水質檢測儀的電導率、TDS和鹽度之間的關系

發布時間：2018/11/21 14:31:57 來源：貫奧儀器儀表作者：便攜式多參數水質分析儀器閱讀次數：

在水質檢測標準中經?？梢钥吹诫妼剩?/span>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越高。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。

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，zui后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。

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。于是人們尋求更精確更快速的方法。

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，聯合國教科文組織（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（IAPSO）4個國際組織聯合發起，于1962年 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）”。經過多次討論和研究,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年,JPOTS推薦這多項式為海水鹽度定義。同年，聯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1967～1969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決定使用標準氯化鉀溶液標定標準海水，并推薦1978年實用鹽度標度。
本來，絕對鹽度（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 2≤S≤42
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的氯化鉀溶液電導率的比值。當K15準確為1時，S 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。