высокая вода что это значит
Мягкая вода: что это такое и чем она отличается от жесткой, как определить мягкость жидкости – плюсы и минусы
Вы наверняка слышали о солях жесткости и о том, насколько они вредны и опасны. Но как определить их концентрацию в домашних условиях? Сегодня мы расскажем, как понять, что вода мягкая, и в целом рассмотрим ее особенности. Вы узнаете, какими качествами она обладает, так ли хороша, как кажется.
Сразу отметим: вопрос пользования ею обычно становится актуален для тех, кто переезжает жить за город, в собственный дом. Потому что для бытовых нужд люди начинают набирать жидкость из скважин, а она зачастую насыщена частицами магния, железа, кальция. Это нерастворимые соединения, которые оседают на внутренних стенках трубопроводов, на ТЭНах при стирке и — главное —накапливаются в организме, что приводит к развитию целого букета заболеваний и появлению проблем со здоровьем.
Чем полезна мягкая вода
Теоретическим и практическим путем, а также на основе сравнения и анализа были выявлены следующие ее достоинства:
1. На 30-50% уменьшает расход стирального порошка, мыла, гелей и прочих моющих средств, так как при взаимодействии с нею они активно образуют пену, а значит их нужно реже добавлять.
2. Соли ухудшают органолептические свойства; а раз их не будет, это самым положительным образом скажется на вкусе, запахе и качестве блюд и напитков, приготовленных на основе жидкости.
3. Не оказывает негативного влияния на состояние волос и кожи (а это известные минусы жесткой воды), косвенно помогая дольше сохранять молодость и лучше выглядеть.
4. Способствует более долгой службе бытовой техники и трубопровода – за счет того, что не провоцирует появление накипи. Откладываясь на ТЭНах и внутренних поверхностях баков, котлов, бойлеров, стиральных машин, утюгов, чайников, соединения кальция и магния постепенно понижают теплопередачу, забивают отверстия и шланги, разъедают уплотнители. Хорошо, что в нашем случае этого не происходит.
5. Не ухудшает здоровье (главное достоинство), так как в ее составе нет солей, которые могли бы накапливаться в организме и приводить к развитию мочекаменной болезни, проблемам с почками и суставами.
Особенности
Мягкая вода – это какая? С малой концентрацией нерастворимых веществ – не более 2 мг-экв/л. Приобретать катионы Ca, Mg, частицы Fe, Mn и другие нежелательные добавки она может, протекая сквозь почву (особенно на загрязненных промышленностью землях), терять – в процессе парообразования. Конденсат естественным образом очищается, поэтому-то наши предки ставили бочки, чтобы те наполнялись дождем, собирали и растапливали снег. Хотя сегодня осадки используются далеко не так же часто, как раньше, и только в экологически чистых районах. Причина банальна: пока капли собираются в облаках над крупными городами, заводами и фабриками, они вбирают в себя газы и другие вредные вещества, которыми так богаты мегаполисы и индустриальные зоны.
Кстати, состав мягкой воды сильно зависит от условий накопления и протекания ее источника и может отличаться по одному или нескольким из следующих показателей:
Ну а главный параметр, варьирующийся и изменяющий свойства, – это концентрация щелочноземельных металлов. С оглядкой на него проводят анализ забранной жидкости, именно по нему в итоге определяют всю совокупность дальнейших качеств.
Жесткая и мягкая вода: что это значит, откуда взялись названия
Так повелось издревле: наши прадеды заметили, что после стирки одна одежда становится приятной на ощупь, а другая – грубой. Люди задумались, в чем причина, и решили, что в жидкости, которую они использовали (и были правы!) Эластичность ткани снижалась из-за того, что поры ее нитей забивались солями. Одновременно с этим менялся цвет вещи: она приобретала сероватый или желтоватый оттенок, не слишком эстетичный и особенно заметный на белом фоне.
1,5 м3/ч Для технической воды
1,5 м3/ч Для технической воды
MBFT-75 Мембрана на 75GPD
В старину многие имена собственные рождались из буквальностей, так произошло и в этом случае. Воду, которая делала рубашки мягкими, люди так и называли, и с жесткой та же история.
Также ее громко именовали живой и мертвой соответственно, и вот это уже было не совсем верно. Да, такие термины есть, используются и поныне, и они действительно отражают тот эффект, который несет регулярное употребление жидкости для приготовления напитков и пищи, и, по сути, как раз и взяты из сказок и мифов о целебных и разрушительных свойствах. Просто дело не в солях жесткости, а в наличии изотопов (дейтерия и трития), кислот и токсинов – их присутствие постепенно угнетает организм.
Но даже при полном отсутствии примесей определенная угроза здоровью все-таки есть, и с нею нужно считаться.
Что значит «мягкая вода опасна»
Да, с бытовой точки зрения она лучше жесткой: не так вредит технике, не портит белье, помогает экономить на моющих средствах. Да, состояние волос и кожи она тоже не ухудшает, это мы уже выяснили, но учитывайте, что в ней содержится крайне мало вообще всех соединений, а не только магниевых, кальциевых или железистых.
Соответственно, если пить только ее, со временем организм начнет испытывать дефицит минералов, а это уже оборачивается следующими проблемами:
Отдельного разговора заслуживают дети, ведь они активно растут, а значит особенно нуждаются в полноценном заряде микроэлементов, витаминов, полезных веществ. Их питье просто обязано быть сбалансированным, иначе они рискуют столкнуться с желтухой, анемией, недостаточной подвижностью суставов, хрупкостью костей и частыми переломами.
Чем отличается жесткая вода от мягкой
Разница проявляется в следующих моментах:
Концентрация и тип растворенных частиц – ключевой фактор, определяющий даже структуру молекул, не говоря уже об органолептических свойствах. Внимание, четких границ в вопросе содержания солей нет – их может быть и 0,5 0Ж, и 4,3 0Ж, причем в одном и том же источнике, в зависимости от сезонности. Можно выделить лишь нижний предел – 0%, и он у дистиллята, то есть у чистой H2O, избавленной от чего-либо вообще и поэтому тоже непригодной для регулярного употребления.
Прозрачность и цвет – примеси меняют оттенок или даже окрас жидкости, делая ее мутной, желтоватой, зеленоватой. Во время кипячения она часто светлеет именно потому, что посторонние вещества оседают и остаются на стенках чайника (или другой емкости).
Взаимодействие с предметами – нужно смотреть, как влияет на окружение жесткая и мягкая вода: отличие второй в том, что она нейтральна к металлическим поверхностям, в то время как соли первой вступают в химические реакции с трубами и ТЭНами и откладываются на них в виде твердых пород, а их потом проблематично удалить.
Хотя главная практическая разница лежит не в затратах и бытовой экономии, а заключается в том комплексном эффекте, который две жидкости оказывают на наше здоровье при регулярном их употреблении. Как мы уже выяснили, если пить лишь одну из них, проблемы в любом случае возникнут, вопрос только в том, какие разовьются заболевания. Поэтому стоит соблюдать баланс и озаботиться вопросом очистки – чтобы удалять соли, но не полезные минералы.
Отличие воды первой категории от высшей
Вода высшей категории
К питьевой воде высшего качества относят воду, которая добывается из хорошо изолированных водных месторождений, таких как артезианские и родниковые. По всем параметрам эта вода является оптимальной для употребления по качественным характеристикам. По сравнению с первой категорией токсикологические нормы воды высшей категории строги и физиологическая полноценность по наличию микро и макроэлементов является важной отличительной высшей категории, удовлетворяющим биолого-физиологические потребности человеческого организма. Поэтому для группы биогенных компонентов воды высшей категории имеются нижние пределы диапазона допустимых концентраций. Так содержание ионов кальция допускается не ниже 25 мг/л, а концентрация ионов фтора не может опускаться меньше чем 0,6 мг/л
Вода высшей категории обязана отвечать четким нормам безопасности, которыми характеризуются подземные воды или ее необходимо довести до этих норм специальными способами адекватной обработки. Таким образом, добытая вода в первоначальном виде или в следствии очистительной обработки может быть классифицирована как вода высшей категории в соответствии с физиологическими нормами. В случае недостаточных концентраций обязательных элементов воду кондиционируют, что приводит к насыщению ее минеральными компонентами такими как кальций, калий, магний, фтор, йод и ионы гидрокарбонатов. Такая доработка компенсирует нехватку жизненно необходимых химических соединений или восполняет дефицит вследствие очистки воды, например, методикой обратного осмоса. Такая вода (даже если она кондиционированная) считается качественной и безвредна для человека, ее состав оптимален. При ее регулярном потреблении отмечается профилактический эффект для здоровья человека.
Вода первой категории качества
Первая категория воды, так же подходит для ежедневного употребления без каких-либо ограничений. Но для данной категории нормы и качественные характеристики не являются такими строгими. Для изготовления такой воды используются не только поземные, но и поверхностные источники, включая водопроводную воду. Это, в свою очередь, требует наличие обязательной специальной обработки направленной на очистку воды от различных примесей и загрязнителей. Очистка предполагает удаление примесей хлора и различных токсинов, используемых при хлорировании воды, удаление соединений железа и при необходимости смягчение воды, если она характеризуется избыточной жесткостью. Допускается применение методики обратного осмоса очистки воды первичного происхождения.
Также, вода первой категории насыщается минеральными соединениями, такими как соли кальция, магния, различными гидрокарбонатами и др. Кондиционирование воды 1-й категории проводят не столько для улучшения полноценности с учетом потребностей человеческого организма, сколько для повышения органолептических характеристик, поскольку условия сводятся к минимальным показателям допустимых минеральных концентраций.
Воды обеих категорий отлично подходят для применения в пищевой отрасли. Их берут за основу для производства алкогольных и безалкогольных напитков, они хорошо подходят для употребления в домашних условиях. Однако воды высшей и первой категории имеют отличия по определённым требованиям с точки зрения гигиены.
Вода высшей категории является наиболее подходящей и абсолютно безопасной для пользования. К ней ставятся следующие требования:
По современным стандартам качественная вода характеризуется такими параметрами:
Для воды высшей категории обязательны следующие требования:
Таким образом, при выборе бутилированной воды нужно внимательно изучать состав и характеристики, указанные производителем на этикетке.
Автор: Комаров Александр, кандидат биологических наук
Тяжелая вода: что это такое и где она применяется, как получить такую жидкость в домашних условиях – физические свойства воды и химическая формула
Вы наверняка о ней слышали, но уделяли ли ей достаточно внимания? Чтобы ответить, рассмотрим, что собой представляет тяжелая вода: что это такое, где применяется, чем отличается от обычной, что будет, если регулярно употреблять ее в быту и так далее.
Сразу отметим: сегодня она используется все активнее, особенно в химической промышленности и в экспериментальной медицине. Ученые подбирают различные ее дозировки для проведения глобальных исследований, призванных улучшить приплод и увеличить вес домашних животных, а также побороть раковые опухоли. Успехи переменные, но они есть (плюс многие изыскания рассчитаны на длительную перспективу, и их результаты пока не оценить), поэтому работы в этих направлениях продолжаются, чему только способствует общее развитие технологий.
Что значит термин «тяжелая вода»
Она представляет собой оксид — либо водорода 2H (вместо легкого 1H в обычных условиях), либо дейтерия D, то есть изотопа, содержащего на один нейтрон больше, чем в стандартном случае. Такая замена оборачивается повышением удельной массы на 10%.
Немного справочной информации:
В природных источниках соотношение D к H сегодня измеряется как 1 к 6900; ее немного и это хорошо, так как в целом она действует на организмы угнетающе (подробнее рассмотрим этот вопрос ниже).
История открытия
Впервые ее молекулы в обычной среде обнаружил американский физиохимик Гарольд Юри: было это в 1932-м году, а в 1934-м ему присудили Нобелевскую премию за это открытие. В 1933-м уже другой ученый из США, Гилберт Льюис, путем электролиза получил чистую тяжеловодородную воду: он многократно пропускал ток через остаток H2O, постепенно насыщая его молекулами HDO и D2O – до тех пор, пока концентрация последних не достигла 99%.
Когда в 1938-м открыли деление ядер, сразу же стало ясно, насколько перспективны цепные реакции этого процесса. Но для их проведения понадобился эффективный замедлитель нейтронов. В роли последнего стали использовать D2O — наиболее удобное с технической точки зрения соединение дейтерия, помимо прочего, еще и отводящее тепло из рабочей зоны.
В СССР химическая формула тяжелой воды и те преимущества, которые она дает, получала все больше внимания по мере развития атомной энергетики. В частности, предшественница ИТЭФ, Лаборатория №3 АН СССР, начала производить 2H2O в промышленных масштабах – для обеспечения нужд реакторов (современная классификация которых – тип PHWR) и различных установок.
Физические свойства тяжелой воды
Одни из них такие же, что и у обычной, другие — кардинально отличаются, но общая их совокупность определяет условия применения и употребления D2O (2H2O), а значит заслуживает внимания. Рассмотрим каждый из важных параметров отдельно.
Запах
Отсутствует — по этому показателю отличить ее от «легкой» не представляется возможным. Какие-то оттенки неприятного аромата — допустим, серной тухлости, хлористой резкости или гниловатой сладости — говорят только о наличии вполне конкретных проблем в самом источнике, вызванных не превышением концентрации оксида дейтерия. Причина может быть в разложении водорослей, сливе промышленных отходов и других подобных факторах.
Во всех вариациях своих изотопов тяжелая вода в природе так же прозрачна, как обычная. Поэтому вполне можно спутать ее визуально и случайно выпить, если она, например, будет налита в стакан или графин (на вкус она может показаться чуть сладковатой).
Обратите внимание: помутнение, затемнение или осветление, появление буроватого или зеленоватого оттенка свидетельствует лишь о присутствии примесей в отдельно взятом заборе, но никак не о повышенном содержании D2O, его так просто не определить. Другой вопрос, чем обусловлено наличие посторонних веществ (чаще всего это соли жесткости, ржавчина, нитраты, марганец и другие опасные элементы).
Температура кипения
Это первое свойство, по которому тяжелая вода будет отличаться от легкой, пусть и незначительно. Потому что при сравнении мы увидим следующие градусы:
1,5 м3/ч Для технической воды
1,5 м3/ч Для технической воды
MBFT-75 Мембрана на 75GPD
Нагрев является своеобразным маркером «веса», но в условиях бытовой практики он малоприменим, а наука и промышленность располагают более совершенными и точными способами определения разницы.
Отдельно отметим, что выделяют еще и такой показатель, как температура плавления (кристаллизации), и он составляет:
Проще говоря, это отметка, при которой начинает образовываться лед, и это даже более явный признак «тяжести», который может пригодиться в быту.
Вязкость
Имеется в виду динамическая, являющаяся частью системы единиц СГС и измеряемая в сантипуазах (сокращенно сП). При этом 1 П = 0,1 Н х с/м2.
У обычной она 1,0016 сП, в то время как у оксида дейтерия уже 1,2467 сП (все сравнения производятся при температуре в 20 градусов Цельсия). Разница в 24% существенным образом влияет на эксплуатационные характеристики и является одним из тех факторов, которые способствуют замедлению химических реакций (в частности, поглощения нейтронов).
Молекулярная масса
Составляет 20,034 г/моль, по сравнению с 18,01528 г/моль «легкой» H2O, и это еще одна из причин, почему воду называют тяжелой, ведь она буквально весит больше. Данная особенность также провоцирует снижение скоростей обменных процессов, что особенно важно для управления термоядерным синтезом.
Растворимость
Она достаточно быстро и равномерно смешивается с этанолом, но в случае с диэтиловым эфиром такого результата уже не наблюдается. В свою очередь, растворить в ней соли уже значительно труднее, чем в обычной H2O, ориентированной на бытовые нужды, и это даже удобно. Во-первых, это явный показатель повышенного «веса», во-вторых, определенная защита от загрязнений, что просто необходимо технологической среде, актуальной на самых ответственных объектах.
Плотность
Измеряется при температуре в 25 градусов Цельсия и составляет 1,1042 г/см3, по сравнению с 0,997 г/см3 «легкой». И это еще одна характеристика, снижающая общий уровень поглощения нейтронов и способствующая замедлению реакций.
Есть и другие параметры, в числе которых:
Но они не столь важны конкретно в нашем случае, то есть в вопросах подготовки забора из артезианской скважины к бытовому употреблению, и поэтому на каждом из них мы не будем подробно останавливаться.
Где и для чего используется тяжелая вода
Поначалу сам Гарольд Юри отнесся к своей находке как к интересному научному факту. И, несмотря на Нобелевскую премию, на первых порах он и его коллеги не видели сфер, в которых может пригодиться оксид дейтерия. Ситуация изменилась уже через 5 лет: в связи с открытием деления ядер, стал очевиден тот промышленный потенциал, которым обладает D2O. В результате сегодня можно выделить сразу несколько сфер ее актуальности.
В ядерных технологиях
SF-mix Clack до 0,8 м3/ч
SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч
SF-mix ручной до 0,8 м3/ч
Современные физики рассматривают ее в качестве топлива будущего, а некоторые даже заявляют, что она станет источником бесконечной энергии. И это уже не просто мечты, ведь с ее помощью уже можно управлять термоядерным синтезом (пусть пока и с ограничениями), и ожидается, что с ее помощью удастся провести сверхвыгодные реакции вроде:
D + T → 4He + η + 17,6 МэВ
Перспективность считается настолько высокой, что ее коммерческий оборот в ряде стран находится под жестким государственным надзором. Это как раз та ситуация, в которой запреты и ограничения оправданы, так как позволяют защититься от создания неконтролируемых, а значит и опасных установок, работающих на природном уране.
Важную роль играет и возможность обнаружения нейтрино именно с помощью D2O. Около 1000 ее тонн содержится в SNO, то есть в крупнейшем детекторе мира, комплексе оборудования, расположенном в Канаде.
В ядерных реакторах
В этом случае применение тяжелой воды актуально в одном из двух качеств:
В роли изотопного индикатора в химии
А также в области гидрологии, биологии и других сферах, для которых только может быть актуальным использование оксида дейтерия.
Например, в небольших концентрациях он препятствует размножению и распространению бактерий, грибков и других вредных микроорганизмов, и эту особенность взяла на вооружение экспериментальная медицина.
Рассуждая о том, что такое тяжелая вода и где применяется, нужно отметить, что ученые в течение десятилетий проводили глобальные и комплексные исследования. И установили несколько любопытных закономерностей, возникающих при определенном проценте содержания D2O в употребляемой в пищу жидкости:
Естественно, все медицинские опыты (тем более что они показывают столь неоднозначные результаты) пока проводились на животных, но не на людях.
Отличия между легкой и тяжелой водой
На основании свойств D2O понятно, чем опасно такое соединение для человека: постепенно накапливаясь в организме, оно нарушает метаболизм, убыстряет появление необратимых возрастных изменений, провоцирует возникновение болезней и злокачественных новообразований.
С другой стороны, H2O, с нормальной или восстановленной структурой:
Напомним также, что обе этих жидкости прозрачны и обладают нейтральным вкусом и запахом, поэтому их вполне реально перепутать.
Какая польза от тяжелой воды
Аэрационная установка AS-1054 VO-90
Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)
Естественно, она не была столь востребованной, если бы несла только вред. То же замедление нейтронов обеспечивает нормальное протекание ядерных реакций, а значит оксид дейтерия все-таки стоит на страже нашей безопасности, пусть и опосредованно.
Ну а добавление в качестве индикатора дает удобную возможность контролировать изменения состава смесей и своевременно вносить необходимые корректировки.
Также нужно учитывать те потенциальные преимущества, которые в будущем принесут медицинские исследования. Специалисты из самых разных областей все уверенней говорят о скором прорыве.
Что случится, если выпить тяжелую воду
В небольших количествах она никак не скажется на состоянии организма. За раз можно употребить даже литр D2O — ничего страшного не случится: за две недели она полностью выйдет из тела, а сам дейтерий не радиоактивен. Так что не опасайтесь, что случайно возьмете не тем наполненный стакан. Максимум, что можно почувствовать — это небольшой дискомфорт из-за изменения давления.
Другое дело — регулярное употребление. В этом случае оксид будет:
Это обернется уже описанными проблемами со здоровьем (отказом органов, появлением опухолей). Если же концентрация D2O достигнет 20% от общего объема жидкости, то это спровоцирует летальный исход.
Тяжелая вода в жизни человека
За тот комплексный угнетающий эффект, который она может подарить, ее зачастую называют мертвой. Да, несмотря на то что размножение вредных микроорганизмов она тоже замедляет или даже полностью останавливает.
Нюанс в том, что оксид дейтерия в малых количествах, но содержится во всех естественных источниках. Небольшой его процент есть в озерах, прудах, реках, морях, глубоких скважинах и даже в осадках. Причем в дожде его обычно в несколько раз больше, чем в снеге, что объясняется частой электризацией облаков.
В любом случае выходит, что мы, пусть и неосознанно, но потребляем D2O, и получение тяжелой воды в домашних условиях происходит независимо от нашего желания, просто не в таких количествах, которые могли бы нам навредить.
Поэтому важно не повышать риск накопления оксида дейтерия в организме и не употреблять для питья и приготовления пищи морскую H2O, опресненную методом обратного осмоса. Данный способ как раз даст жидкость со сравнительно более высоким уровнем концентрации изотопа.
Мы поможем подобрать оборудование, которое будет контролировать количество примесей в каждом заборе и отфильтровывать вредные частицы – обращайтесь в компанию «Вода Отечества».
Но механическая очистка в этом конкретном случае может не сработать, так как фильтры смогут удалить лишь нерастворимые частицы, но окажутся бессильными на уровне молекул и атомов. Хотя один способ, применимый в быту, все-таки есть, предлагаем его рассмотреть.
Как получить тяжелую воду в домашних условиях
Выделить D2O, чтобы потом слить его, можно с помощью процесса таяния. Для этого необходимо:
Заключение
Теперь вы знаете, что означает понятие «тяжелая вода», где она может применяться и какую опасность несет, и еще больше понимаете, насколько важно получать во всех смыслах чистую жидкость.