น้ำกระด้างถาวร (Permanent hard water) เป็นปัญหาทั่วไปที่ส่งผลกระทบต่อบ้านเรือนทั่วโลก ซึ่งแตกต่างจากน้ำกระด้างชั่วคราวที่สามารถกำจัดโดยทำให้อ่อนลงได้ด้วยการต้ม
น้ำชนิดนี้ต้องใช้วิธีการบำบัดที่ซับซ้อนกว่า แต่เรามาศึกษาว่าน้ำกระด้างถาวรคืออะไรกันแน่ และส่งผลต่อชีวิตประจำวันของคุณอย่างไร ในบทความโดยละเอียดนี้ เราจะสรุปถึงสาเหตุ ผลกระทบ และวิธีแก้ไข
นิยามน้ำกระด้างถาวรคืออะไร
น้ำกระด้างถาวรคือน้ำที่มีแร่ธาตุละลายอยู่ในระดับสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งแคลเซียม (Ca²⁺) และแมกนีเซียม (Mg²⁺) ซัลเฟตและคลอไรด์ ซึ่งแตกต่างจากน้ำที่กระด้างชนิดชั่วคราวซึ่งเกิดจากไบคาร์บอเนต ทำให้น้ำกระด้างขนิดนี้ไม่สามารถแก้ด้วยการต้มได้ เนื่องจากซัลเฟตและคลอไรด์จะไม่แยกตัวออกมาโดยความร้อน
แร่ธาตุเหล่านี้จะไม่ตกตะกอนหรือไหลออกจากสารละลายเมื่อน้ำถูกต้ม ทำให้การบำบัดน้ำชนิดด้วยโดยใช้วิธีการพื้นฐานเช่นการต้มนั้นเป็นไปไม่ได้
น้ำกระด้างถาวรเกิดขึ้นได้อย่างไร
น้ำกระด้างถาวรมักเกิดขึ้นเมื่อน้ำไหลผ่านชั้นหินที่มีแร่ธาตุสูงเช่นยิปซัม (แคลเซียมซัลเฟต) หรือแมกนีเซียมคลอไรด์ แร่ธาตุเหล่านี้จะละลายในน้ำทำให้น้ำนั้นกระด้างมากขึ้น
เนื่องจากสารประกอบเหล่านี้จะไม่สลายตัวเมื่อได้รับความร้อน การต้มน้ำจึงไม่สามารถขจัดความกระด้างได้ นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเรียกว่า “ความกระด้างถาวร”
ตัวอย่างเช่น พื้นที่ที่มีหินปูนหรือชอล์กมักเกี่ยวข้องกับน้ำที่กระด้างชั่วคราวเนื่องจากมีไบคาร์บอเนต ในขณะที่พื้นที่ที่มียิปซัมหรือโดโลไมต์ในปริมาณมากมักจะมีน้ำซึ่งกระด้างแบบถาวรเนื่องจากมีซัลเฟต
เคมีของน้ำกระด้างถาวร
น้ำกระด้างถาวรมีลักษณะเฉพาะคือมีเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมอยู่ด้วยซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากความร้อน เกลือเหล่านี้ได้แก่:
- แคลเซียมซัลเฟต (CaSO₄)
- แมกนีเซียมซัลเฟต (MgSO₄)
- แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl₂)
- แมกนีเซียมคลอไรด์ (MgCl₂)
สารประกอบเหล่านี้ละลายในน้ำและเพิ่มความกระด้างของน้ำ ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องไม่อนุญาตให้แร่ธาตุเหล่านี้ตกตะกอนได้ง่ายเหมือนไบคาร์บอเนตในน้ำกระด้างชั่วคราว
น้ำกระด้างถาวรเทียบกับน้ำกระด้างชั่วคราว
การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างน้ำกระด้างถาวรและแบบชั่วคราวนั้นมีความสำคัญต่อการเลือกวิธีการบำบัดที่ถูกต้อง แม้ว่าน้ำกระด้างชั่วคราวสามารถทำให้อ่อนลงได้ด้วยการต้ม แต่น้ำกระด้างถาวรนั้นต้องใช้การบำบัดขั้นสูงกว่า ตารางด้านล่างสรุปแบบย่อ:
ลักษณะพิเศษ | น้ำกระด้างชั่วคราว | น้ำกระด้างถาวร |
---|---|---|
แร่ธาตุหลัก | แคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนต | แคลเซียมและแมกนีเซียมซัลเฟต/คลอไรด์ |
การลดความกระด้าง | โดยการต้มหรือเติมปูนขาว | ต้องใช้การบำบัดทางเคมีหรือการแลกเปลี่ยนไอออน |
การก่อตัวของตะกรัน | ก่อตัวเป็นตะกรันแต่สามารถขจัดออกได้ง่าย | ทำให้เกิดตะกรันสะสมอย่างต่อเนื่อง |
วิธีการวัดค่าความกระด้างของน้ำ
การวัดค่าความกระด้างของน้ำเป็นขั้นตอนสำคัญก่อนตัดสินใจเลือกวิธีการบำบัดที่เหมาะสม มีหลายวิธีในการทดสอบความกระด้างของน้ำ:
1.แถบทดสอบ (Test strip): วิธีการง่ายๆ และรวดเร็ว โดยคุณจุ่มแถบทดสอบลงในน้ำแล้วเปรียบเทียบการเปลี่ยนสีกับแผนภูมิ
2.ชุดทดสอบ (Test kits): ใช้รีเอเจนต์เคมีในการวัดระดับความกระด้างของน้ำ
3.เครื่องวัดแบบดิจิตอล (Hardness meter): ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นโดยการวัดปริมาณแร่ธาตุเป็นส่วนต่อล้านส่วน (ppm)
โดยทั่วไปแล้ว น้ำจะถูกจำแนกตามระดับความกระด้างดังข้อมูลนี้:
- 0–60 (mg/L): กระด้างน้อย
- 61–120 (mg/L): กระด้างปานกลาง
- 121–180 (mg/L): กระด้างสูง
- 181+ (mg/L): กระด้างสูงมาก
มาตรฐานน้ำกระด้างในประเทศไทย
สำหรับน้ำดื่มอ.ย กำหนดให้ไม่เกิน 100 มิลลิกรัมต่อลิตร ดังรายละเอียดด้านล่าง
พารามิเตอร์ | กรมอนามัย | อย | สมอ |
---|---|---|---|
ความกระด้าง (Hardness) | ไม่เกิน 500 มก./ล. | ไม่เกิน 100 มก./ล. | ไม่เกิน 100 มก./ล. |
วิธีการบำบัดน้ำกระด้างถาวร
เนื่องจากน้ำเดือดไม่สามารถทำให้น้ำกระด้างถาวรอ่อนลงได้ จึงต้องใช้เทคนิคขั้นสูงกว่าเพื่อลดความกระด้างของน้ำ ต่อไปนี้เป็นวิธีการบำบัดที่มีประสิทธิภาพ:
1. เครื่องปรับน้ำแบบแลกเปลี่ยนไอออน
การแลกเปลี่ยนไอออนเป็นหนึ่งในวิธีการทั่วไปและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการทำให้น้ำกระด้างถาวรอ่อนลง ในระบบเหล่านี้ ไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมจะถูกแทนที่ด้วยไอออนโซเดียมหรือโพแทสเซียมซึ่งไม่ทำให้เกิดความกระด้าง
เมื่อน้ำกระด้างผ่านเครื่องปรับน้ำ แร่ธาตุจะถูกแลกเปลี่ยน ทำให้ได้น้ำอ่อน
- ข้อดี: มีประสิทธิภาพในการขจัดความกระด้างทั้งชั่วคราวและถาวร
- ข้อเสีย: เพิ่มปริมาณโซเดียมในน้ำ ซึ่งอาจไม่เหมาะสำหรับผู้ที่รับประทานอาหารโซเดียมต่ำ
2. ระบบออสโมซิสย้อนกลับ (RO)
ออสโมซิสย้อนกลับเป็นอีกวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำ ระบบ RO จะผลักน้ำผ่านเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ โดยกำจัดสิ่งสกปรกได้มากถึง 99% รวมถึงแคลเซียมและแมกนีเซียม
- ข้อดี: กำจัดสารปนเปื้อนได้หลากหลายประเภทนอกเหนือจากแร่ธาตุในน้ำกระด้าง
- ข้อเสีย: สิ้นเปลือง (ผลิตน้ำเกลือ) ราคาแพง และต้องบำรุงรักษาเป็นประจำ
บทความน่าสนใจ
- น้ำกระด้างชั่วคราวคืออะไร: สาเหตุและวิธีแก้ไข
- ทำความเข้าใจความกระด้างของน้ำคืออะไร: คู่มือฉบับสมบูรณ์
- น้ำกระด้างคืออะไร? สาเหตุ ปัญหา และวิธีแก้ไข คำแนะนำง่ายๆ