水質(zhì)檢測儀

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水質(zhì)檢測儀的電導(dǎo)率、TDS和鹽度之間的關(guān)系

發(fā)布時(shí)間：2018/11/21 14:31:57 來源：貫奧儀器儀表 作者：便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀器 閱讀次數(shù)：

在水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)?div id="jfovm50" class="index-wrap">？梢钥吹诫妼?dǎo)率

，TDS
，鹽度等標(biāo)準(zhǔn)
，不少人對他們的定義不是很了解
，甚至有認(rèn)為三者是同一個(gè)概念
。今天我們就來了解下電導(dǎo)率
，TDS，鹽度的定義及相關(guān)關(guān)系
。

一

、電導(dǎo)率：

生態(tài)學(xué)中，電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力，電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能

。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng)
，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(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性

。在一段溫度值域內(nèi)，電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比
。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率，必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度
。

2）摻雜程度: 增加摻雜程度會造成高電導(dǎo)率

。水溶液的電導(dǎo)率高低相依于其內(nèi)含溶質(zhì)鹽的濃度，或其它會分解為電解質(zhì)的化學(xué)雜質(zhì)
。水樣本的電導(dǎo)率是測量水的含鹽成分
、含離子成分、含雜質(zhì)成分等等的重要指標(biāo)
。水越純凈
，電導(dǎo)率越低（電阻率越高）。水的電導(dǎo)率時(shí)常以電導(dǎo)系數(shù)來紀(jì)錄
；電導(dǎo)系數(shù)是水在 25°C 溫度的電導(dǎo)率
。

3）各向異性:有些物質(zhì)會有異向性（anisotropic） 的電導(dǎo)率，必需用 3 X 3 矩陣來表達(dá)（使用數(shù)學(xué)術(shù)語

，第二階張量
，通常是對稱的）

二、TDS：

總?cè)芙夤腆w（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(zhì)越多
。 總?cè)芙夤腆w指水中全部溶質(zhì)的總量，包括無機(jī)物和有機(jī)物兩者的含量
。一般可用電導(dǎo)率值大概了解溶液中的鹽份
，一般情況下，電導(dǎo)率越高
，鹽份越高
，TDS越 高。在無機(jī)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(jī)物。由于天然水中所含的有機(jī)物以及呈分子狀的無機(jī)物一般可以不考慮，所以一般也把含鹽 量稱為總?cè)芙夤腆w
。 但是在特定水中TDS并不能有效反映水質(zhì)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(yīng)的導(dǎo)電量就異常加大
。它和電導(dǎo)率往往存在一種相通的關(guān)系，有時(shí)候TDS也可以用來表示電導(dǎo)率
，兩者的關(guān)系：1TDS=2μS

其中μS為電導(dǎo)率的單位

。 

國家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》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(jīng)歷了幾個(gè)階段

，

1）克紐森鹽度公式

在本世紀(jì)初

，克紐森（Knudsen）等人建立了鹽度定義，當(dāng)時(shí)的鹽度定義是指在 1000g海水中
，當(dāng)碳酸鹽全部變?yōu)檠趸?div id="4qifd00" class="flower right">
、溴和碘以氯代替，所有的有機(jī)物質(zhì)全部氧化之后所含固體物質(zhì)的總數(shù)
。其測量方法是取一定量的海水
，加鹽酸和氯水，蒸發(fā)至干
，然后在380℃和480℃的恒溫下干燥48h
，zui后稱所剩余固體物質(zhì)的重量。

用上述的稱量方法測量海水鹽度

，操作十分復(fù)雜
，測一個(gè)樣品要花費(fèi)幾天的時(shí)間，不適用于海洋調(diào)查
，因此
，在實(shí)踐中都是測定海水的氯度，根據(jù)海水的組成恒定性規(guī)律
，來間接計(jì)算鹽度
。

克紐森的鹽度公式使用時(shí)，用統(tǒng)一的硝酸銀滴定法和海洋常用表

，在實(shí)際工作中顯示了極大的優(yōu)越性
，一直使用了70年之久。但是
，在長期使用中也發(fā)現(xiàn)
，克紐森的鹽度公式只是一種近似的關(guān)系，而且代表性較差
；滴定法在船上操作也不方便
。于是人們尋求更精確更快速的方法
。

2）重新定義  鹽度與氯度的上述關(guān)系式，建立在海水組成恒比規(guī)律的基礎(chǔ)上

，這是不嚴(yán)格的
；況且當(dāng)時(shí)所取的水樣，多數(shù)為波羅的海表層水
，難以代表整個(gè)大洋水的規(guī)律
。實(shí)際上，關(guān)系式中的常數(shù)項(xiàng) 0.030
，不符合大洋海水鹽度變化的實(shí)際情況
。根據(jù)海水的電導(dǎo)率取決于其溫度和鹽度的性質(zhì)，通過測定其電導(dǎo)率和溫度就可以求得海水的鹽度
。

1950年以后

，電導(dǎo)鹽度計(jì)的研究和發(fā)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(jì)算鹽度的方法
，更加準(zhǔn)確和方便
。因此，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）
、國際海洋考察理事會（ICES）
、 海洋研究科學(xué)委員會（SCOR）和國際海洋物理科學(xué)學(xué)會（IAPSO）4個(gè)國際組織聯(lián)合發(fā)起，于1962年 5月召開會議
，成立了海水狀態(tài)方程式聯(lián)合小組
。此小組于1963年第二次會議上改名為“海洋用表與標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合專家小組（JPOTS）”。經(jīng)過多次討論和研 究,為了保持歷史資料的統(tǒng)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(qū)的135個(gè)水樣（深度在100米以內(nèi)）的氯度值進(jìn)行了準(zhǔn)確的測定

，按上述公式換算成鹽度，并測定了電導(dǎo)比R15,得到S‰與R15關(guān)系的多項(xiàng)式

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

式中R15 為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和 15°C條件下海水樣品與S=35.000的標(biāo)準(zhǔn)海水電導(dǎo)率的比值

。1966年,JPOTS推薦這多項(xiàng)式為海水鹽度定義
。同年，聯(lián)合國教科文組織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(shù)據(jù)
，就是采用上述測定電導(dǎo)率后換算成鹽度的方法。

3） 實(shí)用鹽度標(biāo)度  20世紀(jì)70年代以后

，現(xiàn)場儀器如電導(dǎo)-溫度-深度儀（CTD）等的應(yīng)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(shù)據(jù)，致使低于10°C的現(xiàn)場測定結(jié)果,無法統(tǒng)一
。此外,測定了1967～1969年制備的標(biāo)準(zhǔn)海水
，還發(fā)現(xiàn)用電導(dǎo)法測得的鹽度
，和從氯度換算得到的不一致，而出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)海水作為電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)的可靠性問題
。因此 JPOTS決定使用標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)海水
，并推薦1978年實(shí)用鹽度標(biāo)度。 
本來
，絕對鹽度（SA）為海水中溶質(zhì)質(zhì)量和海水質(zhì)量的比值
，但它實(shí)際上不能直接測定,故用K15定義海水的實(shí)用鹽度（S）來表達(dá)海洋觀測的結(jié)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 2≤S≤42 
式中K15是在15°C和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下,海水樣品電導(dǎo)率和質(zhì)量比為 32.4356×10-3的氯化鉀溶液電導(dǎo)率的比值
。當(dāng)K15準(zhǔn)確為1時(shí)
，S 恰好等于35。 
實(shí)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(shí)用鹽度值則為35.12
。 
從定義的實(shí)用鹽度公式可以看出
，氯度被看作是和實(shí)用鹽度無關(guān)的一個(gè)獨(dú)立變量。 
實(shí)用鹽度的通用標(biāo)準(zhǔn)仍為標(biāo)準(zhǔn)海水
，后者除標(biāo)有氯度值外
，尚標(biāo)有K15值。

所以從上述文章的描述可以發(fā)現(xiàn)

，電導(dǎo)率