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      水質檢測中電導率TDS鹽度之間的關系
      點擊次數:362 發布時間:2018-11-12

      水質檢測中電導率,TDS,鹽度之間的關系

       

      在水質檢測標準中經??梢钥吹诫妼?,TDS,鹽度等標準,不少人對他們的定義不是很了解,甚至有認為三者是同一個概念。今天我們就來了解下電導率,TDS,鹽度的定義及相關關系。

      一、電導率:

      生態學中,電導率是以數字表示的溶液傳導電流的能力,電導率的物理意義是表示物質導電的性能。電導率越大則導電性能越強,反之越小。單位以西門子每米(S/m)表示。

      影響因素:

      1)溫度:電導率與溫度具有很大相關性。在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,必須設定一個共同的參考溫度。

      2)摻雜程度: 增加摻雜程度會造成高電導率。水溶液的電導率高低相依于其內含溶質鹽的濃度,或其它會分解為電解質的化學雜質。水樣本的電導率是測量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質成分等等的重要指標。水越純凈,電導率越低(電阻率越高)。水的電導率時常以電導系數來紀錄;電導系數是水在 25°C 溫度的電導率。

      3)各向異性:有些物質會有異向性(anisotropic 的電導率,必需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)

      二、TDS

      總溶解固體(英文:Total dissolved solids),又稱溶解性固體總量,測量單位為毫克/升(mg/L,它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固 體。TDS值越高,表示水中含有的雜質越多。 總溶解固體指水中全部溶質的總量,包括無機物和有機物兩者的含量。一般可用電導率值大概了解溶液中的鹽份,一般情況下,電導率越高,鹽份越高,TDS 高。在無機物中,除開溶解成離子狀的成分外,還可能有呈分子狀的無機物。由于天然水中所含的有機物以及呈分子狀的無機物一般可以不考慮,所以一般也把含鹽 量稱為總溶解固體。 但是在特定水中TDS并不能有效反映水質的情況。比如電解水,由于電解過的水中HO-等帶電離子顯著增多,相應的導電量就異常加大。它和電導率往往存在一種相通的關系,有時候TDS也可以用來表示電導率,兩者的關系:1TDS=2μS其中μS為電導率的單位。如:0.5-Nacl/Kcl;0.66-CaO3 

      國家標準GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》中對飲用自來水的溶解性總固體(TDS)有限量要求:溶解性總固體≤1000mg/L

      三、鹽度:

      鹽度的定義經歷了幾個階段,

      1)克紐森鹽度公式

      在本世紀初,克紐森(Knudsen)等人建立了鹽度定義,當時的鹽度定義是指在 1000g海水中,當碳酸鹽全部變為氧化物、溴和碘以氯代替,所有的有機物質全部氧化之后所含固體物質的總數。其測量方法是取一定量的海水,加鹽酸和氯水,蒸發至干,然后在380℃和480℃的恒溫下干燥48h,稱所剩余固體物質的重量。

      用上述的稱量方法測量海水鹽度,操作十分復雜,測一個樣品要花費幾天的時間,不適用于海洋調查,因此,在實踐中都是測定海水的氯度,根據海水的組成恒定性規律,來間接計算鹽度,氯度與鹽度的關系式(克紐森鹽度公式)如下:

      S=0.030+1.8050Cl

      克紐森的鹽度公式使用時,用統一的硝酸銀滴定法和海洋常用表,在實際工作中顯示了極大的優越性,一直使用了70年之久。但是,在長期使用中也發現,克紐森的鹽度公式只是一種近似的關系,而且代表性較差;滴定法在船上操作也不方便。于是人們尋求更更快速的方法。

      2)重新定義  鹽度與氯度的上述關系式,建立在海水組成恒比規律的基礎上,這是不嚴格的;況且當時所取的水樣,多數為波羅的海表層水,難以代表整個大洋水的規律。實際上,關系式中的常數項 0.030,不符合大洋海水鹽度變化的實際情況。根據海水的電導率取決于其溫度和鹽度的性質,通過測定其電導率和溫度就可以求得海水的鹽度。

      1950年以后,電導鹽度計的研究和發展,使鹽度的測定方法得到簡化,精密度也提高,比測定氯度后計算鹽度的方法,更加準確和方便。因此,UNESCO、國際海洋考察理事會(ICES)、 海洋研究科學委員會(SCOR)和國際海洋物理科學學會(IAPSO4個國際組織聯合發起,于1962 5月召開會議,成立了海水狀態方程式聯合小組。此小組于1963年第二次會議上改名為“海洋用表與標準聯合專家小組(JPOTS)”。經過多次討論和研 ,為了保持歷史資料的統一性,將鹽度公式改為

      S=1.80655Cl

      R.A.考克斯等對采自各大洋和海區的135個水樣(深度在100米以內)的氯度值進行了準確的測定,按上述公式換算成鹽度,并測定了電導比R15,得到S‰與R15關系的多項式

      S=-0.08996+28.2970R15+12.80832R215-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515

      式中R15 為一個標準大氣壓和 15°C條件下海水樣品與S=35.000的標準海水電導率的比值。1966,JPOTS推薦這多項式為海水鹽度定義。同年,UNESCO和英國國立海洋研究所出版的《國際海洋用表》,其中的鹽度數據,就是采用上述測定電導率后換算成鹽度的方法。

      3 實用鹽度標度  20世紀70年代以后,現場儀器如電導-溫度-深度儀(CTD)等的應用,越來越多,而國際海洋用表(1966)中沒有包括10°C以下的鹽度數據,致使低于10°C的現場測定結果,無法統一。此外,測定了19671969年制備的標準海水,還發現用電導法測得的鹽度,和從氯度換算得到的不一致,而出現了標準海水作為電導率標準的可靠性問題。因此 JPOTS決定使用標準KCL溶液標定標準海水,并推薦1978年實用鹽度標度。 
      本來,鹽度(SA)為海水中溶質質量和海水質量的比值,但它實際上不能直接測定,故用K15定義海水的實用鹽度(S)來表達海洋觀測的結果。 
      S=a0+a1K1/215+a2K15+a3K3/215+a4K215+a5K5/215 
      a0=0.0080 a1=-0.1692 
      a2=25.3851 a3=14.0941 
      a4=-7.0261 a5=2.7081 
      Σai=35.0000 2S42 
      式中K15是在15°C和一個標準大氣壓的條件下,海水樣品電導率和質量比為 32.4356×10-3的KCL溶液電導率的比值。當K15準確為1時,恰好等于35。 
      實用鹽度值為過去鹽度值的1000倍,例如,過去鹽度值為 0.03512(即35.12‰),實用鹽度值則為35.12。 
      從定義的實用鹽度公式可以看出,氯度被看作是和實用鹽度無關的一個獨立變量。 
      實用鹽度的通用標準仍為標準海水,后者除標有氯度值外,尚標有K15值。

      所以從上述文章的描述可以發現,電導率,TDS,鹽度不是同一個概念,但是三者之間是有密切的關系的。

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