คอนดักติวิตี้ Conductivity (EC) หรือการนำไฟฟ้าของน้ำคือการวัดความสามารถของน้ำในการผ่านกระแสไฟฟ้า เนื่องจากเกลือ ละลายและสารเคมีอนินทรีย์อื่นๆ ทำให้น้ำนั้นนำกระแสไฟฟ้าได้ ค่า Conductivity จะเพิ่มขึ้นเมื่อความเค็ม หรือน้ำนั้นมีแร่ธาตุต่างๆ เพิ่มขึ้น อุณหภูมิยังส่งผลต่อการนำไฟฟ้าด้วยยิ่งน้ำอุ่น ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น
ความนำไฟฟ้าของสาร (คอนดักติวิตี้) ถูกกำหนดให้เป็น “ความสามารถในการนำหรือส่งผ่านไฟฟ้า” มีหน่วยเป็นซีเมนส์ต่อเมตร [S/m] ในหน่วย SI แต่ที่นิยมใช้คือไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (µS/cm) และ มิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm)
แต่ยังมีอีกหน่วยคือมิลลิโมห์ต่อเซนติเมตร [mmho/cm] ซึ่งหน่วยโมห์ MHO ซึ่งเป็นหน่วยความนำไฟฟ้าที่นิยมใช้ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งหน่วย MHO เป็นส่วนกลับของโอห์ม OHM นั่นเอง (เขียนกลับกัน)
| มาตรฐาน | หน่วย |
|---|---|
| SI units | Siemens per meter [S/m] |
| U.S units | millimhos per centimeter [mmho/cm] |
หมายเหตุ:
คอนดักติวิตี้ Conductivity (EC = Electrical Conductivity) หรือการนำไฟฟ้าของน้ำ ทั้งหมดมีความหมายเดียวกัน
สาเหตุของความนำไฟฟ้าในน้ำ
เนื่องจากแร่ธาตุต่างๆ และ/หรือเกลือที่มีอยู่ในน้ำนั้นทำให้น้ำสามารถนำกระแสได้ การวัดค่าการนำไฟฟ้าจึงใกล้เคียงกับความเข้มข้นของเกลือหรือความเค็มโดยรวมมาก
ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ประจุไฟฟ้าหรือไอออนเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเกลือและสารเคมีอนินทรีย์บางชนิดเริ่มละลายในน้ำ อนุภาคเหล่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถของน้ำในการนำไฟฟ้าได้โดยตรง ซึ่งหมายความว่าระดับไอออนที่สูงบ่งบอกถึงระดับการนำไฟฟ้าที่สูง ไอออนหลักที่พบในน้ำโดยส่วนมากได้แก่:
- โซเดียม (Sodium)
- คลอไรด์ (Chloride)
- แคลเซียม (Calcium) เป็นสาเหตุของความกระด้างของน้ำ
- แมกนีเซียม ( Magnesium) เป็นส่วนหนึ่งของความกระด้างของน้ำ
ช่วงของค่า Conductivityและการใช้งาน
เนื่องจากช่วงค่าการนำไฟฟ้าจะกำหนดปริมาณไฟฟ้าที่สามารถไหลผ่านน้ำได้ ช่วงค่าการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันจึงมีการใช้งานเฉพาะ
- 0-800 µS/cm : แหล่งน้ำดื่ม การชลประทาน และปศุสัตว์ทั้งหมด
- 800-2,500 µS/cm : การชลประทาน ปศุสัตว์ทั้งหมด และบางครั้งน้ำดื่ม (ควรใช้ช่วงสื่อกระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่า)
- 2,500-10,000 µS/cm : ไม่แนะนำให้ใช้อุปโภค ปลูกพืชเลี้ยงสัตว์
- >10,000 µS/cm: ช่วงนี้ไม่เหมาะสำหรับน้ำดื่มหรือการชลประทาน เฉพาะวัวเนื้อเท่านั้นที่สามารถใช้น้ำที่มีระดับ EC สูงในระดับนี้ได้
ความสัมพันธ์ระหว่าง EC และ TDS
TDS หรือ Total Dissolved Solids คือการวัดปริมาณแร่ธาติทั้งหมดในน้ำหรือสารละลาย ในหน่วยมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L) ในขณะที่ EC เป็นตัววัดกิจกรรมไอออนิกของสารละลายในแง่ของความสามารถในการส่งกระแสไฟฟ้า
ดังนั้นเราสามารถเปรียบเทียบกันได้อย่างสมเหตุสมผลระหว่าง TDS และ EC ที่วัดได้สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
TDS (มก./ลิตร) = 0.5 x EC (µS/cm) หรือ = 0.5 * 1000 x EC (mS/cm)
ความสัมพันธ์ข้างต้นยังสามารถใช้เพื่อตรวจสอบการยอมรับการวิเคราะห์ทางเคมีของน้ำได้อีกด้วย สำหรับน้ำเพื่อการเกษตรและการชลประทาน ค่า EC และ TDS จะสัมพันธ์กันและสามารถแปลงได้อย่างแม่นยำประมาณ 10% โดยใช้สมการต่อไปนี้:
TDS (มก./ลิตร) = 0.64 x EC ((µS/cm.)
ด้วยกระบวนการรีเวอร์สออสโมซิส น้ำจะถูกบังคับในเมมเบรนกึ่งซึมผ่านไม่ได้ โดยทิ้งสิ่งเจือปนไว้เบื้องหลัง กระบวนการนี้สามารถกำจัด TDS ได้ 95-99 % โดยได้น้ำบริสุทธิ์หรือน้ำบริสุทธิ์พิเศษ
ที่มาของข้อมูล
https://www.lenntech.com/applications/ultrapure/conductivity/water-conductivity.htm
ความสำคัญของคอนดักติวิตี้ในอุตสาหกรรม
คอนดักติวิตี้มีความสำคัญมากในการใช้งานทางอุตสาหกรรมเช่นในหอทำความเย็น (Cooling Tower) และหม้อไอน้ำ สภาพการนำไฟฟ้าของน้ำสามารถบอกได้ว่ามีสารเคมี แร่ธาตุ และสารที่ละลายอยู่ในน้ำมากแค่ไหน และนี่คือเหตุผลที่คอนดักติวิตี้ของน้ำมีความสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรม
หากปริมาณสารเคมี แร่ธาตุ และสารที่ละลายอยู่ในปริมาณสูง ก็มีโอกาสมีค่าการนำไฟฟ้าสูง ในกรณีการบำบัดน้ำเสีย หากค่าการนำไฟฟ้าของน้ำเปลี่ยนแปลงไปแสดงว่าน้ำเสีย
ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำมีความสำคัญอย่างมากสำหรับหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากปลาสามารถทนต่อการนำไฟฟ้าของน้ำได้ในระดับหนึ่ง
ดังนั้นการนำไฟฟ้าของน้ำจึงมีความสำคัญอย่างมากสำหรับอุตสาหกรรมประมง ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำยังเป็นประโยชน์ต่อการป้องกันหม้อไอน้ำ การวัดความเข้มข้นของสารเคมี การตรวจสอบสภาพแวดล้อม การตรวจสอบรีเวิร์สออสโมซิส ฯลฯ นอกจากนี้ ไอออนโครมาโทกราฟียังใช้การนำไฟฟ้าของน้ำอีกด้วย
