วิธีแก้น้ำกระด้าง (Hardwater) และวิธีการวัด: สาเหตุและวิธีแก้ปัญหาน้ำ

น้ำเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเรา ตั้งแต่การดื่มและการปรุงอาหาร ไปจนถึงการทำความสะอาดและการใช้งานในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม น้ำแต่ละชนิดก็ไม่ได้เหมือนกัน ในหลายพื้นที่ น้ำที่ไหลออกมาจากก๊อกน้ำจะถูกจัดเป็นน้ำกระด้าง ซึ่งเป็นน้ำที่มีความเข้มข้นของแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนที่ละลายอยู่ในปริมาณสูง

แม้ว่าแร่ธาตุที่ทำให้เกิดความกระด้างเหล่านี้จะไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ แต่ก็สามารถก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ มากมายทั้งในบ้านเรือนและอุตสาหกรรม ในบทความนี้เราจะสำรวจวิธีการวัด ทำความเข้าใจผลกระทบ และพิจารณาวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดในการจัดการหรือขจัดความกระด้างอย่างมีประสิทธิภาพ

น้ำกระด้าง (Hard Water) คืออะไร

น้ำกระด้างคือน้ำที่มีปริมาณแคลเซียม (Ca²⁺) และแมกนีเซียมไอออน (Mg²⁺) สูง โดยปกติแร่ธาตุเหล่านี้จะละลายในน้ำเมื่อไหลผ่านหิน เช่น หินปูน ชอล์ก หรือยิปซัม

ความกระด้างสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภทหลัก:

ความกระด้างชั่วคราว: เกิดจากแคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนต; ขจัดออกได้โดยการต้ม
ความกระด้างถาวร: เกิดจากแคลเซียมและแมกนีเซียมซัลเฟตหรือคลอไรด์; ไม่สามารถขจัดออกได้โดยการต้ม

ความกระด้างรวมโดยทั่วไปจะแสดงเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ล.) หรือส่วนในล้านส่วน (ppm) ของแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃) เทียบเท่า

ความกระด้างของน้ำคืออะไร

ความกระด้างของน้ำคือการวัดความเข้มข้นของไอออนบวกหลายค่าในน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียม ไอออนเหล่านี้ละลายตามธรรมชาติจากหินและแร่ธาตุ เช่น หินปูน ชอล์ก และยิปซัม ขณะที่น้ำไหลผ่าน

หน่วยวัดน้ำกระด้างแสดงเป็น:

มิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ล.) ในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃)
ส่วนในล้านส่วน (ppm) (1 ppm = 1 มก./ล.)
ระดับความกระด้าง (°dH หรือ °fH) ในบางพื้นที่

วิธีการวัดความกระด้างของน้ำ

มีหลายวิธีในการวัดความกระด้างของน้ำ ตั้งแต่การทดสอบภาคสนามอย่างรวดเร็วไปจนถึงการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการที่แม่นยำ ลองมาสำรวจแต่ละวิธีกัน

1. การทดสอบสบู่ (วิธีง่ายๆ ในครัวเรือน)

การทดสอบสบู่เป็นวิธีแบบดั้งเดิมและง่ายในการประมาณค่าความกระด้างของน้ำ เป็นการประเมินเชิงคุณภาพ ไม่ใช่เชิงปริมาณ แต่ให้ภาพรวมคร่าวๆ

หลักการ: น้ำกระด้างไม่สามารถเกิดฟองได้ง่ายจากสบู่ เนื่องจากสบู่แคลเซียมหรือแมกนีเซียมที่ไม่ละลายน้ำ

ขั้นตอน:

เติมน้ำตัวอย่างลงในขวดใสประมาณ 100 มิลลิลิตร
เติมสบู่เหลวบริสุทธิ์ (ไม่ใช่ผงซักฟอก) สักสองสามหยด
เขย่าขวดแรงๆ สักครู่

สังเกตผลลัพธ์:

ฟองมากก่อตัวง่าย → น้ำอ่อน
ฟองน้อยหรือไม่มีฟองและคราบ → น้ำกระด้าง

ข้อจำกัด:

ไม่แม่นยำสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณ
ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างความกระด้างชั่วคราวและถาวรได้
ถึงกระนั้น ก็ยังเป็นวิธีการตรวจสอบเบื้องต้นที่มีประโยชน์สำหรับครัวเรือน

2.แถบทดสอบความกระด้างของน้ำ

วิธีที่ง่ายและประหยัดที่สุดสำหรับผู้ใช้ตามบ้าน ที่ไม่ต้องการผลออกมาเป็นตัวเลข และไม่ต้องการความแม่นยำ เป็นเพียงการตรวจประเมินในเบื้องต้น

วิธีการทำงาน:

ซื้อชุดทดสอบความกระด้างของน้ำ (หาซื้อได้ทางออนไลน์หรือที่ร้านฮาร์ดแวร์)
จุ่มแถบทดสอบลงในแก้วน้ำประปาสักครู่
นำแถบทดสอบออกและรอให้สีเปลี่ยน (ปกติ 10-30 วินาที)
เปรียบเทียบสีกับตารางที่ให้มาในชุดทดสอบ
แต่ละสีจะสัมพันธ์กับระดับความกระด้างของน้ำ (เช่น อ่อน ปานกลาง แข็ง)

ข้อดี: รวดเร็ว ราคาถูก และใช้งานง่าย

ข้อจำกัด: เป็นเพียงค่าประมาณเท่านั้น ไม่เหมาะสำหรับความแม่นยำในห้องปฏิบัติการ

3. วิธีการไทเทรต EDTA (วิธีมาตรฐานห้องปฏิบัติการ)

วิธีนี้เป็นวิธีที่แม่นยำและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการหาค่าความกระด้างของน้ำทั้งหมดในห้องปฏิบัติการ

หลักการ:

EDTA (เอทิลีนไดอะมีนเตตราอะซิติกแอซิด) เป็นสารเชิงซ้อนที่ทำปฏิกิริยากับไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนที่เสถียรและไม่มีสี จุดสิ้นสุดของการไทเทรตจะแสดงโดยการเปลี่ยนสีโดยใช้ตัวบ่งชี้