سختي آب كه معمولا قابليت آب در فعل و انفعال با صابون را تداعي مي‌كند، به مجموعه املاح «كلسيم» و «منيزيم» موجود در آب كه بر حسب ميلي‌گرم در ليتر «كربنات كلسيم» بيان مي‌شود، اطلاق مي‌گردد.
سختي آب شاخص عناصر تشكل دهنده املاح محلول در آب نیست و فقط به برخي از آنيون‌ها و كاتيون‌هاي آب ارتباط دارد.
سختي آب در درجه اول به تركيبات كلسيم و منيزيم و به ميزان كمتري به ساير يون‌هاي فلزي با ظرفيت بالا مانند سرب، استرنسيم، باريم و ... مربوط است.
سختي آب در سیستم متريك، بر حسب ميلي‌گرم در ليتر كربنات كلسيم اندازه‌گیری میشود و در ساير سيستم‌هاي اندازه‌گيري واحدهاي ديگري دارد.
سختي آب، عملا شاخص ميزان فعل و انفعال آب با صابون است و براي شست‌وشو با آب‌هاي سخت‌تر به صابون زيادتري نياز است.
آب‌هاي سخت در درجه حرارت بالا در جداره ظروف و در صنعت در ديگ‌هاي بخار، رسوبات كربنات كلسيم ايجاد مي‌كنند.
تماس آب با تركيبات آهكي موجود در سطح زمين يا تشكيل‌دهنده‌هاي قشر خاك باعث ورود عوامل سختي در آب‌ها شده و معمولا آب‌هاي زيرزميني از سختي زيادتري نسبت به آب‌هاي سطحي برخوردارند.
آب‌ها را از نظر سختي بر حسب ميلي‌گرم در ليتر كربنات كلسيم به ترتيب زير طبقه‌بندي كرده‌اند.
|
انواع آب از نظر سختی |
واحد اندازه‌گیری (میلی‌گرم در لیتر) |
|
سبك |
60-0 |
|
متوسط |
120-60 |
|
سخت |
180-120 |
|
خيلي سخت |
بيشتر از 180 |
تركيبات كلسيم به ميزان كم در آب حل مي‌شوند؛ اما وجود گازكربنيك در آب باعث افزايش حلاليت این ماده مي‌شود. به یاد داشته باشید که مصرف مواد غذايي، باعث ورود مقادير قابل توجهي كلسيم و منيزيم به بدن مي‌شود. روزانه تا 1000 ميلي‌گرم كلسيم و 200-400 ميلي‌گرم منيزيم جذب بدن هر انسان بالغ مي‌شود که منبع اصلی آن محصولات لبني و مواد گوشتي است.تجربه نشان داده است كه روزانه 35 درصد كلسيم و منيزيم مورد نياز از طريق مصرف مواد غذايي، جذب بدن مي‌شود.
عوارض مطلوب و نامطلوب مصرف آب‌هاي سخت و سبك به دو گروه آثار شيميايي و فيزيولوژيكي تقسيم مي‌شوند.
از مهم‌ترين آثار نامطلوب شيميايي مصرف آب‌هاي سخت، ايجاد رسوبات سخت كربنات كلسيم در كتري، سماور و ديگ‌هاي بخار تاسيسات حرارتي منازل كه با آب در تماس هستند، است كه باعث بروز خسارات فراوان مي‌شود.
از جمله آثار فيزيولوژيك آب‌هاي سخت مي‌توان به تركيب منيزيم با يون سولفات و تشكيل سولفات منيزيم اشاره كرد كه اثر مسهلي دارد. آب‌هاي نرم با pHپايين‌تر تمايل زيادتري در انحلال املاح و فلزات موجود در شبكه‌هاي توزيع آب دارند، به همين دليل در اين گونه آب‌ها همواره فلزاتي نظير سرب، كادميوم، روي و مس ديده مي‌شود كه مصرف مداوم آنها هر كدام با اثرات فيزيولوژيك خاصي در مصرف كننده همراه است. تجربه نشان داده است كه وجود كلسيم با غلظت بالا در آب‌هاي آشاميدني مانع جذب اين فلزات در بدن مي‌شود. این عامل سبب جانشين شدن سرب در اعضاي بدن، به خصوص استخوان‌ها به جای كلسيم میشود.
بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتی‌الامکان از آب‌های سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند.
واحدهای بکار رفته در سختی آب
در صورتی که مقادیر کاتیون‌های مختلف برحسب میلی‌گرم بر لیتر (ppm) در دست باشد، معمولا برای سهولت، به کمک فاکتورهایی که از تقسیم وزن مولکولی کربنات کلسیم به وزن اتمی هر یک از عناصر بدست آمده، این مقادیر برحسب کربنات کلسیم محاسبه و بیان میشود. سختی آب، معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit (میلی‌گرم بر لیتر) بیان میشود.
در بعضی از طبقه‌بندی‌ها حداکثر سختی آب‌های قابل شرب ، 300 میلی‌گرم در لیتر کربنات کلسیم تعیین شده است.
راه حل سختی زدایی آب شرب
یکی از روش‌های سختی‌زدایی، استفاده از سامانه‌های تصفیه آب خانگی است که با قیمت ناچیزی می‌توان آن را تهیه کرد. روش کار آنموئینگی معکوس یا همان اسمز معکوس (Reverse Osmosis) است. خروجی آب این دستگاه‌ها در حد آب آشامیدنی استاندارد گزارش شده است
