Wat is hard water? Calcium, magnesium, hardheidseenheden en hoe je jouw waarde vindt
Hard water is water met een relatief hoge concentratie opgelost calcium en magnesium, bijna altijd uitgedrukt als een equivalente hoeveelheid calciumcarbonaat (CaCO3). De term beschrijft een chemische eigenschap en niet iets wat je kunt zien: aan een glas water kun je niet zien of het als hard geldt, al zijn kalkaanslag op het verwarmingselement van een waterkoker en zeep die moeilijk schuimt veelvoorkomende tekenen verderop in het proces. Kalkaanslag is de krijtachtige, vaak witte of grijze afzetting die ontstaat wanneer een deel van het opgeloste calcium uit de oplossing neerslaat, meestal wanneer het water wordt verwarmd of verdampt.
- Waterhardheid meet specifiek opgelost calcium en magnesium, niet alle opgeloste stoffen in het water; voor die bredere maatstaf bestaat een aparte term: totaal opgeloste stoffen (TDS), waarover een apart artikel gaat.
- Waterbedrijven en laboratoria rapporteren de waterhardheid in verschillende eenheden, afhankelijk van het land. Voorbeelden zijn mg/L als CaCO3, grains per gallon en Duitse, Franse of Engelse graden. Ze beschrijven allemaal dezelfde onderliggende mineraalconcentratie.
- Er zijn twee chemische vormen van waterhardheid: tijdelijke en permanente. Slechts één daarvan verdwijnt als je het water kookt.
- Een waterkwaliteitsrapport van je eigen leverancier is de betrouwbaarste manier om het werkelijke cijfer voor je huishouden te achterhalen, omdat de waterhardheid per regio verschilt en soms zelfs per straat binnen dezelfde plaats.
Wat opgelost calcium en magnesium precies doen
Wanneer geologen en waterbedrijven het over waterhardheid hebben, bedoelen ze de gecombineerde concentratie calcium- en magnesiumionen die in het water zijn opgelost. Die wordt uitgedrukt als het equivalente gewicht calciumcarbonaat dat dezelfde hoeveelheid van die twee metalen zou bevatten (bron: USGS Water Resources — Uitleg over waterhardheid). Een kleine hoeveelheid andere opgeloste metalen kan ook bijdragen, maar de meting is gebaseerd op calcium en magnesium.
Het helpt om waterhardheid te onderscheiden van het bredere begrip totaal opgeloste stoffen. TDS telt alles op wat in het water is opgelost, van natrium en chloride tot sulfaat en eventuele aanwezige sporenmineralen. Daarvoor gelden eigen meterwaarden en richtlijnen; die worden besproken in een apart artikel over wat TDS precies meet. Waterhardheid is een kleiner, specifiek onderdeel van dat totaal: twee bepaalde mineralen, gemeten op hun eigen schaal, omdat juist die verantwoordelijk zijn voor kalkaanslag en voor hoe het water aanvoelt op je huid en haar.
Waar hard water vandaan komt
Het mineraalgehalte ontstaat onder de grond, lang voordat het water uit de kraan komt. Regen neemt tijdens het vallen een kleine hoeveelheid koolstofdioxide op, waardoor het water licht zuur wordt. Terwijl dit licht zure water door kalksteen, krijt of gipsachtig gesteente sijpelt, lost het calcium- en magnesiumcarbonaten en -sulfaten uit het gesteente op en voert die mee naar het grondwater (bron: Wikipedia — Hard water). In regio’s met dit soort ondergrond is de watervoorziening van nature mineraalrijk.
Stroomgebieden met harder, minder doorlatend gesteente, zoals graniet, gedragen zich anders: er is veel minder calcium of magnesium beschikbaar om op te lossen, waardoor het water dat zich daar verzamelt van nature zacht blijft. Door dit geologische verschil kan de waterhardheid sterk variëren tussen twee plaatsen die maar een klein stukje rijden van elkaar liggen. Het verklaart ook waarom een landelijk gemiddelde je weinig vertelt over je eigen watervoorziening.
Hoe waterhardheid wordt gemeten: eenheden en omrekeningen
Eén waterhardheidsmeting kan in verschillende eenheden worden weergegeven, afhankelijk van de herkomst van het rapport. mg/L als CaCO3 is internationaal de meest gebruikte referentie-eenheid en is numeriek gelijk aan parts per million (ppm). Amerikaanse waterbedrijven gebruiken vaak grains per gallon (gpg). In oudere of Europese documentatie vind je mogelijk Duitse graden (°dH), Franse graden (°fH) of Engelse/Clark-graden (°e). Het zijn allemaal verschillende manieren om dezelfde onderliggende concentratie calcium en magnesium uit te drukken. De omrekening verandert dus het getal op papier, niet het water zelf.
Omrekentabel voor waterhardheidseenheden
| Eenheid | Equivalent aan 1 mmol/L Ca+Mg | Waar je deze meestal tegenkomt |
|---|---|---|
| mg/L als CaCO3 (ppm) | 100,1 | Internationale referentie-eenheid; de meeste laboratorium- en waterbedrijfrapporten |
| Grains per gallon (gpg) | 5,847 | Amerikaanse informatie over waterontharders en waterbedrijven |
| Duitse graden (°dH) | 5,608 | Duitsland, Oostenrijk, Zwitserland en sommige handleidingen van apparaten |
| Franse graden (°fH) | 10,01 | Frankrijk en sommige rapporten uit andere landen op het Europese vasteland |
| Engelse graden / Clark (°e) | 7,022 | Oudere Britse referenties |
(Omrekeningswaarden volgens de bron: Wikipedia — Hard water.) Als in je rapport al een eenheid staat, hoef je meestal niets om te rekenen: de classificatiecategorieën hieronder gebruiken mg/L als CaCO3. Naar die eenheid is het dus handig om om te rekenen als jouw waarde in gpg of graden wordt vermeld.
Tijdelijke en permanente waterhardheid zijn niet hetzelfde probleem
De totale waterhardheid op een rapport is één getal, maar bestaat eigenlijk uit twee chemisch verschillende bijdragen. Dat onderscheid is van belang voor wat je tegen elk ervan kunt doen. Tijdelijke (carbonaat)hardheid komt door opgelost calcium- en magnesiumbicarbonaat. Door het water te verwarmen verdwijnt opgeloste koolstofdioxide en slaat calciumcarbonaat neer. Daarom ontstaat zichtbare kalkaanslag vaak als eerste in waterkokers, boilers en warmwaterleidingen. Zowel het koken van het water als ontharding met kalk vermindert deze vorm (bron: Wikipedia — Hard water).
Permanente (niet-carbonaat)hardheid wordt voornamelijk veroorzaakt door calcium- en magnesiumsulfaten en -chloriden. Deze blijven volledig opgelost, zelfs wanneer het water wordt verwarmd, dus koken vermindert ze niet. Om permanente waterhardheid aan te pakken, moeten de calcium- en magnesiumionen zelf worden verwijderd. Dat is precies waar een ionenwisselaar-waterontharder voor is gemaakt. In de praktijk bevat het meeste kraanwater een deel van beide vormen. Daarom lost ‘gewoon koken’ het probleem van kalkaanslag maar gedeeltelijk op, niet helemaal.
Hoe hard is ‘hard’? De classificatiecategorieën
Als je je eigen waarde in mg/L als CaCO3 hebt, kun je die indelen in de vier veelgebruikte categorieën: zacht is 0–60, matig hard is 61–120, hard is 121–180 en zeer hard is alles boven 180 (bron: USGS Water Resources — Uitleg over waterhardheid). Andere organisaties hanteren eigen versies van deze schaal, met iets andere grenswaarden. Beschouw de categorieën hierboven daarom als een referentie, niet als het enige juiste antwoord.
Het is belangrijk om precies te zijn over de plaats van waterhardheid in de Amerikaanse regelgeving, want de formulering op productpagina’s en forums stelt de zaak vaak te zwaar voor. De secundaire normen van de EPA zijn niet-afdwingbare esthetische richtlijnen, geen gezondheidsgrenzen, en waterhardheid staat niet als afzonderlijk gereguleerd kenmerk in die tabel. De hardheid komt er alleen indirect in terug, als merkbaar effect zodra het totaal aan opgeloste stoffen de secundaire richtwaarde van 500 mg/L overschrijdt (bron: EPA — Secundaire normen voor drinkwater). Met andere woorden: volgens de federale richtlijnen is waterhardheid een hinderlijk kenmerk dat invloed heeft op de smaak, apparaten en leidingen, geen verontreinigende stof met een verplichte gezondheidsgrens. Of die typering als hinder de praktische nadelen voor een huishouden onderschat of overschat, is een aparte vraag die uitgebreider wordt beantwoord in een nadere blik op de vraag of hard water echt slecht voor je is.
Je eigen waarde achterhalen
De betrouwbaarste waarde is die van je eigen waterleverancier. In de VS geeft elk openbaar waterbedrijf jaarlijks een waterkwaliteitsrapport uit, vaak een Consumer Confidence Report genoemd. Daarin staat waterhardheid meestal naast calcium, magnesium en TDS. Buiten de VS kun je het beste beginnen met het vergelijkbare rapport van je lokale leverancier of een telefoontje naar de klantenservice. Zo krijg je informatie over je eigen buurt, in plaats van een landelijk gemiddelde.
Als er geen rapport beschikbaar is, of als je de leidingen in je eigen woning rechtstreeks wilt testen, zijn teststrips voor thuis of een handmeter gebruikelijke alternatieven. Beide geven je een bruikbare waarde zonder dat je een laboratorium nodig hebt. De keuze van de methode en het merk is wel iets anders dan begrijpen wat de waarde betekent.
Waar douche- en kraanfilters wel en niet voor geschikt zijn
Het is goed om duidelijk te zijn over wat een koolstoffilter of KDF-filter precies verandert, omdat de namen van sommige van deze producten meer kunnen suggereren dan de specificaties onderbouwen. Op de eigen productpagina van de Filtered Showerhead staat dat de cartridge 20 filterstadia heeft en is opgebouwd rond KDF-55 en calciumsulfiet. De cartridge heeft een 1/2" BSP-schroefdraad, gaat ongeveer drie maanden mee en filtert volgens de pagina chloor en zware metalen. Nergens op die pagina staat dat de cartridge het water onthardt of opgelost calcium en magnesium vermindert.
Houd dit onderscheid in gedachten, welk filter je ook bekijkt: koolstof- en KDF-filtermedia zijn gemaakt om chloor, smaak, geur en deeltjes aan te pakken. Dat is nuttig voor een douche of keukenkraan. Als je kalkaanslag zelf wilt aanpakken, en niet de chloorsmaak of metaaldeeltjes, is een waterontharder of waterconditioner de relevante productcategorie. Die werkt via ionenwisseling in plaats van koolstoffiltratie. Het is een ander product voor een andere taak; we noemen het hier ter informatie en niet als aanbeveling. Voor behandeling bij het punt waar het water de woning binnenkomt, voor het hele huis in plaats van één douche of kraan, legt de gids voor filtratie van de hele woning uit hoe die categorie werkt.
Met je eigen waarde en de juiste omrekening bij de hand kun je elk waterkwaliteitsrapport met enig vertrouwen lezen: je kunt zien of je vooral te maken hebt met de tijdelijke vorm waar een waterkoker last van heeft, of met de permanente vorm die alleen een waterontharder aanpakt, en welke productcategorie voor elk daarvan is gemaakt. Als zichtbare kalkaanslag op kranen en tegels nu het dringende probleem is, lees je meer over hardwatervlekken verwijderen zonder de afwerking eronder te beschadigen in een apart artikel.