电导率及TDS在水草缸上的应用(电导率及TDS在水草缸上的应用)

电导率是用来描述物质中电荷移动难易程度的参数。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。

根据欧姆定律,电导率(G)--电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。电导率在淡水领域的测量单位是 μS/cm,在海水领域的测量单位是mS/cm。

TDS 是英文 total dissolved solids 的缩写,中文译名为溶解性总固体,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总固体。TDS值的测量工具一般是用TDS笔,其测量原理实际上是通过测量水的电导率从而间接反映出TDS值。在物理意义上来说,水中溶解物越多,水的TDS值就越大,水的导电性也越好,其电导率值也越大。通俗的讲:TDS值代表了水中溶解物杂质含量,TDS值越大,说明水中的杂质含量越多。

电导率与TDS之间存在一定的换算关系,简单来说电导率的数值约为TDS的2倍。(见下图)

电导率及TDS在水草缸上的应用(电导率及TDS在水草缸上的应用)(1)

正因为存在这种比较确定的对应关系,所以我们可以用测量电导率的方法来估算溶液的TDS值,一般是使用TDS笔(见下图)。TDS笔使用方法:打开TDS笔探针盖,按下标有ON/OFF的按钮,待液晶屏显示后,将TDS笔插入被测水中,待数值稳定后,按下“HOLD”钮,拿出TDS笔即可读取数值,测试完毕后,最好用吸水纸将TDS笔的探针擦拭干净。

电导率及TDS在水草缸上的应用(电导率及TDS在水草缸上的应用)(2)

在天然的水域里,提升硬度(总硬度和碳酸硬度)的离子占了导电度最重要的部分。透过阴阳离子的正负电荷,在水中会产生电流。我们所测量的就是在正负两极中流动的电流。水中如果溶解了大量的盐类,例如海水中,也就会产生许多的电流,导电度的数值于是就会很高。水中溶解的盐类如果很少,例如蒸馏水,产生的电流就会很少,导电度的数值就会很低。换水时常被拿来添加的"食盐",会大幅提升导电度,尽可能不要使用,除非动物活体有需要,例如生活在汽水区的鱼类。

德国城市阿伦(Aalen)自来水的导电度是 541 μS/cm。

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经逆渗透处理过后的纯水,导电度只有 12 μS/cm。

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常见导电度数值的例子:

蒸馏水 1 μS/cm

逆渗透处理过后的水 10-30 μS/cm

工业地区的雨水 60 μS/cm

农业地区的雨水 30 μS/cm

尼格罗河 8 μS/cm

亚马逊流域平均值 8-70 μS/cm

德国慕尼黑自来水 450 μS/cm

德国阿伦自来水 540 μS/cm

德国自来水平均值 100-1000 μS/cm

德国自来水上限 2000 μS/cm

海水 42 mS/cm = 42000 μS/cm

导电度实际运用实例:

不同的导电度也表示着不同的渗透压力。这个认识可运用在例如判断水草的受损。将一株原本栽培于导电度 150 μS/cm 的水草,换置到导电度 600-1000 μS/cm 的水质中,就会遭遇严重的问题,但也有可能无伤的渡过如此巨大的差异。反过来的话问题可就大了,例如沉水植物和水中栽培的植物。更有问题的,是水族馆贩卖缸内以食盐"处理"过的观赏鱼,在未经警告的情况下,突然放入正常自来水的环境中。

在理想的情况下,观赏鱼应该无例外的,以最接近其原产地的导电度数值来饲养。如果卵所在的水质,与天然环境的导电度有所偏离,便会产生严重的膨胀或皱缩,往往鱼类的繁殖便不会成功。导电度不论过高或过低,卵的孵化都不会有所收获。经逆渗透处理调整成适当的导电度的水,此时会很有帮助的。

水中的有害物质或污染物,例如硝酸,也可以从导电度的数值上得知。在一般的水族缸内,各种不同的物质如硝酸、磷酸、氯离子和其他的盐类,会不断的累积。所以我们能透过导电度的测量,和注入水族缸的新水做比较,得知何时该换水了。

水草成长良好且养殖密度很低的水族缸,有时候也会出现营养缺乏的状况。透过导电度的定期测量,也可确认变化的过程,并且重新添加营养。

滤材、水中饰物或者底床材质,是否也会释出盐类呢?有些产品宣称能"软化"水质,是否真有其事呢?是否发生了生物性脱钙作用?逆渗透设备的运转是否正常?以上的这些问题,也都可经由导电度的测量,来获得可靠的答案。

对于使用部分和完全去离子设施或者逆渗透设备的人,或者有心监控各种功能的玩家,甚至刻意以特定盐类来调整水质的人,导电度的测量是最佳的先决条件。

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