Veden Kovuuslaskuri: Mittaa Kalsium- ja Magnesiumtasot

Veden kovuuden laskuri

Veden kovuuden laskuri muuntaa vesinäytteen kalsium- ja magnesiumpitoisuuden yhdeksi kovuusarvoksi. Se ilmoittaa tuloksen kalsiumkarbonaatin miljoonasosina (ppm), saksalaisina kovuusasteina (°dH) ja ranskalaisina kovuusasteina (°f) sekä luokittelee veden pehmeäksi, keskikovuudeksi, kovaksi tai erittäin kovaksi.

Mitä veden kovuus on?

Veden kovuus kuvaa veteen liuenneiden mineraalien määrää, pääasiassa kalsium- (Ca²⁺) ja magnesiumioneja (Mg²⁺). Nämä mineraalit liukenevat veteen sen kulkiessa maaperän ja kallioperän, erityisesti kalkkikiven ja liidun, läpi. Vettä, jossa on paljon liuennutta kalsiumia ja magnesiumia, kutsutaan kovaksi vedeksi. Vettä, jossa näitä mineraaleja on vähän, kutsutaan pehmeäksi vedeksi.

Kovuuden vuoksi vesi ei yleensä muutu juomakelvottomaksi. Se kuitenkin vaikuttaa siihen, kuinka hyvin saippua vaahtoaa ja kuinka paljon kalkkisaostumaa kertyy putkiin, vedenkeittimiin ja lämminvesivaraajiin.

Veden kovuuden laskeminen

Veden kokonaiskovuus ilmoitetaan kalsiumkarbonaatin (CaCO₃) ppm-arvona, vaikka kovuus johtuu todellisuudessa useista eri mineraaleista. Tässä käytettävä kaava on:

Kokonaiskovuus (ppm CaCO₃) = (Ca²⁺ × 2,5) + (Mg²⁺ × 4,1) + Muut mineraalit

• Ca²⁺ on kalsiumpitoisuus ppm-yksikköinä.
• Mg²⁺ on magnesiumpitoisuus ppm-yksikköinä.
• Muut mineraalit tarkoittaa kaikkien muiden kovuutta aiheuttavien mineraalien yhteenlaskettua pitoisuutta ppm-yksikköinä.

Kertoimet 2,5 kalsiumille ja 4,1 magnesiumille muuntavat kummankin ionin pitoisuuden kalsiumkarbonaattiekvivalentiksi massaksi.

Muuntaminen muiksi kovuusyksiköiksi

Kun kokonaiskovuus on tiedossa ppm-arvona CaCO₃, se voidaan muuntaa kahdelle muulle yleiselle asteikolle:

Kalsiumkarbonaatin CaCO₃ miljoonasosat ja milligrammat litrassa (mg/l) ovat vedelle sama lukuarvo, ja niitä käytetään Yhdysvalloissa vakiintuneena yksikkönä. Saksalaiset kovuusasteet ovat yleisiä Saksassa ja Keski-Euroopassa. Ranskalaiset kovuusasteet ovat yleisiä Ranskassa ja useissa muissa Euroopan maissa.

Veden kovuusluokitus

Kun kokonaiskovuus ppm-arvona on tiedossa, vesi kuuluu yhteen neljästä vakioluokasta:

Esimerkkilaskelma

Oletetaan, että vesinäytteen kalsiumpitoisuus on 40 ppm, magnesiumpitoisuus 10 ppm ja muiden kovuutta aiheuttavien mineraalien pitoisuus 5 ppm.

1. Kalsiumin osuus: 40 × 2,5 = 100 ppm CaCO₃
2. Magnesiumin osuus: 10 × 4,1 = 41 ppm CaCO₃
3. Lisätään muut mineraalit: 100 + 41 + 5 = 146 ppm CaCO₃

Kokonaiskovuus on 146 ppm CaCO₃. Saksalaisina kovuusasteina se on 146 ÷ 17,848 ≈ 8,2 °dH. Ranskalaisina kovuusasteina se on 146 ÷ 10 = 14,6 °f. Koska 146 sijoittuu arvojen 121 ja 180 ppm väliin, vesi luokitellaan kovaksi.

Laskurin käyttö

1. Syötä kalsiumpitoisuus (Ca²⁺) ppm-yksikköinä. Tämä tieto on yleensä saatavilla vedenlaaturaportista tai kotikäyttöön tarkoitetusta testipakkauksesta.
2. Syötä magnesiumpitoisuus (Mg²⁺) ppm-yksikköinä.
3. Syötä muiden kovuutta aiheuttavien mineraalien pitoisuus ppm-yksikköinä, jos se on tiedossa. Tämä kenttä on valinnainen.
4. Lue tulokset: kokonaiskovuus ppm-arvona CaCO₃, vastaavat saksalaiset ja ranskalaiset kovuusasteet sekä kovuusluokitus.
5. Kopioi raporttia tai viestiä varten lukuarvot Kopioi tulokset -painikkeella.

Mistä mineraalipitoisuustietoja löytyy

• Vedenlaaturaportti. Useimmat kunnalliset vesilaitokset julkaisevat vuosittain raportin, jota kutsutaan joskus kuluttajien luottamusraportiksi ja jossa ilmoitetaan mineraalipitoisuudet.
• Kotikäyttöön tarkoitettu testipakkaus. Edulliset pakkaukset mittaavat kalsiumin ja magnesiumin suoraan yleensä testiliuskoilla tai titraustestillä.
• Ammattilaisen tekemä testaus. Vedenkäsittely-yritykset ja jotkin paikalliset terveysviranomaiset tarjoavat laboratoriotestausta.
• Kaivovesi. Koska kaivovesi ei kuulu kunnallisen raportoinnin piiriin, yksityiskaivojen vesi tulisi testata suoraan, mieluiten kerran vuodessa.

Veden kovuuden vaikutukset

Pehmeä vesi (0–60 ppm) vaahtoaa saippuan kanssa helposti ja jättää vain vähän kalkkisaostumaa. Joidenkin mielestä sen maku voi olla laimea, ja vanhoissa rakennuksissa, joissa on metalliputket, se saattaa kerätä putkistosta helpommin pieniä määriä metalleja.

Keskikova vesi (61–120 ppm) on ominaisuuksiltaan näiden ääripäiden väliltä. Se sisältää jonkin verran liuenneita mineraaleja, mutta aiheuttaa harvoin havaittavia kalkkisaostumia tai puhdistusongelmia.

Kova vesi (121–180 ppm) jättää näkyvää kalkkisaostumaa hanoihin, laitteisiin ja lasiesineisiin. Se tarvitsee enemmän saippuaa tai pesuainetta vaahdon muodostamiseen ja voi lyhentää lämminvesivaraajien käyttöikää.

Erittäin kova vesi (yli 180 ppm) aiheuttaa runsasta kalkkisaostumaa, heikentää saippuan tehoa huomattavasti ja voi antaa vedelle selvän maun. Erittäin kovaa vettä käyttävissä kodeissa asennetaan usein vedenpehmennin.

Tilapäinen ja pysyvä kovuus

Kovuuden aiheuttajan perusteella se jaetaan joskus kahteen tyyppiin. Tilapäinen kovuus johtuu kalsium- ja magnesiumbikarbonaateista. Veden keittäminen poistaa hiilidioksidia ja saa nämä bikarbonaatit muodostamaan kiinteää karbonaattisaostumaa, minkä vuoksi vedenkeittimet karstoittuvat käytössä. Pysyvä kovuus johtuu kalsiumin ja magnesiumin sulfaateista, klorideista ja nitraateista, eikä keittäminen poista sitä. Sen poistamiseen tarvitaan yleensä vedenpehmennin tai muu kemiallinen käsittely. Kovuuden laskuri ilmoittaa näiden molempien tyyppien yhteismäärän.

Veden kovuuden vähentäminen

• Ioninvaihtoon perustuva vedenpehmennin. Yleisin kotitalouksissa käytetty ratkaisu. Se vaihtaa kalsium- ja magnesiumionit natrium- tai kaliumioneihin, ja siihen on lisättävä suolaa säännöllisesti.
• Templaattiavusteinen kiteytyminen (TAC). Suolaton järjestelmä, joka muuttaa liuenneet mineraalit pieniksi kiteiksi. Kiteet pysyvät vedessä suspendoituneina eivätkä muodosta saostumaa pinnoille.
• Käänteisosmoosi. Poistaa useimmat liuenneet mineraalit, myös kovuutta aiheuttavat mineraalit, pakottamalla veden hienon kalvon läpi. Se käyttää enemmän vettä kuin tuottaa käyttökelpoisena vetenä.
• Kemiallinen saostaminen. Sitä käytetään pääasiassa teollisuudessa kovuutta aiheuttavien mineraalien saostamiseen liuoksesta.

Usein kysyttyä

Mikä aiheuttaa veden kovuuden? Veden kovuuden aiheuttavat liuenneet kalsium- ja magnesiumionit. Ne kulkeutuvat pohjaveteen, kun vesi kulkee kalkkikiveä, liitua tai kipsiä sisältävän kallio- ja maaperän läpi.

Onko kova vesi turvallista juoda? Kyllä. Kova vesi ei ole terveysriski, ja sen sisältämä kalsium ja magnesium lisäävät ravinnosta saatavien mineraalien määrää hieman. Erittäin kovan veden maku voi olla joidenkin mielestä epämiellyttävä.

Vaurioittaako kova vesi putkistoja ja laitteita? Ajan mittaan kyllä. Kalkkisaostumaa kertyy putkien, lämminvesivaraajien ja kahvinkeittimien sisälle, mikä heikentää niiden tehokkuutta ja voi lyhentää käyttöikää.

Mikä ero on veden kovuudella ja TDS-arvolla? Liukoisten aineiden kokonaismäärä (TDS) mittaa kaikki veteen liuenneet aineet, kuten natriumin, kloridin ja sulfaatin. Veden kovuus mittaa vain kalsiumia ja magnesiumia. Veden TDS-arvo voi olla suuri ja kovuus pieni, jos suurin osa liuenneesta aineksesta on muuta kuin kalsiumia tai magnesiumia.

Kuinka usein veden kovuus pitäisi testata? Kunnallisen veden kovuus on yleensä riittävää tarkistaa kerran vuodessa vesilaitoksen vedenlaaturaportista. Kaivovesi tulisi testata kuuden–kahdentoista kuukauden välein, koska pohjaveden olosuhteet voivat muuttua vuodenaikojen mukaan.

Voiko tätä laskuria käyttää akvaarioveteen? Kyllä. Monet kala- ja kasvilajit tarvitsevat tietyn kovuusalueen, joten akvaarioveden ppm- tai kovuusastearvon laskeminen auttaa sovittamaan veden niiden vaatimuksiin.

Lähteet

1. Maailman terveysjärjestö. Hardness in Drinking-water, 2011.
2. Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos. Water Hardness, Water Science School, 2019.
3. American Water Works Association. Water Quality & Treatment: A Handbook on Drinking Water, 6. painos, 2014.