La durezza dell'acqua è causata dai sali disciolti dei metalli alcalino-terrosi, principalmente calcio e magnesio. Le proprietà dell'acqua dura e dolce influenzano sia la salute umana che i processi tecnologici nella produzione in modi diversi.
La durezza è una caratteristica delle proprietà fisiche e chimiche dell'acqua dovuta alla presenza di sali disciolti di metalli alcalino-terrosi. Il principale contributo ai sali di durezza è fornito da calcio e magnesio, sebbene possano essere presenti anche altri metalli in piccole quantità: manganese, ferro, anche trivalente, stronzio, bario, alluminio.
Esistono 2 tipi di durezza: temporanea, causata da idrocarburi e carbonati, e permanente, causata da cloruri, solfati e silicati di calcio e magnesio. La durezza temporanea viene quasi completamente eliminata riscaldando l'acqua per far precipitare carbonato di calcio e idrossido di magnesio. La durezza costante viene controllata utilizzando metodi a reagenti (es. calce-soda) o metodi a scambio ionico.
Misure e limiti di durezza dell'acqua
La durezza dell'acqua naturale varia ampiamente. Questi cambiamenti dipendono dall'intensità dei processi di dissoluzione e disfacimento di rocce, come calcari, dolomie, gessi, all'interno di bacini idrografici e sorgenti d'acqua. La fonte di ioni può essere processi microbiologici nei suoli del bacino idrografico e nei sedimenti di fondo, nonché le acque reflue di varie imprese.
La durezza dell'acqua naturale è fortemente influenzata da fattori climatici stagionali quali evaporazione, scioglimento di neve e ghiaccio, precipitazioni. La minore durezza delle acque superficiali si osserva in primavera.
Il contenuto di ioni calcio diminuisce con l'aumento della mineralizzazione dell'acqua e di solito non supera 1 g/l. Gli ioni magnesio possono accumularsi e, nelle acque altamente mineralizzate, la loro quantità può essere di diversi grammi o, nei laghi salati, di decine di grammi per litro. Nei mari e negli oceani la durezza dell'acqua è molto alta.
La concentrazione totale misurata di cationi di calcio e magnesio serve come espressione numerica per la durezza dell'acqua. Nella pratica mondiale vengono utilizzate diverse unità di durezza dell'acqua, ad esempio mole per metro cubo. In Russia, il 1 gennaio 2005, è stata introdotta una nuova norma nazionale, secondo la quale la durezza dell'acqua viene misurata in gradi di durezza.
Influenza della durezza dell'acqua sulla vita umana
L'Organizzazione Mondiale della Sanità non stabilisce alcun criterio per l'effetto della durezza dell'acqua potabile sulla salute umana. Sebbene alcuni studi abbiano notato una diminuzione delle malattie cardiovascolari quando si beve acqua dura. L'uso costante di acqua dolce può portare a uno squilibrio di minerali nel corpo umano, perché fino al 15% dell'assunzione giornaliera di calcio che una persona riceve dall'acqua potabile. Allo stesso modo, viene ricostituito il fabbisogno di magnesio del corpo.
L'interazione dei sali di durezza con i detergenti distrugge il film grasso naturale sulla pelle umana e ostruisce i pori. L'aumento della durezza degrada la qualità dell'acqua e può conferire un sapore amaro. I sali di durezza formano anche composti insolubili con le proteine alimentari durante la cottura di carne, pesce e verdure, il che compromette il processo di cottura.
La durezza dell'acqua contribuisce alla formazione di incrostazioni durante il riscaldamento, che riduce l'intensità dello scambio termico negli impianti di riscaldamento e porta a un consumo eccessivo di carburante. L'acqua eccessivamente dolce, a sua volta, provoca un aumento della corrosione dei tubi dell'acqua.
