Kolik vápníku a hořčíku je ve vodě?

Vápník je kov alkalických zemin. Jedná se o jeden z nejrozšířenějších chemických prvků (3. místo mezi kovy, 5. místo mezi všemi prvky), minerál tvoří 3,38 % hmotnosti zemské kůry. Díky své vysoké chemické aktivitě se vápník nenachází v čisté formě, jeho sloučeniny jsou přítomny ve 385 přírodních minerálech.

Takže ve vodě je vápník – co dělat?!

Zdroje vápníku ve vodě

Vápník se ve vodě vyskytuje ve formě solí silných a slabých kyselin: uhličitanů a hydrogenuhličitanů (CaCO₃), sírany a siřičitany (CaSO₄CaSO₃) fluoridy (CaF₂), fosfáty (Ca₅(PO₄)₃), stejně jako další soli. Hlavní zdroje vápníku ve vodě:

• Skály, kterými protéká voda.
• Emise z průmyslových podniků.
• Hnojiva ze zemědělských odvětví, která se dostávají do vody přímo nebo přes půdní vrstvu.

Sloučeniny vápníku jsou přítomny ve většině hornin a biogenních sedimentů. Kov se také nachází ve všech rostlinných a živočišných tkáních. Jeho sloučeniny jsou základem kostního skeletu, schránek a schránek bezobratlých živočichů. Pojďme zjistit, jak určit vápník ve vodě a jaký by měl být jeho obsah?

Sloučeniny vápníku se nacházejí v rozpuštěné formě v mořské vodě a vodě z podzemních zdrojů a otevřených nádrží. Největší množství vápníku je přítomno ve vodě z horských řek a pramenů, artéských studní. Vysoký obsah vápníku ve vodě z vodovodu nebo studny je indikován:

1. Bílá nerozpustná sraženina, která se objeví po převaření vody obsahující vápník.
2. Vodní kámen na stěnách varné konvice, nádrže myčky a dalších kuchyňských spotřebičů.
3. Bílé zbytky na vodovodních bateriích a sprchových hlavicích.
4. Zhoršení chuti nápojů a vařených pokrmů.
5. Ztráta barvy látky po praní.
6. Zvýšená spotřeba mýdla a pracích prostředků.

Jak zjistit množství vápníku ve vodě

Nejpřesnější metodou pro stanovení množství vápníku ve vodě je laboratorní rozbor. Takové služby poskytují specializované organizace, společnosti dodávající vodní filtry. Pro hrubý odhad koncentrace vápenatých iontů ve vodě se používají speciální testovací proužky, které mění barvu v závislosti na podílu vápníku ve vodě. Další účinnou metodou stanovení vápníku ve vodě je titrační metoda. Množství vápníku ve vodě můžete také zjistit pozorováním, které jsme uvedli výše.

Normy pro obsah vápníku ve vodě

Tvrdost vody je dána obsahem iontů vápníku a hořčíku v ní. To je jedna z nejdůležitějších vlastností. Rozlišuje se tuhost dočasná a trvalá. První je určena podílem hydrogenuhličitanu vápenatého. Při zahřívání a vaření se tyto sloučeniny rozkládají, uvolňují oxid uhličitý a nerozpustnou sraženinu. Dočasná tvrdost má druhé jméno – hydrokarbonátová tvrdost.

Konstantní tvrdost závisí na obsahu síranů, chloridů hořčíku a vápníku. Tyto soli se při vaření nerozkládají. Tato tvrdost se nazývá nekarbonátová.

Na základě kationtového složení se rozlišuje vápenatá a hořčíková tvrdost. Voda ze zdrojů umístěných ve vápencových horninách má vysoký obsah vápenatých iontů. Voda z oblastí s ložisky dolomitu má převážně hořčíkovou tvrdost.

Mezinárodní jednotka měření tvrdosti je mol/m3. Při technických a laboratorních měřeních se používají miligramové ekvivalenty na litr (mg-ekv/l). Například voda o tvrdosti 1 mEq/l obsahuje 20,04 vápníku nebo 12,16 hořčíku. Podle GOST 31865-2012 pro vápník ve vodě, platné v Ruské federaci, se tvrdost měří ve stupních. 1 F = 1 mEq/l.

Normy pro vápník v pitné vodě lze vypočítat pomocí speciálních metod pro stanovení iontů vápníku ve vodě.
Sanitární normy pro centralizované zásobování vodou SanPiN 2.1.4.1074-01 určují normy a maximální přípustnou koncentraci solí tvrdosti. Norma vápníku ve vodě je dle požadavků 7 mg-ekv./l, maximální obsah do 10 mg-ekv./l. Nicméně podle standardů WHO je optimální koncentrace vápníku ve vodě přibližně 1,5-2,5 F.

Proč se ale vápník ve vodě určuje a jak ovlivňuje naše tělo?

Vliv vápníku na tělo

Vápník je jedním z nejdůležitějších prvků pro život. Jeho spojení tvoří základ pohybového aparátu a zubní tkáně. Ionty vápníku se podílejí na přenosu nervových vzruchů, syntéze hormonů a enzymů a udržování alkalicko-kyselé rovnováhy v těle.

10 až 20 % vápníku získáváme z pitné vody. Nedostatek, stejně jako nadbytek tohoto prvku vede ke zhoršení zdraví, a to:

• Ke zhoršení kosterního systému. Kosti se stávají křehkými a objevuje se specifické onemocnění, osteoporóza.
• Ke zpomalení růstu nehtů a vlasů, zhoršení jejich stavu. Nedostatek vápníku vede k třepení nehtů, lámavosti a ztenčování pokožky hlavy.
• Ke zhoršení celkového stavu. Chronická únava a zvýšená podrážděnost mohou být také příznaky nedostatku vápníku.

V některých případech se objevují záchvaty, problémy s kardiovaskulárním systémem a gastrointestinálním traktem. Při výrazném přebytku dochází k poruchám srdečního rytmu a fungování centrálního nervového systému. Nadbytek sloučenin vápníku je také příčinou řady poruch a onemocnění. Pokud je ve vodě hodně vápníku:

• Onemocnění ledvinových kamenů.
• Zrychlený rozvoj aterosklerózy.
• Usazování solí v kloubech.
• Překročení koncentrace vápenatých iontů negativně ovlivňuje domácí spotřebiče a sanitární zařízení:
• Potrubí zarůstá vrstvou sedimentu.
• Nerozpustné soli se usazují na topných tělesech a stěnách ohřívačů vody a bojlerů.

Přebytek vápníku ve vodě z vodovodu nebo studniční vody vede ke zvýšené spotřebě energie a zkrácení životnosti systémů a zařízení. Pokud je ve vodě přebytek vápníku a sodíku, doporučuje se nainstalovat iontoměničové filtry. To pomůže vyhnout se zdravotním problémům a prodloužit životnost domácích spotřebičů a domácích systémů.

Potřeba dodatečného čištění vody od solí tvrdosti vzniká, když je obsah Mg nebo Ca solí vyšší než 10 mg-ekv./l. K tomuto účelu se používají iontoměničové změkčovací filtry a jednotky reverzní osmózy.

Potřebu instalace filtru k odstranění vápníku lze určit po rozboru vody a stanovení chemického složení nečistot.

Aplikace pro výběr zařízení

Častým problémem autonomních vodovodních systémů v soukromých domech je zvýšený obsah dvou kovů ve vodě – vápníku a hořčíku a také jejich solí. Výsledkem tohoto složení kapaliny je vysoká tvrdost, která negativně ovlivňuje jak lidský organismus při pití, tak domácí spotřebiče při technickém použití. Tvrdost vody je způsobena přítomností hydrogenuhličitanu vápenatého a hořečnatého. V takové situaci se otázka účinného čištění vody od vápníku, hořčíku a jejich různých sloučenin stává vážným problémem.

Jak se vápenaté a hořečnaté soli dostávají do vody?

Vápník a hořčík se do vodonosných vrstev dostávají zcela přirozeně. Jejich obsah je zvláště vysoký, když kapalina prochází ložisky vápence a sádry. Je důležité poznamenat, že při zvažování problematiky tvrdosti vody se bere v úvahu především vápník a hořčík z důvodu jejich rozšířeného výskytu.

Tvrdost vody na bázi vápníku a hořčíku

Z vědeckého hlediska existují dva druhy tvrdé vody. První – dočasný – je způsoben obsahem hydrokarbonátů těchto kovů v kapalině. Proto se často nazývá uhličitan. Druhý typ tvrdosti je trvalá nebo nekarbonátová. Je to důsledek zvýšeného obsahu síranů a chloridů vápenatých a hořečnatých ve vodě.

Jak přítomnost vápníku a hořčíku ve vodě ovlivňuje náš život?

Bez ohledu na typ tvrdosti má obsah hořčíku, vápníku a jejich solí ve vodě několik negativních důsledků. Prvním a nejzřetelnějším z nich je tvorba plaku na topných tělesech kotle, kotlíku nebo kotle, stejně jako plak na vodovodních armaturách.

Dalším důsledkem vysoké koncentrace vápníku a hořčíku ve vodě je zvýšená spotřeba pracích prostředků během procesu praní. Oblečení nebo lůžkoviny navíc po vysušení ztvrdnou na dotek, což dává příslušnému výrazu název. Výsledek těchto nepříjemných jevů je zcela zřejmý a spočívá ve snížení účinnosti praní, dodatečných nákladech na nákup pracích prostředků a snížení životnosti domácích spotřebičů.

Neměli bychom zapomínat na škody, které lidskému organismu způsobuje tvrdá voda obsahující vápník a hořčík při pití a vaření. Četné vědecké studie prokázaly negativní vliv zvýšených koncentrací iontů hořčíku a vápníku ve vodě na páteř, klouby, zuby a funkci urogenitálního systému. Proto není divu, že otázce změkčování vody, jak se nazývá proces snižování její tvrdosti, je třeba věnovat nejvážnější pozornost při instalaci autonomních systémů zásobování vodou doma.

Normy pro obsah vápníku a hořčíku ve vodě

Současné sanitární a hygienické normy a pravidla přísně regulují tvrdost vody používané k pití. V souladu s domácím SanPiN 2.1.4.1074-01 by maximální přípustná koncentrace hořčíku a vápníku neměla překročit 7 mEq na litr kapaliny. Doporučení WHO jsou ještě přísnější: normy pro vodu jsou povoleny do 10-30 mg/l hořčíku a 20-80 mg/l vápníku, což se přibližně rovná 1,8-6,5 mEq na litr.

Výrobci domácích a topných spotřebičů a zařízení dávají různá doporučení ohledně obsahu vápníku a hořčíku ve vodě (podle GOST). Ve většině případů mluvíme o hodnotě tohoto parametru nepřesahující 2-3 mEq/l. Zvláště vysoké nároky jsou kladeny na vodu používanou v parních kotlích. V tomto případě by index tvrdosti neměl být vyšší než 1,5 mEq/l.

Jak zjistit obsah vápníku a hořčíku ve vodě

Nejjednodušší a nejzřejmější způsob, jak určit tvrdost vody pomocí vápníku a hořčíku, je vodní kámen, který lze snadno zjistit na jakémkoli topném prvku zařízení a domácích spotřebičů instalovaných v domě. Dalším charakteristickým znakem obsahu vápníku a hořčíku ve vodě je nepříjemná lehce „kovová“ chuť a vůně tekutiny. Navíc při mytí jakýchkoli povrchů tvrdou vodou na nich zůstává šedý povlak. Podobný závěr, že voda obsahuje hydrogenuhličitan vápenatý a hydrogenuhličitan hořečnatý, lze učinit, pokud látka po vyprání ztvrdne na dotek.

Jak čistit vodu od hořečnatých a vápenatých solí

Závažnost problému odstraňování iontů vápníku a hořčíku z vody vedla ke vzniku různých metod čištění. Dnes jsou nejoblíbenější změkčovací filtry, jiné způsoby čištění vody od vápníku a hořčíku, například vaření, reverzní osmóza atd., se používají mnohem méně často. Pro informované rozhodnutí o nejvhodnější metodě odstranění vápníku a hořčíku z vody je nutné podrobněji zvážit vlastnosti, výhody a nevýhody každého z nich.

Použití změkčovacích filtrů na vodu z vápníku a hořčíku

Filtry na čištění vody od hořčíku a vápníku jsou dnes nejoblíbenější metodou čištění vody od solí tvrdosti. Zahrnuje použití změkčovacích filtrů vyrobených na bázi speciálních iontoměničových pryskyřic. Princip jejich fungování je extrémně jednoduchý: kapalina prochází filtrem, který zadržuje ionty vápníku a hořčíku a nahrazuje je neškodnými ionty sodíku nebo vodíku.

Hlavní výhody této metody, která vám umožňuje čistit vodu od vápníku a hořčíku, jsou následující:

• dostupné náklady na změkčovače filtrů;
• vysoká účinnost čištění vápníku a hořčíku v přírodní vodě;
• rozmanitost zařízení na změkčování vody a stanic na trhu, které tuto metodu používají;
• jednoduchý a rychlý postup výměny filtru v případě potřeby.

Důležitou výhodou této metody čištění vysokých hladin vápníku a hořčíku ve vodě, často nazývané Na-kationizace, je její univerzálnost. Spočívá v možnosti použití a účinnosti metody jak v průmyslovém měřítku, tak v autonomních systémech zásobování vodou soukromých domů.

Použití filtrů s vícesložkovou pryskyřicí k čištění vody od železa, vápníku a hořčíku

Tento způsob čištění vody od vápníku a hořčíku je právem považován za druhý nejoblíbenější. Vyžaduje použití speciálních iontoměničových pryskyřic, jejichž princip činnosti je podobný jako výše popsané u změkčovacích filtrů.
Vzhledově je iontoměničová pryskyřice shlukem kuliček malého průměru (do 1 mm). Vyrábějí se z různých polymerů a dělí se podle struktury látky na porézní, gelové a meziprodukty.

Hlavní výhodou filtrů pro redukci vápenatých a hořečnatých solí s vícesložkovou pryskyřicí je jejich vysoká účinnost. Jedinou a hlavní nevýhodou jsou relativně vysoké výrobní náklady a v důsledku toho vážná prodejní cena výrobků.

Destilace a sedimentace jako metody odstraňování vápníku a hořčíku z vody

Proces destilace také používá filtry zvané aqua-destilátory. Princip jejich činnosti spočívá v ohřevu vody, přesun kapalných par do kondenzátoru, kde se vracejí do kapalného stavu. Hlavní výhodou této metody je její extrémně vysoká účinnost. Jeho širokému použití brání zřejmé nevýhody tohoto způsobu, z nichž nejvýznamnější jsou vysoká cena a značná délka postupu čištění vody od vápníku a hořčíku.

Usazování vody vede k vysrážení hořečnatých a vápenatých solí ve formě nerozpustné sraženiny. Tuto metodu změkčování lze jen stěží nazvat účinnou, nicméně při absenci jiných možností ji lze použít i v praxi.

Jak čistit vodu od vápenatých a hořečnatých solí vařením

Další neúčinná metoda čištění vody od vápníku a hořčíku. Jeho vzácné praktické využití je způsobeno dvěma hlavními důvody. Prvním je vysoká cena energetických zdrojů potřebných k ohřevu kapaliny a druhým je schopnost eliminovat výhradně dočasnou (nebo uhličitanovou) tvrdost.

Jednotky reverzní osmózy pomáhají, pokud je ve vodě hodně vápníku a hořčíku

Tato možnost čištění vody vápenatými a hořečnatými solemi je široce používána ve vodovodních systémech. Nejúčinnější však není pro změkčování kapalin, ale pro snižování koncentrace celé řady škodlivých látek, nečistot a dokonce i mikroorganismů. Je iracionální používat zařízení s reverzní osmózou ke snížení hladiny vápníku a hořčíku ve vodě kvůli relativně velkým finančním nákladům ve srovnání s jinými metodami změkčování. Nezáleží na tom, o jakých modelech mluvíme – kompaktní systémy osmózy pro domácnost instalované pod konkrétním kohoutkem na pití nebo produktivnější a výkonnější systémy osmózy pro celý soukromý dům.

Vápník a hořčík v pitné vodě

Používání tvrdé vody pro pitné a technické účely je spojeno s několika nepříjemnými důsledky. Nejjednodušším a nejúčinnějším způsobem snížení obsahu hořčíku a vápníku v kapalině je použití speciálních změkčovacích filtrů, jejichž široký výběr naše společnost nabízí. Specialisté společnosti jsou připraveni poradit s výběrem vhodného způsobu čištění a pomoci při zadávání objednávky.

Aplikace pro výběr zařízení