ค่า Electrical conductivity (EC) ของน้ำคืออะไร ความสำคัญและการวัด

ค่า Electrical conductivity (EC) ของน้ำหรือแปลเป็นภาษาไทยคือค่าการนำไฟฟ้าของน้ำซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้ในการประเมินคุณภาพน้ำ ซึ่งนิยมใช้ตั้งแต่การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรมและความปลอดภัยของน้ำดื่ม

โดยจะให้ข้อมูลเชิงลึกที่จำเป็นเกี่ยวกับปริมาณไอออนในน้ำ ซึ่งสะท้อนถึงความเข้มข้นของเกลือที่ละลายอยู่ แร่ธาตุ และสารอื่นๆ

บทความนี้จะสำรวจว่าค่าการนำไฟฟ้าของน้ำคืออะไร มีวิธีการวัดได้อย่างไร ปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อค่าการนำไฟฟ้า และเหตุใดจึงมีความสำคัญต่อแอปพลิเคชันต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับน้ำ

ค่า Electrical conductivity (EC) ของน้ำคืออะไร?

ค่า Electrical conductivity (EC) ของน้ำคือการวัดความสามารถในการนำไฟฟ้าของน้ำ ความสามารถนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการมีอยู่ของไอออน

สารประกอบที่ละลายในไอออนเรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ ยิ่งอิเล็กโทรไลต์มีจำนวนมากขึ้นเท่าใด การนำไฟฟ้าของน้ำก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุที่มาจากเกลือและแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำ

ตัวอย่างไอออนที่พบในน้ำโดยทั่วไปได้แก่โซเดียม (Na⁺) คลอไรด์ (Cl⁻) แคลเซียม (Ca²⁺) และแมกนีเซียม (Mg²⁺) ไอออนเหล่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถของน้ำในการส่งกระแสไฟฟ้าจึงเพิ่มการนำไฟฟ้าของน้ำ

ภาพอธิบายการนำไฟฟ้าของน้ำอย่างง่ายเพื่อเพิ่มความเข้าใจ

น้ำบริสุทธิ์นั้นกล่าวกันว่าเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี กล่าวกันว่าน้ำธรรมดามีสิ่งเจือปนจากไอออนที่เรียกว่าแร่ธาตุ เป็นต้น ไอออนเหล่านี้มีหน้าที่ในการนำไฟฟ้าในน้ำ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในน้ำถูกขนส่งโดยไอออนที่มีอยู่ในน้ำ จึงกล่าวกันว่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของไอออนในน้ำที่เพิ่มขึ้น

น้ำบริสุทธิ์เช่น น้ำกลั่นหรือน้ำที่ผ่านการดีไอออนไนซ์ มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำมาก เนื่องจากไม่มีไอออนที่ละลายอยู่ในน้ำ ในทางตรงกันข้าม น้ำทะเลซึ่งมีเกลือเข้มข้นสูงกลับมีค่าการนำไฟฟ้าสูง

หน่วยวัดค่า EC การนำไฟฟ้า

ค่า Electrical conductivity (EC) ของน้ำโดยทั่วไปจะแสดงเป็น ไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (µS/cm) สำหรับแหล่งน้ำจืด หรือ มิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm) สำหรับน้ำที่มีเกลือหรือแร่ธาตุสูง

ค่า EC ที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความเข้มข้นของไอออนในน้ำที่สูงขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่ามีปริมาณแร่ธาตุเพิ่มขึ้นหรืออาจปนเปื้อนด้วยเกลือที่ละลายอยู่ในน้ำได้

วิธีวัดค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ

โดยทั่วไปจะทำโดยใช้เครื่องวัด EC Meter ซึ่งเป็นการวัดที่แม่นยำมีความสำคัญต่อการประเมินคุณภาพน้ำในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม การบำบัดน้ำ การเกษตร และกระบวนการทางอุตสาหกรรม

EC Meter เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้วัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลาย ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเข้มข้นของไอออน (อนุภาคที่มีประจุ) ที่มีอยู่ในสารละลาย

เครื่องวัดใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น การติดตามสิ่งแวดล้อม เกษตรกรรม การบำบัดน้ำ การปลูกพืชไร้ดิน ตู้ปลา และกระบวนการอุตสาหกรรม เพื่อประเมินคุณภาพน้ำและกำหนดระดับเกลือที่ละลายอยู่ แร่ธาตุ และสารนำไฟฟ้าอื่นๆ

ค่า EC ของน้ำที่พบได้ทั่วไป:

ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำสำหรับน้ำประเภทต่างๆ มีดังนี้:

• น้ำกลั่นบริสุทธิ์และน้ำที่ผ่านการดีไอออนไนซ์ (น้ำ DI) < 0.05 µS/cm
• น้ำทะเล 50 mS/cm
• น้ำดื่ม 200 ถึง 800 µS/cm
• น้ำฝน 2 ถึง 100 µS/cm

ความสำคัญของ EC ในคุณภาพน้ำ

การนำไฟฟ้าของน้ำเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำที่สำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ:

• การประเมินความบริสุทธิ์ของน้ำ: น้ำที่มี EC ต่ำมักสัมพันธ์กับน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการใช้งานเฉพาะเช่น ในการผลิตยา การใช้งานในห้องปฏิบัติการ และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
• การติดตามสิ่งแวดล้อม: ในแหล่งน้ำธรรมชาติ เช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ และมหาสมุทร การวัดค่า EC ช่วยประเมินผลกระทบของมลพิษและกระบวนการตามธรรมชาติต่อคุณภาพน้ำ ค่า EC ที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันอาจบ่งบอกถึงมลพิษจากการปล่อยของเสียจากอุตสาหกรรม การไหลบ่าทางการเกษตร หรือการรั่วไหลของน้ำเสีย
• กระบวนการบำบัดน้ำ: ในโรงบำบัดน้ำ ค่า EC จะถูกใช้เพื่อตรวจสอบการกำจัดเกลือที่ละลายอยู่ในน้ำระหว่างกระบวนการต่างๆ เช่น การแยกเกลือออกจากน้ำ การออสโมซิสย้อนกลับ หรือการกำจัดไอออน ค่า EC ที่ลดลงบ่งชี้ถึงการกำจัดไอออนอย่างมีประสิทธิภาพ
• การเกษตรและการชลประทาน: การวัดค่า EC ช่วยกำหนดความเหมาะสมของน้ำสำหรับการชลประทาน น้ำที่มีค่า EC สูงอาจมีเกลือมากเกินไป ซึ่งอาจสะสมอยู่ในดินและส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของพืช
• สิ่งมีชีวิตในน้ำและระบบนิเวศ: ระดับ EC อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ สิ่งมีชีวิตในน้ำจืดหลายชนิดมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออน ดังนั้น การตรวจสอบ EC จึงมีความจำเป็นในการรักษาความสมบูรณ์ของระบบนิเวศในน้ำ