هدایت الکتریکی EC یا (Electrical conductivity) از پارامترهای کیفیت آب است که میزان قدرت آب در انتقال جریان برق را اندازه گیری می کند. این شاخص در واقع نشان دهنده مقدار یون های آزاد در آب هستند که می توانند جریان برق را هدایت کنند. هر اندازه آب ناخالصی و املاح بیشتری داشته باشد، به همان نسبت احتمال افزایش شاخص هدایت الکتریکی نیز بیشتر افزایش پیدا خواهد کرد. در ادامه نحوه اندازه گیری، مقدار استاندارد EC آب آشامیدنی و کشاورزی، نحوه کاهش و تفاوت آن با TDS را بررسی خواهیم کرد.
EC آب چیست؟
یکی از اصلی ترین دلایل رسانا بودن آب، یون های موجود در آن است. به طوریکه آب خالص و آب مقطر به دلیل نداشتن یون آزاد، رسانا نبوده و هدایت الکتریکی بسیار پایینی دارند. EC یا هدایت الکتریکی آب یکی از شاخص های مهم در سنجش کیفیت آب است که با مقدار یون های موجود در آب ارتباط مستقیم دارد. در شرایطی که امکان اندازه گیری کل مواد محلول در آب و املاح وجود نداشته باشد، با این پارامتر می توان به صورت تقریبی از میزان ناخالصی های آن مطلع شد.
چرا اندازه گیری EC آب مهم است؟
اندازه گیری EC آب به دلایل مختلفی از اهمیت بالایی برخوردار است:
- ارزیابی کیفیت آب: EC یکی از شاخص‌های مهم برای تعیین کیفیت آب است. آب خالص هدایت الکتریکی بسیار کمی دارد، در حالی که آب آلوده به املاح و یون‌ها، هدایت الکتریکی بالایی نشان می‌دهد.
- کنترل فرآیندهای صنعتی: در صنایع مختلف مانند تولید مواد غذایی، دارویی و الکترونیک، کنترل هدایت الکتریکی آب برای اطمینان از کیفیت محصولات بسیار مهم است.
- کشاورزی: EC آب آبیاری بر روی رشد گیاهان تأثیرگذار است. میزان بالای EC می‌تواند باعث تجمع نمک در خاک و آسیب به ریشه گیاهان شود.
- تصفیه آب: اندازه گیری EC در فرآیند تصفیه آب به ارزیابی کارایی سیستم تصفیه و اطمینان از کیفیت آب خروجی کمک می‌کند.
استاندارد EC آب
استاندارد EC آب بسته به کاربرد آن متفاوت است. برای مثال، استاندارد EC آب آشامیدنی در کشورهای مختلف متفاوت است و به عوامل مختلفی مانند نوع آب منبع، شرایط اقلیمی و استانداردهای بهداشتی بستگی دارد.
واحد اندازه گیری EC آب
واحد اندازه گیری EC در آب موس بر سانتی متر است که بیشتر با نام زیمنس شناخته شده است. با توجه به اینکه مقدار این شاخص بسیار پایین است، برای خوانایی بهتر آن را با میکروزیمنس بر سانتی متر نشان می دهند. لازم به ذکر است، مقدار این شاخص به عوامل متعددی بستگی دارد که از مهم ترین آنها می توان به دما و غلظت آب اشاره کرد. به طوریکه با افزایش غلظت دما مانند آب های بسیار شور دریا قدرت هدایت الکتریکی آن چند برابر بیشتر از آب با غلظت پایین می شود.
- میکروزیمنس بر سانتی‌متر (µS/cm): واحد رایج برای اندازه گیری هدایت الکتریکی آب است.
ارتباط EC و TDS چیست؟
در بسیاری از مواقع TDS و EC یکسان در نظر گرفته میشوند، اما این دو با هم فرق دارند. چون TDS کل مواد محلول در آب را اندازه گیری می کند. این مواد محلول همگی ممکن است در هدایت جریان برق نقش نداشته باشند و به همین دلیل رابطه خطی و ثابتی نمی توان میان این دو شاخص ارائه داد. اما می توان به طور کلی گفت، آب با TDS بالا بدون شک EC بالایی نیز خواهد داشت. در مقابل، با کاهش TDS میزان قدرت هدایت الکتریکی آب نیز کم میشود.
در حالت کلی، EC برخلاف TDS هیچ اطلاعاتی درباره نوع و مقدار هر یک از املاح موجود در آب ارائه نمی دهد. اما به دلیل ساده و سریع بودن نحوه اندازه گیری هدایت الکتریکی، می تواند یک شاخص برای پی بردن به کیفیت آب باشد. اگر مقدار املاح آب باید به طور دقیق اندازه گیری شود، شاخص هدایت الکتریکی گزینه مناسبی نخواهد بود و TDS باید سنجیده شود.
دلیل اینکه نمی توان میان این دو رابطه خطی ارائه داد، تاثیر پارامترهای غلظت و دما بر EC است. اگر دمای آب را 25 درجه سانتی گراد و ثابت در نظر بگیریم، رابطه TDS=a* EC را می توان مانند جدول زیر ارائه داد. a در اینجا ضریب است و به صورت زیر می توان آن را در نظر گرفت:
نحوه اندازه گیری هدایت الکتریکی آب
به دلیل تاثیر بسیار زیاد هدایت الکتریکی آب بر کشاورزی و کیفیت محصولات، لازم است کشاورزان این شاخص را اندازه گیری کنند. برای این منظور آسان ترین روش استفاده EC متر است. استفاده از این ابزار کار سخت و پیچیده ای نیست و کافیست نمونه آب مورد نظر را در ظرف قرار داده و با دستگاه EC را مطالعه کنید.
نکته بسیار مهم در اندازه گیری EC، کالیبره کردن آن است. کالیبراسیون باید بر اساس میزان هدایت الکتریکی آب انجام شود. به عنوان مثال، اگر هدایت الکتریکی آب در محدوده 1000 تا 2000 میکروزیمنس است، برای کالیبره باید محلولی در همین بازه استفاده کنید نه بیشتر یا کمتر.
برای اندازه گیری دقیق این شاخص می توان از آزمایشگاه های مخصوص در این حوزه نیز استفاده کنید.
بیشتر بخوانید: پارامترهای کیفیت آب
کاربردهای EC در صنایع
- صنایع غذایی: کنترل کیفیت آب مورد استفاده در تولید مواد غذایی
- صنایع دارویی: تولید آب خالص برای استفاده در فرآیندهای دارویی
- کشاورزی: ارزیابی کیفیت آب آبیاری و تعیین نیازهای کودی
- تصفیه آب: کنترل کیفیت آب تصفیه شده و ارزیابی کارایی سیستم تصفیه
- آزمایشگاه‌ها: اندازه گیری هدایت الکتریکی محلول‌ها و نمونه‌های مختلف
مقدار استاندارد EC آب کشاورزی
با افزایش یون های موجود در آب، طعم آب شور میشود و کشاورزی در این شرایط با چالش های زیادی مواجه خواهد بود. به همین دلیل قبل از تعیین محصول کشاورزی ابتدا باید مقدار هدایت الکتریکی آب اندازه گیری شود. بالا بودن مقدار EC در آب های کشاورزی به طور مستقیم بر کیفیت محصولات تاثیرگذار است. علاوه براین، به مرور املاح و یون های موجود در آب از قبیل بور که می توانید روش های حذف بور از آب را مطالعه کنید وارد خاک شده و منجر به فرسایش آن میشود. به همین دلیل در مناطقی که آب آنها بیش از اندازه شور است و هدایت الکتریکی بالایی دارند، از دستگاه تصفیه آب کشاورزی استفاده میشود.
بر اساس استانداردهای ارائه شده، آب با ec کمتر از 700 میکروزیمنس غیرشور است و برای کشاورزی محدودیت ندارد. آب با هدایت الکتریکی 700 تا 2500 کم شور است و نیاز به زهکشی و آبشویی نمک دارد. آب های سطحی در اغلب مواقع هدایت الکتریکی در بازه 2500 تا 8000 دارند و نیاز به دستگاه آب شیرین کن کشاورزی در این شرایط وجود دارد.
آب با ec بیشتر از 20000 میکروزیمنس ابرشور است و امکان کشاورزی با آنها وجود ندارد.
چگونه EC آب را کاهش دهیم؟
کاهش EC به شیوه های مختلفی امکان پذیر است که از رایج ترین آنها، استفاده از اسمز معکوس یا دستگاه آب شیرین کن نیمه صنعتی و صنعتی است. در این دستگاه ها با استفاده از غشای نیمه تراوا، املاح و یون های موجود در آب جداسازی شده و هدایت الکتریکی تا حد مطلوبی کاهش پیدا می کند. تبخیر نیز از دیگر روش های موثر در این زمینه است که اجرای آن در سطح صنعتی مقرون به صرفه نیست.
جمع بندی
هدایت الکتریکی یا EC یکی از پارامترهای مهم در اندازه گیری توان آب برای هدایت جریان برق است. این شاخص با اندازه گیری یون های موجود در آب می تواند هدایت الکتریکی را نشان دهد. به همین دلیل است که آب های فوق خالص و آب مقطر قدرت رسانایی بسیار کمی دارند. برای کاهش این شاخص از روش های مختلفی از جمله اسمز معکوس و تبخیر می توان استفاده کرد که در دستگاه آب شیرین کن صنعتی پیاده سازی میشوند.
با توجه به اینکه محصولات تصفیه آب آبسازه به صورت اختصاصی و بعد از آنالیز آب طراحی و تولید میشود، شاخص EC را تنظیم نموده و در سطح استاندارد قرار می دهد. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره این محصولات می توانید با کارشناسان آبسازه تماس بگیرید.
در کل، اندازه گیری هدایت الکتریکی آب یکی از مهمترین پارامترهای ارزیابی کیفیت آب است. با درک بهتر این پارامتر و عوامل موثر بر آن، می‌توان از آب به صورت بهینه و ایمن استفاده کرد.
