Total dissolved solids (นิยมเขียนย่อ TDS) คือปริมาณรวมของสารอนินทรีย์และอินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในของเหลวหรือน้ำ รวมถึงแร่ธาตุต่างๆ ซึ่งละลายอยู่ในน้ำ สารเหล่านี้มีอยู่ในรูปแบบแขวนลอยระดับโมเลกุล แตกตัวเป็นไอออน
น้ำบริสุทธิ์จะไม่นำไฟฟ้า (ไม่มีไอออน) ดังนั้นทำให้ค่า TDS เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำ เนื่องจากให้ข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนถึงความบริสุทธิ์ของน้ำและการมีอยู่ของสารต่างๆ ที่ละลายอยู่ ซึ่งอาจส่งผลต่อสุขภาพ รสชาติ และการใช้งาน
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับ Total dissolved solids คือ
Total dissolved solids ครอบคลุมสารที่ละลายอยู่ในน้ำหลายประเภท ซึ่งได้แก่
- เกลืออนินทรีย์: ส่วนใหญ่เป็นแคลเซียม แมกนีเซียม โพแทสเซียม โซเดียม ไบคาร์บอเนต คลอไรด์ และซัลเฟต
- อินทรียวัตถุ: รวมถึงสารอินทรีย์ที่ละลาย เช่น ซากพืชและสัตว์
- แร่ธาตุ: แร่ธาตุต่างๆ ที่ละลายลงในน้ำจากแหล่งธรรมชาติหรือจากกิจกรรมของมนุษย์
การวัด Total dissolved solids
โดยทั่วไป Total dissolved solids TDS จะวัดเป็นส่วนในล้านส่วน (ppm) หรือมิลลิกรัมต่อลิตร (มก./ลิตร) วิธีการวัดหลักๆ มี 2 วิธีคือ:
1. การวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก (Gravimetric method): วิธีการนี้เป็นแบบดั้งเดิมนี้เกี่ยวข้องกับการระเหยน้ำและชั่งน้ำหนักสิ่งตกค้างที่หลงเหลืออยู่ มีความแม่นยำสูงแต่ใช้เวลานานและไม่เหมาะกับการตรวจสอบเป็นประจำ
โดยหลักการ: นำตัวอย่างที่ผสมกันและกรอง จากนั้นนำน้ำไปอบแห้งจนระเหยที่อุณหภูมิ 180°C จากนั้นชั่งน้ำหนัก โดยวิธีการนี้ทำตามมาตรฐาน Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater APHA, AWWA, WEF, 23rd edition, 2017, part 2540 C (หรือเรียกย่อๆ ว่า APHA 2540 C)
ดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่ https://edgeanalytical.com/wp-content/uploads/Waste_SM2540.pdf
สูตรคำนวณค่า TDS
สรุปให้ง่ายต่อความเข้าใจคือวิธีนี้ใช้วิธีการทำให้น้ำระเหยแล้วนำสิ่งที่เหลือไปชั่งน้ำหนัก โดยมีหน่วยเป็นมิลลิกรัมต่อลิตร (mg/L)
2. ค่าการนำไฟฟ้า (EC): วิธีการทั่วไปที่ใช้ประมาณค่า TDS โดยการวัดค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ วิธีนี้เร็วกว่าและใช้กันอย่างแพร่หลายในการตรวจสอบและทดสอบเป็นประจำ
เราเรียกเครื่องมือนี้ว่า TDS Meter ซึ่งเป็นอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กที่ใช้ระบุปริมาณของแข็งที่ละลายทั้งหมดในน้ำ เนื่องจากของแข็งที่แตกตัวเป็นไอออนที่ละลายน้ำเช่น เกลือและแร่ธาตุ จะทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายเพิ่มขึ้น เครื่องวัดจะวัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายและประมาณค่า TDS จากการอ่านค่านั้น
สูตรการคำนวณ TDS จากค่าค่าการนำไฟฟ้า (EC):
ปัจจัยการแปลง (Convertion Factor) นี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับประเภทของของแข็งที่ละลายอยู่ในน้ำ แต่โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 0.7 ตัวประกอบเฉลี่ยที่ใช้กันทั่วไปคือ 0.65
เหมาะกับการทดสอบด้วยตนเองที่บ้าน ห้องปฎิบัติการ มหาวิทยาลัย และการทดสอบคุณภาพน้ำนอกสถานที่เพื่อต้องการผลการวัดที่รวดเร็ว
ความสำคัญของ Total dissolved solids
1.การประเมินคุณภาพน้ำ
ระดับ TDS ที่สูงอาจส่งผลต่อคุณภาพน้ำได้หลายวิธี:
- รสชาติ: น้ำที่มีค่า TDS สูงอาจมีรสขม เค็ม หรือโลหะ
- สุขภาพ: สารที่ละลายบางชนิดอาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพหากบริโภคในปริมาณมาก ตัวอย่างเช่น ไนเตรตหรือตะกั่วในระดับสูงอาจเป็นอันตรายได้
- ความสวยงาม: ค่า TDS สูงทำให้น้ำขุ่นและอาจทิ้งคราบบนอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้า
2.ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
Total dissolved solids ยังเป็นตัวแปรสำคัญในการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ระดับ Total dissolved solids ที่สูงในแม่น้ำ ทะเลสาบ และลำธารอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ ทำลายระบบนิเวศ และทำให้แหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติเสื่อมโทรม
3.ผลกระทบต่อสุขภาพ
แม้ว่าของแข็งที่ละลายในน้ำบางชนิดจะมีความจำเป็นต่อสุขภาพ เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม แต่บางชนิดก็อาจเป็นอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น:
- ไนเตรต: ระดับไนเตรตที่สูงอาจทำให้เกิดภาวะมีฮีโมโกลบินในเลือดหรือ “กลุ่มอาการทารกสีน้ำเงิน” ในทารก
- ตะกั่วและสารหนู: การสัมผัสกับโลหะเหล่านี้ในระยะยาวอาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพที่ร้ายแรง รวมถึงมะเร็งและความเสียหายทางระบบประสาท
การประยุกต์ใช้งานจริง
- น้ำดื่ม: ระดับ TDS ส่งผลต่อรสชาติ ความปลอดภัย องค์การอาหารและยา (หรืออ.ย) กำหนดแนะนำให้จำกัดไว้ที่ 500 มิลลิกรัมต่อลิตร (ppm) สำหรับน้ำดื่ม
- การเกษตร: เกษตรกรตรวจสอบระดับ Total dissolved solids เพื่อรับรองคุณภาพน้ำเพื่อการชลประทาน เนื่องจากหากค่าสูงอาจส่งผลต่อสุขภาพของดินและผลผลิตพืชผล
- ตู้ปลา: การรักษาระดับ TDS ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสุขภาพของปลาและพืชน้ำ
การลดหรือจัดการค่า Total dissolved solids ในน้ำ
เพื่อจัดการระดับ TDS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถใช้วิธีการรักษาต่างๆ ได้:
- รีเวิร์สออสโมซิส (RO): วิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัด TDS ได้ถึง 99% โดยการบังคับน้ำผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้
- การกลั่น: ต้มน้ำเพื่อผลิตไอน้ำ โดยทิ้งของแข็งที่ละลายไว้เบื้องหลัง จากนั้นกลั่นตัวไอน้ำกลับเป็นของเหลว
- การกำจัดไอออน: ใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อกำจัดอนุภาคที่มีประจุออกจากน้ำ
บทสรุป
การทำความเข้าใจและการจัดการปริมาณของแข็งที่ละลายทั้งหมด (TDS) ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองคุณภาพน้ำในการใช้งานต่างๆ ตั้งแต่น้ำดื่มไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรม
การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอและการรักษาที่เหมาะสมสามารถช่วยรักษาระดับ TDS ที่ปลอดภัยและเป็นที่ต้องการ ซึ่งส่งผลให้มีสุขภาพที่ดีขึ้น รสชาติดีขึ้น และมีการใช้ทรัพยากรน้ำได้ดีขึ้น
ไม่ว่าคุณจะเป็นเจ้าของบ้าน เกษตรกร หรือผู้ประกอบการอุตสาหกรรม การใส่ใจกับระดับ TDS สามารถสร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านคุณภาพน้ำและความเป็นอยู่โดยรวม