Ūdens cietību izraisa sārmu zemes metālu, galvenokārt kalcija un magnija, izšķīdināti sāļi. Cietā un mīkstā ūdens īpašības dažādos veidos ietekmē gan cilvēku veselību, gan tehnoloģiskos procesus ražošanā.
Cietība ir ūdens fizikālo un ķīmisko īpašību pazīme, pateicoties sārmu zemes metālu izšķīdušo sāļu klātbūtnei. Galveno cietības sāļu ieguldījumu nodrošina kalcijs un magnijs, lai gan nelielos daudzumos var būt arī citi metāli: mangāns, dzelzs, ieskaitot trīsvērtīgo, stroncijs, bārijs, alumīnijs.
Ir divi cietības veidi: īslaicīgs, ko izraisa ogļūdeņraži un karbonāti, un pastāvīgs, ko izraisa kalcija un magnija hlorīdi, sulfāti un silikāti. Pagaidu cietību gandrīz pilnībā novērš, sildot ūdeni, lai nogulsnētu kalcija karbonātu un magnija hidroksīdu. Pastāvīgo cietību kontrolē, izmantojot reaģentu metodes (piemēram, kaļķa-soda) vai jonu apmaiņas metodes.
Ūdens cietības mērījumi un robežas
Dabiskā ūdens cietība ir ļoti atšķirīga. Šīs izmaiņas ir atkarīgas no iežu, piemēram, kaļķakmens, dolomīta, ģipša, šķīšanas un atmosfēras iedarbības intensitātes ūdensšķirtnēs un ūdens avotos. Jonu avots var būt mikrobioloģiskie procesi sateces baseina augsnē un grunts nogulumos, kā arī dažādu uzņēmumu notekūdeņi.
Dabiskā ūdens cietību spēcīgi ietekmē sezonālie klimatiskie faktori, piemēram, iztvaikošana, sniega un ledus kušana, nokrišņi. Vismazāk virszemes ūdeņu cietība novērota pavasarī.
Kalcija jonu saturs samazinās, palielinoties ūdens mineralizācijai, un parasti nepārsniedz 1 g / l. Magnija joni var uzkrāties, un ļoti mineralizētos ūdeņos to daudzums var būt vairāki grami vai sāls ezeros - desmitiem gramu litrā. Jūrās un okeānos ūdens cietība ir ļoti augsta.
Izmērītā kopējā kalcija un magnija katjonu koncentrācija kalpo kā skaitliskā izteiksme ūdens cietībai. Pasaules praksē tiek izmantotas vairākas ūdens cietības vienības, piemēram, mols uz kubikmetru. Krievijā 2005. gada 1. janvārī tika ieviests jauns nacionālais standarts, saskaņā ar kuru ūdens cietību mēra cietības pakāpēs.
Ūdens cietības ietekme uz cilvēka dzīvi
Pasaules Veselības organizācija nenosaka nekādus kritērijus dzeramā ūdens cietības ietekmei uz cilvēku veselību. Lai gan dažos pētījumos ir konstatēts sirds un asinsvadu slimību samazināšanās, dzerot cietu ūdeni. Pastāvīga mīksta ūdens lietošana var izraisīt minerālvielu nelīdzsvarotību cilvēka ķermenī, jo līdz 15% no dienas kalcija daudzuma cilvēks saņem no dzeramā ūdens. Tādā pašā veidā tiek papildināta ķermeņa nepieciešamība pēc magnija.
Cietības sāļu mijiedarbība ar mazgāšanas līdzekļiem iznīcina dabisko tauku plēvi uz cilvēka ādas un aizsprosto poras. Paaugstināta cietība pasliktina ūdens kvalitāti un var tai piešķirt rūgtu garšu. Gatavojot gaļu, zivis un dārzeņus, cietības sāļi ar pārtikas olbaltumvielām veido arī nešķīstošus savienojumus, kas pasliktina vārīšanas procesu.
Ūdens cietība veicina skalas veidošanos apkures laikā, kas samazina siltuma apmaiņas intensitāti apkures sistēmās un izraisa pārmērīgu degvielas patēriņu. Pārāk mīksts ūdens savukārt izraisa pastiprinātu ūdensvadu koroziju.
