اگر شغلتان به نحوی است که با مسائل مربوط به تصفیه آب سروکار دارید احتمالاً تا الان واژه‌ی TDS به گوشتان خورده است. TDS مخفف total dissolved solids بوده و کمیتی است که مواد محلول در یک مایع را می‌سنجد. دلیل اهمین این کمیت که از هدایت الکتریکی به دست می‌آید، سهولت در اندازه گیری آن است؛ در واقع با کمک آن، به تقریب می‌توان تخمین زد که میزان مواد محلول چه مقدار است. برای اندازه‌گیری مقدار آن به‌سادگی، یک دستگاه تی دی اس سنج را داخل محلول قرار می‌دهند و مقدار آن را از روی صفحه‌نمایش دستگاه می‌خوانند.
TDS چیست؟
TDS (تی دی اس) مخفف total dissolved solids، به معنای کل مواد جامد محلول است. این کمیت، کمیتی است که مقدار ترکیبات معدنی و آلی محلول در یک مایع را می‌سنجد. این ترکیبات می‌توانند مولکولی، یونی و یا جامد کلوئیدی باشند. واحد این کمیت، ppm (قسمت در میلیون) یا mg/li است.
روش اندازه گیری:
تی دی اس یا کل مواد جامد محلول با EC یا هدایت الکتریکی رابطه مستقیم دارد. در آزمایشگاه، این کمیت را از روی هدایت الکتریکی محلول و با استفاده از EC متر به دست می‌آورند. در آزمایشگاه، pH، هدایت و قدرت یونی محلول را به دست آورده و آن را محاسبه می‌کنند. همچنین برای محاسبه مستقیم این کمیت دستگاه تی دی اس سنج وجود دارد که به‌سادگی مطابق شکل زیر داخل آب قرار می‌گیرد و TDS آن را اعلام می‌کند.
محاسبه:
تی دی اس کمیتی برای محاسبه کل مواد جامد محلول است و با فرمول زیر تعریف می‌شود.
TDS (mg/li) = ke × EC (µS/cm)
که در آن ke ثابت همبستگی حلال بوده و بین 0.5 تا 0.8 است. معمولاً آن را برابر با 0.68 در نظر می‌گیرند. EC یک حلال، هدایت الکتریکی آن بوده و واحد آن (µohm.cm)/1 یا µS/cm است. فاکتور همبستگی به حلال و شرایط اتمسفری مربوط است. هر چه‌قدر مقدار تی دی اس آب بیشتر باشد میزان املاح در آن بیشتر بوده و می‌گویند که آب سنگین‌تر است. زمانی که تی دی اس کم باشد (حدوداً کمتر از ppm 60)، آب مزه‌ی تلخ پیدا می‌کند. مقدار تی دی اس در آب مقطر پایینتر از ppm 5 و یا برابر با صفر است.
کاربردها:
پیدا کردن مقدار دقیق این کمیت، اهمیت زیادی دارد. زمانی که مواد محلول در آب زیاد باشد، مزه‌ی آب مناسب نبوده و احتمال حضور مواد سمی در آن وجود دارد. همچنین افزایش مقدار مواد محلول، منجر به رسوب‌گذاری در لوله و مسدودشدن آن می‌شود. اداره حفاظت از محیط‌زیست آمریکا مقدار مجاز TDS را 500mg/li اعلام کرده است. همچنین از این کمیت در بررسی کیفیت آب آکواریوم‌ها و ارزیابی عملکرد دستگاه قهوه‌ساز استفاده می‌شود.
در قهوه این کمیت معمولا با درصد اندازه گیری می‌شود. به‌عنوان‌مثال تی دی اس 1%، به معنای 1% مواد جامد محلول و 99% آب است. در آب حداکثر تی دی اس مطلوب در آب 150 است. به منظورداشتن آب آشامیدنی مناسب این میزان را باید بین 80 تا 150 نگه داشت.
تنظیم TDS:
افزایش TDSتی دی اس منجر به تغییر بو و مزه‌ی آب می‌شود و احتمال شیوع بیماری را توسط آب افزایش می‌دهد؛ لذا لازم است که برای کاهش آن راهکارهایی اندیشید. از روش‌های متداول کاهش آن، روش الکترودیالیز، تبادل یونی و اسمز معکوس است.
-
- روش الکترودیالیز: روشی است که در آن در دو طرف محلول اختلاف‌پتانسیل اعمال می‌کنند و ذرات محلول را به حرکت وادار می‌کنند و سپس با استفاده از یک غشا آلاینده‌های محلول را می‌گیرند.
- در روش تبادل یونی: برخی از یون‌ها را با یون‌های دیگر جایگزین می‌کنند. به‌عنوان‌مثال در تصفیه آب شهری، با استفاده از رزین کاتیونی یون‌های سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم می‌کنند.
- در اسمز معکوس: با استفاده از یک غشای انتخابی و با اعمال فشار محلول غلیظ را از غشا عبور می‌دهند و حلال را از محلول غلیظ به محلول رقیق منتقل می‌کنند.
بیشتر بخوانید: تصفیه آب به روش اسمز معکوس
دستگاه TDS سنج:
این دستگاه، وسیله‌ای کوچک و قابل‌حمل است که مقدار کل مواد جامد محلول را نشان می‌دهد و به آن TDS متر گفته می‌شود. از این وسیله معمولاً برای تست تی دی اس آب استفاده می‌شود. از آنجاییکه TDS آب با هدایت آن رابطه مستقیم دارد، این دستگاه هدایت را می‌سنجد و از روی آن مقدار کل مواد محلول را تخمین می‌زند. در نهایت عددی که دستگاه نشان می‌دهد، برحسب ppm است.
TDSمتر در انواع پرتابل و قلمی و در برند‌های مختلف به فروش می‌رسد که هرکدام بسته به کارایی قیمت متفاوتی دارد. روی این دستگاه معمولاً سه دکمه به نام‌های HOLD، TEMP و ON/OFF وجود دارد. با فشردن دکمه TEMP دما برحسب درجه سانتی‌گراد و با دوباره فشردن این دکمه به حالت قبلی برمی‌گردد. برای به‌دست‌آوردن این کمیت، ابتدا درپوش دستگاه را در بیاورید و سپس دستگاه را تا قسمتی که درپوش قرار داشت در آب غوطه‌ور کنید. وسیله را کمی تکان دهید تا حباب هوا از آن خارج شود. حدود 10 ثانیه صبر کنید و سپس دکمه HOLD را فشار دهید تا عدد ثابت شود و دستگاه را خارج کنید و عدد را بخوانید.
استاندارد TDS:
در مصارف گوناگون مقدار مواد محلول یک استانداردی دارد که نباید از آن فراتر برود به‌عنوان پمثال مقدار استاندارد تی دی اس برای آب استخر برابر با 1500 تا 2000 است. این مقدار برای آب آشامیدنی 150 تا 250، برای نوشیدنی‌ها 500 و برای قهوه برابر با 150 است.
تفاوت TDS و TSS:
TSS به جامدات رسوب و معلق در محلول مربوط است. درحالیکه تی دی اس، مقدار کل جامدات حل شده است. کاربرد تی اس اس بیشتر در تصفیه فاضلاب است. به‌منظور کاهش TSS فاضلاب را فیلتر کرده و آشغال‌ها و ذرات معلق در آن را با استفاده از یک فیلتر می‌گیرند.
تفاوت TDS و سختی آب چیست؟
سختی آب (TH) نیز کمیت دیگری است که نباید با این دو اشتباه گرفته شود. این کمیت به مقدار کل یون‌های منیزیم و کلسیم مربوط است. هرچه سختی آب بیشتر باشد، صابون و شوینده‌ها در آن کمتر کف می‌کنند.
جمع‌بندی:
در نهایت می‌توان گفت که این کمیت، کمیتی از جنس غلظت بوده و مقدار کل مواد محلول را می‌سنجد. اهمیت آن زمانی است که با استفاده از آن ایمن بودن و یا کیفیت برخی مواد مانند آب آشامیدنی و قهوه را می‌سنجند. کنترل و تنظیم آن در محدوده استاندارد خیلی مهم است. به‌منظور کنترل و کاهش مواد محلول معمولاً از روش‌های تصفیه‌ای مانند اسمز معکوس استفاده می‌کنند. برای سنجش مقدار مواد محلول و اطمینان از بی‌خطر بودن و یا اطلاع از کیفیت برخی مواد مانند قهوه از دستگاه TDS سنج استفاده می‌شود که یک دستگاه کوچک است. این دستگاه دارای یک الکترود است که داخل محلول قرار می‌گیرد و تی دی اس محلول روی صفحه‌نمایش آن نشان داده می‌شود.
