Twarda woda - co to za zjawisko?

Wysoki stopień twardości wody może wystąpić niezależnie od źródła jej pochodzenia. To oznacza, że ze zjawiskiem możemy spotkać się zarówno w przypadku wody doprowadzonej z sieci wodociągowej, jak i równie dobrze z własnego ujęcia. Tylko właściwie czym jest ta twarda woda? Dlaczego należy się jej obawiać? W jaki sposób uzdatniać wodę?

O twardości wody mówi się naprawdę sporo w różnych kontekstach. Najczęściej jednak jest to kwestia powiązana z kłopotami pojawiającymi się w gospodarstwie domowym. Pisaliśmy już o tym w artykułach: Złodziej w domu! Czyli co nam kradnie twarda woda? oraz Kamień kotłowy - wróg Twojego AGD.

Dziś czas przyjrzeć się temu zjawisku z bliska oraz zobaczyć, co na ten temat ma do powiedzenia nauka. Czym tak dokładnie jest twarda woda i dlaczego coraz więcej użytkowników podejmuje z nią walkę?

Twarda woda z naukowego punktu widzenia

Twardość wody jest cechą, która wynika z obecności głównie kationów wapnia i magnezu. Opcjonalnie mogą im towarzyszyć także jony żelaza i manganu na drugim stopniu utleniania. Im wyższe stężenie magnezu oraz wapnia, tym bardziej wzrasta stopień twardości wody.

Najczęściej mówimy o ogólnej twardości wody, zwanej także twardością całkowitą. Na nią składają się właściwie dwa rodzaje: węglanowa i niewęglanowa twardość wody.

Rodzaje twardości wody

Twardość węglanowa jest zwana również nietrwałą bądź przemijającą. To nazewnictwo wynika z jej cech charakterystycznych. Ten rodzaj powodują w większości węglany i wodorowęglany wapnia oraz magnezu. Twardość węglanową można bez trudu usunąć z wody choćby za pomocą procesu obróbki termicznej. Związki szybko wytrącają się pod wpływem gotowania wody. Są wytrącane w postaci osadu, który możemy zauważyć na przykład na dnie czajnika. Reakcja wygląda następująco: 

Ca2+ + 2HCO−3 ⇌ CaCO3 + H2O + CO2↑

Drugi rodzaj (twardość niewęglanowa zwana trwałą) jest o wiele trudniejszy do usunięcia. Wywołują go sole innych kwasów, między innymi: chlorki, siarczany, azotany. Związki te pozostają w wodzie nawet po jej przegotowaniu.

Skąd twarda woda w kranie?

Twardość wody jest naturalną cechą wód występujących w przyrodzie. Aby lepiej zrozumieć to zjawisko, należy najpierw powiedzieć nieco więcej o ogólnej mineralizacji wód podziemnych i powierzchniowych, definiowanej jako ilość rozpuszczonych soli.

Im warstwa wody pobieranej do użytku jest głębiej położona, tym stopień ogólnej mineralizacji jest wyższy. Nie da się jednak jednoznacznie określić bezwzględnej głębokości występowania wód zmineralizowanych - wiele zależy od terenów. Na ogół mamy do czynienia z trzema rodzajami wody: niskozmineralizowaną, średniozmineralizowaną oraz wysokozmineralizowaną.

W trakcie obiegu woda ma styczność z wieloma minerałami, które są wypłukiwane chociażby ze skał. Trafiają do wody w różnych stężeniach, stąd też różny poziom mineralizacji.

Konsekwencje występowania twardej wody

Stopień twardości wody ma bezpośredni wpływ na właściwości fizyczne wody oraz to, co po sobie pozostawia. Dwie poniższe cechy tworzą w rezultacie wiele problemów przekładających się na znaczne zmniejszenie komfortu codziennego życia i funkcjonowania gospodarstw domowych oraz zakładów przemysłowych.

Wysokie napięcie powierzchniowe wody

Przede wszystkim twardość wody przekłada się na napięcie powierzchniowe. Im bardziej wzrasta stopień twardości wody, tym napięcie powierzchniowe staje się większe. 

Z kolei duże napięcie powierzchniowe wody przyczynia się do o wiele gorszego zwilżania wszelkich powierzchni. Przez to bardzo ciężko w takiej wodzie rozprowadzić na przykład środki czystości. O wiele trudniej też przychodzi dokładne posprzątanie brudnych powierzchni. 

Ponadto potrzeba więcej detergentów i środków czyszczących, by ich zastosowanie przyniosło jakiekolwiek efekty. Wszystko przez reakcję, jaka zachodzi między nimi a twardą wodą. W jej wyniku powstają nierozpuszczalne sole kwasów tłuszczowych i metali odpowiedzialnych za powodowanie twardości wody.

Kamień kotłowy

Dość znaczącym problemem jest wytrącanie się osadu z twardej wody. Ten zwany jest powszechnie kamieniem kotłowym. To spore wyzwanie i techniczny problem dotyczący zarówno gospodarstw domowych, jak i zakładów przemysłowych. 

Osad tworzy węglan wapnia (CaCO3) i magnezu (MgCO3), które powstają w wyniku termicznego rozkładu wodorowęglanów. Jeśli stopień twardości wody jest wysoki, osad będzie pojawiał się na ściankach kotłów grzewczych, bojlerów, czajników, zbiorników oraz elementach mających styczność z wodą. 

Kamień kotłowy powoduje spore straty energii cieplnej – jest o wiele gorszym przewodnikiem energii niż stal. Przez jego obecność może dochodzić do lokalnych niedogrzań i przegrzań, znacznego zmniejszenia światła rur bądź całkowitego zaniku. Dość powszechne są problemy z mniejszą wydajnością instalacji, zmniejszeniem oraz niestabilnością przepływu. Często dochodzi do korozji pod osadem i drogich w naprawie awarii.

Skale twardości wody

Stopień twardości wody można wyrazić w kilku skalach: skali niemieckiej, stopniach francuskich, stopniach angielskich, skali amerykańskiej, milivalach na litr oraz milimolach na litr. Wszystkie skale są wzajemnie wymienne i można przeliczać między sobą jednostki. Istnieją specjalne strony internetowe z kalkulatorami twardości wody, gdzie wystarczy wpisać wartość, by otrzymać wyniki podane w różnych skalach. 

W Polsce dość dużą popularnością cieszy się skala niemiecka, dlatego właśnie w niej podamy wartości dotyczące twardości wody: 

0-4 dH – woda bardzo miękka

5-8 dH – woda miękka

9-12 dH – woda średnio twarda

13-18 dH – woda twarda

19 i więcej – woda bardzo twarda

Najczęściej twardość wody występuje na poziomie około 10 stopni niemieckich. Woda na takim stopniu twardości kwalifikuje się już do uzdatniania, jeśli komuś zależy na ochronie instalacji i sprzętów przed kamieniem kotłowym.

Normy dotyczące twardości wody

Normy dotyczące stopnia twardości wody w Polsce są bardzo rozległe. Rozporządzenie wydane przez ministra zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia dopuszczalne wartości szacuje na 60-500 mg CaCO3/l. 

Przy ich ustalaniu główną rolę odgrywały względy zdrowotne. Nie ma żadnych naukowych dowodów na to, że spożywanie wody o wysokim stopniu twardości może powodować negatywne zmiany w organizmie. Podane normy nie biorą jednak pod uwagę znaczenia gospodarczego wykorzystywania twardej wody. W końcu już o wiele niższe stężenia niż 500 mg CaCO3/l powodują wytrącanie się osadu.

Jak sprawdzić stopień twardości wody w domu?

Jeśli korzystacie z sieci wodociągowej właściwie wystarczy, abyście odwiedzili stronę lokalnych zakładów. W zakładce dotyczącej jakości wody znajdują się aktualne informacje o różnych parametrach, w tym między innymi o stopniu twardości wody. Wystarczy spojrzeć na wartość i porównać ze skalą. 

Jeśli jesteście bardziej dociekliwi i chcielibyście samodzielnie sprawdzić wartość, można wykonać test twardości wody za pomocą specjalnego testera. W naszym sklepie dostępne są paskowe testery twardości wody oraz kropelkowe testery twardości wody. Drugi rodzaj daje bardziej precyzyjny wynik. 

Trzecią opcją na sprawdzenie czy z kranu płynie twarda woda jest zlecenie analizy wody. Ten sposób polecany jest szczególnie właścicielom własnych ujęć. Badanie wody będzie w stanie dokładnie wykazać przekroczenia obecne w wodzie. Więcej na ten temat w artykule: Czy warto zlecić analizę wody? Po co jest potrzebna?

Jak redukować stopień twardości wody?

Z problemem oczywiście można walczyć doraźnie za pomocą odkamieniaczy oraz silnych środków czystości. W tej kwestii dość dużą popularnością cieszą się również stare, domowe sposoby naszych babć, jak kwasek cytrynowy czy ocet. 

W przypadku chęci obniżenia stopnia twardości wody przeznaczonej do gotowania coraz większe znaczenie mają dzbanki filtracyjne oraz o wiele bardziej wydajne systemy odwróconej osmozy szczególnie chętnie stosowane w mieszkaniach. Wśród doraźnych rozwiązań, które zażegnają problem w konkretnym miejscu można wymienić również filtry pralkowe z polifosfatem oraz filtry prysznicowe. 

Jeśli tylko pozwalają na to warunki, warto jednak zabrać się nie za zwalczanie skutków lecz samej przyczyny. Jednym z najlepszych i najbardziej popularnych sposobów jest zastosowanie centralnego zmiękczacza wody działającego na zasadzie wymiany jonowej. 

Wybór tych urządzeń jest naprawdę spory, dzięki czemu bez trudu można dobrać opcję najlepiej dostosowaną do oczekiwań. Jak tego dokonać? O tym napisaliśmy więcej w tekście: Jak wybrać idealny zmiękczacz wody do domu? 

W ofercie można znaleźć ekonomiczne modele kompaktowe, jak Ecoperla Toro 24 i Ecoperla Toro 35. duże kompaktowe zmiękczacze wody z funkcjami zapewniającymi wygodę użytkowania oraz sterowanie poprzez WiFi i aplikację ConnectMySoftener, jak Ecoperla Slimline 24. Są również dostępne bardzo nowoczesne zmiękczacze wody z modułem WiFi – Pentair IQsoft. Zupełną nowość stanowi kompaktowy zmiękczacz wody z węglem aktywnym Ecoperla Hero. 

Do miejsc, w których potrzebne jest bardziej wydajne zmiękczanie wody proponujemy serię dwuczęściowych zmiękczaczy wody Ecoperla Softower. Natomiast w domach, które dysponują minimalną przestrzenią na montaż zmiękczacza wody, idealną propozycją może okazać się jeden ze zmiękczaczy wody z serii Ecoperla Vita. Ecoperla Vita 12 to urządzenie, które sprosta misji zmiękczania wody w bloku.

Twarda woda nie musi być codziennym utrapieniem

Wielu z nas nawet nie zdaje sobie sprawy z tego, ile traci przez obecność twardej wody. Zapewniamy, że nie jest to kłopot ograniczający się jedynie do potrzeby wymiany czajnika. 

Na przykład wielu producentów kotłów grzewczych od razu proponuje instalację zmiękczacza wody, ponieważ zdają sobie sprawę, ile szkód potrafi wyrządzić twarda woda. Niektóre z tych firm nawet nie przyjmują reklamacji, jeśli nie dostosuje się do wymogu zmiękczania wody na potrzeby tych urządzeń. 

Codzienne użytkowanie miękkiej wody zapewnia całą masę korzyści. Często dostajemy wiadomości od nabywców zmiękczaczy wody, że już nigdy nie chcieliby powrócić do użytkowania wody o wysokim stopniu twardości.