TDS یا Total Dissolved Solid یکی از مهم ترین پارامترهای فیزیکی آب است و اندازه کل مواد آلی و غیر آلی، یون ها، فلزات، کلسیم، منیزیم، کربنات، بی کربنات ها و نمک ها و غیره موجود در آب را نشان می دهد. به عبارت دیگر، این شاخص مخفف Total Dissolved Solid بوده و کل جامدات محلول در آب را اندازه گیری می کند. در حالت استاندارد مقدار TDS در آب آشامیدنی کمتر از 1000 میلی گرم در لیتر بوده و با افزایش آن طعم، بو و رنگ آب تغییر می کند. نکته بسیار مهم اینکه، این شاخص فقط مقدار کل مواد جامد محلول در آب را اندازه گیری می کند و نوع این مواد را نمی تواند تشخیص دهد. در ادامه به سوالاتی از قبیل TDS مخفف چیست و چطور اندازه گیری میشود، فرمول محاسبه آن چیست و چطور می توان مقدار این پارامتر را کاهش داد پاسخ می دهیم.
منابع افزایش TDS آب چیست؟
آب یکی از قوی ترین حلال ها به شمار می رود و بسیاری از فلزات، یون ها و نمک ها را براحتی در خود حل می کند. با توجه به اینکه آب در چه محیطی قرار دارد، مقدار و نوع مواد حل شده و متعاقبا TDS در آن نیز متفاوت خواهد بود. از مهم ترین منابع افزایش کل جامدات محلول در آب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- خاک و سنگ های موجود در مسیر عبور آب
- آب های جمع آوری شده از سطح شهرها
- لوله های فلزی آب
آیا tds بالا خطرناک است؟
از آنجا که tds تمام مواد محلول در آب را اندازه گیری می کند، لذا نمی توان به طور دقیق مشخص کرد که این مواد خطرناک هستند یا خیر؟ چون در برخی از مواقع ممکن است tds بالا باشد اما مواد مضر در آن وجود نداشته باشد. در حالت کلی اثرات tds بالا آب شامل موارد زیر است:
- افزایش بیش از اندازه این شاخص باعث تغییر طعم آب شده و مزه آن شور و گاها تلخ میشود.
- مواد محلول در آب در حین عبور از لوله و تاسیسات منجر به تشکیل لایه های رسوبی میشود
- بر روی ظروف بعد از شستشو با این آبها لکه های سفید ایجاد میشود
استاندارد tds آب آشامیدنی
در حالت استاندارد مقدار tds آب بهتر است کمتر از 300 باشد. اما با توجه به هزینه بر بودن تصفیه آب برای رسیدن به این مقدار، سازمان بهداشت جهانی مقدار این پارامتر را برای آب اشامیدنی کمتر از 900 معرفی کرده است. آب هایی که این پارامتر در آنها کمتر از 300 است در حالت عالی قرار داشته و بازه 600 تا 900 نشان دهنده معمولی بودن آب است. اگر tds آب بیشتر از 1200 باشد، به هیچ عنوان نباید استفاده شود.
در جدول زیر مقدار استاندارد tds در آب اشامیدنی ارائه شده است:
| مقدار tds | وضعیت آب |
| کمتر از 300 | عالی |
| بین 300 تا 400 | خوب |
| بین 400 تا 500 | معمولی |
| بین 500 تا 1200 | بد |
| بیشتر از 1200 | غیرقابل استفاده |
در جدول زیر مقدار استاندارد tds برای قهوه و اسپرسو و آب مقطر را می توانید مشاهده کنید:
| tds مناسب برای دم آوری قهوه | 75 تا 250 میلی گرم بر لیتر |
| آب مقطر | صفر |
| بهترین tds برای اسپرسو | 70تا 100 میلی گرم بر لیتر |
فرق TDS و سختی آب
یکی از پارامترهای بسیار مهم در آب، درجه سختی آن است که در اغلب مواقع با TDS یکسان در نظر گرفته میشوند. سختی آب در واقع مقدار کربنات و بی کربنات های موجود در آب است و به سایر انواع مواد جامد محلول در آب ارتباط ندارد و با سختی گیر رزینی کاهش پیدا می کند. این در حالیست که TDS تمام مواد جامد محلول در آب را شامل میشود. به طوریکه ممکن است آب با TDS بالا درجه سختی زیادی نداشته باشد و دلیل افزایش این شاخص سایر فلزات و یون ها و املاح در آب باشند.
فرق TDS و TSS چیست؟
شاخص دیگری که به کیفیت آب مربوط است و با TDS یکسان در نظر گرفته میشود، TSS می باشد. TSS پارامتری است که با آن تمام مواد جامد معلق در آب که امکان عبور از فیلترها را نداشته و اندازه آنها کمتر از 2 میکرون باشد را اندازه گیری می کند. در TDS جامداتی که در آب حل شده اند هدف هستند و در TSS جامدات ریز معلق در آب اندازه گیری میشوند و به همین دلیل کاملا با هم فرق دارند.
ارتباط PH و TDS چیست؟
PH آب یا خاصیت اسیدی آب و TDS هر دو از پارامترهای کیفیت و بسیار مهم آب به شمار می روند که هیچ ارتباطی با یکدیگر ندارند. چون این دو پارامتر ویژگی های متفاوتی از آب را اندازه گیری می کنند. TDS همان طور که اشاره شد برای اندازه گیری مقدار مواد کربناتی و بی کربناتی موجود در آب بوده و خاصیت اسیدی میزان یون هیدروژن موجود در آب را اندازه گیری می کند. این دو فاکتور نمی توانند همیشه یک اثر مستقیم بر یکدیگر داشته باشند.
رابطه tds با هدایت الکتریکی (فرق tds و ec)
هدایت الکتریکی یا ec آب یکی از فاکتورهای مهم در آب است که میزان قدرت آب در هدایت انرژی الکتریسیته را نشان می دهد. هر اندازه در آب یون بیشتری وجود داشته باشد، به همان نسبت هدایت الکتریکی آن نیز افزایش پیدا می کند. در حالت کلی نمی توان ارتباط مشخص و ثابتی را میان این دو پارامتر در نظر گرفت، اما افزایش و کاهش آنها بر هم اثر دارند.
به عنوان مثال در آب های رقیق می توان رابطه tds=0.5 ec را در نظر گرفت. با توجه به نوع آب و مقدار یون های موجود در آن این رابطه با تغییر مواجه می شود. در آب های شهری این رابطه tds=0.55 ec است. در نتیجه می توان گفت، این سوال که فرق tds با ec چیست، کاملا اشتباه است. این دو هر یک مقادیر متفاوتی را اندازه گیری کرد. اما کاملا بر هم اثر می گذارند.
فرق tds و th (فرق tds و سختی کل آب)
سختی آب دو نوع موقت و دائم است که بر اساس نوع مواد موجود در آب دسته بندی می شوند. th (total hardness) نشان دهنده سختی کل آب است که از مجموع سختی موقت و دائم بدست می آید. با توجه به اینکه مواد محلول در آب می توانند یون ها، کاتیون ها و حتی مواد آلی و غیر آلی باشند، لذا بخشی از آن th را شامل می شود. به عبارت دیگر، مقدار یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب همزمان در مقدار tds و th نقش دارند. به طوریکه در برخی از آب ها سختی کل زیرمجموعه ای از tds است.
روش اندازه گیری TDS
به دلیل تاثیر منفی بالا بودن این فاکتور بر سلامت بدن، در مراحل تصفیه لازم است این شاخص اندازه گیری شود. استاندارد اندازه گیری TDS، ppm است که مقدار واحد در میلیون را نشان می دهد و بر حسب میلی گرم در لیتر نیز اندازه گیری انجام میشود. برای اندازه گیری tds روش های متعددی وجود دارد که رایج ترین آنها می توان به استفاده از دستگاه tds متر اشاره کرد. این دستگاه را در ظرف آب قرار دهید تا مقدار پارامتر روی صفحه آن نمایش داده شود.
در دستگاه های tds متر در واقع میزان خاصیت رسانایی آب اندازه گیری میشود. چون با افزایش مقدار مواد جامد محلول در آب، قدرت رسانایی آب کاهش پیدا می کند. هر اندازه قدرت رسانایی کمتر باشد، به همان نسبت نیز tds افزایش پیدا می کند.
در ازمایشگاه ها از روش های دیگری نیز برای اندازه گیری tds استفاده میشود. در این رو ابتدا مقدار مشخصی از آب را داخل بوته چینی قرار داده و وزن آن اندازه گیری میشود. سپس این ظرف در حمام بخار قرار میگیرد تا تبخیر انجام شود. بعد از اتمام مرحله تبخیر، این ظرف به مدت 2 ساعت در دمای 180 درجه سانتی گراد قرار میگرد. در نهایت بعد از سرد شدن بوته چینی وزن آن اندازه گیری شده و از طریق رابطه زیر tds محاسبه میشود:
فرمول محاسبه TDS
TDS=(A-B)*1000/A
- A: وزن آب در اولیه
- B: وزن آب بعد از تبخیر
بر اساس مقادیر بدست آمده از طریق این فرمول و جدول زیر می توان آب را دسته بندی کرد:
- مقدار کمتر از 1000 میلی گرم بر لیتر: آب آشامیدنی استاندارد
- بین 1000 تا 10 هزار: آب کمی شور
- بین 10 تا 30 هزار: آب خیلی شور دریا
- بیشتر از 30 هزار: آب نمک و غیر قابل آشامیدن
نحوه کاهش TDS آب
بالا بودن مقدار کل مواد جامد محلول در آب تاثیر زیادی بر طعم آن دارد و سلامتی را تحت تاثیر قرار می دهد. به همین دلیل به شیوه های مختلف تلاش میشود تا tds کاهش پیدا کند. از جمله روش های کاربردی در این زمینه می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده از اسمز معکوس
استفاده از دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی و صنعتی یکی از روش های کاربردی برای کاهش tds است. در این دستگاه ها به کمک ممبران های تعبیه شده مواد جامد محلول در آب جداسازی میشوند. در آب شیرین کن صنعتی از روش اسمز معکوس استفاده میشود و آب شور با فشار پمپ به سمت آب شیرین هدایت شده و در این مسیر فیلتراسیون انجام میشود.
کاهش TDS آب با تقطیر
از دیگر روش های کاهش tds می توان به تقطیر اشاره کرد. در این روش آب در دمای بسیار بالا به بخار تبدیل شده و سپس با کاهش دما روی سطوح مورد نظر قرار میگیرد. در این مرحله مواد جامد که دمای ذوب بالاتری نسبت به آب دارند، در کف مخزن ته نشین میشوند. بخار آب مجدد به قطرات آب تبدیل شده و به عنوان آب با تی دی اس پایین استفاده می شود.
کاهش TDS آب با الکترولیز
یکی از روش های مقرون به صرفه در این زمینه، استفاده از الکترولیز است. با استفاده از الکترودهای مثبت و منفی می توان یون های موجود در آب را جدا کرد. این روش با هزینه کم راه اندازی میشود اما در مقیاس آزمایشگاهی بیشتر استفاده می گردد.
جمع بندی
یکی از پارامترهای مهم در بررسی کیفیت و استاندارد بودن آب، tds یا کل مواد محلول در آب است. این شاخص تمام مواد محلول در آب اعم از نمک ها، فلزات، یون ها، کربنات و بی کربنات ها و غیره را شامل شده و با سختی آب متفاوت است. برای اندازه گیری این شاخص از دستگاه های tds متر استفاده شده و برای کاهش آن می توان از دستگاه های تصفیه آب خانگی و آب شیرین کن ها استفاده کرد.
