废水检测中盐分电导TDS之间的关系

水质检测中电导率，TDS，盐度之间的关系在水质检测标准中经常可以看到电导率，TDS，盐度等标准，不少人对他们的定义不是很了解，甚至有认为三者是同一个概念。今天我们就来了解下电导率，TDS，盐度的定义及相关关系。一、电导率：生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力，电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。单位以西门子每米（S/m）表示。影响因素：1）温度：电导率与温度具有很大相关性。在一段温度值域内，电导率可以被近似为与温度成正比。为了要比较物质在不同温度状况的电导率，必须设定一个共同的参考温度。2）掺杂程度:增加掺杂程度会造成高电导率。水溶液的电导率高低相依于其内含溶质盐的浓度，或其它会分解为电解质的化学杂质。水样本的电导率是测量水的含盐成分、含离子成分、含杂质成分等等的重要指标。水越纯净，电导率越低（电阻率越高）。水的电导率时常以电导系数来纪录；电导系数是水在25°C温度的电导率。3）各向异性:有些物质会有异向性(anisotropic)的电导率，必需用3X3矩阵来表达（使用数学术语，第二阶张量，通常是对称的）二、TDS：总溶解固体（英文：Totaldissolvedsolids），又称溶解性固体总量，测量单位为毫克/升（mg/L）,它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。TDS值越高，表示水中含有的杂质越多。总溶解固体指水中全部溶质的总量，包括无机物和有机物两者的含量。一般可用电导率值大概了解溶液中的盐份，一般情况下，电导率越高，盐份越高，TDS越高。在无机物中，除开溶解成离子状的成分外，还可能有呈分子状的无机物。由于天然水中所含的有机物以及呈分子状的无机物一般可以不考虑，所以一般也把含盐量称为总溶解固体。但是在特定水中TDS并不能有效反映水质的情况。比如电解水，由于电解过的水中HO-等带电离子显著增多，相应的导电量就异常加大。它和电导率往往存在一种相通的关系，有时候TDS也可以用来表示电导率，两者的关系：1TDS=2μS其中μS为电导率的单位。国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中对饮用自来水的溶解性总固体（TDS）有限量要求：溶解性总固体≤1000mg/L三、盐度：盐度的定义经历了几个阶段，1）克纽森盐度公式在本世纪初，克纽森(Knudsen)等人建立了盐度定义，当时的盐度定义是指在1000g海水中，当碳酸盐全部变为氧化物、溴和碘以氯代替，所有的有机物质全部氧化之后所含固体物质的总数。其测量方法是取一定量的海水，加盐酸和氯水，蒸发至干，然后在380℃和480℃的恒温下干燥48h，最后称所剩余固体物质的重量。用上述的称量方法测量海水盐度，操作十分复杂，测一个样品要花费几天的时间，不适用于海洋调查，因此，在实践中都是测定海水的氯度，根据海水的组成恒定性规律，来间接计算盐度，氯度与盐度的关系式(克纽森盐度公式)如下：S‰=0.030+1.8050Cl‰克纽森的盐度公式使用时，用统一的硝酸银滴定法和海洋常用表，在实际工作中显示了极大的优越性，一直使用了70年之久。但是，在长期使用中也发现，克纽森的盐度公式只是一种近似的关系，而且代表性较差；滴定法在船上操作也不方便。于是人们寻求更精确更快速的方法。2）重新定义盐度与氯度的上述关系式，建立在海水组成恒比规律的基础上，这是不严格的；况且当时所取的水样，多数为波罗的海表层水，难以代表整个大洋水的规律。实际上，关系式中的常数项0.030，不符合大洋海水盐度变化的实际情况。根据海水的电导率取决于其温度和盐度的性质，通过测定其电导率和温度就可以求得海水的盐度。1950年以后，电导盐度计的研究和发展，使盐度的测定方法得到简化，精密度也提高，比测定氯度后计算盐度的方法，更加准确和方便。因此，联合国教科文组织(UNESCO)、国际海洋考察理事会(ICES)、海洋研究科学委员会(SCOR)和国际海洋物理科学学会(IAPSO)4个国际组织联合发起，于1962年5月召开会议，成立了海水状态方程式联合小组。此小组于1963年第二次会议上改名为“海洋用表与标准联合专家小组(JPOTS)”。经过多次讨论和研究,为了保持历史资料的统一性，将盐度公式改为S‰=1.80655Cl‰R.A.考克斯等对采自各大洋和海区的135个水样(深度在100米以内)的氯度值进行了准确的测定，按上述公式换算成盐度，并测定了电导比R15,得到S‰与R15关系的多项式S‰=-0.08996+28.2970R15+12.80832R215-10.67869R315+5.98624R415-1.32311R515式中R15为一个标准大气压和15°C条件下海水样品与S=35.000的标准海水电导率的比值。1966年,JPOTS推荐这多项式为海水盐度定义。同年，联合国教科文组织和英国国立海洋研究所出版的《国际海洋用表》，其中的盐度数据，就是采用上述测定电导率后换算成盐度的方法。3）实用盐度标度20世纪70年代以后，现场仪器如电导-温度-深度仪(CTD)等的应用，越来越多,而国际海洋用表(1966)中没有包括10°C以下的盐度数据，致使低于10°C的现场测定结果,无法统一。此外,测定了1967～1969年制备的标准海水，还发现用电导法测得的盐度，和从氯度换算得到的不一致，而出现了标准海水作为电导率标准的可靠性问题。因此JPOTS决定使用标准氯化钾溶液标定标准海水，并推荐1978年实用盐度标度。本来，绝对盐度(SA)为海水中溶质质量和海水质量的比值，但它实际上不能直接测定,故用K15定义海水的实用盐度(S)来表达海洋观测的结果。S=a0+a1K1/215+a2K15+a3K3/215+a4K215+a5K5/215a0=0.0080a1=-0.1692a2=25.3851a3=14.0941a4=-7.0261a5=2.7081Σai=35.00002≤S≤42式中K15是在15°C和一个标准大气压的条件下,海水样品电导率和质量比为32.4356×10-3的氯化钾溶液电导率的比值。当K15准确为1时，S恰好等于35。实用盐度值为过去盐度值的1000倍，例如，过去盐度值为0.03512（即35.12‰），实用盐度值则为35.12。从定义的实用盐度公式可以看出，氯度被看作是和实用盐度无关的一个独立变量。实用盐度的通用标准仍为标准海水，后者除标有氯度值外，尚标有K15值。所以从上述文章的描述可以发现，电导率，TDS，盐度不是同一个概念，但是三者之间是有密切的关系的。