Откуда в воде берется кальций? В поверхностные водоемы он попадает со сточными водами силикатной, металлургической, стекольной, химической промышленности и со стоками сельскохозяйственных угодий, особенно при использовании кальцийсодержащих минеральных удобрений. Но больше всего кальция содержится в подземных водах. Вода проделывает большой путь, просачиваясь сквозь толщу различных пород. Она растворяет по пути все, что может, а может она многое, недаром она лучший в мире растворитель. Почти наверняка ей попадаются залежи гипса — CaSO4×2H2O или известняка — CaCO3, который вообще-то плохо растворяется в воде, но в присутствии углекислого газа (СО2) образует бикарбонат кальция — Са(НCO3)2.
Жесткость, обусловленная бикарбонатами кальция и магния — Са(HCO3)2 и Mg(HCO3)2 составляет до 70–80% от общей жесткости. При нагреве такой воды неустойчивые бикарбонаты снова переходят в нерастворимую форму — карбонаты CaCO3 и MgCO3, образуется накипь (котельный камень). Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью.
Бикарбонаты разлагаются на воду, углекислый газ и выпадающие в осадок карбонаты не только при нагревании, но и в природных условиях. Именно благодаря этому процессу из капель, просочившихся с потолка пещер, как сосульки растут вниз сталактиты, а из тех, что успели-таки упасть на пол, поднимаются сталагмиты, срастаясь со сталактитами причудливыми колоннами. Самые красивые и доступные пещеры уже давно привлекают к себе массу туристов. Например, Новоафонская пещера на Кавказе или Кунгурская пещера на Урале. Но то, чем приятно полюбоваться в отпуске, совсем не привлекает нас в собственных чайниках или, того хуже - бойлерах, стиральных машинах и прочих нагревательных приборах.
Если вода растворила по пути другие минералы, содержащие кальций и магний, но не в виде карбонатов, а в виде хлоридов или сульфатов CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4 то такой вид жесткости называется постоянной —накипи не образуется, но проявляются все другие «прелести» жесткой воды — горьковатый вкус, образование так называемых «мыльных шлаков» при взаимодействии с моющими средствами — при высыхании они остаются в виде налета на сантехнике, белье, на волосах, на нашей коже. Они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа. Поэтому кожа «скрипит» и приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы.
Содержание в воде катионов кальция и магния, можно определить с помощью лабораторного химического анализа. Этот показатель в России выражают в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л).
Для скважинной воды характерен постоянно высокий уровень жесткости. В поверхностных водах уровень жесткости заметно колеблется. В конце зимы он максимален, а в период половодья, когда в реку попадает много мягкой талой воды — минимален. Жесткость воды морей и океанов может достигать десятков и сотен мг-экв/л.
По требованию Санитарных Правил и Норм (СанПиН) содержание солей жесткости в водопроводной воде не должно превышать 7 мг-экв/л.
В других странах (например, в Германии или Америке) жесткость выражается в градусах:
1 мг-экв/л = 2,804 do (немецкий градус) = 50,05 ppm (американский градус)
Один немецкий градус соответствует 17.86 мг/л СаСО3 в воде.
Один американский градус соответствует 1 мг/л СаСО3 в воде.
