Friday, 12 July 2024

Total dissolved solids (TDS) คืออะไร วิธีการและเครื่องมือตรวจวัด

Total dissolved solids คือ

Total dissolved solids (นิยมเขียนย่อ TDS) คือปริมาณรวมของสารอนินทรีย์และอินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในของเหลวหรือน้ำ รวมถึงแร่ธาตุต่างๆ ซึ่งละลายอยู่ในน้ำ สารเหล่านี้มีอยู่ในรูปแบบแขวนลอยระดับโมเลกุล แตกตัวเป็นไอออน

น้ำบริสุทธิ์จะไม่นำไฟฟ้า (ไม่มีไอออน) ดังนั้นทำให้ค่า TDS เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำ เนื่องจากให้ข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนถึงความบริสุทธิ์ของน้ำและการมีอยู่ของสารต่างๆ ที่ละลายอยู่ ซึ่งอาจส่งผลต่อสุขภาพ รสชาติ และการใช้งาน

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับ Total dissolved solids คือ

Total dissolved solids ครอบคลุมสารที่ละลายอยู่ในน้ำหลายประเภท ซึ่งได้แก่

  • เกลืออนินทรีย์: ส่วนใหญ่เป็นแคลเซียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม โซเดียม ไบคาร์บอเนต คลอไรด์ และซัลเฟต
  • อินทรียวัตถุ: รวมถึงสารอินทรีย์ที่ละลาย เช่น ซากพืชและสัตว์
  • แร่ธาตุ: แร่ธาตุต่างๆ ที่ละลายลงในน้ำจากแหล่งธรรมชาติหรือจากกิจกรรมของมนุษย์

การวัด Total dissolved solids

โดยทั่วไป Total dissolved solids TDS จะวัดเป็นส่วนในล้านส่วน (ppm) หรือมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ลิตร) วิธีการวัดหลักๆ มี 2 วิธีคือ:

1. การวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก (Gravimetric method): วิธีการนี้เป็นแบบดั้งเดิมนี้เกี่ยวข้องกับการระเหยน้ำและชั่งน้ำหนักสิ่งตกค้างที่หลงเหลืออยู่ มีความแม่นยำสูงแต่ใช้เวลานานและไม่เหมาะกับการตรวจสอบเป็นประจำ

โดยหลักการ: นำตัวอย่างที่ผสมกันและกรอง จากนั้นนำน้ำไปอบแห้งจนระเหยที่อุณหภูมิ 180°C จากนั้นชั่งน้ำหนัก โดยวิธีการนี้ทำตามมาตรฐาน Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater APHA, AWWA, WEF, 23rd edition, 2017, part 2540 C (หรือเรียกย่อๆ ว่า APHA 2540 C)

ดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่ https://edgeanalytical.com/wp-content/uploads/Waste_SM2540.pdf

สูตรคำนวณค่า TDS

สรุปให้ง่ายต่อความเข้าใจคือวิธีนี้ใช้วิธีการทำให้น้ำระเหยแล้วนำสิ่งที่เหลือไปชั่งน้ำหนัก โดยมีหน่วยเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L)

2. ค่าการนำไฟฟ้า (EC): วิธีการทั่วไปที่ใช้ประมาณค่า TDS โดยการวัดค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ วิธีนี้เร็วกว่าและใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบและทดสอบเป็นประจำ

เราเรียกเครื่องมือนี้ว่า TDS Meter ซึ่งเป็นอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กที่ใช้ระบุปริมาณของแข็งที่ละลายทั้งหมดในน้ำ เนื่องจากของแข็งที่แตกตัวเป็นไอออนที่ละลายน้ำเช่น เกลือและแร่ธาตุ จะทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเพิ่มขึ้น เครื่องวัดจะวัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายและประมาณค่า TDS จากการอ่านค่านั้น

สูตรการคำนวณ TDS จากค่าค่าการนำไฟฟ้า (EC):

ปัจจัยการแปลง (Convertion Factor) นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับประเภทของของแข็งที่ละลายอยู่ในน้ำ แต่โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 0.7 ตัวประกอบเฉลี่ยที่ใช้กันทั่วไปคือ 0.65

เหมาะกับการทดสอบด้วยตนเองที่บ้าน ห้องปฎิบัติการ มหาวิทยาลัย และการทดสอบคุณภาพน้ำนอกสถานที่เพื่อต้องการผลการวัดที่รวดเร็ว

ความสำคัญของ Total dissolved solids

1.การประเมินคุณภาพน้ำ

ระดับ TDS ที่สูงอาจส่งผลต่อคุณภาพน้ำได้หลายวิธี:

  • รสชาติ: น้ำที่มีค่า TDS สูงอาจมีรสขม เค็ม หรือโลหะ
  • สุขภาพ: สารที่ละลายบางชนิดอาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพหากบริโภคในปริมาณมาก ตัวอย่างเช่น ไนเตรตหรือตะกั่วในระดับสูงอาจเป็นอันตรายได้
  • ความสวยงาม: ค่า TDS สูงทำให้น้ำขุ่นและอาจทิ้งคราบบนอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้า

2.ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

Total dissolved solids ยังเป็นตัวแปรสำคัญในการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ระดับ Total dissolved solids ที่สูงในแม่น้ำ ทะเลสาบ และลำธารอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ ทำลายระบบนิเวศ และทำให้แหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติเสื่อมโทรม

3.ผลกระทบต่อสุขภาพ

แม้ว่าของแข็งที่ละลายในน้ำบางชนิดจะมีความจำเป็นต่อสุขภาพ เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม แต่บางชนิดก็อาจเป็นอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น:

  • ไนเตรต: ระดับไนเตรตที่สูงอาจทำให้เกิดภาวะมีฮีโมโกลบินในเลือดหรือ “กลุ่มอาการทารกสีน้ำเงิน” ในทารก
  • ตะกั่วและสารหนู: การสัมผัสกับโลหะเหล่านี้ในระยะยาวอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรง รวมถึงมะเร็งและความเสียหายทางระบบประสาท

การประยุกต์ใช้งานจริง

  • น้ำดื่ม: ระดับ TDS ส่งผลต่อรสชาติ ความปลอดภัย องค์การอาหารและยา (หรืออ.ย) กำหนดแนะนำให้จำกัดไว้ที่ 500 มิลลิกรัมต่อลิตร (ppm) สำหรับน้ำดื่ม
  • การเกษตร: เกษตรกรตรวจสอบระดับ Total dissolved solids เพื่อรับรองคุณภาพน้ำเพื่อการชลประทาน เนื่องจากหากค่าสูงอาจส่งผลต่อสุขภาพของดินและผลผลิตพืชผล
  • ตู้ปลา: การรักษาระดับ TDS ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสุขภาพของปลาและพืชน้ำ

การลดหรือจัดการค่า Total dissolved solids ในน้ำ

เพื่อจัดการระดับ TDS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถใช้วิธีการรักษาต่างๆ ได้:

  • รีเวิร์สออสโมซิส (RO): วิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัด TDS ได้ถึง 99% โดยการบังคับน้ำผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้
  • การกลั่น: ต้มน้ำเพื่อผลิตไอน้ำ โดยทิ้งของแข็งที่ละลายไว้เบื้องหลัง จากนั้นกลั่นตัวไอน้ำกลับเป็นของเหลว
  • การกำจัดไอออน: ใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อกำจัดอนุภาคที่มีประจุออกจากน้ำ

บทสรุป

การทำความเข้าใจและการจัดการปริมาณของแข็งที่ละลายทั้งหมด (TDS) ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองคุณภาพน้ำในการใช้งานต่างๆ ตั้งแต่น้ำดื่มไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรม

การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอและการรักษาที่เหมาะสมสามารถช่วยรักษาระดับ TDS ที่ปลอดภัยและเป็นที่ต้องการ ซึ่งส่งผลให้มีสุขภาพที่ดีขึ้น รสชาติดีขึ้น และมีการใช้ทรัพยากรน้ำได้ดีขึ้น

ไม่ว่าคุณจะเป็นเจ้าของบ้าน เกษตรกร หรือผู้ประกอบการอุตสาหกรรม การใส่ใจกับระดับ TDS สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านคุณภาพน้ำและความเป็นอยู่โดยรวม