1. Khái niệm nước cứng
Nước cứng là nguồn nước chứa hàm lượng lớn các ion khoáng chất với nồng độ cao vượt quá mức cho phép, thường trên 300mg/lít. Thành phần chính của nước cứng là các ion kim loại như Ca2+ và Mg2+. Ngoài ra, một số nguồn nước cũng chứa các cation khác như ion của sắt, stronti, nhôm, bari, mangan, kẽm,...
Trong khi đó nguồn nước thông thường hay nước mềm lại chứa rất ít các khoáng chất này và thường có nồng độ cation ở mức <60 mg/L.
Nguyên nhân hình thành:
Hiện tượng nước cứng thường hình thành thông qua quá trình chảy của nguồn nước trong tự nhiên. Nguồn nước ngầm thường có xu hướng đi qua nhiều địa hình, đây cũng là điều kiện để nó hấp thụ nhiều dưỡng chất có trong đất, kể cả những nguyên tố vi lượng như canxi và magie.
Đặc biệt, với những địa phương có mỏ khoáng sản hay núi đá vôi, nguồn nước tại đây sẽ có nguy cơ cao bị hoà tan một hàm lượng lớn các ion Ca2+ cùng Mg2+. Khi nồng độ hai ion này vượt ngưỡng cho phép >300mg/lít, nguồn nước này sẽ được gọi là nước cứng hay nước nhiễm đá vôi.
Khám phá chi tiết nguyên nhân gây nước cứng tại đây: 3+ Nguyên nhân gây nước cứng hàng đầu
Nước cứng chứa nhiều ion kim loại canxi (Ca2+) và magie (Mg2+)
2. Dấu hiệu nhận biết nước cứng
Bạn có thể nhận biết nguồn nước nhà mình có phải nước cứng hay không nhờ một số dấu hiệu như sau:
- Khi sử dụng lâu ngày sẽ xuất hiện các lớp gỉ sét, vảy ố trên vòi nước hoặc vòi hoa sen khiến dòng nước bị tắc nghẽn.
- Dưới đáy các thiết bị dùng để nấu nướng như nồi, chảo ấm đun nước có các lớp cặn trắng.
- Ít tạo bọt với xà phòng, nước rửa chén,...Sau khi giặt xong quần áo vẫn còn chứa nhiều cặn bột giặt, sau một thời gian sẽ dần khô ráp, xỉn màu và nhanh hỏng.
- Xuất hiện lớp váng mỏng nếu dùng nước cứng để pha chế đồ uống.
- Đá được làm từ nước cứng có màu đục và nhanh tan hơn đá thông thường.
| Nước cứng là hiện tượng phổ biến ở Việt Nam, nhất là những địa phương có núi đá vôi như Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Lai Châu, Lào Cai, Sơn La, Hòa Bình, Ninh Bình,.. |
3. Các loại nước cứng
Trong tự nhiên, nguồn nước cứng có thể được phân loại dựa theo một trong hai cách sau:
3.1. Dựa theo hàm lượng ion Ca2+, Mg2+3
Theo Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), độ cứng của nước được xác định dựa trên nồng độ của các cation kim loại canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) hay chỉ số TDS và được chia thành các loại cơ bản sau:
| Loại nước | TDS |
| Nước mềm | 0 - 60 mg/L |
| Nước cứng vừa phải | 61 - 120 mg/L |
| Nước cứng | 121 - 180 mg/L |
| Nước rất cứng | >= 181 mg/L |
3.2. Dựa trên thành phần muối trong nước
Dựa vào đặc điểm thành phần các muối trong nước cứng ta có thể chia thành 3 loại như trong bảng sau:
| Tiêu chí đánh giá | Nước cứng tạm thời | Nước cứng vĩnh cửu | Nước cứng toàn phần |
| Thành phần | Gồm 2 muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 | Các muối MgCl2, CaCl2, MgSO4 và CaSO4 | Các muối MgCl2, CaCl2, Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, MgSO4, CaSO4 |
| Đặc điểm nước | Chứa tính cứng tạm thời, muối trong nước dễ bị phân hủy trong nhiệt độ cao | Chứa tính cứng vĩnh cửu, muối trong nước bền bỉ trong nhiệt độ cao | Bao gồm cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu, chứa cả muối dễ phân hủy và muốn bền bỉ với nhiệt độ cao |
| Khả năng làm mềm | Đun sôi nước | Sử dụng hóa chất hoặc phương pháp trao đổi ion | Sử dụng tổng hợp các phương pháp hoặc dùng máy lọc nước |
Khám phá đầy đủ về phân loại nước cứng qua bài viết sau: Hướng dẫn phân loại nước cứng mà bạn nên biết
Có thể phân loại nước cứng dựa trên chỉ số TDS hoặc thành phần muối trong nước
4. Nước cứng có những tác dụng gì?
Nếu sử dụng nguồn nước cứng có hàm lượng khoáng chất vừa phải với TDS < 300mg/L sẽ mang đến một số tác dụng như:
- Một số khoáng chất như Ca2+, Mg2+ trong nước nếu được xử lý đúng cách có thể tăng cường sức đề kháng cho cơ thể.
- Nhiều nghiên cứu tại Hoa Kỳ, Canada, và Châu Âu đã chứng minh một số khoáng chất như Canxi, Magie và Mangan trong nước cứng mang lại những dấu hiệu tích cực cho bệnh tim mạch.
Nước cứng với TDS < 300mg/L có thể ngăn ngừa bệnh tim mạch, cao huyết áp,...
5. Tác hại khi sử dụng nước cứng
Trong thực tế, nguồn nước cứng thường chứa hàm lượng khoáng chất vượt mức cho phép > 500mg/l. Do đó nếu sử dụng nguồn nước này thường xuyên sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe và sinh hoạt hàng ngày:
5.1. Đối với sức khỏe
- Trong hội nghị Geneva, WHO đã khẳng định nếu hàm lượng Canxi và Magie trong nước vượt quá 500mg/l sẽ là nguyên nhân hàng đầu tạo sỏi thận, sỏi tiết niệu gây tắc động mạch, tĩnh mạch gây nguy hiểm đến sức khỏe.
- Dùng nước cứng để gội đầu khiến rụng tóc nhiều hơn, lâu dần da và tóc sẽ khô ráp, ảnh hướng đến tự tin của người dùng.
- Nghiên cứu thực hiện năm 2004 tại Nhật Bản cũng chỉ ra sử dụng nước cứng có thể khiến da nhạy cảm bị kích ứng, nghiêm trọng hơn là gây bệnh viêm da dị ứng với nhiều triệu chứng như mẩn ngứa, nổi mụn,...
- Báo cáo tại Đại hội Khoa học và Công nghệ Bang Tây Bengal lần thứ 18 lại cho biết hàm lượng Canxi và flo dư thừa trong nước sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực đối với khả năng sinh sản của con người.
5.2. Đối với sinh hoạt hằng ngày
- Tạo ít bọt với xà phòng, khiến quần áo nhanh mục nát.
- Làm giảm hương vị và chất lượng món ăn khi dùng nước cứng để nấu nướng.
5.3. Trong công nghiệp
- Sau một thời gian, dưới đáy nồi hoặc trong đường ống dẫn nước dùng trong công nghiệp thường xuất hiện các lớp cặn trắng. Hiện tượng này không chỉ làm thiết bị dẫn nhiệt kém hơn, gây lãng phí nguyên liệu mà còn có thể làm nổ nồi hơi, gây nguy hiểm cho người dùng.
Nước cứng gây ra các lớp cặn trắng trên bề mặt thiết bị
6. 5 cách làm mềm nước cứng hiệu quả
Có thể thấy nước cứng gây ra nhiều tác hại đến sức khỏe và sinh hoạt hàng ngày của người dân. Dưới đây là một số cách làm mềm nước cứng phổ biến mà bạn có thể tham khảo:
| Phương pháp | Chi phí | Quy mô áp dụng |
| Phương pháp trao đổi ion | 20.000.000 - 50.000.000 VNĐ | Công nghiệp |
| Phương pháp khử muối khoáng | 4.000.000 - 52.000.000 VNĐ | Gia đình Công nghiệp |
| Phương pháp kết tủa | 10.000 - 20.000 VNĐ | Gia đình |
| Phương pháp chưng cất | 1.500 - 2500 VNĐ | Gia đình |
| Phương pháp thẩm thấu ngược | 5.000.000 - 15.000.000 VNĐ | Gia đình Công nghiệp |
6.1 Phương pháp trao đổi ion
Nguyên tắc: Phương pháp này thường được sử dụng trong công nghiệp, với vật liệu chính là các loại hạt trao đổi ion có tác dụng thay các ion khoáng chất trong nước cứng như Ca2+ và Mg2+ bằng các ion như Na+ và K+, từ đó làm mềm nước hơn.
Cách thực hiện: Với phương pháp này, bạn chỉ cần tiến hành mua và lắp đặt cho nguồn nước thiết bị trao đổi ion.
Chi phí: 20.000.000 - 50.000.000 VNĐ.
Thiết bị trao đổi ion chứa các hạt nhựa đặc biệt giúp loại bỏ Ca2+, Mg2+ trong nước
6.2 Phương pháp khử muối khoáng
Nguyên tắc: Phương pháp khử muối khoáng hay khử ion sử dụng cột trao đổi ion và cột trao đổi anion được lắp đặt cạnh nhau. Khi nguồn nước đi qua đây, các ion khoáng chất như Ca2+ và Mg2+ sẽ được bị thay thế và trao đổi với H+. Tiếp đó cột anion sẽ làm nhiệm vụ trao đổi ion H+ với OH-. Cuối cùng từ nguồn nước cứng ta sẽ thu được nước mềm chứa rất ít ion. Bạn có thể tìm hiểu kỹ hơn qua các phương trình sau:
CaSO4 + H2Z → CaZ + H2SO4
Ca(HCO3)2 + H2Z → CaZ + 2H2O + 2CO2
2 NaCl + H2Z → Na2Z + HCl
H2SO4 + Z(OH)2 → ZSO4 + 2H2O
2HCl + Z(OH)2 → ZCl2 + 2H2O
Cách thực hiện: Để thực hiện phương pháp này, người dùng có thể thực hiện lắp đặt cột trao đổi ion và cột trao đổi anion cho nguồn nước tại gia đình hoặc các khu công nghiệp.
Chi phí: 4.000.000 - 52.000.000 VNĐ.
Hiện nay, Mutosi đã cho ra mắt một số hệ thống lọc tổng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch tại không chỉ hộ gia đình mà còn khu công nghiệp. Với hệ thống cột lọc hiện đại, thiết bị này có thể xử lý nhiều loại nguồn nước đầu vào từ nước cứng, nước nhiễm đá vôi đến nước giếng khoan, nước máy. Nhờ đó không chỉ đảm bảo sức khỏe cho người dùng mà còn góp phần nâng cao tuổi thọ cho các vật dụng trong gia đình.
Phương pháp khử muối khoáng phù hợp sử dụng trong công nghiệp
6.3 Phương pháp kết tủa
Nguyên tắc: Phương pháp kết tủa sẽ làm mềm nước cứng bằng cách sử dụng một số hóa chất như đá vôi Ca(OH)2, soda Na2CO3,...Các chất này thường xảy ra phản ứng hóa học với Ca2+, Mg2+ trong nước để tạo thành kết tủa, từ đó loại bỏ toàn bộ ion khoáng chất gây độ cứng ra khỏi nguồn nước:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2H2O
Mg(HCO3) + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + MgCO3↓ + 2H2O
CaSO4 + Na2CO3 →CaCO3 + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 →CaCO3 + 2 NaCl
Cách thực hiện:
- Bước 1: Cho nước cứng cần xử lý vào một chiếc nồi hoặc ấm.
- Bước 2: Tiến hành bỏ hóa chất đã chuẩn bị vào trong nước và đợi một vài phút để phản ứng xảy ra.
- Bước 3: Lọc bỏ phần kết tủa, phần nước thu được lúc này là nước mềm an toàn để sử dụng.
Chi phí: 10.000 - 20.000 VNĐ.
Một số hóa chất như vôi, soda giúp xử lý hiện tượng nước cứng
6.4. Phương pháp chưng cất
Nguyên tắc: Phương pháp này thường áp dụng với nguồn nước cứng tạm thời do các muối bicarbonate thường không bền trong nhiệt độ cao. Vì vậy, khi đun sôi hay chưng cất, phần muối này sẽ hình thành kết tủa và tách khỏi nguồn nước, giúp giảm độ cứng hiệu quả:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2
Cách thực hiện:
- Bước 1: Cho nguồn nước cứng tạm thời cần xử lý cho vào một chiếc nồi hoặc ấm.
- Bước 2: Đun nước đến khi nước sôi hoàn toàn xuất hiện cặn trắng dưới đáy nồi.
- Bước 3: Tắt bếp sau đó lọc tách cặn trắng ra khỏi nguồn nước.
Chi phí: 1.500 - 2500 VNĐ.
Phương pháp chưng cất có thể làm mềm nước cứng tạm thời
6.5. Phương pháp thẩm thấu ngược
Nguyên tắc: Phương pháp thẩm thấu ngược đang được nhiều người sử dụng nhờ khả năng xử lý hiệu quả nhiều nguồn nước cứng. Với phương pháp này, chúng ta sẽ sử dụng máy lọc nước RO với hệ thống màng lọc thẩm thấu ngược. Nhờ đó giúp loại bỏ bụi bẩn, tạp chất và nhất là các ion khoáng chất gây độ cứng ra khỏi nguồn nước.
Cách thực hiện: Để áp dụng phương pháp thẩm thấu ngược, người dùng cần tiến hành lắp đặt các sản phẩm máy lọc nước RO cho nguồn nước của mình.
Chi phí: 5.000.000 - 15.000.000 VNĐ.
Tìm hiểu chi tiết phương làm làm mềm nước cứng tại đây: Hướng dẫn cách xử lý nước cứng hiệu quả 100%.
Máy lọc nước RO xử lý triệt để hiện tượng nước cứng
Nếu bạn đang lựa chọn một sản phẩm có thể xử lý triệt để tình trạng nước cứng tại gia đình thì hãy tham khảo dòng máy lọc nước RO của Mutosi. Với hệ thống màng lọc RO hiện đại đạt tiêu chuẩn quốc tế NFS, thiết bị đảm bảo loại bỏ đến 99.99% bụi bẩn, tạp chất, vi khuẩn và đặc biệt là ion khoáng chất trong nước. Người dùng có thể sử dụng nguồn nước tinh khiết, an toàn với sức khỏe khi đạt tiêu chuẩn nước uống trực tiếp QCVN6-1:2010/BYT Bộ Y Tế.
Trên đây là toàn bộ thông tin chi tiết liên quan đến hiện tượng nước cứng cũng như cách xử lý hiệu quả nhất cho tình trạng này. Nếu có bất cứ thắc mắc nào liên quan đến hiện tượng nước cứng hãy liên hệ ngay với Mutosi qua số hotline 1900 636 595 để được tư vấn và giải đáp nhé.
*** Lưu ý: Thông tin trong bài viết chỉ mang tính chất tham khảo.
