การนำไฟฟ้าของน้ำ (Conductivity) EC คือการวัดความสามารถของน้ำในการผ่านกระแสไฟฟ้า เนื่องจากเกลือที่ละลายน้ำและสารเคมีอนินทรีย์อื่น ๆ จะนำกระแสไฟฟ้า ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเค็มเพิ่มขึ้น สารประกอบอินทรีย์ เช่น น้ำมัน นำกระแสไฟฟ้าได้ไม่ดีนัก จึงมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำเมื่ออยู่ในน้ำ ค่าการนำไฟฟ้าได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิเช่นกัน ยิ่งน้ำอุ่นมาก ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น
ความสำคัญของค่า Conductivity ของน้ำ
การนำไฟฟ้ามีประโยชน์ในการวัดคุณภาพน้ำโดยทั่วไป แหล่งน้ำแต่ละแห่งมีแนวโน้มที่จะมีช่วง Conductivity การนำไฟฟ้าที่ค่อนข้างคงที่ ซึ่งเมื่อสร้างแล้ว สามารถใช้เป็นพื้นฐานในการเปรียบเทียบกับการวัดค่าการนำไฟฟ้าปกติ การเปลี่ยนแปลงการนำไฟฟ้าที่สำคัญอาจเป็นตัวบ่งชี้ว่ามีการปลดปล่อยหรือแหล่งมลพิษอื่น ๆ เข้าสู่ทรัพยากรทางน้ำ
การเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (มักจะเพิ่มขึ้น) ค่า conductivity ของน้ำอาจบ่งชี้ว่าการปลดปล่อยหรือแหล่งรบกวนอื่น ๆ ได้ลดสภาพสัมพัทธ์หรือสุขภาพของแหล่งน้ำและสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไป การรบกวนของมนุษย์มีแนวโน้มที่จะเพิ่มปริมาณของของแข็งที่ละลายในน้ำซึ่งส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แหล่งน้ำที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงอาจมีตัวบ่งชี้อื่นๆ ที่บกพร่องหรือเปลี่ยนแปลงเช่นกัน
หน่วยการวัด
หน่วย SI (International Systems of Units) ของค่า Conductivity การนำไฟฟ้าคือซีเมนส์ต่อเมตร (S/m)
ถึงแม้ว่าหน่วย SI คือซีเมนส์ต่อเมตร (S/m) แต่ในทางปฎิบัติค่า Conductivity ในน้ำไม่สูงมากนักจึงนิยมใช้เป็นไมโครซีเมนส์/เซ็นติเมตร (µS/cm) และค่า Conductivity จะเพิ่มขึ้นจริงเมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ดังนั้น EC มักจะถูกบันทึกที่ 25°C โดยมีอุณหภูมิและ EC พร้อมกัน หน่วยวัดอื่นสำหรับ EC คือ mS/cm หรือมิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร
1 mS/cm = 1000 µS/cm
ดูรายละเอียดเครื่องวัด Conductivity ของน้ำที่ https://www.neonics.co.th/หมวดหมู่สินค้า/ec-meter
ความสัมพันธ์ระหว่างค่า EC (Conductivity) กับ TDS (Total Dissolved Solids)
เครื่องวัดโดยทั่วไปจะทำการวัดค่า EC การนำไฟฟ้าและใช้ในการคำนวณค่า TDS (Total Dissolved Solids) โดยอิงจากการสันนิษฐานว่าของแข็งที่ละลายในน้ำมีลักษณะเป็นไอออนเป็นส่วนใหญ่ และทราบความสัมพันธ์ระหว่างไอออนที่ละลายในน้ำกับค่าการนำไฟฟ้า
TDS ใช้หน่วยของ mg/L (ppm) หรือ g/L (ppt) ใน TDS Meter บางรุ่นผู้ใช้สามารถป้อนปัจจัยการแปลงค่า TDS ได้ ในขณะที่ TDS Meter ทั่วไปใช้ปัจจัยการแปลงค่าเป็น 0.50 โดยอัตโนมัติ
ค่า TDS factor สำหรับสารละลายไอออนิกเข้มข้นคือ 0.5 ในขณะที่สารละลายไอออนิกอ่อน (เช่น ปุ๋ย) จะเท่ากับ 0.7
TDS = แฟกเตอร์ x EC₂₅
หมายเหตุ
- EC₂₅ = ค่า EC ที่อุณหภูมิ 25 °C
- ตัวอย่างเช่น: ค่าการนำไฟฟ้า 100 μS/ซม. คือ TDS 50 ppm เมื่อปัจจัยคือ 0.5
ความสำคัญของการนำน้ำในการใช้งานทางอุตสาหกรรม
การนำไฟฟ้าของน้ำมีความสำคัญมากในการใช้งานทางอุตสาหกรรม เช่น หอหล่อเย็นและหม้อไอน้ำ ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำสามารถให้แนวคิดเกี่ยวกับปริมาณสารเคมี แร่ธาตุ และสารที่ละลายในน้ำได้ และนี่คือเหตุผลที่ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำมีความสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรม หากสารเคมี แร่ธาตุ และสารที่ละลายในน้ำมีมาก ก็มีโอกาสที่จะนำน้ำได้สูง ในกรณีของการบำบัดน้ำเสียหากค่าการนำไฟฟ้าของน้ำเปลี่ยนแปลงแสดงว่าน้ำกลายเป็นมลพิษ ในภาษาอุตสาหกรรมเรียกว่าการรั่วไหลของสิ่งปฏิกูล นอกจากนี้ยังมีความสำคัญด้านการนำไฟฟ้าของน้ำในการใช้งานทางอุตสาหกรรมอีกด้วย
การนำไฟฟ้าของน้ำมีความจำเป็นอย่างมากสำหรับหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากปลาสามารถทนต่อค่าการนำไฟฟ้าของน้ำได้ในระดับหนึ่ง ดังนั้นค่าการนำไฟฟ้าของน้ำจึงมีความจำเป็นอย่างมากสำหรับอุตสาหกรรมการประมง ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำยังมีประโยชน์สำหรับการป้องกันหม้อไอน้ำ การวัดความเข้มข้นของสารเคมี การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม การตรวจสอบออสโมซิสย้อนกลับ เป็นต้น นอกจากนี้ โครมาโตกราฟีแบบไอออนยังใช้ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำอีกด้วย
pH และค่า conductivity ของน้ำ
ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม น้ำส่วนใหญ่จะใช้เพื่อขจัดสิ่งเจือปนทางชีวภาพ สารเคมี แร่ธาตุ ค่า pH ที่ผิดปกติ pH คือการวัดความเป็นกรดของน้ำหรือดิน ค่า pH ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนเป็นอย่างมาก หากจำนวนไฮโดรเจนไอออนมีมากขึ้น จะทำให้สารมีความเป็นด่างมากขึ้น และยังเพิ่มระดับของไอออนที่มีประจุลบซึ่งทำให้เป็นกรดมากขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับสัญญาณของประจุ ไม่ว่าจะเป็นค่าลบหรือค่าบวก หากจำนวนประจุมีมากขึ้นในสารละลาย ค่าการนำไฟฟ้าจะสูงขึ้น ดังนั้นหากสารละลายมีความเป็นกรดหรือด่างมากกว่า ค่า Conductivity ของสารละลายก็จะสูงขึ้น ดังนั้นวัสดุที่เป็นกรดหรือเป็นด่างอย่างแรงจึงมีการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า
วัสดุที่มีค่า pH ใกล้เคียงเป็นกลางมีค่าการนำไฟฟ้าน้อยกว่า ค่า pH และค่าการนำไฟฟ้ามีการใช้งานที่หลากหลายในหลายพื้นที่ ในตู้ปลา เราสามารถตรวจสอบความเค็มของน้ำได้ง่ายๆ โดยใช้เครื่องวัดค่า pH หรือเครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้า การนำไฟฟ้าของน้ำยังมีประโยชน์ต่อการเกษตรอีกด้วย เราสามารถวัดความเค็มของดินและแร่ธาตุที่ละลายในน้ำได้ ซึ่งจะทำให้เราเข้าใจว่าจำเป็นต้องใช้ปุ๋ยหรือไม่