آب سخت چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

سختی آب یکی از معضلات بسیار شایع در مورد منابع آبی است که در حدود بیش از 85% منابع آبی در کشورهای مختلف دیده می شود و نتیجه حل شدن مواد معدنی همچون کلسیم (ca)،منیزیم (Mg)،و منگنز (Mn) در منابع آبی می باشد.

در واقع یکی از دلایل ایجاد سختی آب را می توان بارش باران اسیدی در مناطق صنعتی و یا اسیدی شدن باران دانست که در اثر آن سنگ های زیرزمینی در منابع آب های زیرزمینی حل شده و یون های کلسیم (ca+2) و منیزیم (Mg+2) و یا آهن را وارد آب های زیرزمینی کرده و سختی آب را ایجاد می نماید.

آب سخت چیست؟

آب سخت نوعی آب است که محتوی مواد معدنی بالا در مقایسه با آب نرم است . مواد معدنی آب سخت در درجه اول از کلسیم ، منیزیم ، کاتیون های فلزی (روی ،آلومینیوم،منگنز،آهن) و گاهی اوقات دیگر ترکیبات محلول مانند کربنات ها و سولفات ها می باشد.

کلسیم معمولا بصورت کربنات کلسیم (caco3) در قالب سنگ آهک و گچ یا بصورت سولفات کلسیم (caso4) در قالب ذخایر معدنی دیگر و منبع قالب منیزیم دولومیت می باشد.

هنگامی که می‌خواهید در برخی از شهرها دست‌های‌تان را با آب و صابون بشویید، برای شستن کامل دست‌های‌تان مجبور می‌شوید مقدار زیادی صابون مصرف کنید، زیرا صابون کف نمی‌کند.

این وضعیت در مکان‌هایی رخ می‌دهد که آب‌شان «سخت» است، یعنی دارای مقادیر زیادی کلسیم، منیزیم و سایر مواد معدنی قلیایی است.

دانشمندان سختی آب را با استفاده از مقیاس pH می‌سنجند که غلظت یون هیدروژن را در یک محلول اندازه می‌گیرد. آب با pH پایین اسیدی‌تر است و آب با pH بالا قلیایی‌تر یا سخت‌تر است، یعنی می‌توان اسیدها را خنثی کند.

مقیاس pH اسیدیته مواد در مقیاسی از ۱ تا ۱۴ اندازه می‌گیرد که ۷ در آن به معنای وضعیت خنثی است.

توصیه سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا این است که pH آب خانگی میان ۵/۵ تا ۹ باشد. اما حتی سختی آب حتی اگر درون این طیف قرار داشته باشد،‌باعث مشکلاتی می‌شود.

اگر آب شیر شما سخت باشد، نیاز به صابون بیشتری برای شستن دست‌هایتان و مواد پاک‌کننده بیشتری برای لباسشویی دارید. اگر آکواریوم داشته باشید، برخی از انواع ماهی در آب سخت خواهند مرد . و تجمع رسوبات قلیایی می‌تواند به لوله‌ها و تجهیزاتی مانند ماشین لباسشویی و ظرفشویی آسیب بزند.

ماده نرم‌کننده آب با اتصال به یون‌های کلسیم و منیزیم در آب سخت هنگام گذراندن آن از یک رزین منفذدار درون دستگاه نرم‌کننده آب، این مواد معدنی را با کلرید سدیم یا کلرید پتاسیم جایگزین می‌‌کند.

انواع سختی آب(Temporary hardness):

1): سختی موقت یا سختی کربناتی (carbonated hardness) این نوع سختی آب ناشی از بی کربنات کلسیم و منیزیم است و می توان این نوع سختی را با جوشاندن آب برطرف نمود هنگامی که آب محتوی سختی موقت جوشانده می شود کلسیم و منیزیم از بی کربنات رسوب می کنند و غیر قابل حل شدن در آب هستند ، هنگامی که کلسیم و منیزیم از آب دارای سختی حذف می شوند آن را به آب نرم (soft water) تبدیل می کنند .

2):سختی دایم یا سختی غیر کربناتی (Noncarbonated hardness) این نوع از سختی آب ناشی از سولفات و یا کلرید کلسیم و منیزیم است و با جوشاندن آب برطرف نمی شود . برای حذف سختی دایم مجبور به توسل به روش های دیگر مانند تصفیه آب با کربنات سدیم (Naco3) و یا عبور آب سخت از طریق مبدل یون هستیم و با تقطیر آب می توانیم هردو نوع سختی را حذف نماییم

معایب آب سخت

• آب سخت به دلیل داشتن کلسیم و منیزیم بالا به خوبی با صابون و مواد شوینده دیگر کف نمی کند بنابراین با آب سخت نمی توان براحتی شست و شو انجام داد.
• آشپزی و پخت و پز با آب سخت دشوار است و گوشت و حبوبات براحتی با آب سخت پخته نمی شوند و همچنین آب سخت در کتری و لوله های آبگرمکن و رادیاتور و دیگ های بخار رسوب کرده و سبب کاهش بهره وری از آنها می گردد و در نهایت منجر به انسداد لوله و حتی ترکیدن دیگ های بخار می گردد.

اندازه گیری سختی آب

اندازه گیری میزان سختی آب در آزمایشگاه های صنعتی تعیین می شود و برحسب میلی گرم بر لیتر (mg/L ) یا PPM بیان می شود .

• آب های سبک 60-0 میلی گرم بر لیتر
• سختی متوسط 120-60 میلی گرم بر لیتر
• آب های سخت 180-120 میلی گرم بر لیتر
• آب های خیلی سخت بیشتر از 180 میلی گرم بر لیتر حاوی دو یون کلسیم و منیزیم

میزان سختی آب شهرهای ایران

در کشور ایران، سختی آب بسیاری از شهرهای کویری که خاک قلیایی (شامل فلزات قلیایی خاکی) دارند از جمله زاهدان ، سمنان ، گرمسار ، قم ، کرمان بالاست .

روش های سختی زدایی آب

در حال حاضر امروزه یکی از روش های حذف سختی آب از آب آشامیدنی شهری استفاده از سیستم های تصفیه آب خانگی است که مطابق با استاندارد های جهانی بفروش می رسد که اساس کار این دستگاه های آب تصفیه کن ، تصفیه آب به روش اسمز معکوس و یا همان RO می باشد و خروجی آب این دستگاه ها از کیفیت آب آشامیدنی استاندارد برخوردار است .

مهم ترین املاح آب سخت چیست؟

مهم ترین املاح آب سخت کلسیم و منیزیم است.

مضرات آب سخت چیست؟

مضرات آب سخت هم برای انسان و هم برای تاسیسات است .
به طور کلی استفاده از آب سخت در انسان موجب بیماری های مختلفی از جمله بیماری های کلیوی و ...
و در تاسیسات موجب گرفتی ها از جمله رسوب در لوله ها می شود.

مقاله مرتبط : 

آب قلیایی چیست؟

کاربرد آب دیونیزه

رزین تصفیه آب چیست؟

فیلتر پلی فسفات