Nước cứng là gì? Nguyên nhân, tác hại và cách nhận biết nước cứng

Nước cứng là loại nước có hàm lượng cation Ca2+ (Canxi) và Mg2+ (Magie) cao, được hình thành khi nước ngầm thấm qua những lớp đá vôi, đá phấn, hoặc thạch cao. Cùng Geyser Việt Nam tìm hiểu dấu hiệu nhận biết nước cứng là gì và cách làm mềm nước cứng hiệu quả qua bài viết này.

1. Nước cứng là gì?

Nước cứng là nước chứa hàm lượng ion khoáng cation Ca2+(Canxi) và Mg2+ (Magie) lớn, vượt quá mức cho phép (trên 300mg/lít) gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước trong sinh hoạt và công nghiệp. Ngoài ra, ở một số khu vực, các ion như sắt, nhôm, mangan cũng được tìm thấy trong nước. Các ion kim loại này có thể hoà tan trong nước, làm tăng độ cứng của nước.

1.1. Nước cứng tạm thời

Nước cứng tạm thời còn được gọi là “độ cứng cacbonat” do các muối Ca(CO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂ có chứa các Ca²⁺, Mg²⁺, HCO^3- gây nên. Tuy nhiên nước cứng tạm thời sẽ không còn tính cứng khi bị đun sôi do muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan. Do đó, chúng ít ảnh hưởng đến sức khỏe của con người.

1.2. Nước cứng vĩnh cửu

Nước cứng vĩnh cửu do các muối MgCl₂, MgSO₄, CaSO₄, CaCl₂ gây ra. Việc đun sôi thông thường không thể làm mất tính cứng của nước cứng vĩnh cửu. Chính vì vậy nước cứng vĩnh cửu ảnh hưởng rất nhiều tới sức khỏe và đời sống con người.

1.3. Nước cứng toàn phần

Nước cứng toàn phần là nước bao gồm tính cứng vĩnh cửu và tính cứng tạm thời. Có nghĩa là chúng chứa các muối như: MgCl₂, MgSO₄, CaSO₄, CaCl₂ và Ca(CO₃)₂, Mg(HCO₃)₂.

2. Nguyên nhân hình thành nước cứng

Có thể chia sự hình thành nước cứng thành 2 loại chính, cụ thể:

• Nước ngầm đi qua các lớp đất đá, lớp đá vôi, thạch cao hay đá phấn, làm hòa tan một lượng lớn ion canxi, magie,… gây ra hiện tượng nước cứng. Đây là quá trình nước cứng được tạo thành từ nước ngầm.
• Nước bắt đầu từ thượng nguồn, trở thành dòng đi qua các lớp đất đá ở những địa hình khác nhau như các mỏ khoáng sản, đất đá vôi, trong lúc di chuyển, nước hòa tan các nguyên tố vi lượng có trong đất và ion canxi, magie,… làm cho lượng ion của các khoáng chất đó vượt qua mức cho phép gây ra hiện tượng nước cứng hay còn gọi là nước đá vôi.

3. Các mức độ cứng của nước

Theo cục khảo sát Địa chất Hoa Kỳ USGS Dựa vào chỉ số tổng nồng độ của các ion Ca2+ và Mg2+, độ cứng của nước được chia làm 4 cấp độ khác nhau, cụ thể:

• Từ 0 đến 60 mg/lít: Nước mềm
• Từ 60 – 120 mg/lít: Nước cứng vừa phải
• Từ 121 – 180 mg/lít: Nước cứng
• Trên 180 mg/lít: Nước rất cứng

4. Dấu hiệu nhận biết nước cứng

• Nước cứng có hàm lượng magie cao sẽ có vị đắng.
• Khi đun sôi, trong nước xuất hiện kết tủa có màu trắng lơ lửng, đây chính là kết tủa MgCO3 và CaCO3.
• Nếu dùng nước cứng để pha cà phê hoặc trà, sẽ có 1 lớp váng mỏng xuất hiện trên bề mặt.

• Xà phòng tạo ít bọt hơn khi hòa vào nước cứng.

• Xuất hiện các vết hoen gỉ, mảng bám tại các thiết bị đường ống dẫn nước, thậm chí gây tắc đối với các đường ống nhỏ, nhất là vòi hoa sen.

• Các dụng cụ chứa nước, ấm đun nước, bình nước nóng lạnh, đáy lồng máy giặt… xuất hiện mảng bám, cặn.

• Nước cứng khi dùng để làm nước đá sẽ tạo ra viên đá đục màu và nhanh tan chảy hơn thông thường.

5. Những tác hại của nước cứng đối với con người và môi trường

5.1. Tác hại nước cứng với sinh hoạt hằng ngày

Nước cứng có thể gây ra rất nhiều phiền toái đối với sinh hoạt hằng ngày bởi có thể tạo mảng bám bởi các chất kết tủa như CaCO3, đặc biệt là khi nhiệt độ tăng cao. Một số vấn đề mà bạn có thể gặp phải khi sử dụng nước cứng như:

• Làm giảm tuổi thọ của các thiết bị như nồi hơi, bình nước nóng lạnh, ấm đun nước siêu tốc…Ở nhiệt độ cao, các chất kết tủa trong nước cứng tăng lên đáng kể. Chúng bám vào thanh tản nhiệt của các thiết bị này và làm ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt, từ đó làm giảm hiệu quả làm nóng nước, gây tiêu tốn năng lượng. Các chất mảng bám khiến tuổi thọ của các thiết bị giảm sút, nhanh hư hỏng.
• Tắc nghẽn thiết bị, đường ống dẫn nước: Sau một thời gian sử dụng, nước cứng gây ra các mảng bám dần dần hình thành trên bề mặt của các thiết bị đường ống dẫn nước. Khi các mảng bám dày lên sẽ làm tăng nguy cơ tắc nghẽn, đặc biệt đối với các đường ống nhỏ, vòi hoa sen…
• Gây mất vệ sinh và tính thẩm mỹ: Bề mặt các mảng bám chính là môi trường lý tưởng cho các loại vi khuẩn, tác nhân gây bệnh sinh sôi nảy nở. Hơn nữa, nước cứng khiến các thiết bị bị hoen rỉ, gây ra các vết ố vàng rất mất vệ sinh và thẩm mỹ.
• Ảnh hưởng đến khả năng tạo bọt của xà phòng, các chất tẩy rửa, từ đó làm tiêu hao nhiều hơn so với bình thường.
• Khiến quần áo bị ố vàng, nhanh mục nát và rách hỏng.
• Sử dụng nước cứng lâu ngày ảnh hưởng đến làn da và mái tóc, khiến tóc xơ rối chẻ ngọn, da khô ráp…

  

5.2. Tác hại nước cứng với sinh hoạt công nghiệp

Sử dụng nước cứng ở nhiệt độ cao trong các nồi áp suất tại các tua bin hơi nước dễ dẫn đến tình trạng dẫn nhiệt kém do Ca(HCO3)2 bị nhiệt phân thành CaCO3 – là một loại chất kết tủa có màu trắng, tạo thành lớp cách nhiệt ngay dưới đáy nồi, làm cản trở quá trình dẫn nhiệt.

Bên cạnh đó, các kết tủa này còn có khả năng bịt kín các lỗ van an toàn, làm cho hơi nước không cách nào thoát ra được tạo nên hiện tượng tăng áp suất bên trong nồi, dễ dẫn đến cháy nổ.

Khi đun nấu nước cứng trong một thời gian dài sẽ xuất hiện tình trạng đóng cặn trên các bề mặt thiết bị đun nấu, thiết bị làm lạnh làm giảm khả năng lưu thông lưu lượng trên đường ống có thể tạo áp lực lớn đến mức gây nổ hơi.

6. Biện pháp giúp làm mềm nước cứng hiệu quả

Đến đây, chắc hẳn bạn đã biết nước cứng là gì. Vậy làm sao để làm mềm nước cứng? Hãy cùng tham khảo các cách xử lý nước cứng sau đây:

• Lưu động liên tục hoặc bơm tuần hoàn: đây là cách làm mềm nước được sử dụng khá nhiều. Tuy nhiên quá trình thực hiện tốn nhiều thời gian và sự phân huỷ của bicarbonat cũng lâu hơn quá trình hoà tan các nguồn khác vào nước.
• Làm mềm nước cứng bằng cách đun sôi nước: cách thủ công này khá đơn giản giúp làm mềm nước cứng.
• Chưng cất: nước sau khi chưng cất được gọi là nước cất, là H2O tinh khiết.
• Sử dụng hạt nhựa để lọc và xử lý nước cứng.
• Công nghệ thẩm thấu ngược RO: được ứng dụng trong các loại máy lọc nước hiện nay. Màng lọc siêu nhỏ có khả năng lọc sạch 99% chất bẩn, vi khuẩn. Ngoài ra, các ion khoáng chất cũng bị loại bỏ, giúp mềm nước cứng.
• Phương pháp xử lý nước cứng qua trao đổi ion: phương pháp này là hiệu quả nhất hiện nay. Chi phí đầu tư và sử dụng trao đổi ion khá rẻ.

Đến đây, bạn đã hiểu được nước cứng là gì, nước cững có mấy loại và hiểu hơn về loại nước này phải không? Có nhiều nguyên nhân hình thành nước cứng, nước cứng gây ảnh hưởng đến sinh hoạt hằng ngày và làm mất thẩm quan hộ gia đình. Tuy nhiên sử dụng nước cứng làm nước uống mang lại rất nhiều lợi ích cho sức khỏe vì chứa lượng khoáng chất cần thiết.