آب سخت چیست؟

سختی آب را برای مشخص کردن میزان مواد معدنی موجود در آب بکار می رود. آب سخت دارای نمک‌های معدنی مانند ترکیبات بی‌کربنات، یون‌های کلسیم، منیزیم و… ‌است. آب پس از عبور از زمین های مختلف، مواد معدنی برای مثال گچ و آهک، کلسیم و منیزیم را در خود حل میکند که بیشترین میزان را کلسیم و منیزیم دارد. هرچه مقدار مواد معدنی درون آب بیشتر باشد آب سخت تر است. آب باران در دسته آب های نرم جای دارد. در ادامه مقاله، شرکت پویاژن آزما تولید کننده سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی بر اساس بیوفیلتر توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه میدهد.

به دلیل آنکه بیشترین میزان ماده معدنی متعلق به کلسیم و منیزیم است، سختی آب بیشتر بر اساس دو فلز کلسیم و منیزیم سنجیده می‌شود. به دلیل عطر و طعم آب سخت آب مصرفی ترجیحی است زیرا آب نرم به دلیل دارا بودن یون سدیم طعم شوری دارد TDS بالایی دارد.

فلزاتی که باعث سخت شدن آب میشوند، همگی در آب محلول هستند. غلظت‌های بالای این یون‌ها در آب باعث اشباع محلول و درنتیجه جابجایی تعادل به طرف چپ می شود. این یون‌ها را میتوان با رسوب دادن، از محلول خارج کرد. رسوب های آهکی در شیرهای آب که می‌بینیم، به طور معمول به دلیل رسوب کلسیم کربنات یا منیزیم کربنات است.

سختی آب میتواند باعث آهکی شدن آب شود. یون‌هایی مثل  آهن، آلومینیم، منگنز و روی در سختی آب به میزان کمی شرکت می‌کنند و کلسیم و منیزیم به مقدار زیادی وجود دارد اما کاتیون‌های دیگر نیز یا وجود ندارند یا به مقدار خیلی کم هستند.

شدت سختی آب

میزان شدت سختی آب، به جریان آب های زیرزمینی و سطح زمین بستگی دارد. عبور آب ها از نواحی آهکی  باعث سختی زیادتری میشود تا زمانیکه آب‌ها از نواحی گرانیتی یا شنی عبور میکنند.  در طول زمان سختی آب تغییر میکند. مثلاً سختی آب‌ در فصل پر باران، کم باران و در فصل خشکی، تغییر می‌ کند.

مضرات آب سخت

آب سخت میتواند باعث دیر پخته شدن و سفتی حبوبات شود. همچنین آب سخت به جداره دیگهای بخار آسیب میزند و باعث خوردگی و ایجاد یک لایه آهکی بر روی جداره دیگ‌ها و تأسیسات صنایع می‌شود. صابون نیز با آب سخت به خوبی کف نمیکند که باعث افزایش مصرف صابون می‌شود. در نهایت باعث افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری شبکه لوله‌کشی خانه، باقی ماندن مقداری صابون روی پوست میشود. همچنین سختی بیش از اندازه آب، باعث بروز مشکلات گوارشی و به وجود آمدن سنگ کلیه میشود.

حتی آب سخت می‌تواند به تنهایی سبب اصلی ریزش مو و ایجاد انواع بیماری های پوستی در افراد شود.

دو نوع سختی آب وجود دارد: دائمی و موقت.

آب سخت دارای سختی موقت یا سختی کربناتی (carbonated Hardness)

این نوع آب سخت حاوی بی کربنات کلسیم و منیزیم است. برهم‌کنش یون‌های کربنات محلول در آب سخت موقت باعث تشکیل رسوباتی می‌شود که آن‌ها را در سماورها می‌بینیم که به دلیل افزایش دما در آب سخت موقت و تجزیه یون‌های بی‌کربنات و درنتیجه جابجایی در تعادل شیمیایی ایجاد شده است. با سرد کردن آب، مجدد حل نمی شوند زیرا انحلال‌پذیری پایینی دارند. به همین دلیل، به آن آب سخت موقت میگویند زیرا با جوشاندن آب سخت موقت، این سختی از بین می‌رود.

رسوبات تشکیل شده در لوله‌ها به دلیل سختی آب

آب سخت دارای سختی دائم یا غیرکربناتی (Noncarbonated Hardness)

این نوع آب سخت حاوی سختی بدون نمک‌های بی کربناتی است. یون‌های موجود در این نوع آب را نمی‌توان با جوشاندن، به صورت رسوب از آن خارج کرد. اما آب سخت دائمی نیز رسوباتی همانند قبل در لوله‌ها ایجاد می‌کند. درون این نوع آب‌ها کاتیون‌های کلسیم و منیزیم حل شده اند که با صابون واکنش داده و ترکیباتی نامحلول در حمام به شکل رسوب ایجاد می‌کنند.

تاثیر آب سخت بر بدن

با وجود اینکه آب سخت،‌ طعم نامناسبی دارد اما در مواردی ممکن است اثرات مثبتی بر روی سلامت داشته باشد. دو نوع از مواد معدنی اصلی در آب سخت، کلسیم و منیزیم هستند که هر دو به عنوان مواد مغذی ضروری بدن شناخته می‌شوند و باید در رژیم غذایی گنجانده شوند.

کلسیم از اجزای حیاتی برای استخوان‌ها به شمار می‌آید و تاثیرات مثبتی بر روی بدن دارد که از مهم‌ترین آن می‌توان به پوکی استخوان اشاره کرد. البته این ماده معدنی را می‌توان از منابع دیگری نیز تامین کرد. منیزیم نیز اثرات مثبتی دارد. مقادیر ناکافی از این ماده، خطر افزایش فشار خون، مشکلات قلبی و دیابت را به همراه دارد.

میزان سختی آب شهرهای ایرانی

سختی آب براساس معیارهایی سنجش می شود که توسط موسسه کیفیت آب آمریکا ارائه شده است طبق این استاندارد کیفیت آب بر حسب ppm طبق اعداد زیر اعلام میشود:

آب نرم ۱ تا ppm 17.1
آب اندکی سخت ۱۷.۱ تا  ppm 60
آب متوسط سخت ۶۰ تا  ppm 120
آب سخت ۱۲۰ تا  ppm 180
آب خیلی سخت بیش از  ppm 180

بر اساس این معیارها آب همه شهرهای ایران جزء دسته خیلی سخت قرار می گیرند زیرا همگی بالای ppm 180 سختی دارند.

در مقاله بعدی درباره روش های کاهش و حذف سختی آب گفتیم که میتوانید مطالعه کنید.

برای مراجعه به صفحه تصفیه فاضلاب صنعتی میتوانید از این لینک استفاده کنید .

برای مطالعه بیشتر در این زمینه به اینجا مراجعه کنید .