Khái niệm nước cứng, tác động và cách làm mềm nước cứng - Bạn đã biết?
Nước cứng đang ảnh hưởng như thế nào đến đời sống của chúng ta? Cùng Fujiion Việt Nam tìm hiểu khái niệm nước cứng, phân loại cũng như tác động và giải pháp làm mềm đơn giản tại nhà ngay trong bài viết sau.
Khái niệm nước cứng là gì?
Khái niệm nước cứng được định nghĩa là nước có chứa hàm lượng cao các cation kim loại, chủ yếu là ion Ca2+ và Mg2+. Các ion này hòa tan vào nước khi nước thấm qua các lớp đất đá chứa hợp chất canxi và magie như CaCO3 và MgCO3.
Tính cứng của nước được đo bằng nồng độ các ion gây ra độ cứng, thường tính theo đơn vị mg/l CaCO3. Nước được gọi là nước cứng khi hàm lượng canxi và magie vượt mức cho phép tiêu chuẩn.
Phân loại nước cứng đơn giản
1. Phân theo hàm lượng ion Ca2+, Mg2+ có trong nước
Ngoài khái niệm nước cứng, dựa vào nguồn gốc và thành phần hóa học, nước cứng được chia thành ba loại chính.
Nước cứng tạm thời là loại nước chứa các bicarbonate của canxi và magie - Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2. Loại nước này có thể được làm mềm dễ dàng bằng phương pháp đun sôi.
Nước cứng vĩnh cửu chứa các muối sunfat và clorua của canxi và magie như CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2. Tính cứng vĩnh cửu không thể loại bỏ bằng cách đun sôi đơn giản. Cần sử dụng các phương pháp làm mềm nước cứng chuyên sâu hơn như trao đổi ion hoặc thẩm thấu ngược.
Nước cứng toàn phần là tổng của cả nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu. Đây là khái niệm nước cứng đầy đủ, bao gồm toàn bộ ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước. Nước cứng toàn phần thể hiện mức độ ô nhiễm khoáng chất tổng thể.
2. Phân loại theo các mức độ nước cứng
Ngoài khái niệm nước cứng thì theo tiêu chuẩn quốc tế của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Hiệp hội Chất lượng Nước Quốc tế (WQA), độ cứng của nước được xác định dựa trên nồng độ CaCO₃ (canxi cacbonat) tính theo mg/l:
Nước mềm (0-60 mg/L)
Nước hơi cứng (60-120 mg/L)
Nước cứng (120-180 mg/L)
Nước rất cứng (trên 180 mg/L).
Việc xác định mức độ cứng của nước giúp người dùng lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp. Kiểm tra định kỳ chất lượng nước là cần thiết, đặc biệt với các hộ gia đình dùng nước giếng khoan, nếu sử dụng nước quá cứng mà không biết, sức khỏe người dùng sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Đọc thêm: Đọc công thức tính độ cứng
Dấu hiệu nhận biết nước cứng trong sinh hoạt
1. Cặn trắng bám trên ấm đun nước, vòi sen, bồn rửa
Ngoài khái niệm nước cứng, thì dấu hiệu dễ nhận biết nhất của nước cứng là lớp cặn trắng xuất hiện sau khi đun. Bởi lúc này, các ion Ca2+ và Mg2+ kết hợp với anion bicarbonate (HCO₃⁻) tạo thành kết tủa rắn CaCO₃ và MgCO₃. Lớp cặn này bám chặt trên bề mặt thiết bị như như ấm điện, bình siêu tốc hay nồi hơi.
Vòi sen, vòi nước, bồn rửa thường xuyên xuất hiện vết ố trắng khó lau, đặc biệt tại những khu vực nguồn nước ngầm giàu khoáng chất. Hiện tượng này sẽ làm mất thẩm mỹ và giảm tuổi thọ thiết bị. Nghiên cứu của Hiệp hội Chất lượng Nước Quốc tế (WQA) cho thấy, thiết bị sử dụng nước cứng có thể bị giảm hiệu suất đến 30% nếu không được làm sạch.
2. Xà phòng khó tạo bọt, bọt nhanh tan
Khi tắm rửa, xà phòng và dầu gội khó tạo bọt thì đó cũng là dấu hiệu cho thấy nước đang bị cứng. Bởi theo nghiên cứu Hiệp hội Da liễu Hoa Kỳ (AAD), khái niệm nước cứng chỉ rõ trong nước có chứa các ion kim loại Ca²⁺ và Mg²⁺, nó sẽ phản ứng với các acid béo có trong xà phòng, tạo thành muối không tan bám trên bề mặt da và tóc, làm giảm hiệu quả tẩy rửa.
Ngay cả khi tạo được bọt, chúng cũng nhanh tan và để lại cảm giác nhờn trên da. Da có thể bị mẩn ngứa, khô ráp do tác động của các ion khoáng dư thừa. Sử dụng nước cứng lâu dài ảnh hưởng đến độ ẩm tự nhiên của da.
3. Quần áo sau khi giặt bị cứng, xỉn màu
Từ khái niệm nước cứng thì một dấu hiệu nữa để nhận biết nước cứng là dựa trên vải quần áo sau khi giặt. Nó sẽ trở nên cứng hơn, kém mềm mại do các ion kim loại Ca²⁺ và Mg² chuyển vào sợi vải làm quần áo mất đi độ mềm mại tự nhiên ban đầu. Ngoài ra, quần áo trắng dễ ố vàng, quần áo màu mất tươi sáng hơn nhiều so với việc sử dụng nước mềm.
Điều gì sẽ xảy ra nếu sử dụng nước cứng
1. Đối với sức khỏe người dùng
Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Bộ Y tế Việt Nam, việc sử dụng nước cứng trong thời gian dài có thể gây ra một số ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người. Hàm lượng canxi (Ca²⁺) và magie (Mg²⁺) cao trong nước khiến khoáng chất dễ tích tụ trong cơ thể, đặc biệt ở thận và đường tiết niệu, làm tăng nguy cơ hình thành sỏi thận.
Các cation kim loại dư thừa cũng có thể gây rối loạn tiêu hóa. Vì vậy mà người có hệ tiêu hóa nhạy cảm sẽ dễ bị đầy hơi, khó tiêu khi uống nước cứng thường xuyên. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào hàm lượng cụ thể và thể trạng từng người.
Dựa trên thông tin về khái niệm nước cứng và tác hại của nó các tổ chức y tế vẫn khuyến nghị nên giới hạn mức khoáng chất trong nước uống theo tiêu chuẩn an toàn của WHO (<300 mg/l CaCO₃) để đảm bảo sức khỏe lâu dài.
2. Ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất - công nghiệp
Trong công nghiệp, nước cứng có thể làm giảm hiệu suất vận hành và tăng chi phí sản xuất. Hệ thống làm mát trong nhà máy bị cặn tích tụ, giảm hiệu suất truyền nhiệt. Theo số liệu của Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn hóa (ISO 10523), cặn khoáng trong hệ thống làm mát và nồi hơi có thể giảm hiệu quả truyền nhiệt đến 15–20%.
Trong ngành dệt may, việc dùng nước cứng để nhuộm hoặc giặt vải khiến màu sắc không đều, sợi vải cứng và dễ xỉn màu, làm giảm chất lượng thành phẩm. Màu sắc không đều, chất lượng sản phẩm giảm.
Nồi hơi công nghiệp đun bằng nước cứng dễ có nguy cơ nổ cao. Lớp cặn CaCO₃ dày trong nồi hơi có thể gây quá nhiệt cục bộ, dẫn đến nứt vỡ hoặc thậm chí nổ nồi hơi. Các doanh nghiệp buộc phải đầu tư hệ thống xử lý nước để đảm bảo an toàn và hiệu quả sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
1. Cách làm mềm nước cứng là gì?
Sau tìm hiểu về khái niệm nước cứng, nhiều người thắc mắc làm sao để làm mềm nước để bảo vệ sức khỏe toàn diện.
Với nước cứng tạm thời và nước mềm, phương pháp đơn giản nhất là đun sôi. Nhiệt độ cao làm phân hủy các bicarbonate, tạo kết tủa và giải phóng CO2.
Phương pháp trao đổi ion hiệu quả với cả nước cứng tạm và cứng vĩnh cửu. Nước cứng đi qua lớp vật liệu trao đổi ion, thường là resin. Vật liệu này có chứa cation Na+ sẵn sàng thay thế các ion Ca2+ và Mg2+.
Công nghệ màng lọc RO (thẩm thấu ngược): Nước được làm mềm hoàn toàn khi đi qua màng vật liệu trao đổi với lỗ cực nhỏ, làm mềm nước cực hiệu quả
Phương pháp hóa học sử dụng các chất làm mềm như Na2CO3 (soda ash) hoặc Ca(OH)2 (vôi tôi). Hiện bằng cách cho nước cứng tác dụng với các chất này, ion Ca2+ và Mg2+ tạo kết tủa loại bỏ. Phương pháp này thường được sử dụng trong quy mô công nghiệp.
Ở quy mô gia đình bạn có thể lựa chọn sử dụng máy lọc nước ion kiềm FUJI WPF138 có tính năng làm mềm nước cứng nhẹ còn doanh nghiệp thì cần hệ thống xử lý nước chuyên nghiệp.
2. Nước cứng ở đâu?
Nước cứng thường được tìm thấy ở các vùng có địa chất đá vôi, đá phiến chứa nhiều CaCO3 và MgCO3. Ở Việt Nam, nhiều tỉnh thành có nguồn nước ngầm thuộc loại cứng đến rất cứng như khu vực đồng bằng Bắc Bộ, Tây Nguyên, một số tỉnh miền Trung thường gặp vấn đề này.
Thành phố lớn sử dụng nước máy được xử lý nhưng vẫn có mức độ cứng nhất định. Tùy nguồn nước thô và công nghệ xử lý, nước máy có thể từ mềm đến cứng vừa. Việc kiểm tra chất trong nước cứng định kỳ đồng thời tìm phương pháp xử lý phù hợp là điều vô cùng cần thiết để bảo vệ sức khỏe cũng như đảm bảo.
Bài viết trên đã cung cấp đầy đủ thông tin về khái niệm nước cứng, phân loại cũng như giúp bạn hiểu rõ hơn về tác hại và dấu hiệu nhận biết. Việc nắm vững các thông tin này sẽ giúp bạn đưa ra được các biện pháp xử lý phù hợp, tiết kiệm tiền bạc, thời gian để bảo vệ sức khỏe cả gia đình cũng như đảm bảo hiệu suất của các hoạt động công nghiệp. Theo dõi Fujiion Việt Nam để nhận thông tin chi tiết và nhận tư vấn sản phẩm máy lọc nước ion kiếm FUJI WPF138 - Mạch nguồn Nhật Bản cho sức khỏe vàng.
