Журнал "Питьевая вода" №3 май-июнь 2006

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ, ПРОБЛЕМЫ
И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Д.Е. Порошин, президент компании; В.В. Савин, ведущий специалист, врач-гигиенист высшей категории

Торговая компания «ДелаН»

Жесткость воды определяет­ся содержанием в ней раство­ренных солей кальция и магния. Двууглекислые соли кальция и магния, например, гидрокарбо­нат кальция Са (НСОз)2обуслав­ливает карбонатную или времен­ную жесткость воды, которая полностью устраняется при кипя­чении воды в течение часа. Все остальные соли, например, соли сильных кислот - сульфаты и хлориды кальция и магния, обра­зуют некарбонатную, или посто­янную жесткость воды (это такая жесткость, которая остается пос­ле кипячения воды в течение ука­занного выше времени). Сумма карбонатных и некарбонатных солей кальция и магния состав­ляет так называемую общую же­сткость воды. При длительном кипячении воды, обладающей карбонатной жесткостью, в ней появляется осадок, состоящий главным образом из СаСОз, и одновременно выделяется углекис­лый газ СО2. Оба эти вещества появляются вследствие разложе­ния гидрокарбоната кальция. Именно поэтому карбонатную жесткость называют временной жесткостью.

В РФ жесткость воды выра­жали суммой миллимолей ионов кальция и магния, содержащих­ся в одном литре воды. С 01.01.2005г. введен новый ГОСТ Р 52029-2003 «Вода. Единица жесткости». С принятием данно­го стандарта с 1 января 2005 года утратил силу на территории РФ ГОСТ 6055-86. Понятие «грамм-эквивалент жесткости» заменено на «российский градус жесткости». В странах дальнего зарубежья жесткость воды изме­ряется в национальных граду­сах. Для их взаимного перевода пользуются следующими соот­ношениями: 1 ммоль/л = 2,8 не­мецких градусов = 5 французских градусов = 3,5 английских градусов = 50 ррт (частей на миллион) в США и т.д.

Какая все-таки вода жесткая?

В США общепринята класси­фикация жесткости воды для хо­зяйственно-бытовых целей:

0,1 - 0,5 мг-экв/л - практичес­ки мягкая вода;

0,5 -1,0 мг-экв/л - мягкая вода;

1,0 - 2,0 мг-экв/л - слабожест­кая вода;

2,0-3,0 мг-экв/л - жесткая вода;

> 3,0 мг-экв/л - очень жесткая вода.

В действующих сегодня Феде­ральных санитарных правилах и нормативах (СанПиН 2.1.4.1074-01) общая жесткость воды, ис­пользуемой для питьевых и хо­зяйственно-бытовых нужд норми­руется: допустимое максималь­ное содержание солей жесткости в воде по суммарному содержа­нию в ней солей кальция и маг­ния составляет 7 (10) ммоль/л.

Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 вся вода с жесткостью меньше 7,0 мг-экв/л считается мягкой. Но СанПин - вещь лукавая. Если вы обратите внимание, в нем есть примечание. Цитирую:«Величина, указанная в скобках, может быть установлена по постановлению главного государственного сани­тарного врача по соответствующей территории для конкретной систе­мы водоснабжения на основании оценки санитарно-эпидемиологи­ческой обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки».

Получается так, что можно не очищать воду, а просто согласо­вать ее качество. Откуда взялась в СанПине цифра «7 мг-экв/л»? Дело в том, что при жесткости воды выше 7 мг-экв/л вероят­ность зарастания труб известко­выми отложениями резко возрас­тает, уменьшается проектный срок службы трубопроводов. А при очень низкой жесткости вода приобретает сильные коррозион­ные свойства. Не зря подчеркнут материал, из которого сделаны трубы. Сейчас активно использу­ется пластик и металлопластик, не подверженные коррозии. По­этому ничто не мешает пользо­ваться мягкой водой, единствен­ный вопрос - где ее взять?

По классификации отече­ственного гидрогеохимика Алекина мягкой считается вода с жесткостью 1,5-3 мг-экв/л, уме­ренно жесткой - 3 - 6 мг-экв/л, жесткой -6-9 мг-экв/л и очень жесткой -свыше 9 мг-экв/л.

ВОЗ не предлагает конкретной величины жесткости воды по ее влиянию на здоровье человека,

Жесткость природных вод из­меняется в широких пределах. Она различна в разных водоемах и водотоках, а в одной и той же реке изменяется в течение года. Минимальная жесткость речной воды бывает во время паводка.

Определить, насколько жест­кая вода, просто. Если интересу­ют цифры, нужно отдать пробу воды на анализ в лабораторию. А если судить по субъективным показателям, то достаточно умыться с мылом и взглянуть в зеркало. Если кожа сохнет, гру­беет и шелушится, а рассекатель зарастает известковыми отложе­ниями -значит вода жесткая. По­требитель, как правило, оценива­ет качество воды по «видимым» свойствам: цвет, запах, вкус. Спо­собность воды образовывать осадок при кипячении вызывает беспокойство, даже если состав воды соответствует норматив­ным документам и подтвержда­ется официально независимой компетентной лабораторией. Накипь в чайнике не служит ин­дикатором, так как образуется и при малой жесткости.

Существует мнение, что жес­ткая вода - плохая вода. Дей­ствительно, при нагревании воды с высокой жесткостью образует­ся накипь, жесткая вода имеет привкус, требует значительно больше моющих средств, в жес­ткой воде хуже мылится мыло.

Американская статистика об ущербе от жесткой воды:

Слой накипи в 1,5 мм умень­шает теплопередачу на 15%, 3 мм-на 25%, 7мм-на 40%, 10мм -в 2 раза.

90% всех аварий электроводо­нагревателей, чайников, кипятиль­ников происходит из-за накипи.

Нагрев жесткой воды требует на 15-25% больше энергии, чем мягкой.

Срок службы белья при стир­ке в жесткой воде сокращается на 15-30%, а расход стиральных порошков увеличивается на 20-30%.

Отмечено снижение эффек­тивности действия лечебной кос­метики в сочетании с жесткой водой. Шампуни превращаются в обычное мыло.

Вместе с тем, есть и положи­тельные качества солей жестко­сти, растворенных в воде. Уста­новлена обратная зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечнососудистыми заболеваниями человека (чем меньше жесткость воды, тем больше подвержен человек сердечнососудистым заболевани­ям). Согласно данным эпидеми­ологических исследований, про­веденных во многих странах мира, дефицит кальция и магния является самостоятельным фак­тором риска развития различных заболеваний, в том числе забо­леваний опорно-двигательного аппарата и патологии сердечно­сосудистой системы (ишемическая болезнь сердца, гипертони­ческая болезнь, инфаркт миокар­да и т.д.). Чем меньше кальция и магния в питьевой воде, тем выше риск возникновения гипер­тонии. Шведские исследователи по результатам обширного эпи­демиологического исследования, проведенного в 40 муниципали­тетах Швеции, снабжаемых пить­евой водой с различным содер­жанием магния, подсчитали, что повышение концентрации этого элемента в воде лишь до 10мг/л могло бы снизить смертность от инфаркта миокарда с 350 до 265 случаев на 100000 населения. Столь впечатляющий вывод под­тверждает незаменимость маг­ния именно в растворенной, ион­ной форме - ведь, казалось бы, при потребности в магнии поряд­ка 400 мг/сут вода не вносит значительного арифметического вклада в суточное потребление этого элемента. Однако арифме­тический подход в данном слу­чае неуместен, что подтвержда­ется как эпидемиологическими, так и экспериментальными ис­следованиями, проведенными, в частности, в лаборатории клини­ческой и экспериментальной кардиологии института физио­логии им. И.П.Павлова РАН.

На сегодняшний день сложи­лась очень интересная ситуация. С экранов телевизоров, страниц газет идет поток рекламной ин­формации: с одной стороны, де­монстрируют вред, наносимый бытовой технике известковыми отложениями из-за использова­ния жесткой воды. С другой сто­роны, авторитетно утверждается, что недостаток кальция в орга­низме чреват заболеваниями опорно-двигательной системы, недостаток магния провоцирует инфаркт. И поэтому питьевая вода должна содержать в доста­точном количестве эти самые соли жесткости. И технику жал­ко, и здоровье. Но... у кофе и чая, заваренных мягкой водой, лучше аромат, чешское пиво сварено на мягкой воде. И после душа в теп­лой постели кожа мягкая и не­жная без всяких лосьонов и кре­мов. Согласно нормам потребле­ния воды, из 300-400 ежедневно расходуемых литров основная часть идет на хозяйственно-бы­товые нужды, для приготовления пищи необходимо 5-10 л, чело­век выпивает максимум литр-два. Казалось бы, чего проще: покупать жесткую питьевую воду в бутылках, а мыться, стирать - мягкой? Ведь соли жесткости, отлагаясь в системах отопления и горячего водоснабжения, выво­дят из строя бойлеры раньше времени, а до этого ведут к пе­рерасходу энергоносителей. Но не все так просто. Если водопотребление в США составляет 190 л в сутки на человека, в Германии - 130, то в России - 430. Мягкая вода стоит денег. Поэтому за гра­ницей далеко не всю потребляе­мую в бытовых целях воду умяг­чают, а проектируют разводку инженерных коммуникаций с уче­том минимизации текущих зат­рат: умягченная вода подается только в контур горячего водо­снабжения для увеличения сро­ка службы труб. Контур отопле­ния - закрытый, в него заливает­ся мягкая вода. Жесткость холод­ной воды, используемой в ванных комнатах, поддерживает­ся на уровне 3-4 мг-экв/л. При смешении потребитель получает воду с жесткостью 1,5-2 мг-экв/л. Не умягчается холодная вода в сливных бачках унитазов и вода, идущая на полив газонов. Но вер­немся к вопросу жесткой воды для питья. Действительно, недо­статок кальция в организме чре­ват заболеваниями опорно-дви­гательной системы, а недостаток магния провоцирует инсульты. Это неоспоримая медицинская статистика. Однако, та же самая медицинская статистика приво­дит данные о заболевании моче­каменной болезнью, артритом и склерозом (отложение солей кальция в суставных сумках и сосудах головного мозга соответ­ственно). И увеличение заболе­ваемости совпадает с увеличе­нием жесткости потребляемой питьевой воды. Однако, в райо­нах с малой жесткостью потреб­ляемой воды почему-то наблю­дается увеличения количества больных остеопарозом, рахитом и сердечнососудистыми заболе­ваниями. То есть жесткость потребляемой воды - ионы кальция и магния, никоим образом не свя­зана с заболеваниями, которыми нас так пугают. Почему? От жес­ткой воды можно получить толь­ко камни в почках и суставах и толстый слой накипи в чайнике. Вода без солей лучше для при­готовления кофе и чая, но она безвкусная и плохо утоляет жаж­ду. Утолить жажду в жаркий день можно только компенсировав уходящие из организма с потом соли. Но обычная поваренная соль придает воде солоновато-горький привкус, а карбонат каль­ция -приятный сладковатый.

Умягчение воды, т.е. сниже­ние содержания в ней солей же­сткости до требуемых норматив­ных значений, осуществляется одним из следующих способов: термическим, реагентным, катионитовым и комбинацией пере­численных способов.

Мягкая вода может не только приводить к коррозии трубопрово­дов и водопроводного оборудова­ния, но, кроме того, усиливает токсичность тяжелых металлов, содержащихся в воде (например, цинка). Имеются указания о том, что мягкая вода отрицательно влияет на баланс минеральных веществ в организме человека и поэтому может привести к отло­жению солей как и при повышен­ном содержании солей жесткос­ти. Общая жесткость воды долж­на быть не ниже 1,5 ммоль/л.

Таким образом, нельзя в про­цессе подготовки воды для пи­тьевых целей уменьшать жест­кость воды ниже 1,5 ммоль/л (при этом кальция должно быть не менее 30 мг/л, а магния - не ме­нее 10 мг/л). Такое содержание солей жесткости позволит укре­пить сердечнососудистую систе­му человека и предотвратит негативное влияние на оборудование системы водоснабжения благода­ря исключению коррозии матери­алов из которых оно выполнено.

Следует отметить, что некото­рые современные методы очис­тки питьевой воды, наряду с эф­фективным освобождением воды от вредных примесей, спо­собны практически полностью лишить ее солей кальция и маг­ния, тем самым искусственно создавая связанный с этим фак­тор риска, даже в тех регионах, где природная вода минерализо­вана в достаточной степени. Про­стым разрешением этого проти­воречия также может быть обо­гащение (коррекция) очищенной питьевой воды при помощи спе­циальных минеральных добавок.

Иногда воду умягчают с целью избежать образование нежела­тельной накипи при ее кипяче­нии. При этом не следует забы­вать, что образование накипи связано с осаждением малора­створимых в воде карбонатов кальция и магния, которое воз­можно лишь в присутствии зна­чительного количества гидрокар­бонат - ионов. Обогащение воды солями кальция и (или) магния в отсутствии избытка гидрокарбо­натов не приведет к увеличению образования накипи.

Самый простой способ борь­бы с карбонатной жесткостью - прокипятить воду. При этом гид­рокарбонат кальция распадает­ся с выделением углекислого газа и выпадением в осадок кар­боната кальция. Этот процесс мы можем наблюдать при кипячении воды в чайнике. Полное пред­ставление о содово-известковом способе можно получить, умяг­чая воду для стирки «бабушки­ным» способом с помощью каль­цинированной соды (карбонат кальция). Обычно достаточно одной-двух чайных ложек без верха на ведро воды. Раствори­те соду в небольшом количестве воды, затем размешайте и дож­дитесь выпадения осадка карбо­ната кальция. Так умягчали воду еще в Древней Греции, добавляя в нее печную золу.

Жесткой считается вода, в литре которой присутствуют соли кальция и магния в повышенной концентрации. Общая жесткость определяется как суммарное со­держание солей кальция и маг­ния в растворе. В разных стра­нах существуют свои нормы же­сткости для воды. Но есть и на­родные критерии. Так, например, жесткая вода не мылится, остав­ляет значительный осадок во время кипячения. Она нехороша тем, что в результате длительно­го ее употребления может раз­виться мочекаменная болезнь. Однако, соли все же должны быть в воде (в определенных ко­личествах). Когда человек пола­гает, что, если в воде нет солей и чайник не обрастает накипью, это хорошо, то он заблуждается. На­кипь не страшна. Вы знаете, что сегодня в целом по стране дефи­цит поступления кальция в орга­низм, по данным Росстата, дос­тигает 40%, а магния - около 20%. Кроме того, гидрокарбонатные соли кальция и магния во мно­гом определяют вкус воды. Люди всегда тянулись к родникам, по­тому что там вкусная вода. А по­чему она такая? Да потому, что проходя через известковые поро­ды, она обогащалась кальцием. У нас же вода не всегда насыще­на необходимыми нам вещества­ми. Например, в северных реги­онах используются поверхност­ные воды, которые мало минера­лизованы (в них очень низкое содержание солей) в связи с тем, что в условиях вечной мерзлоты воды мало фильтруются, не на­сыщаются кальцием, пополняют­ся в основном снегом. У населе­ния этих регионов отмечается более высокий уровень сердечнососудистых заболеваний, по­скольку в воде практически отсут­ствует кальций и магний (два компонента, которые характери­зуют жесткость воды и важны для профилактики заболеваний сердечнососудистой системы).