TDS-метр (солемер) и его применение в быту и на производстве

TDS-метр
Помимо молекул Н₂О, вода содержит огромное количество растворенных в ней веществ. Совокупность этих веществ определяет химический состав воды.
Среди основных примесей в воде можно выделить неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Количество солей в родниковой воде обусловлено природными условиями и существенно варьируется в разных геологических регионах. В городских условиях, кроме природных факторов, на химический состав воды влияют промышленные сточные воды, городские дождевые стоки, хлорирование воды и т.п.

Растворенные в воде вещества определяют вкус и запах воды, а также ее воздействие на живые организмы и механические системы.

Концентрацию растворенных в воде солей позволяет измерить TDS-метр или просто солемер (TDS расшифровывается как total dissolved solids – общее содержание растворенных твердых веществ). Принцип действия солемера достаточно прост и основан на прямой зависимости электропроводности раствора (силы тока между электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений.

Для того чтобы определить концентрацию в воде солей, достаточно налить ее в небольшую емкость и опустить электроды прибора в воду. После этого на жидкокристаллическом экране солемер выведет результат в миллиграммах на литр (ppm).

Уход за TDS-метром и его калибровка

TDS-метр достаточно неприхотлив и не нуждается в тщательном уходе. Время от времени необходимо менять элемент питания и промывать электроды спиртом, дистиллированной или деионизованной водой.

Готовый для использования солемер изначально имеет заводскую калибровку, но для того чтобы быть уверенным в его точности существуют специальные калибровочные растворы (например, раствор соли NaCl). Для калибровки солемер оснащен кнопкой (цифровая калибровка) или специальным винтом (ручная калибровка). Обычно солемеры не нуждаются в этой процедуре очень часто и при условии аккуратного использования и надлежащего ухода хранят результаты калибровки в течение 1-2 лет.

Применение TDS-метра

Ниже описаны несколько самых распространенных примеров использования солемера.

Питьевая вода

Огромное влияние на состояние нашего организма оказывает вода, которую мы пьем каждый день. Концентрация солей (в частности кальция и магния) отвечает за жесткость воды. Высокая жесткость воды ухудшает ее органолептические свойства (свойства, воспринимаемые органами чувств человека: запах, привкус, окраска, мутность и т.п.), придавая ей горьковатый вкус. Жёсткая вода при умывании сушит кожу, она оказывает негативное действие на органы пищеварения, способствует образованию мочевых камней.

С помощью солемера можно определить, пригодна вода для питья или нуждается в дополнительной очистке. На сегодняшний день, однако, нет единого мнения о том, какой уровень солей является оптимальным для человеческого организма. Максимально допустимая величина общей минерализации воды согласно российским стандартам составляет 1000 мг/л. В США верхним пределом является величина 500 мг/л.

Необходимо, однако, отметить, что вода с низкой концентрацией солей (меньше 10 мг/л) практически не обладает вкусом и запахом. В такой воде очень хорошо растворяются вещества (например, чай, кофе и др.). Она не придает неприятный привкус напиткам или кулинарным блюдам. Воду с низкой минерализацией можно получить с помощью фильтров обратного осмоса.

Фильтры обратного осмоса

Особенно важен солемер при использовании фильтров, работающих по принципу обратного осмоса. Такие фильтры обычно имеют несколько ступеней фильтрации. На первых ступенях из воды удаляются нерастворенные механические примеси и летучие органические вещества. Затем вода проходит через основной фильтрующий элемент системы – мембрану из полупроницаемого материала. Обраноосмотическая мембрана полностью задерживает вредные примеси, которые нельзя задержать другими видами фильтров. Однако срок службы мембраны сильно зависит от состава исходной воды (то есть, от ее предварительной очистки). Особенно пагубно сказываются на мембране соли жесткости, растворенное железо, органические соединения.

Засорение мембраны фильтра ведет к дополнительным затратам электроэнергии и в перспективе к выходу из строя всей установки осмоса. При засорении мембраны уменьшается скорость прохождения воды через фильтр и создается дополнительное давление на мембрану. Большой напор воды может привести к механическому повреждению мембраны и повышению концентрации солей в отфильтрованной воде.

Солемер поможет определить время, когда мембрану пора заменить или промыть. Перед использованием фильтра измерьте солемером воду на входе, а затем, используя тот же солемер, измерьте концентрацию солей в воде на выходе; запишите значения. По истечении некоторого времени повторите замер. Если концентрация солей на выходе поднялась значительно выше первоначальных показаний – это знак, что мембрану пора заменить.

Аквариумистика

Солемер поможет Вам подобрать уровень жесткости воды наиболее благоприятный для жизни аквариумных рыбок и организовать подходящие условия для их размножения. Одним видам рыб необходима мягкая вода, другим – средней жесткости или даже жесткая. Изменение солености воды позволяет стимулировать нерестовую активность некоторых видов рыб (например, цихлид). Кроме того, практика показывает, что перемещение развивающейся икры из мягкой воды с малой соленостью в более жесткую подсоленную, и наоборот, облегчает прорыв оболочки и выклев эмбрионов (например, у стуризом, хилодусов и т.п.).

Растения

Постоянный полив жесткой водой неблагоприятен для растений, так как вследствие этого в почве повышается содержание извести, и она становится более щелочной. Из-за этого важнейшие питательные вещества, которые в ней содержатся, оказываются заблокированными и недоступными для растений. Поэтому их листья светлеют, а затем начинают желтеть. Особенно чувствительны к щелочной среде следующие растения: азалия антуриум, гортензия, а также все виды бромелиевых, орхидей и папоротников.

С помощью солемера можно измерить жесткость воды, которая используется для полива цветов. Если ее жесткость не превышает 4,5 мг-экв/л (миллиграмм-эквивалент на литр), то беспокоиться не стоит, так как основному большинству растений такая вода подходит. Если жесткость воды находится в пределах 4,5 - 6,5 мг-экв/л, то нужно проследить за состоянием растений, чувствительных к содержанию извести. Если же жесткость воды больше 6,5 мг-экв/л, ее необходимо предварительно подготавливать для полива.

Уход за автомобильным аккумулятором

Автомобильная аккумуляторная батарея состоит из двух свинцовых пластин, погруженных в электролит (раствор серной кислоты). Со временем вода из раствора может испаряться, что приводит к понижению уровня электролита. Если уровень электролита опускается ниже пластин, это приводит к деформации верхней части пластин от окисления воздухом. При этом пластины прекращают проводить ток и батарея перестает работать. Для того чтобы не допустить понижение уровня электролита, его необходимо периодически разбавлять дистиллированной водой. Заливать в ячейки можно только дистиллированную воду, так как минеральные соли даже в очищенной питьевой воде могут повредить пластины и сократить жизнь самого аккумулятора. С помощью солемера можно определить пригодность воды для разведения электролита. Обычно уровень солей в дистиллированной воде составляет 0 – 5 мг/л.

Промышленность

Контроль воды важен не только в домашнем применении, но также на производстве, при промышленной очистке воды. В пищевой промышленности уровень солей в воде – важный параметр. Жесткость воды приводит к изменению ее вкусовых качеств, а это, в свою очередь, может существенно повлиять на вкус конечного пищевого продукта.

Жесткая вода является причиной коррозии труб в бассейнах и водопроводных системах. Установка солемера позволяет вести постоянный контроль за жесткостью воды и предотвращать разрушение труб.

Солемер находит широкое применение, как в повседневном быту, так и на производстве. Он незаменим при контроле качества питьевой или дистиллированной воды, выращивании аквариумных рыб, уходе за цветами. И это далеко не полный перечень применения этого простого и универсального прибора. Где Вы найдете применение солемеру, зависит только от Вашей фантазии.