1,國(guó)家標準(zhǔn)GB17323-1998《瓶(píng)裝飲(yǐn)用純(chún)淨水》中(zhōng)對飲(yǐn)用純(chún)淨(jìng)水(shuǐ)沒(méi)有溶(róng)解(jiě)性總固體(tǐ)(TDS)的(dí)*。
2,國家(jiā)標準GB5749-2006《生活飲(yǐn)用水(shuǐ)衛(wèi)生標(biāo)準》中(zhōng)對(duì)飲用自(zì)來水的(dí)溶解性總固體(TDS)有*:溶(róng)解(jiě)性總(zǒng)固(gù)體(tǐ)≤1000 mg/L
TDS值(zhí)代表(biǎo)了(liǎo)水(shuǐ)中溶(róng)解物(wù)雜質含(hán)量,TDS值越(yuè)大(dà),說(shuō)明水中的雜(zá)質含(hán)量大(dà),所(suǒ)以對生活(huó)飲用水作(zuò)出這個(gè)規定(dìng);而飲用(yòng)純(chún)淨水(shuǐ)因為經(jīng)過粗濾→精(jīng)濾→去離(lí)子淨(jìng)化(離子交(jiāo)換(huàn),反滲(shèn)透,蒸餾(liù)及(jí)其(qí)他(tā)加工方法)等工(gōng)藝處(chǔ)理(lǐ),溶解物雜質(zhì)含(hán)量很少(shǎo),所以(yǐ)不作要(yào)求(qiú),取而(ér)代(dài)之的(dí)*是(shì):電導(dǎo)率和(hé)pH等。
電(diàn)導率是(shì)物體(tǐ)傳導電流的能(néng)力。
電導(dǎo)率測量儀的測(cè)量原理是(shì)將(jiāng)兩(liǎng)塊平(píng)行的極板,放(fàng)到被測溶液中(zhōng),在(zài)極板(bǎn)的(dí)兩端加上一定(dìng)的(dí)電勢(shì)(通(tōng)常(cháng)為(wéi)正弦(xián)波電(diàn)壓(yā)),然後測量(liáng)極(jí)板(bǎn)間流過的(dí)電(diàn)流。根(gēn)據歐(ōu)姆(mǔ)定(dìng)律,電(diàn)導(dǎo)率(G)--電阻(zǔ)(R)的(dí)倒(dǎo)數,是由電(diàn)壓(yā)和(hé)電(diàn)流(liú)決定(dìng)的(dí)。
電導率的(dí)基(jī)本單位是西門子(zǐ)(S),原(yuán)來(lái)被稱(chēng)為(wéi)歐姆。因為(wéi)電導池的(dí)幾何形(xíng)狀影響(xiǎng)電導率值,標(biāo)準(zhǔn)的(dí)測量中用單(dān)位電導率(shuài)S/cm來表示(shì),以補償(cháng)各種(zhǒng)電(diàn)極(jí)尺(chǐ)寸造(zào)成的差別。單(dān)位(wèi)電(diàn)導率(C)簡單(dān)的說(shuō)是所測(cè)電(diàn)導率(G)與電導(dǎo)池(chí)常數(shù)(L/A)的乘積.這(zhè)裏(lǐ)的(dí)L為(wéi)兩(liǎng)塊(kuài)極板之間的液柱長(cháng)度,A為(wéi)極(jí)板的麵(miàn)積(jī)。
電導(dǎo)率(shuài)是物(wù)質(zhì)傳送(sòng)電流的能力,是電阻(zǔ)率(shuài)的倒(dǎo)數。在液體中(zhōng)常以電阻的倒數——電導(dǎo)來衡量(liáng)其導電(diàn)能力的大小。水的(dí)電(diàn)導(dǎo)是衡量(liáng)水質的(dí)一(yī)個很(hěn)重要的(dí)指標。它能反(fǎn)映(yìng)出水中存在(zài)的電(diàn)解(jiě)質的(dí)程度(dù)。根(gēn)據水溶液(yè)中(zhōng)電(diàn)解質的濃度(dù)不(bù)同(tóng),則(zé)溶液導電(diàn)的(dí)程度也(yě)不同。通(tōng)過測(cè)定溶液的導電度來(lái)分(fēn)析電解質(zhì)在溶解(jiě)中(zhōng)的溶(róng)解度(dù)。這(zhè)就是(shì)電導儀的(dí)基(jī)本(běn)分析方法(fǎ)。
溶液的(dí)電(diàn)導(dǎo)率(shuài)與離子的種類有關。同樣(yàng)濃(nóng)度(dù)電解質,它(tā)們的(dí)電(diàn)導率(shuài)也不(bù)一樣(yàng)。通(tōng)常是強酸(suān)的電導率zui大(dà),強鹼(jiǎn)和(hé)它與強(qiáng)酸生(shēng)成(chéng)的鹽(yán)類(lèi)次之(zhī),而(ér)弱酸和弱(ruò)鹼的(dí)電導率zui小。因(yīn)此,通過(guò)對水的電(diàn)導的(dí)測定,對水質(zhì)的概況(kuàng)就有了初步的(dí)了解。電導(dǎo)率(shuài)電阻率(shuài)的倒數即(jí)稱之(zhī)為(wéi)電導(dǎo)率L。在液(yè)體中(zhōng)常(cháng)以(yǐ)電阻(zǔ)的(dí)倒(dǎo)數(shù)——電導來(lái)衡量其導電能力(lì)的(dí)大小。電(diàn)導L的(dí)計算式如下式(shì)所示: L=l/R=S/l電(diàn)導的單(dān)位用姆歐又稱(chēng)西門子(zǐ)。用S表示,由於S單位太大(dà)。常(cháng)采用(yòng)毫(háo)西門子(zǐ),微(wēi)西門(mén)子單位1S=103mS=106μS。
當量(liáng)電導 液體的(dí)電導(dǎo)僅說(shuō)明溶液的導(dǎo)電性能(néng)與(yǔ)幾何尺寸(cùn)間(jiān)的關(guān)係(xì),未體現出(chū)溶(róng)液(yè)濃度(dù)與電(diàn)性能的關(guān)係(xì)。為(wéi)了能區分各種介質組成(chéng)溶液的(dí)導(dǎo)電(diàn)性(xìng)能,必(bì)須(xū)在電導率的(dí)要領(lǐng)引(yǐn)入濃(nóng)度(dù)的關(guān)係,這就(jiù)提(tí)出(chū)了(liǎo)當量(liáng)電導(dǎo)的(dí)概念(niàn)。所(suǒ)謂(wèi)的當量(liáng)電(diàn)導(dǎo)就(jiù)是指把(bǎ)1g當量(liáng)電解(jiě)質(zhì)的溶(róng)液(yè)全(quán)部(bù)置於(yú)相距為1cm的兩板間(jiān)的(dí)溶(róng)液(yè)的電導,符(fú)號“λ”。由(yóu)於(yú)在電導率的基(jī)礎上引(yǐn)入了(liǎo)濃度的概(gài)念(niàn)。因此(cǐ)各種(zhǒng)水(shuǐ)溶(róng)液的導電來表示和比較了(liǎo)。在(zài)水質(zhì)監(jiān)測中,一般通(tōng)過對溶液電(diàn)導的(dí)測(cè)量可(kě)掌(zhǎng)握(wò)水中(zhōng)所溶解(jiě)的總(zǒng)無(wú)機鹽(yán)類(lèi)的(dí)濃度指(zhǐ)標(biāo)。溫度(dù)對(duì)電導(dǎo)的影響(xiǎng)溶液的(dí)電阻(zǔ)是(shì)隨(suí)溫(wēn)度(dù)升(shēng)高(gāo)而減小,即溶(róng)液的(dí)濃(nóng)度(dù)一定時(shí),它(tā)的電導率(shuài)隨著溫度的升(shēng)高而(ér)增加(jiā),其增(zēng)加(jiā)的幅度約為2%℃-1。另(lìng)外同(tóng)一類的電解質,當濃(nóng)度(dù)不(bù)同時(shí),它(tā)的溫度係數(shù)也不一樣(yàng)。在低(dī)濃度時(shí),電(diàn)導率(shuài)的溫(wēn)度之(zhī)間(jiān)的(dí)關係用下式表(biǎo)示: L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由於第二(èr)項(xiàng)β(t-t0)2之值(zhí)較(jiào)小,可忽略不(bù)計。在低溫時(shí)的電(diàn)導(dǎo)率(shuài)與溫(wēn)度(dù)的(dí)關係(xì)可(kě)用以下近(jìn)似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示(shì),因此實際測量時必(bì)須加(jiā)入溫度補償。
電(diàn)導的(dí)溫度(dù)係數(shù) 對(duì)於(yú)大多數(shù)離子(zǐ),電導(dǎo)率(shuài)的(dí)溫度係數大約為+1.4%℃-1~3%℃-1對於(yú)H+和OH-離(lí)子,電導率(shuài)溫(wēn)度係數分(fēn)別為1.5%℃-1和 1.8%℃-1,這個數值相(xiāng)對於(yú)電(diàn)導(dǎo)率測量的(dí)準確(què)度要求(qiú),一般為1%或(huò)優(yōu)於(yú)1%,是不(bù)容(róng)忽(hū)視的。純水(shuǐ)的電(diàn)導率 即(jí)使(shǐ)在純水中也存(cún)在著H+和(hé)OH-兩(liǎng)種離(lí)子,經常說(shuō),純水是電(diàn)的不良(liáng)導體,但(dàn)是(shì)嚴格(gé)地(dì)說(shuō)水(shuǐ)仍(réng)是(shì)一種很(hěn)弱的(dí)電(diàn)解質,它存在如下的(dí)電離(lí)平衡(héng):H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-
其(qí)平衡(héng)常(cháng)數(shù):KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14
式(shì)中(zhōng)KW稱(chēng)為水的離子(zǐ)積(jī)[H+]2=[OH-]2=10-14∴[H+]2=[OH-]2=10-7H2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2已知水(shuǐ)的(dí)密(mì)度d25℃/H2O=0.9970781cm3 故原有(yǒu)假(jiǎ)設(shè)為(wéi)1的水分(fēn)離(lí)子濃(nóng)度隻(zhī)能達(dá)到0.99707。實際(jì)上(shàng)是僅0.99707份額的水離(lí)解(jiě)成0.99707.10-7的[H+]和[OH-],那麼(mó)離解後的[H+]和[OH-]電導率的(dí)總和KH2O用下(xià)式求出(chū):KH2O=CM/1000λH2O
=(0.99707.10-7/1000).548.42=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm) 由水(shuǐ)的離(lí)子積為10-14可推算(suàn)出理論(lùn)上的高純水的極限電導為(wéi)0.0547μS.cm-1,電阻為(wéi)18.3MΩ.cm(25℃)。 水(shuǐ)的(dí)電導率的(dí)溫度係數在不同電導率(shuài)範圍(wéi)有不同的溫度係(xì)數(shù)。對(duì)於(yú)常(cháng)用的1μS.cm-1的蒸餾(liù)水而言大約為+2.5%。
TDS筆與電解(jiě)儀的(dí)實(shí)際(jì)用途
1,有關(guān)TDS值,電導(dǎo)率以及(jí)硬度的概(gài)念
(1)TDS
TDS用來(lái)衡量(liáng)水中(zhōng)所有(yǒu)離子的總含(hán)量, 通(tōng)常以ppm表示(shì)
在(zài)純水製(zhì)造業,電(diàn)導率(shuài)也可(kě)用來間(jiān)接(jiē)表征(zhēng)TDS.
溶液的電導率等(děng)於(yú)溶液中各(gè)種(zhǒng)離(lí)子電導率(shuài)之(zhī)和,比如(rú):純食(shí)鹽溶液:
Cond.=Cond(pure water) + Cond(NaCl) 或(huò)者
Cond.= 0.055 + Cond(NaCl)
電導率和(hé)TDS的關(guān)係並(bìng)不呈綫性,但在(zài)有(yǒu)限的濃度區(qū)段內(nèi),可用采(cǎi)用(yòng)綫性公式表示(shì): 例(lì)如(rú). 100uS/cm x 0.5 (as NaCl) = 50 ppm TDS(uS:微西門子(zǐ))
從(cóng)上麵兩個(gè)公式可以知道(dào):純水的電(diàn)導率(shuài)為(wéi):0.055uS (18.18兆(zhào)歐)
食鹽的TDS-電(diàn)導(dǎo)率換(huàn)算(suàn)係(xì)數(shù)為0.5.
所以:經(jīng)驗公(gōng)式(shì)是:將以(yǐ)微西門(mén)子為單位的電(diàn)導率折半約等於TDS(ppm)
有時TDS 也(yě)用其它(tā)鹽類表示(shì),如CaO3(係數則(zé)為0.66)
TDS與電(diàn)導率的(dí)換算(suàn)係(xì)數可以(yǐ)在(zài)0.4-1.0之(zhī)間調節,以(yǐ)對應(yīng)不同種類的(dí)電解質(zhì)溶(róng)液(yè)。
(2)電導率
電導率是(shì)物(wù)質傳(chuán)送電(diàn)流的(dí)能(néng)力,與電阻(zǔ)值(zhí)相對,單(dān)位Siemens/cm (S/cm),該(gāi)單位(wèi)的10-6以(yǐ)μS/cm表(biǎo)示,10-3時(shí)以mS/cm表示。
電導(dǎo)率是物體傳導電(diàn)流的能力。電導率測量儀的測量(liáng)原理是(shì)將兩塊(kuài)平行(háng)的(dí)極板,放到被(bèi)測溶液中(zhōng),在極板的兩端加上(shàng)一(yī)定的電勢(通(tōng)常為正(zhèng)弦波(bō)電(diàn)壓),然後(hòu)測量(liáng)極(jí)板間(jiān)流(liú)過(guò)的電(diàn)流(liú)。根(gēn)據(jù)歐姆(mǔ)定(dìng)律(lǜ),電(diàn)導率(shuài)(G)--電(diàn)阻(R)的倒數,由導體本身決定的。
電導率(shuài)的(dí)基本(běn)單位是西門(mén)子(zǐ)(S),原來(lái)被稱為歐姆。因(yīn)為(wéi)電導池(chí)的幾何形狀影響(xiǎng)電(diàn)導率(shuài)值(zhí),標準(zhǔn)的測(cè)量中用(yòng)單位電(diàn)導率S/cm來表示(shì),以補償各種電極尺寸造成(chéng)的差別(bié)。單位(wèi)電導率(C)簡單的說是所測電導率(shuài)(G)與(yǔ)電(diàn)導池常(cháng)數(L/A)的(dí)乘(chéng)積.這(zhè)裏(lǐ)的L為(wéi)兩塊(kuài)極板之間(jiān)的液(yè)柱長(cháng)度(dù),A為極板(bǎn)的麵積。
(3)電 導(dǎo) 率 與 水(shuǐ) 的 硬(yìng) 度
水的硬度是指水中鈣,鎂離(lí)子(zǐ)的(dí)濃度,硬(yìng)度單(dān)位是ppm,1ppm代表(biǎo)水中碳酸(suān)鈣含量1毫克/升(mg/L)。
水溶液(yè)的電導(dǎo)率直接(jiē)和溶解固(gù)體(tǐ)量(liáng)濃度(dù)成正(zhèng)比,而(ér)且溶(róng)解固體(tǐ)量(liáng)濃(nóng)度越(yuè)高,電(diàn)導率(shuài)越大。電導(dǎo)率和(hé)溶(róng)解固(gù)體量濃(nóng)度(dù)的關係近(jìn)似(sì)表(biǎo)示(shì)為:1.4μS/cm=1ppm或(huò)2μS/cm=1ppm(每(měi)百(bǎi)萬(wàn)單位CaCO3)。利用電(diàn)導(dǎo)率(shuài)儀(yí)或(huò)總(zǒng)固體(tǐ)溶解量計可以(yǐ)間接得到(dào)水(shuǐ)的總硬(yìng)度(dù)值(zhí),如前述,為(wéi)了(liǎo)近似換算(suàn)方(fāng)便(biàn),1μs/cm電導(dǎo)率 = 0.5ppm硬(yìng)度
但是需要注(zhù)意:(1)以(yǐ)電導率間接(jiē)測算水的硬度(dù),其理論(lùn)誤差(chà)約(yuē)20-30ppm(2)溶(róng)液的電導率大小決定(dìng)分子的(dí)運動(dòng),溫度影響分(fēn)子的運(yùn)動(dòng),為(wéi)了(liǎo)比(bǐ)較(jiào)測量結果,測試(shì)溫度(dù)一般定(dìng)為(wéi)20℃或25℃(3)采(cǎi)用(yòng)試劑檢(jiǎn)測(cè)可(kě)以獲取比(bǐ)較準確(què)的水(shuǐ)的(dí)硬度(dù)值。
2,TDS筆和水質(zhì)電解(jiě)儀(yí)並不(bù)能(néng)檢測水質(zhì)好壞(huài)
事實(shí)上(shàng),TDS筆(bǐ)和水(shuǐ)質電解儀(yí)並不是用來(lái)檢(jiǎn)測(cè)水質好壞(huài)的(dí),而是(shì)用來(lái)檢(jiǎn)測(cè)水中是(shì)否(fǒu)含(hán)有導電離子(zǐ)的(dí)。純(chún)淨(jìng)水因(yīn)為(wéi)不含導電離子,因(yīn)此電(diàn)解出來的(dí)水沒有顏(yán)色變(biàn)化,TDS值也非常小,而(ér)經(jīng)過(guò)淨(jìng)水(shuǐ)器過(guò)濾出(chū)來的(dí)淨(jìng)化水(shuǐ)或者是(shì)天然礦泉(quán)水,因為含有有益(yì)的(dí)礦(kuàng)物質微量元素,故TDS值都較高,電(diàn)解(jiě)後(hòu)的水(shuǐ)也因為(wéi)含(hán)導電離(lí)子,經(jīng)電(diàn)解棒氧化後會呈(chéng)現出各(gè)種顏(yán)色。目前市(shì)場(cháng)上用TDS筆和(hé)水質電解儀來檢(jiǎn)測判斷水質(zhì)好(hǎo)與壞(huài)的做(zuò)法是(shì)帶(dài)有欺(qī)騙(piàn)性的,他們往(wǎng)往(wǎng)都是為(wéi)了達(dá)到推銷其反(fǎn)滲透純水機的目(mù)的(dí)。舉例說(shuō),在(zài)純淨(jìng)水(shuǐ)中(zhōng)加些(xiē)食鹽(yán)電(diàn)解,以及電解天(tiān)然山泉(quán)水,礦(kuàng)泉(quán)水後也(yě)會出現(xiàn)和(hé)電解(jiě)自來水的一樣(yàng)的顏色現象(xiàng),而一(yī)瓶可(kě)樂(lè)或果(guǒ)汁的TDS值一(yī)般(bān)都(dū)在(zài)400以上,所(suǒ)以(yǐ)TDS值(zhí)並(bìng)不是表(biǎo)征(zhēng)水質(zhì)好與差的指(zhǐ)標(biāo),而是反映水(shuǐ)中(zhōng)導(dǎo)電(diàn)離(lí)子的含量(liáng)多少。
3,TDS筆(bǐ)測(cè)試水(shuǐ)質(zhì)不科學
TDS中文(wén)譯為「總(zǒng)溶解(jiě)固(gù)體(tǐ)量(liáng)」即水中(zhōng)無機物(鈉(nà),鈣(gài)等)含(hán)量多(duō)少的測定值。有些競爭(zhēng)廠商(shāng)用TDS筆(bǐ)來測(cè)試水質(zhì),並宣(xuān)稱他(tā)們(mén)的(dí)純(chún)水(shuǐ)機所過濾(lǜ)後的水(shuǐ)非(fēi)常清澈,潔淨(jìng),因(yīn)為(wéi)所(suǒ)顯(xiǎn)示的(dí)數字接近(jìn)0。而(ér)非(fēi)反滲透製(zhì)水(shuǐ)機過濾後的水(shuǐ),在測試後(hòu)所(suǒ)顯示(shì)的(dí)數字(zì)卻高出許(xǔ)多。因此他們告訴顧客,淨(jìng)水器(qì)過(guò)濾後的水(shuǐ)仍然很髒(zàng)。
上(shàng)海(hǎi)本(běn)昂(áng)科(kē)學儀器有限(xiàn)公(gōng)司技(jì)術人員(yuán)在測試過程中發現(xiàn),TDS筆所(suǒ)顯(xiǎn)示數(shù)值的(dí)高低(dī)與水質是否(fǒu)純(chún)淨,是毫無任何關(guān)係(xì)的(dí)。顯(xiǎn)示(shì)的(dí)數(shù)字(zì)接(jiē)近0,表(biǎo)示(shì)其水中無礦物(wù)質,大於(yú)0則表示水中有(yǒu)礦(kuàng)物(wù)質存在。自來水經過處(chǔ)理後(hòu),如果水(shuǐ)中(zhōng)保留有益身體(tǐ)健康的(dí)礦物(wù)質(zhì), 那麼TDS筆(bǐ)的指數將(jiāng)大(dà)於0,反(fǎn)之則(zé)接近0。如(rú)果(guǒ)我們在(zài)純(chún)淨水中加入少許食鹽(yán)(氯化鈉),則(zé)TDS棒上所(suǒ)顯(xiǎn)示數(shù)值(zhí)會立即上升(shēng),這是(shì)因(yīn)為食鹽(yán)中(zhōng)含有(yǒu)金(jīn)屬(shǔ)離子鈉的成分。因此(cǐ)水淨(jìng)化(huà)前(qián)後顯(xiǎn)示的(dí)數值,可能會(huì)有少(shǎo)許差(chà)異:或高(gāo)或(huò)低(dī),均為(wéi)正常情況(kuàng)。
因為礦物(wù)質會因下列(liè)因(yīn)素(sù)而產生(shēng)變(biàn)化:
流(liú)通變(biàn)化(huà): 取用(yòng)不同流動時間(jiān)的(dí)水,礦(kuàng)物(wù)質含量會受到影(yǐng)響。
取水容量: 取(qǔ)水容(róng)量(liáng)多少,影響礦(kuàng)物(wù)質(zhì)含量多少。
取(qǔ)水(shuǐ)溫(wēn)度(dù):水(shuǐ)溫(wēn)升高,碳酸鈣(gài),碳酸(suān)鎂濃度也會提高,電(diàn)導(dǎo)率加(jiā)大(dà),其數值也(yě)會提(tí) 高。
況且(qiě)世界衛生組織(zhī)建(jiàn)議:人類(lèi)不應長期(qī)飲(yǐn)用(yòng)毫(háo)無礦物質的水。
TDS代表(biǎo)“所有(yǒu)溶(róng)解(jiě)的(dí)固體物”,即所(suǒ)有溶(róng)解於水中的(dí)固(gù)體(tǐ)的(dí)總重(zhòng)量(liáng)。水中溶解的固(gù)體(tǐ)大(dà)部(bù)分是(shì)鈣(gài)和(hé)鎂(měi),所(suǒ)以並(bìng)非衡量汙染的方(fāng)法(fǎ),測(cè)量水(shuǐ)的(dí)導電性的(dí)試(shì)驗,僅提供(gōng)對溶(róng)解(jiě)固(gù)體(tǐ)物一個大概的(dí)評估,而不應該被視為一種測試(shì)水質的顯(xiǎn)示(shì)方法。