เข้าใจค่าคอนดักติวิตี้คืออะไร (Water conductivity) ความสำคัญและการวัด

ค่าคอนดักติวิตี้ของน้ำเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการประเมินคุณภาพน้ำในสาขาต่างๆ รวมถึงวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม การบำบัดน้ำ และกระบวนการทางอุตสาหกรรม

โดยค่านี้ให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับปริมาณไอออนในน้ำ ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของเกลือละลาย แร่ธาตุ และสารอื่นๆ ในบทความนี้เราจะมาสำรวจกันว่าค่าคอนดักติวิตี้คืออะไร วัดได้อย่างไร ปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อค่าการนำไฟฟ้า และเหตุใดจึงมีความจำเป็นในการติดตามคุณภาพน้ำ

ค่าคอนดักติวิตี้ของน้ำคืออะไร?

ค่าคอนดักติวิตี้ (Conductivity) หรือแปลเป็นภาษาไทยคือการนำไฟฟ้าของน้ำ หมายถึงความสามารถของน้ำในการนำกระแสไฟฟ้า

น้ำบริสุทธิ์ (H₂O) มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำมากเนื่องจากมีไอออนเพียงเล็กน้อยจะไม่นำไฟฟ้าเช่น น้ำกลั่น เป็นต้น ในทางกลับกัน น้ำที่มีเกลือละลายในความเข้มข้นสูงเช่นน้ำทะเล มีค่าการนำไฟฟ้าสูง

ดังนั้นความสามารถในการนำไฟฟ้านี้ขึ้นอยู่กับปริมาณการมีอยู่ของไอออนในน้ำ ซึ่งมาจากเกลือ แร่ธาตุ โลหะหนักในน้ำและสารอนินทรีย์อื่นๆ

หน่วยการวัด

ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำโดยทั่วไปจะวัดเป็นไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (µS/cm) หรือมิลลิซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm) โดยค่าที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความเข้มข้นของไอออนที่มากขึ้น

 

ภาพอธิบายการนำไฟฟ้าของน้ำ

ค่าคอนดักติวิตี้โดยทั่วไปในน้ำประเภทต่างๆ

• น้ำบริสุทธิ์พิเศษมีความนำไฟฟ้า: < 0.1 µS/cm
• น้ำกลั่นมีความนำไฟฟ้าระหว่าง: 0.5 – 3 µS/cm
• น้ำฝนมีความนำไฟฟ้าระหว่าง: 10 – 50 µS/cm
• น้ำแม่น้ำมีความนำไฟฟ้าระหว่าง: 100 – 1,000 µS/cm
• น้ำทะเลมีความนำไฟฟ้าระหว่าง: 45,000 – 60,000 µS/cm

การวัดค่าคอนดักติวิตี้ (Conductivity)

เราสามารถวัดสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำโดยใช้ EC Meter (Electrical Conductivity) ซึ่งประกอบด้วยหัววัดที่มีอิเล็กโทรดสองอัน กระบวนการประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

เครื่องวัดได้รับการปรับเทียบโดยใช้สารละลายมาตรฐานที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่ทราบ เพื่อให้แน่ใจว่าการวัดมีความแม่นยำ อิเล็กโทรดจะวัดความนำไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด

เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เครื่องวัดจึงชดเชยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพื่อทำให้ค่าการอ่านเป็นมาตรฐาน โดยปกติจะอยู่ที่ 25°C

ภาพตัวอย่างเครื่องวัดความนำไฟฟ้าของน้ำ

ความสำคัญของค่าคอนดักติวิตี้ (Conductivity)

ค่าคอนดักติวิตี้ของน้ำเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของน้ำที่สำคัญและนิยมใช้ในงานด้านต่างๆ เช่น:

• การตรวจสอบความบริสุทธิ์ของน้ำ: คอนดักติวิตี้ในน้ำที่ต่ำบ่งชี้ถึงความบริสุทธิ์ที่สูง ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น การผลิตยา การทดลองในห้องปฏิบัติการ และการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: ในน้ำตามธรรมชาติเช่นแม่น้ำและทะเลสาบ ค่านี้จะถูกใช้เพื่อประเมินผลกระทบของสารมลพิษและการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติต่อคุณภาพน้ำ การเปลี่ยนแปลงค่าการนำไฟฟ้าอย่างกะทันหันอาจบ่งชี้ถึงการปนเปื้อนหรือการรบกวนสิ่งแวดล้อม
• การบำบัดน้ำ: ค่าคอนดักนี้จะถูกใช้เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของกระบวนการบำบัดน้ำ ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำหรือการแยกไอออน ค่าการนำไฟฟ้าที่ต่ำบ่งชี้ว่าเกลือและสิ่งเจือปนถูกกำจัดออกไปอย่างมีประสิทธิภาพ
• การเกษตร: ในระบบชลประทาน การนำไฟฟ้าช่วยกำหนดความเหมาะสมของน้ำสำหรับพืชผล น้ำที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงอาจมีเกลือมากเกินไป ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อพืชได้

ปัจจัยที่มีผลต่อการนำไฟฟ้าของน้ำ

ปัจจัยหลายประการส่งผลต่อการนำไฟฟ้าของน้ำได้แก่:

1. ไอออนที่ละลายน้ำ: ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการนำไฟฟ้าคือความเข้มข้นของไอออนที่ละลายน้ำ เช่น โซเดียม (Na⁺) คลอไรด์ (Cl⁻) แคลเซียม (Ca²⁺) และแมกนีเซียม (Mg²⁺) ความเข้มข้นที่สูงขึ้นของไอออนเหล่านี้ส่งผลให้มีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงขึ้น
2. อุณหภูมิ: อุณหภูมิส่งผลต่อการนำไฟฟ้าของน้ำอย่างมาก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความคล่องตัวของไอออนก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ทำให้มีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงขึ้น เพื่อชดเชยสิ่งนี้ การวัดค่าการนำไฟฟ้ามักจะได้รับการชดเชยอุณหภูมิด้วยอุณหภูมิมาตรฐาน (ปกติคือ 25°C)
3. ความเค็ม: เป็นความเข้มข้นของเกลือส่งผลโดยตรงต่อสภาพการนำไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น น้ำทะเลมีสภาพการนำไฟฟ้าสูงเนื่องจากมีปริมาณเกลือสูง ในขณะที่แหล่งน้ำจืด เช่น ทะเลสาบและแม่น้ำ มักมีสภาพการนำไฟฟ้าต่ำกว่า
4. แหล่งน้ำและที่ตั้ง: สภาพการนำไฟฟ้าของน้ำตามธรรมชาติอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับสภาพธรณีวิทยาและภูมิอากาศของพื้นที่ ตัวอย่างเช่นน้ำใต้ดินอาจมีสภาพการนำไฟฟ้าสูงกว่าเนื่องจากแร่ธาตุจากหินละลาย

บทสรุป

ค่าคอนดักติวิตี้ของน้ำเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการประเมินคุณภาพน้ำและการติดตามตรวจสอบสุขภาพสิ่งแวดล้อม โดยจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปริมาณไอออนในน้ำ

ซึ่งสามารถบ่งชี้ถึงการปนเปื้อน ความบริสุทธิ์ของน้ำ และประสิทธิภาพของกระบวนการบำบัดน้ำ การทำความเข้าใจถึงสิ่งที่ส่งผลต่อค่าการนำไฟฟ้าของน้ำและวิธีการวัดค่าถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองความปลอดภัยและคุณภาพของน้ำในการใช้งานต่างๆ

ตั้งแต่แหล่งน้ำดื่มไปจนถึงกระบวนการทางอุตสาหกรรมและการติดตามตรวจสอบสิ่งแวดล้อม การติดตามตรวจสอบค่าการนำไฟฟ้าของน้ำอย่างสม่ำเสมอถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาคุณภาพน้ำและปกป้องระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์