Что измеряется в ppm в воде
Иллюзия чистоты: влияет ли минерализация воды на её качество, и чем нам поможет TDS-метр?
В 90-е было модно закупаться измерителями уровня нитратов. Пищевые красители, консерванты — ерунда, а вот арбуз на нитраты проверить необходимо. Увы, эта история оказалась профанацией. Зато теперь из каждого youtube-утюга рассказывают про измерители качества воды — TDS-метры. На волне общего детокса и стремления к ЗОЖ многим хочется приобрести волшебную палочку, которая обеспечит здоровый образ жизни и вечную молодость, указав, что пить, а что не пить.
Соблазн определить качество воды «здесь и сейчас» симпатичным гаджетом, напоминающим электронный градусник, очень высок. Хайп вокруг TDS-метров продолжает множиться, ведь они обещают заменить лабораторию, посчитать растворенныe примеси и решить, «пить или не пить?».
Все это — удивительная по масштабу подмена понятий. Ведь определение «чистоты» воды по содержанию неизвестных растворенных примесей можно поставить в один ряд с измерением удава в попугаях.
Что не так в истории с TDS-метрами и стандартами питьевой воды, можно ли доверять TDS-метру и пить «одобренную» им жидкость — ниже разбираемся подробно и с использованием устрашающих терминов.
Начнем издалека: что есть «чистая и качественная» вода?
Кому-то достаточно, что вода из крана прозрачная и не пахнет, кто-то замораживает для придания «природной структуры», некоторые фильтруют, измеряя чистоту по отсутствию накипи, а продвинутый пользователь с TDS-метром пишет отзыв на тему «плохой фильтр, и вода от него грязная», получив высокое значение ppm. Объясним и это, но обо всем по порядку:
Слово о стандартах: чистота — понятие растяжимое
Поскольку в природе нет ничего абсолютно чистого, то и питьевая вода — раствор с примесями. Среди них: условно полезные, вредные, безобидные и даже «безобидные, но неприятные». Содержание примесей в водопроводах мира регулируют национальные законодательства, иногда ориентируясь на рекомендации ВОЗ. Уровни допустимых концентраций веществ, однако, не едины.
Разница обусловлена геологическими особенностями стран и разумной рациональностью. В условиях мегаполиса нецелесообразно отказываться от стальных труб для удаления ржавчины, экономически невыгодно снижать жесткость, невозможно обеспечивать бактериологическую безопасность без хлорирования (в большинстве водопроводов). Если в воде постоянно присутствуют высокие концентрации токсичных примесей из-за геологии на территории или промышленности, местные стандарты «подгоняются» под ситуацию.
Что аргентинцу — ПДК, то немцу — превышение норм ВОЗ
ВОЗ: «Мышьяк в высоких концентрациях естественным образом присутствует в грунтовых водах целого ряда стран».
Еще в 1990-х гг. в Бангладеш было зафиксировано повсеместное присутствие мышьяка в колодезной воде. Национальный стандарт на мышьяк сейчас поднят до отметки 0,05 мг/литр. Тем не менее, и сегодня десятки миллионов жителей страны подвергаются риску воздействия мышьяка в концентрациях, значительно превышающих 0,05 мг/литр.
Похожую природную аномалию ВОЗ отмечает в Аргентине, Камбодже, Чили, Китае, Венгрии, Мексике, Румынии, Таиланде, США и Вьетнаме. В частности, власти Аргентины даже по итогам жарких дебатов и пятилетних поисков решения, увы, так и не нашли способ обеспечить снижение национального стандарта на мышьяк с 0,05 мг/литр до рекомендуемых ВОЗ 0,01 мг/литр.
Стандарты российского СанПиН на мышьяк в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США 
Но и ВОЗ не всегда права. Некоторые регионы мира страдают от избыточного содержания меди. Следствием активного использования меди и ее сплавов в водопроводном деле стали высокие национальные ПДК на медь в нашей стране, в США (1 мг/л) и в Германии (2 мг/л). Рекомендация ВОЗ, тем не менее, лояльна и не снижает эту планку, несмотря на то, что и 1 и 2 мг/л — это очень, очень много.
Стандарты российского СанПиН на медь в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США 
Похожая ситуация с алюминием. Рекомендации не очень строги: соли алюминия используют для коагуляции в процессе муниципальной очистки воды, поэтому превышение ПДК наблюдается повсеместно. И отказаться нельзя, и присутствие вредно. За последнее десятилетие ПДК на алюминий снизилась, но актуальные цифры могут показаться дикими нашим внукам.
Стандарты российского СанПиН на алюминий в сравнении со стандартами ВОЗ, ЕС и США 
Санитарные нормы несовершенны, постоянно ужесточаются, и не стоит относиться к ним, как к истине в последней инстанции. Просто помните: свинец, мышьяк и алюминий не становятся менее токсичными от того, что присутствуют в пределах ПДК.
Муниципальная подготовка воды нигде в мире не имеет задачи подать в кран «максимально чистую» воду. Это оправдано тем, что большая часть воды сливается в канализацию, минуя наши желудки. В водопровод подается безопасная и разумно дешевая вода, которая не отравит, если ее случайно проглотить в душе или выпить от безысходности после бурной вечеринки. Поэтому держим в уме:
Вода, соответствующая СанПиН, — «питьевая». Однако, положа
тестовый образец в анализаторруку на сердце, не такая уж и чистая для длительного использования в качестве питьевой. Это первая ступень в «рейтинге питьевых вод», ниже которой находятся жидкости, которые пить без доочистки опасно.
Вернемся к нашим попугаям
А точнее — к примесям в питьевой воде. Часть веществ не мешают ей оставаться безвредной, ухудшая при этом её органолептические свойства. Так ведут себя карбонаты кальция, магния, хлорид натрия, фосфаты, сульфаты. Правда, они проявляют свой характер, когда концентрации достаточно велики.
Пусть это будут яркие, крикливые, но безобидные попугаи.
Часть веществ — ксенобиотики, яды в любой своей форме и при любой концентрации. Это свинец, ртуть, хром, мышьяк, хлорорганические соединения и многие другие вещества. Как мы уже выяснили, их концентрация в водопроводной воде определяется как нашими возможностями в очистке, так и внешними факторами. Они опасны, портят жизнь не сразу, но делают это эффективно, например, провоцируя возникновение и развитие раковых опухолей.
Пусть это будет тихий, но опасный удав.
Как компания — производитель фильтров, мы постоянно получаем «претензии» покупателей, которые оценивают работу фильтра по скорости появления накипи. То есть заметные и яркие органолептические свойства воды — жесткость и минерализация — зачастую воспринимаются как главный критерий качества очистки.
Применение TDS-метра, безусловно, поможет «экспериментатору» провести оценку размера стаи попугаев и даже понять, что их примерно 38. Однако удава за ними он уже не разглядит.
Основная задача фильтров для воды — защита от токсичного коктейля из остатков хлора (хлор — это яд), его органических производных и отходов промышленных и сельскохозяйственных предприятий: фенолов, нитратов, пестицидов, тяжелых металлов и так далее. В зависимости от модели, фильтры могут дополнительно защищать от бактерий, вирусов, аллергенов, антибиотиков и сотен других скрытых угроз.
Является ли минерализация загрязнением и критерием качества?
Выше мы обсудили, что нет единых мировых стандартов на примеси в питьевой воде. В этом свете измерительные шкалы, которые мы наблюдаем в многочисленных роликах о TDS-метрах, тем более кажутся красочной маркетинговой абстракцией. Пример типичной иллюстрации:
Похожие иллюстрации путешествуют из ролика в ролик, сообщая, что образцы с пометкой “от 400” уже непригодны для питья. Любопытно, что автора типичного теста на youtube не удивляет цифра 4500 в стакане весьма полезной минеральной воды уважаемого российского бренда.
Минерализация — физико-химический параметр водного раствора, такой же, как, например, его температура. Конечно, даже температуру можно считать параметром качества воды, когда отпуск короткий, а вода в море прохладная. Или когда очень хочется пить, но вода только что вскипела. С минерализацией тоже все относительно и зависит от конкретных условий.
Минерализация — такой же «критерий» качества воды, как и её температура. Этот показатель для пресной воды не относится к токсическим и не является загрязнением.
Использование воды разной минерализации — вопрос привычки. Жители меловых холмов или те, кто вырос у берега моря, где подземные воды тоже соленые (привет, Евпатория!), пьют такую воду каждый день. СанПиН и ВОЗ допускают общую минерализацию (по сухому остатку) не выше 1 г на литр (1000 ppm). Сакрального же смысла в знании того, что общая минерализация вашей воды это 100 или 1000 единиц по TDS-метру нет. С точки зрения бытовых неудобств — это неэстетичный осадок в чайнике, порча дорогих водонагревающих приборов (бойлер), невкусный чай и сухая кожа. Но это очевидно и без гаджета.
Почему качество воды после умягчающих проточных фильтров бессмысленно измерять TDS-метром
Максимально эффективен в борьбе с растворенными примесями только обратноосмотический фильтр. Принцип его устройства отличается от проточного фильтра благодаря присутствию специальной мембраны. Именно она разделяет водопроводную воду на очищенную и концентрат примесей, который сливается в дренаж.
Сорбционный (то есть проточный) водоочиститель не сможет «удалить» из воды соли, в том числе и ионы кальция или магния. Умягчающий вариант проточного фильтра имеет ионообменный модуль, который обеспечивает замену ионов кальция и магния на ионы натрия (реже — водорода), которые не выпадают в осадок при кипячении.
Изменение показаний TDS-метра после прохода воды через ионообменный модуль проточного фильтра непредсказуемо. Одни ионы меняются на другие, как при этом изменится электропроводность, рассчитать очень сложно. Колебания происходят как в большую, так и в меньшую сторону.
Устройство и истинное имя TDS-метра
Единственно верный метод измерения TDS (total dissolved solids) — это выпаривание и взвешивание. А то, что производители называют TDS-метрами, на самом деле — кондуктометры.
Крайне упрощенная схема работы кондуктометра:
Вода без примесей (чистая):
A. имеет высокое сопротивление и низкую проводимость;
B. в ней мало ионов (носителей электрического заряда);
C. когда в неё попадают электролиты (чистую воду посолили), образуются носители заряда — ионы, которые повышают её электропроводность, так как являются переносчиками электрического заряда.
Что не так с показателями TDS-метров
Проблема 1 — Терминологическая
Растворимые неэлектролиты, присутствующие в воде, не добавят воде электропроводности, т.е. кондуктометрический TDS-метр, погруженный в сладкий чай, заваренный на дистиллированной воде, покажет крайне низкое значение, но при выпаривании воды и взвешивании значение сухого остатка будет высоким.
TDS (total dissolved solids) означает массу твердого остатка, которая получится, если всю воду испарить. В твердом остатке останутся и растворимые электролиты (соли, кислоты, основания), и растворимые неэлектролиты, и нерастворимые твердые вещества (песок, глина), чья совокупная масса и называется в химии TDS. Кстати, в отечественной терминологии есть термин «общее солесодержание», который гораздо точнее отражает величину, которую измеряет кондуктометр.
Проблема 2 — Измерение эквивалента
TDS-метр чаще всего отградуирован по хлориду натрия. Поэтому если ионный состав тестируемой воды отличается от хлоридно-натриевого (очень жесткая вода, содержащая ионы кальция/магния и гидрокарбонат-ионы), то и оценки солесодержания в ppm, пересчитанные по хлоридно-натриевой градуировке, будут очень приблизительными.
В питьевой воде хлорид натрия редко является доминирующим компонентом. Из макро-катионов есть ионы кальция, магния, калия и т.д. Из анионов — хлорид-, сульфат-, карбонат/гидрокарбонат-, силикат-, фосфат- и т.д. Все они с разной подвижностью переносят электрический заряд.
А значит, про TDS-метр в строгом смысле нельзя сказать, что он измеряет «жесткость воды», «концентрацию солей» или, боже упаси, «загрязненность воды». Единственное, что можно о нем сказать, — он выдает на дисплее выраженную в ppm (мг/л) эквивалентную концентрацию раствора хлорида натрия температурой 25 С, которая даст ту же величину электропроводности, которую прибор зафиксировал здесь и сейчас.
В чем профит владения кондуктометром?
В видео наглядно объясняем, какие жидкости, кроме раствора солей, дают запредельный ppm, как температура воды влияет на точность измерения, а также проводим эксперимент с инсектицидом, который не является электролитом.
А в «сухом твердом остатке» на тему TDS-метра мы имеем:
1. TDS-метр поможет прикинуть общую минерализацию воды в случаях, когда стоит вопрос об установке фильтра, принцип работы которого основан на изменении минерального состава воды (обратный осмос).
2. TDS-метр поможет понять, когда в обратноосмотическом фильтре пора менять мембрану или же её ресурс пока достаточен. При замене мембраны это отличный способ проверить, есть ли в ней брак.
3. А еще замеры разных жидкостей TDS-метром — это отличный способ провести время с детьми и повод рассказать им о том, что такое электропроводность и почему измерять удава в попугаях весело, хоть и не практично.
Как же измеряется содержание солей в жидкости? Раньше приходилось выпаривать воду в ёмкости, остаток солей принимать за ориентир. Сегодня достаточно погрузить прибор в воду и в считанные секунды мы уже в курсе сколько ppm содержит жидкость, но об этом чуть позднее.
Растения требуют определенного уровня TDS, определенный период питания растений характеризуется определенной программой: вегетативное развитие, цветение и получение плодов. В качестве единицы уровня насыщенности минералами принято считать миллиграмм на литр, что означает массу соли растворенную в одном литре воды.
Иногда уровень минерализации определяется зависимостью частиц соли на миллион частиц воды. Сокращенно: ppm (parts per million).
Удельная электропроводность
Электропроводность часто называют кондуктометрией – электрохимический метод исследований, который основан на измерении электропроводности растворов. От того, насколько проводит ток вещество, зависит морфология растения. Это очень важно при сборе конечного урожая (качества и количества). Кондуктометр и есть прибор, которым измеряют проводимость растворов. Большинство современных устройств имеют показатели таких значений, как EC и ppm.
Интересно, что дистиллированная вода не проводит электричество. Она имеет бесконечный запас электропроводности. Как только соли попадают в воду, через нее начинает проходить ток. Чем больше соли будет в воде, тем больше проводимость у жидкости.
Соли имеют различную электропроводность. Чем выше проводимость воды, тем выше должна быть концентрация солей. Соленую воду растениям поглощать сложнее. С помощью специальных приборов можно быстро измерить удельную проводимость воды. Сегодня существует большое количество способов проверить состав воды любого происхождения.
Стоимость TDS-метра бывает разной. Все зависит от его оснащения. Несмотря на цену, прибор очень чувствителен к механическим повреждениям. Потому очень важно обращаться с прибором аккуратно. Перед использованием оборудования прочтите инструкцию и откалибруйте.
Единицы измерения ЕС
Основной единицей сопротивления является Ом. Удельная проводимость, как известно, величина, обратная сопротивлению. Ее измеряют в Сименсах.
Разница между TDS, PPM, EC сложнее чем может показаться. Одна измерительная базовая основа в различных системах показывает разные данные. Основной считается EC, но например большинство производителей Америки применяют PPM, в европе же своя история. Производители используют различные стандартные значения преобразования между PPM, EC, CF. В системе гидропоники чаще всего применяются шкалы:
Итак, ppm: 1000 Ppm = 1 Ppt (Частей на триллион).
Далее EC: 1000 µS (Микросименс/см) = 1 mS (Миллисименс/см).
Итог: 1 µS (Микросименс/см) = 1 EC = 10 CF.
Остается добавить, что карманные TDS-метры используют шкалу 500, и если производитель дает рекомендации в ЕС, по этой таблице легко получить РРМ
Как трактовать показания прибора tds метра
Показания tds метра tds 3 Water Test как трактовать
Карманный тестер солемер tds метр tds 3 Water Test измеряет минерализацию в ppm (parts per million = миллионная доля), что эквивалентно 1 мг/л (миллиграмм на литр), или общему количеству растворенных в воде частиц солей на один миллион частиц воды.
Оценка общей жесткости
Чтобы узнать жесткость раствора, нужно измеренное tds метром Water Test значение разделить на 17,6.
Оценка общей жесткости воды производится путем преобразования минерализации в единицу жесткости:
Вода по своей структуре подразделяется на:
Рассмотрим концентрации солей и жесткость воды в различных единицах:
Степень жесткости воды
Показатель в мг-экв/л
Показатель в °Ж (градус жесткости)
Показатель в ppm
Как мы уже рассматривали, оптимальной считается вода от 50 до 200 ppm, то есть мягкая и среднежесткая.
Оценка заряда воды
Использовать tds метр можно и для определения электрического заряда воды (функция ЕС-метра) в мСм/см и мкСм/см (милли- и микро Сименс на сантиметр).
Разные растворы имеют разные заряды, поэтому для определения единиц tds/ЕС необходимо знать коэффициент пересчета, имитируемый зарядом. tds метры в основном имеют коэффициенты пересчета 0,5/0,64/0,7/1,0.
У солемера tds метра tds 3 Water Test коэффициент пересчета равен 0.5.
Значит, для перевода единиц измерения tds (ppm) в единицы ЕС (мкСм/см) необходимо разделить полученное tds метром значение на 0.5.
Таким образом, при известном коэффициенте пересчета с легкостью можно произвести пересчет единиц измерения.
Показания tds метра как трактовать μS
Стоит отметить, что распространено отображение значения ЕС в μS/cm. Как трактовать показания tds метра в μS/cm? При делении на 0.5 получается значение ЕС в мкСм/см, что и является μS/cm (английская мера). То есть мкСм/см = μS/cm. Если необходимо узнать значение в единицах мСм/см, то разделите полученные данные (после деления на 0.5) еще раз на 1000.
Для удобства представлена таблица перевода значений tds (ppm) и ЕС (мкСм/см и мСм/см):
Почему TDS-метр — неточный способ измерения минерализации
Лучше, чем ничего, но для полного контроля за процессом — недостаточно
5 мин. на чтение
32945 просмотров
TDS-метр — простой в использовании прибор, которым измеряют количество растворенных частиц в воде и других жидкостях. В кофейне с его помощью измеряют TDS воды для приготовления кофе. Однако даже нормальный показатель TDS не гарантирует, что напиток получится вкусным.
Авторы книги «Вода для кофе», Максвелл Колонна-Дэшвуд и Кристофер Хэндон, считают, что TDS-метр не дает никакой важной информации о воде для приготовления кофе.
Из статьи вы узнаете, что такое TDS-метр, что он показывает на самом деле и когда его нужно использовать.
Что такое TDS
TDS — это то, что останется от жидкости, если ее высушить. В TDS воды входят кальций, магний, калий, натрий, бикарбонаты, хлориды, сульфаты и небольшое количество органических веществ. Эти вещества являются электролитами и поэтому проводят электрический ток.
TDS — это «сухой остаток» воды
Показатель TDS воды измеряется в мг/л в России и в PPM (parts per million) в западных странах. Это равнозначные величины.
TDS измеряют с помощью TDS-метра. Нормальный уровень TDS воды — 75–250 мг/л, а идеальный для кофе — 100–150 мг/л.
Вода с TDS ниже нормы будет слишком мягкой. Вода с нулевым TDS — это дистиллят. В ней нет никаких солей и минералов, поэтому она стремится растворить в себе как можно больше других веществ. Вода с TDS выше нормы будет чрезмерно насыщена солями и минералами. Это может быть водопроводная вода с TDS около 300 мг/л. В ней уже содержится большое количество веществ.
Как работает TDS-метр
Устройство выглядит довольно просто: пластиковый корпус с небольшим экраном, а на конце расположены два электрода.
Внешний вид TDS-метра
Принцип работы TDS-метра основан на способности воды проводить электрический ток: дистиллированная вода не проводит ток, потому что у молекулы воды нет заряда. Но если в воду добавить небольшое количество примесей (ионов), то ее электропроводность возрастает. Чем больше в воде растворено солей и минералов, тем быстрее проходит ток.
При нажатии кнопки электроды на конце устройства создают электрическое поле. Прибор фиксирует количество ионов солей и других веществ и выводит показания на дисплей. За секунды вы узнаете, сколько примесей содержится в литре воды в миллиграммах.
Что определяет и не определяет TDS-метр
сколько в воде содержится солей и минералов;
если содержание веществ в воде превышено или вода дистиллированная.
Фактически TDS-метр учитывает электропроводность воды — и ничего более
TDS-метр не показывает:
примеси, которые не являются электролитами: сахара, хлороформ, бензол, нефтепродукты, диоксин, некоторые инсектициды;
качественный состав минералов: сколько именно в воде кальция, магния и прочих веществ.
Максвелл Колонна-Дэшвуд, соавтор книги «Вода для кофе», говорит об этом устройстве: «Типичный TDS-метр, используемый для оценки качества воды, имеет глубокие недостатки. Разные ионы будут выдавать разные числа на TDS-метре даже при одинаковой фактической концентрации. Мы также должны принять заданное соотношение ионов воде, и на практике это проблематично. Кроме того, для нас действительно важна концентрация бикарбоната, а этот прибор не разделяет концентрацию бикарбоната и концентрацию любого другого иона в растворе».
То есть, TDS — это первичный, ориентировочный показатель для оценки воды. Кофе однозначно не получится, если TDS воды не в рамках нормы. Но чтобы получить вкусный кофе, важно учитывать еще и состав воды. К сожалению, TDS-метр этого не показывает.
Что поможет улучшить воду для кофе
TDS-метр не дает информации об ионном составе воды, а для приготовления вкусного кофе это важно: содержание кальция должно быть 51–68 мг/л, а натрия — 10 мг/л.
Используйте TDS-метр как ориентировочный способ оценки воды. Например, если готовите на новой воде или оцениваете эффективность водоподготовки в кофейне. Если показатель TDS будет в рамках 75–250 мг/л, то можно попробовать приготовить кофе. Если нет — вода однозначно не подходит.
Для домашнего приготовления кофе используйте бутилированную воду и смотрите состав на этикетке. Для кофеен лучший вариант — это установить систему обратного осмоса. Она очищает воду до состояния дистиллированной и реминерализует ее. Подробнее об этом мы писали в статье про воду для кофемашины.
Вам может быть интересно:
Как выбрать кофемашину для кофейни
19 авг 2019 · 10 мин. на чтение
32945 просмотров