кранов в доме забиваются за месяц, вероятнее всего, содержание солей превышает 10 мг-экв/л.

Проверка на вкус

Описать словами разницу между вкусом мягкой и жёсткой воды довольно сложно, однако не понять её при практическом сравнении почти нереально. Стоит отметить, что длительные тренировки позволяют определять жёсткость с погрешностью до 2−3 мг-экв/л, а иногда и ещё точнее.

Принцип диагностики аналогичен проверке на пенообразование: необходимо приобрести две бутылки воды различной жёсткости, налить в третью тару исследуемую жидкость и поочерёдно продегустировать питьё из всех ёмкостей. Исходя из вкусовых ощущений, определяют, к какому значению ближе вода из-под крана.

Тем, кто пытается выявить уровень жёсткости на вкус, также поможет цельный листовой чай. Дело в том, что в жёсткой воде этот напиток приобретает вязкость, мутный оттенок и металлическое послевкусие, мягкая же придаёт ему коричнево-оранжевый цвет с янтарным отливом и приятный насыщенный вкус. Пакетированный или гранулированный чай для эксперимента не годится, поскольку может содержать красители.

Использование индикаторных полосок

Специальные тесты для определения жёсткости воды можно приобрести в зоомагазинах, фирменных магазинах бытовой техники либо через торговые интернет-площадки. Индикаторные полоски представляют собой кусочки пропитанной реагентом бумаги, которая меняет цвет при контакте с жидкостью. Интенсивность окраса будет варьироваться в зависимости от концентрации солей. Подробная инструкция по применению указана на упаковке с тестами.

Главным недостатком метода является то, что правильно интерпретировать полученный результат иногда бывает затруднительно. Тогда тест повторяют несколько раз, на глаз определяя интенсивность цвета и сравнивая её с предложенной палитрой. А если учесть, что качественные индикаторные полоски чаще всего зарубежного производства, приходится ещё и переводить указанные единицы измерения из европейских в российские.

Кроме того, даже неукоснительное соблюдение всех условий теста не гарантирует стопроцентной точности результата. Гораздо лучше воспользоваться специальным прибором — солемером, или TDS-метром, способным определить жёсткость исходя из электропроводности воды. Однако такой аппарат стоит приличных денег и требует от владельца определённых навыков.

Способы умягчения

Проверить уровень жёсткости можно несколькими способами, но это только половина дела. Конечно, если вода мягкая, то никаких дополнительных действий не потребуется, а вот повышенная жёсткость является проблемой, требующей устранения. Для этого применяются следующие методы:

• Термическая обработка (кипячение). Считается лучшим вариантом нейтрализации жёсткости, образованной гидрокарбонатами, но для остальных случаев не подходит.
• Очистка методом обратного осмоса. Способ основан на прохождении жидкости под давлением через полиамидные мембраны, проницаемые только для частиц, размер которых меньше диаметра молекул воды либо равен ему (например, кислорода). Вода проходит из более концентрированного раствора в менее концентрированный, то есть в обратном для осмоса направлении, вследствие чего очищается от большинства вредных примесей.
  

  

  Эффективность очистки может достигать 99,9%. Среди недостатков метода стоит отметить неизбежную предварительную подготовку подаваемой на мембрану жидкости.

• Реагентное умягчение, то есть добавление определённого количества соды либо гидратной извести. В этом случае щёлочноземельные соли переходят в нерастворимые соединения, впоследствии выпадая в осадок. Способ подразумевает точную дозировку реагента и последующую фильтрацию.
• Электродиализ — процесс изменения концентрации раствора путём выделения из него солей под воздействием электрического тока. Метод трудоёмкий и довольно затратный, поэтому применяется главным образом в промышленных установках.
• Катионирование — пропускание жидкости через специальный материал, называемый катионитом. В процессе фильтрации катионы, способствующие образованию накипи, поглощаются материалом и заменяются ионами натрия либо водорода. Одноступенчатое катионирование снижает уровень жёсткости до 0,05−0,1 °Ж, а двухступенчатое — до 0,01 °Ж.

В сутки человек употребляет не менее двух литров жидкости, качество которой оказывает непосредственное влияние на состояние его здоровья. Чистая вода с оптимальным содержанием необходимых микроэлементов помогает восстановить баланс в организме и обеспечить нормальную работу последнего, поэтому контролировать её характеристики чрезвычайно важно.