سختی آب که معمولا، قابلیت آب در فعل و انفعال با صابون را تداعی میکند، به مجموعه املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب که بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم بیان می شود اطلاق میگردد. تجربه نشان داده است که آب های سخت در صورت حرارت دیدن، بر جداره تاسیسات حرارتی، رسوبات کربناتی از خود باقی می گذارند. وجود این رسوبات نه تنها باعث هدر رفتن گرما میشود بلکه باعث خسارت دیدن جدار تاسیسات نیز خواهد شد. مطالعه نشان داده که مصرف آب های سخت تر در اجتماعات، مرگ های ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش می دهد. در حال حاضر هیچگونه رابطه ای میان پیدایش سنگ کلیه و سختی آب گزارش نشده است.
سختی آب شاخص کلیه عناصر تشکل دهنده املاح محلول در آب نبوده و فقط به برخی از آنیون ها و کاتیون های آب ارتباط دارد، سختی آب در درجه اول ترکیبات کلسیم و منیزیم و به میزان کمتری به سایر یون های فلزی با ظرفیت بالا مانند سرب، استرنسیم، باریم و غیره مربوط است. سختی آب در واحد متریک، بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم بیان شده و در سایر سیستم های اندازه گیری واحدهای دیگری دارد.
سختی آب، عملا شاخص میزان فعل و انفعال آب با صابون است و برای شستشو با آب های سخت تر به صابون زیادتری نیاز است. آب های سخت در درجه حرارت بالا در جداره ظروف و در صنعت در دیگ های بخار، رسوبات کربنات کلسیم ایجاد می کنند.
تماس آب با ترکیبات آهکی موجود در سطح زمین یا تشکیل دهنده های قشر خاک باعث ورود عوامل سختی در آبها شده و معمولا آب های زیرزمینی از سختی زیادتری نسبت به آب های سطحی برخوردارند. آب ها را از نظر سختی بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم به ترتیب زیر طبقه بندی کرده اند.
ترکیبات کلسیم، عملا به میزان کمی در آب حل می شوند ولی حضور گازکربنیک در آب باعث افزایش حلالیت آنها می شود. علاوه بر مصرف آب، مصرف بیشتر مواد غذایی، باعث ورود مقادیر قابل توجهی عوامل کلسیم و منیزیم به بدن می شود. روزانه تا 1000 میلی گرم کلسیم و 200 تا 400 میلی گرم منیزیم جذب بدن هر انسان بالغ می شود. محصولات لبنی، غنی از کلسیم و منیزیم بوده و مواد گوشتی نیز یکی از مهم ترین مواد غذایی دارای کلسیم و منیزیم هستند.
تجربه نشان داده است که روزانه 35 درصد کلسیم و منیزیم مورد نیاز از طریق مصرف مواد غذایی، جذب بدن می شود. عوارض مطلوب و نامطلوب مصرف آب های سخت و سبک به دو گروه آثار شیمیایی و آثار فیزیولوژیکی تقسیم می شوند. از مهم ترین آثار نامطلوب شیمیایی مصرف آب های سخت، ایجاد رسوبات در تاسیسات حرارتی منازل که با آب در تماس هستند.مانند کتری، سماور و ایجاد رسوبات سخت کربنات کلسیم در دیگ های بخار است
که هردو مورد باعث بروز خسارت در وسایل زندگی و تاسیسات صنعتی می شود. از جمله آثار فیزیولوژیک آب های سخت می توان به ترکیب منیزیم با یون سولفات و تشکیل سولفات منیزیم اشاره کرد که اثر مسهلی دارد. آب های نرم و با pHپایین تر تمایل زیادتری در انحلال املاح و فلزات موجود در شبکه های توزیع آب دارند، به همین دلیل در این گونه آب ها همواره فلزاتی نظیر سرب، کادمیوم، روی و مس دیده می شود که مصرف مداوم آنها هر کدام با اثرات فیزیولوژیک خاصی در مصرف کننده همراه است. تجربه نشان داده است که وجود کلسیم در آب های آشامیدنی در غلظت بالا مانع جذب این فلزات در بدن می شود. جانشین شدن کلسیم موجود در اعضای بدن، به خصوص استخوان ها نیز به وسیله سرب گزارش شده است.
از مهم ترین اثرات مطلوب مصرف آب های با سختی قابل توجه نسب به آب های سبک تر، رابطه سختی و امراض قلبی و عروقی است. مطالعات اخیر نشان داده است که در نقاطی که آب سخت مصرف می شود امراض قلبی کمتر از نقاطی است که ساکنین آنها آب های سبک تر مصرف می کنند.به علاوه بروز سکته های قلبی در نقاط با آب های سخت تر به مراتب کمتر از نقاط با آب های سبک تر است. باید اضافه کرد که منیزیم نیز همانند کلسیم در جلوگیری از مرگ و میرهای ناشی از امراض قلبی و عروقی موثر است. در نقاطی که از آب های نرم تر استفاده می کنند حتی به فشار خون، وجود چربی و کلسترل در خون برخورده اند که هر دوی این عوامل می تواند در مرگ های ناگهانی بسیار مؤثر باشد. در نقاطی از روسیه که از آبهای نسبتا سخت استفاده میکنند به مواردی از پیدایش سنگ در مجاری ادرار برخورده اند، این موضوع تقریبا در آب های با سختی 500 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم به اثبات رسیده است.
مضافا آزمایش در بعضی حیوانات که از آب های با سختی بیش از 400 میلی گرم استفاده کرده اند، پیدایش سنگ را در مجاری ادرار مثبت نشان داده است. گرچه در بعضی کشورها امراضی نظیر نارسایی های سیستم اعصاب، Perinatal Anencefhaly, و بعضی انواع سرطان ها را به کلسیم و منیزیم و سختی آب نسبت داده اند ولی هنوز این ارتباط به اثبات نرسیده است و شاید اثر آلودگی هوا و شرایط زیست محیطی در ابتلای به این امراض بیشتر از سختی آب مؤثر باشد.
آب سخت
آب سخت آبی است که حاوی نمک‌های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی ٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.
سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغییرات سختی آب
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد میشود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد میشود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.
فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولاً شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت می‌آشامند زودتر بهبودی حاصل میکند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده میشود.