conductivity คือการวัดความสามารถของน้ำในการส่งผ่านกระแสไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเข้มข้นของไอออนในน้ำ ไอออนนำไฟฟ้าเหล่านี้มาจากสารละลายเกลือและวัสดุอนินทรีย์ เช่น อัลคาไล คลอไรด์ ซัลไฟด์ และสารประกอบคาร์บอเนต โดยสารประกอบที่ละลายเป็นไอออนเรียกอีกอย่างว่าอิเล็กโทรไลต์ (electrolytes)
ซึ่งยิ่งมีไอออนมากเท่าไรค่า conductivity ของน้ำก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ในทำนองเดียวกันยิ่งมีไอออนในน้ำน้อยลงเท่าไรก็ยิ่งนำไฟฟ้าได้น้อยลงเท่านั้น น้ำกลั่นหรือน้ำที่ไม่มีไอออนสามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนได้เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำมาก ในทางกลับกันน้ำทะเลมีค่าการนำไฟฟ้าสูงมาก
ค่า conductivity ของน้ำวัดได้อย่างไร?
ค่า conductivity ของน้ำจะถูกวัดเมื่อมีการเก็บตัวอย่างน้ำต่อมาเจ้าหน้าที่ใช้เครื่องวัดแบบมือถือที่ได้รับการบำรุงรักษา และสอบเทียบตามระเบียบการมาตรฐาน นอกจากนี้ยังสามารถรวบรวมตัวอย่างและส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อทำการวิเคราะห์ได้อีกด้วย ซึ่งยังมีข้อถกเถียงกันว่าความต่างระหว่างการวัดค่าการนำไฟฟ้าระหว่างภาคสนามหรือห้องปฏิบัติการค่าใดมีความน่าเชื่อถือได้มากกว่ากัน แต่ในความจริงค่าที่วัดแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
conductivity หน่วยที่นิยมใช้วัดค่าในน้ำ
conductivity ในทางทฤษฎีจะใช้หน่วย SI เป็นหน่วย ซีเมนส์ต่อเมตร Siemens per meter [S/m] แต่ในการใช้งานจริงเนื่องจากค่า conductivity ของน้ำนั้นมีค่าที่น้อยมากจึงนิยมใช้หน่วยดังนี้
| หน่วย | รายละเอียด |
|---|---|
| SI units | Microsiemens per meter [µS/cm] |
| SI units | Millisiemens per centimeter [mS/cm] |
ค่า conductivity โดยประมาณของแหล่งน้ำต่างๆ
น้ำจากแหล่งต่างๆจะมีค่ามาตรฐาน conductivity ดังนี้
| ชนิดของน้ำ | ค่า Conductivity |
|---|---|
| น้ำกลั่นบริสุทธิ์และน้ำปราศจากไอออน | 0.05 µS/cm |
| น้ำทะเล | 50 mS/cm |
| น้ำดื่ม | 200 ถึง 800 µS/cm |
| น้ำฝนหรือหิมะ | 2 ถึง 100 µS/cm |
การวัดค่า conductivity ให้แม่นยำ
- การวัดโดยใช้อ่างอุณหภูมิคงที่: ดำเนินการตรวจวัดโดยคงอุณหภูมิของเหลวของตัวอย่างไว้ที่ 25°C โดยใช้อ่างที่มีอุณหภูมิคงที่ เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเซลล์เท่ากับอุณหภูมิของเหลวของตัวอย่าง ให้จุ่มเซลล์ลงในตัวอย่างเป็นระยะเวลาที่เหมาะสมก่อนที่จะทำการตรวจวัด
- การวัดที่อุณหภูมิห้อง: เมื่อดำเนินการตรวจวัดที่อุณหภูมิห้อง ให้หลีกเลี่ยงสถานที่ที่อุณหภูมิอาจเปลี่ยนแปลง เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของเซลล์เท่ากับอุณหภูมิของเหลวของตัวอย่าง ให้จุ่มเซลล์ลงในตัวอย่างเป็นระยะเวลาที่เหมาะสมก่อนที่จะทำการตรวจวัด
ข้อควรระวังเมื่อจุ่มเซลล์ลงในของเหลวตัวอย่าง
- ใช้เซลล์นำไฟฟ้าที่ทำความสะอาดอย่างทั่วถึง
- จุ่มเซลล์ลงในตัวอย่างโดยให้แผ่นอิเล็กโทรดจมอยู่ในของเหลวจนหมด
- หากฟองอากาศยังคงอยู่ระหว่างกระบอกสูบด้านนอกและท่อรองรับ ให้ถอดออกโดยการเขย่าเซลล์
สิ่งที่ส่งผลต่อการนำไฟฟ้าของน้ำ?
- ความเค็ม
- อุณหภูมิ
- เกลือละลาย
- สารเคมีอนินทรีย์
- การระเหย
- ปริมาณน้ำฝน
- การน้ำไหลบ่าจากทางการเกษตร
- เกลือที่อยู่บนถนน
- น้ำเสียจากกองขยะ
การวัดค่า EC ในน้ำ
วัดค่า conductivity มีการใช้ทั่วไปในด้านการเกษตร การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม และกระบวนการทางอุตสาหกรรม โดยสิ่งที่จำเป็นต้องมีในการวัดค่า EC มีดังนี้:
- เครื่องวัด conductivity: เครื่องวัดมีทั้งแบบมือถือหรือตั้งโต๊ะ โดยตัวเครื่องจะทำการวัดค่า conductivity ของสารละลายในหน่วย มิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm) หรือ ไมโครซีเมนส์/เซ็นติเมตร (µS/cm)
- อิเล็กโทรด: เครื่องวัดส่วนใหญ่จะมาพร้อมกับอิเล็กโทรด โดยอิเล็กโทรดนี้จะจุ่มอยู่ในตัวอย่างน้ำเพื่อทำการวัดค่า conductivity
การนำไปใช้งาน
ค่า conductivity ใช้ในการวัดจำนวนไอออนในสารละลาย หลายอุตสาหกรรมและการใช้งานจำนวนมากอาศัยการวัดค่า conductivity อย่างเช่น
- การบำบัดน้ำและการใช้งานในอุตสาหกรรม
- อุปกรณ์โรงพยาบาล
- ใช้วัดค่าในน้ำดื่ม
- การต้มเครื่องดื่มเช่น เบียร์ และไวน์
- น้ำธรรมชาติ
- การประยุกต์ใช้ในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ
- การใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม
- การใช้งานทางการเกษตรในการวัดค่าในดิน
- การประยุกต์ใช้ในไฮโดรโปนิกส์
- นักสมุทรศาสตร์ในการตรวจวัดน้ำทะเล
