Il calcio si trova naturalmente nell'acqua. L'acqua marina contiene circa 400 ppm di calcio. Una delle principali ragioni dell'abbondanza del calcio nell'acqua è la sua naturale presenza nella crosta terrestre. Il calcio è anche un costituente dei coralli. I fiumi contengono in genere 1-2 ppm di calcio, ma puù raggiungere concentrazioni fino 100 ppm a in zone limose.
Esempi di concentrazioni di calcio in organismi acquatici: alga marina luctuca 800-6500 ppm (massa umida), ostriche approssimativamente 1500 ppm (massa secca).
In soluzioni acquatiche il calcio è per la maggior parte presente come Ca2+ (aq), ma può anche trovarsi come CaOH+ (aq) o Ca(OH)2 (aq), oppure come CaSO4 in alghe marine. In quale forma ed in che modo il calcio reagisce con l'acqua? Al contrario del magnesio che si trova direttamente sopra il calcio nella tavola periodica, il calcio elementare reagisce con l'acqua a temperatura ambiente, secondo il seguente meccanismo: Ca (s) + 2H2O (g) -> Ca(OH)2 (aq) + H2 (g) Questa reazione forma idrossido di calcio che si dissolve in acqua come soda ed idrogeno gassoso. Altri importanti meccanismi di reazione del calcio sono le reazioni di erosione. Queste solitamente avvengono quando è presente anidride carbonica. In condizioni normali il carbonato di calcio è insolubile in acqua. Quando è presente anidride carbonica si forma acido carbonico, che altera gli altri composti. Il meccanismo di razione per l'erosione del carbonio è: H2O + CO2 -> H2CO3 and CaCO3 + H2CO3 -> Ca(HCO3)2
Ed il meccanismo totale di reazione:
CaCO3 (s) + CO2 (g) + 2H2O (l) -> Ca2+ (aq) + 2 HCO3- (aq)
Il prodotto è calcio idrogeno carbonato. Solubilità di calcio e composti di calcio
Il calcio elementare reagisce con acqua. I composti di calcio sono più o meno solubili in acqua. Il carbonato di calcio ha una solubilità pari a 14 mg/l, che è moltiplicata da un fattore cinque nella presenza di anidride carbonica. La solubilità del fosfato di calcio è pari a 20 mg/l e quella del fluoruro del calcio è di 16 mg/l. La solubilità del cromato di calcio è 170 g/l ed a 0°C la solubilità dell'ipoclorato di calcio è 218 g/l. La solubilità di altri composti di calcio è compresa fra i livelli di questi esempi, per esempio: arsenato del calcio 140 mg/l, idrossido di calcio 1.3 g/l e solfato di calcio 2.7-8.8 g/l. Perchè il calcio è presente nell'acqua? Il calcio è naturalmente presente nell'acqua. Può dissolversi da rocce come calcare, marmo, clacite, dolomite, gesso, fluorite e apatite. Il calcio determina la durezza dell'acqua, in quanto può essere trovato in acqua sottoforma di ioni di Ca2+. Il magnesio è l'altro costituente della durezza.
Il calcio è presente in vari materiali da costruzione, quali cemento, calce per mattoni ed calcestruzzo. È presente nelle batterie ed è usato nell'intonaco come solfato di calcio. Il metallo è utilizzato per la produzione di torio e zirconio. Nelle industrie dell'acciaio il calcio è usato come assorbente ed è stato aggiunto alle leghe di alluminio, rame e piombo. Il calcio può estrarre l'anidride solforosa da scarico industriale e neutralizza gli acidi solforici prima dello scarico. Altri esempi di applicazioni di calcio sono ipocloruro di calcio come candeggiante e per la disinfezione, fosfato di calcio in industrie di porcellana e vetro, polisolfuro di calcio ed idrossido come flocculanti nel trattamento dell'acqua di scarico e fluoruro di calcio come agente di torbidezza nelle industrie ....l, in spettroscopia UV e come materia prima per la produzione di acido fluido. Il calcio può anche applicato per la rimozione di carbonio e zolfo da ferro e leghe di ferro e per olio asciugante. Il calcare è usato come filtro per la carta, in quanto sbianca la carta ed in plastica per migliorarne la stabilità.
Il calcio influisce spesso positivamente sulla qualità del terreno ed i vari composti sono usati come fertilizzanti. Per esempio, soluzioni di CaCl2- or Ca(NO)3 sono usate in orticoltura. L'ossido di calcio è un molluscicida disidratante Quali sono gli effetti ambientali del calcio in acqua? Il calcio è un elemento essenziale per la dieta di tutti gli organismi a parte alcuni instetti e batteri. Il carbonato di calcio è un mattone costitutivo di scheletri, della maggior parte degli organismi marini e delle lenti per occhi. Il fosfato di calcio è necessario per la struttura delle ossa e dei denti negli organismi terrestri. Le piante contengono per la maggior parte ossalato di calcio. Le piante accumulano circa l'1% in massa asciutta di calcio.
Il calcio è ampiamente responsabile della durezza dell'acqua e può influenzare negativamente la tossicità di altri composti. Elementi come rame, piombo e zinco sono molto più tossici in acqua dolce. In suoli limosi il calcio può immobilizzare il ferro, il che può causare una mancanza di ferro anche quando nel suolo è presente un'ampia quantità di calcio.
La durezza dell'acqua influenza la tossicità a metallo degli organismi acquatici. In acqua dolce il calcio aumenta la permeabilità delle branchie e fa a gara con gli altri ioni per riempire siti di legame delle branchie. Di conseguenza, l'acqua dura protegge meglio i pesci dall'assunzione diretta di metalli. Valori di pH di 4.5-4.9 possono essere dannosi per le uova dei pesci e per la crescita dei salmoni nel caso in cui il contenuto di calcio, sodio e cloro sia basso. Vari composti di calcio possono essere tossici. Il valore di LD50 dei topi per il calcio arsenito è 20 mg/kg di peso corporeo. Il carburo di calcio forma l'etina che è infiammabile quando entra in contatto con l'acqua ed è quindi considerato pericoloso.
Alcuni effetti derivanti dalla durezza dell'acqua includono indurimento dell'equipaggiamento domestico, in quanto alte temperature provocano la formazione durezza da carbonato. Questo potrebbe limitare drammaticamente la durata dell'equipaggiamento e provocare un aumento dei rifiuti domestici. Il carbonato di calcio interagisce con detergenti e agenti per la pulizia. La formazione complessa provoca una diminuzione nell'efficienza del detergente, provocando una diminuzione dell'efficienza del detergente, il che provoca necessità di un maggiore utilizzo di detergenti e l'acquisto di addolcitori (vedi anche magnesio ed acqua).
L'addolcimento è spesso realizzato attraverso scambio ionico, le resine devono essere rigenerate con sale da cucina.
Esistono cinque isotopi stabili di calcio. Oggi conosciamo otto isotopi instabili instabili del calcio. 45Ca è altamente radioattivo e tossico. Quali sono gli effetti del calcio sulla salute? Il calcio è un elemento che fa parte della nostra dieta ed è presente nel corpo umano in una quantità pari a circa 1.2 kg. Nessun altro elemento è più importate nel corpo umano. Il fosfato di calcio è una sostanza necessaria per la crescita, che favorisce lo sviluppo dei denti e delle ossa, insieme alla vitamina D. Il calcio è presente anche nel tessuto muscolare e nel sangue. E' richiesto per lo sviluppo della membrana e la divisione cellulare, ed è parzialmente responsabile per la contrazione dei muscoli e per la coagulazione del sangue. Il calcio regola l'attività della membrana, assiste il trasferimento degli impulsi nervosi e il rilascio degli ormoni, stabilizza il pH del corpo ed è essenziale per il concepimento. Per stimulare tali funzioni corporee è necessaria un'assunzione giornaliera pari a circa 1000 mg di calcio (consigliata per una persona adulta). Tale valore può essere raggiunto assumento prodotti latticini, grano e verdure verdi.
Il carbonato di calcio funziona come rimedio per l'acidità dello stomaco e può essere usato per risolvere problemi di digestione. Il lattosio di calcio può aiutare il corpo in periodi di mancanza di calcio ed il cloruro di calcio è una sostanza diuretica.
L'acqua dura può favorire il rinforzamento di denti ed ossa grazie alla suo elevata concentrazione di calcio è può anche diminuire il rischio di problemi di cuore. La durezza dell'acqua potabile dovrebbe essere al di sopra dei 4° tedeschi. Il calcio carbonato ha un benefico effetto sulle tubazione idriche in piombo, in quanto forma un rivestimento protettivo in carbonato di piombo(II), che previene il dissolvimento del piombo nell'acqua potabile e quindi l'ingresso del piombo nel corpo umano.
L'assunzione di un'eccessiva quantità di calcio può avere effetti negativi sulla salute umana. La dose letale ammonta a circa 5-50 mg/kg in peso corporeo. Il calcio metallico corrode la pelle quando entra in contatto con pelle, occhi e membrane mucose. Quali tecnologie di depurazione possono essere usate per rimuovere il calcio dall'acqua? La rimozione di ioni calcio e magnesio dall'acqua è realizzata attraverso addolcitori per acqua. Si tratta di scambiatori di ioni che contengono solitamente ioni Na+, che vengono rilasciati è sostituiti da ioni Ca2+ e Mg2+.
Per il trattamento dell'acqua reflua si possono utilizzare composti di calcio. Il pH e la durezza dell'acqua potabile possono essere alterati tramite utilizzo di carbonato di calcio e di idrossido di calcio. Bibiliografia e altri elementi e loro interazione con l'acqua | 
