Удельная электропроводность и общая минерализация воды

Этот онлайн калькулятор переводит значение удельной электропроводности воды в значение общей минерализации воды (содержание твердых веществ), используя указанный коэффициент

Данный калькулятор вычисляет общую минерализацию воды по ее удельной электропроводности по формуле
TDS=k \cdot SC,
где

  • TDS (total dissolved solids) - общая минерализация воды в мг/л, или ppm
  • SC (specific conductance) - измеренная удельная электропроводность воды, обычно в мкСм/см (µS/cm)
  • k - коэффициент преобразования. У большинства бытовых измерителей качества воды (TDS meters) он равен 0.5, но это не всегда может быть верно.

Подробнее о связи между удельной электропроводностью и общей минерализацией воды можно прочитать под калькулятором.

PLANETCALC, Удельная электропроводность и общая минерализация воды

Удельная электропроводность и общая минерализация воды

Общая минерализация (ppm, мг/л)
 

Связь между удельной электропроводностью и общей минерализацией воды

Общая минерализация воды это показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (сюда включаются как неорганические соли, так и органические вещества). Этот показатель также называют содержанием твёрдых веществ или общим солесодержанием. Общую минерализацию обычно выражают в миллиграммах на литр (мг/л или мг/дм³), либо в миллионных долях (ppm, parts per million). Для слабых растворов эти единицы считаются равными, 1 мг/л = 1 ppm.

Этот показатель характеризует качество воды. Согласно документу Всемирной Организации Здравоохранения, вода с минерализацией меньше 300 мг/л оценивается как отличная, от 300 до 600 мг/л, как хорошая, от 600 до 900 мг/л, как приемлемая, от 900 до 1200 мг/л, как плохая, и больше чем 1200 мг/л - как непригодная для питья1. При этом очень низкие показатели минерализации также делают воду непригодной для питья из-за отсутствия вкуса (дистиллированная вода). Также от минерализация воды зависит продуктивность разведения сельскохозяйственных культур, выращивания скота и домашней птицы.

Стандартным методом для определения общей минерализации воды является гравиметрический метод. В этом методе профильтрованный (размер пор не более 2мкм) и точно измеренный объем воды выпаривается определенное время при определенной температуре (например, от 1 до 2 часов при температуре 180°C), и затем измеряется сухой остаток. На качество результата влияют различные факторы, такие как размер пор и толщина фильтра, время испарения, объем образца и т.п. Кроме того, при температуре более 100°C органические вещества разлагаются с выделением CO₂, но так как их содержание обычно невелико, этим эффектом пренебрегают. Еще одним методом является химический анализ воды и расчет минерализации через концентрацию ионов.

Все эти методы требуют лабораторных условий и значительного времени, поэтому неудобны для применения там, где нужны быстрые результаты. Для полевых условий используют метод, основанный на установлении зависимости между минерализацией и удельной электропроводностью воды.

Удельной электропроводностью (удельной проводимостью) называют меру способности вещества проводить электрический ток. В системе СИ удельная электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м) или в Ohm⁻¹·m⁻¹. Сименс - единица проводимости, обратная сопротивлению. Иногда можно встретить устаревшее обозначение mho - перевернутое ohm.

В физическом смысле удельная электропроводность воды это величина, обратная электрическому сопротивлению воды при температуре 25°С, находящейся между двумя электродами с поверхностью 1 см², расстояние между которыми равно 1 см. Чистая вода обладает плохой электропроводностью, около 0.055 μS/cm при 25°С. Соответственно, чем больше в ней растворено ионов, тем больше ее электропроводность. Это и позволяет выразить соотношение между минерализацией и удельной электропроводностью в виде линейного коэффициента.

Основная проблема заключается в том, что этот коэффициент является непостоянным и зависит от того, является ли вода поверхностной или водой из скважины, ионы каких солей в ней преобладают и тому подобное. Например, при исследовании минерализации шахтных вод в Южной Африке коэффициент менялся от 0.25 до 1.342. Исследования природных источников США давали разброс от 0.54 до 0.96, при этом большинство показателей укладывались в диапазон 0.55 - 0.753. А в южной части Австралии, например, рекомендуется использовать значение 0.644.

Таким образом для применения этого метода требуется либо предварительное вычисление коэффициента преобразования исходя из значения общей минерализации полученной другим методом и значения удельной электропроводности, либо использование коэффициента, рекомендуемого для данного региона. При этом, приводя значение общей минерализации, полученной методом измерения удельной электропроводности, необходимо упоминать используемый коэффициент преобразования.


  1. Guidelines for drinking-water quality, 2nd ed. Vol. 2. Health criteria and other supporting information. World Health Organization, Geneva, 1996. 

  2. Establishing a conversion factor between electrical conductivity and total dissolved solids in South African mine waters. Water SA vol.41 n.4 Pretoria Jul. 2015 

  3. Hem. John D. Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. USGS Wtr. Sply. Ppr. 1473, Washington, D.C. (2nd ed. 1970). 

  4. Water salinity tolerance of different crops and stock 

Ссылка скопирована в буфер обмена
PLANETCALC, Удельная электропроводность и общая минерализация воды

Комментарии