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眾所周知在純水制備過程中，水質(zhì)的電導(dǎo)率和TDS數(shù)值存在一定的關(guān)聯(lián)性。但是區(qū)別于前文闡述的COD和BOD的兩者之間所表征的內(nèi)容對象相對統(tǒng)一（詳見COD和BOD的概念和關(guān)系），電導(dǎo)率和TDS則完全是不同維度的表述。下面我們還是從最基礎(chǔ)的定義出發(fā)，簡單了解一下兩者的定義和關(guān)系。
電導(dǎo)率:Conductivity(electrical conductance，簡稱EC）,物理學(xué)概念，也可以稱為導(dǎo)電率。電導(dǎo)率是用來描述物質(zhì)中電荷流動難易程度的參數(shù)。生態(tài)學(xué)中，電導(dǎo)率是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。在公式中，電導(dǎo)率用希臘字母σ來表示。電導(dǎo)率σ的標(biāo)準(zhǔn)單位是西門子/米（簡寫為S/m），為電阻率ρ的倒數(shù)，即σ=1/ρ。
純水制備中常用電導(dǎo)率單位為μS/cm（微西門子每厘米），電阻率單位為MΩ*cm，1μS/cm*1MΩ*cm=1。
TDS：全稱Total dissolved solids，中文翻譯總?cè)芙夤腆w，又稱為溶解性固體重量，測量單位為毫克/升（mg/L）,它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固體。TDS值越高，表示水中含有的溶解物越多，其包括無機(jī)物和有機(jī)物兩者溶質(zhì)的總含量。
常見的溶質(zhì)有以鈣、鎂、鉀、鈉等陽離子和碳酸根、碳酸氫根、硫酸根、鹽酸根、硝酸根等陰離子組成的無機(jī)鹽（主要的離子狀無機(jī)物）、膠體、懸浮顆粒物、蛋白質(zhì)、病毒、細(xì)菌、微生物及其尸體以及更微小的重金屬離子等。
TDS=溶解有機(jī)物+分子狀無機(jī)物+離子狀無機(jī)物(溶解性無機(jī)鹽）
在純水制備過程中，原水多為市政自來水或水質(zhì)較好的天然水體，其所含的有機(jī)物及分子狀無機(jī)物整體含量有限，同時考慮到適當(dāng)預(yù)處理的存在，預(yù)處理過后的反滲透給水的TDS大體能反應(yīng)給水的含鹽量。此時給水和產(chǎn)水存在電導(dǎo)率越高，鹽分越高，TDS越高的弱相關(guān)。
TDS=[Ca+Mg+Na+K]+[CO3+HCO3+SO4+Cl+NO3]
結(jié)合實(shí)際情況，考慮到純水制備過程中原水來源中硫酸根、硝酸根離子含量有限，且中性低濃度狀態(tài)下碳酸鹽多以碳酸氫根離子形態(tài)為主，可簡化為
TDS=[Ca+Mg+Na+K]+[HCO3+Cl]
備注：軟化設(shè)備對鈣鎂離子含量影響較大，需要單獨(dú)考慮。
溶液的電導(dǎo)率為溶劑及溶質(zhì)的電導(dǎo)率之和，同時考慮到離子的電導(dǎo)率和離子大小、離子的電荷數(shù)、離子的濃度及溫度相關(guān)。在低濃度狀態(tài)下，我們可以通過極限摩爾電導(dǎo)率了解一下電導(dǎo)率和離子物質(zhì)的量之間的關(guān)系。以下是常見電解質(zhì)極限摩爾電導(dǎo)率的參考數(shù)據(jù)：
Na+：50.0 S*cm2*mol-1
Cl-：76.3 S*cm2*mol-1
K+：73.5 S*cm2*mol-1
NO3-：71.0 S*cm2*mol-1
H+：349.9 S*cm2*mol-1
OH-：198.5 S*cm2*mol-1
Mg2+：53.0 S*cm2*mol-1
SO42-：82.0 S* cm2* mol-1
Ca2+：59.5 S*cm2*mol-1
HCO3-：52.0 S*cm2*mol-1
需要注意的是，極限摩爾電導(dǎo)率的值與溫度、壓力、離子半徑等因素有關(guān)，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要進(jìn)行修正計算。此外，電解質(zhì)在不同溶劑中的極限摩爾電導(dǎo)率也有所不同。
備注：我們曾通過極限摩爾電導(dǎo)率計算過25℃時，超純水的極限電阻率接近18.3MΩ*cm.
換算成相對電導(dǎo)率（極限摩爾電導(dǎo)率比值*電荷數(shù)比值，以鈉離子為基準(zhǔn)值）如下：
參考TDS筆的設(shè)計原理，即以氯化鉀或442標(biāo)準(zhǔn)液作為基礎(chǔ)，測算出相應(yīng)的電導(dǎo)率與TDS的數(shù)值關(guān)系式（轉(zhuǎn)換公式）。實(shí)際運(yùn)用過程中，TDS筆通過通過在兩個或多個電極之間施加電壓。溶液中帶正電的離子（如鈉離子，鈣離子，鎂離子，氫離子等）向負(fù)電荷的電極移動，帶負(fù)電荷的離子（如氯離子，硫酸根離子，碳酸氫根離子等）將向正電荷的電極移動。離子的移動形成了電流。儀表通過檢測離子的移動確定電流，并根據(jù)轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)換成TDS數(shù)值。
所以TDS筆本質(zhì)上就是電導(dǎo)率測試筆！以氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)液（不同穩(wěn)定不同濃度下都有較高的電導(dǎo)率穩(wěn)定性）為例，在低濃度下其相應(yīng)的TDS與電導(dǎo)率理論比值（39.1+35.5）/（73.5+76.3）=0.50，這也是大家經(jīng)常說的TDS（ppm）=0.5DD（電導(dǎo)率，μs/cm）的說法由來。但是顯然這里面的約束條件比較苛刻，跟實(shí)際的使用環(huán)境有較大的差距。
考慮到氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)在不同溫度和濃度下電導(dǎo)率的穩(wěn)定性，商用TDS筆多采用其相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（另有442TDS標(biāo)準(zhǔn)液）。以下是某品牌相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
通過上表，我們可以發(fā)現(xiàn)相同導(dǎo)電率下對應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)液的TDS數(shù)值也是完全不一樣的。相對而言氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的線性關(guān)系較好，但442TDS標(biāo)準(zhǔn)溶液則本質(zhì)上更接近自然水體的成分組成。
所以當(dāng)不同品牌生產(chǎn)商生產(chǎn)的TDS筆因?yàn)闇y試標(biāo)準(zhǔn)液的不同，相應(yīng)的內(nèi)在轉(zhuǎn)換公式也會有所區(qū)別，但是其基本原理是相同的，也多具備溫度測量及補(bǔ)償計算，所以我們使用TDS筆得到的數(shù)據(jù)既為25℃時的標(biāo)準(zhǔn)值。
但是！也正是由于上述的工作原理，TDS筆本質(zhì)上無法有效分辨實(shí)際溶液的導(dǎo)電成分組成，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時基于不同標(biāo)準(zhǔn)液（多為氯化鉀或442標(biāo)準(zhǔn)液），其相關(guān)數(shù)值難免有所偏差。針對同一水質(zhì)，不同廠家的TDS筆數(shù)值也就自然不盡相同，同一TDS數(shù)值的兩種水質(zhì)，其實(shí)際的組成及含量也很難判斷。
其實(shí)在水處理領(lǐng)域真正關(guān)于TDS指標(biāo)要求少之又少。據(jù)柏楓楊所知，有明確TDS指標(biāo)要求的只有①《GB5749-2022生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中感官性狀及一般化學(xué)指標(biāo)（第34項(xiàng)）中≤1000mg/L的要求。
還有一個就是被所有凈水器廠家用來當(dāng)作論據(jù)或者反駁對象的②“世界衛(wèi)生組織”建議飲用水的最低TDS含量應(yīng)該為100mg/L。就我自己所在地級市而言，其市政自來水常年TDS數(shù)值為80-100，但是使用家用凈水器的人家卻比比皆是，顯然大家也都不太信任這個所謂的世界衛(wèi)生組織的建議。
相對于①標(biāo)準(zhǔn)雖然寬泛（絕大部分城市市政自來水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于此標(biāo)準(zhǔn)）但多少還是對水質(zhì)的一定要求不同，②標(biāo)準(zhǔn)更多的是民間倡導(dǎo)或呼吁，其本質(zhì)就跟TDS筆一樣，更像是有心者有意為之(just a joke)。
通過電導(dǎo)率測TDS顯然是一種很不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男袨椋矝]有科學(xué)上的邏輯關(guān)系，但是在家用凈水領(lǐng)域簡單量化凈化效果，或者在工業(yè)純水領(lǐng)域多少還是能反映出一定的水質(zhì)變化（有那么一點(diǎn)點(diǎn)，但是不多）。以下是網(wǎng)上廣泛流傳的電導(dǎo)率與TDS的數(shù)值換算公式，僅供參考
TDS=K*EC25,單位為mg/L既ppm。
EC25是經(jīng)溫度校正到25℃的電導(dǎo)率，單位μs/cm。
