ความรู้เกี่ยวกับ PH EC TDS

ความรู้เกี่ยวกับค่า TDS

ค่า TDS คืออะไร?

         ค่าTDS คือ TDS ย่อมาจาก (Total Disolved Solids)หรือ ก็คือค่าของแข็งละลายน้ำทั้งหมด หน่วยเป็นมิลลิกรัม/ลิตร หมายถึงแร่ธาตุใด ๆ  เกลือ โลหะ ไพเพอร์หรือแอนไอออนที่ละลายในน้ำ ซึ่งรวมถึงสิ่งที่อยู่ในน้ำอื่น ๆ กว่าน้ำบริสุทธิ์ (H20) โมเลกุลและสารแขวนลอย (ของแข็งแขวนลอยเป็นอนุภาคใด ๆ / สารที่ละลายมิได้ตั้งรกรากอยู่ในน้ำเช่นเยื่อไม้.) โดยทั่วไปทั้งหมดที่ละลายเข้มข้นของแข็งคือผลรวมของไพเพอร์ (ประจุบวก) และแอนไอออน (ประจุลบ) ไอออนในน้ำ นี้ที่จริงคือการทดสอบการนำของไอออนที่มีอยู่ในน้ำ รวมถึง Ca2 + Na + K + Fe2 + Fe3 + HCO3- และไอออนที่มี P S & N. ระดับสูงของนา + มีความเกี่ยวข้องกับความเค็มมากเกินไปและจะพบในแร่ธาตุจำนวนมาก . โพแทสเซียมรวมอยู่ในวัสดุปลูกและถูกปล่อยออกสู่ระบบน้ำเมื่อพืชมีการผุกร่อนหรือเผา

          ตอนนี้เรารู้ว่าสิ่งที่ TDS คือขอพูดคุยเกี่ยวกับการจากที่ละลายของแข็งมาจาก บางสารที่ละลายมาจากแหล่งอินทรีย์เช่นใบตะกอนแพลงก์ตอนและกากอุตสาหกรรมและน้ำเสีย แหล่งข้อมูลอื่น ๆ มาจากการไหลบ่ามาจากพื้นที่เขตเมือง เกลือถนนที่ใช้บนท้องถนนในช่วงฤดูหนาวและปุ๋ย และสารกำจัดศัตรูพืชที่ใช้ในสนามหญ้าและฟาร์ม สารที่ละลายได้ยังมาจากวัสดุอนินทรีเช่นหินและอากาศที่อาจมีแคลเซียมไบคาร์บอเนต ไนโตรเจน ฟอสฟอรัสเหล็กกำมะถันและแร่ธาตุอื่น ๆ หลายของเกลือเหล่านี้รูปแบบวัสดุซึ่งเป็นสารประกอบที่มีทั้งโลหะและอโลหะ เกลือมักจะละลายในน้ำการสร้างไอออน น้ำยังอาจรับโลหะเช่นตะกั่วหรือทองแดงที่พวกเขาเดินทางผ่านท่อที่ใช้ในการแจกจ่ายน้ำให้กับผู้บริโภค

โดย: TDS = k*Cond.

Cond. = (Conductivity) หรือก็คือค่าการนำไฟฟ้าของสารละลาย มีหน่วยเป็นไมโครซีเมน/เซนติเมตร

k = ค่าคงที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง Cond. กับ TDS (ส่วนใหญ่ = 0.5-0.9)

                 จะเห็นว่าค่า TDS แปรผันตรงกับ Conductivity และค่า Conductivity จะมีค่าเพิ่มมากขึ้นตามอุณหภูมิครับผมขอยกตัวอย่าง Conductivity ของสารละลายโพแทสเซี่ยม 0.01M 

 จะพบว่าทุกๆการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของสารละลายทุก 1 องศาทำให้ Conductivity เพิ่มขึ้นประมาณ 27 หรือคิดเป็น 2% เท่านั้นเองครับ 

                   ดังนั้นสมมติถ้าน้ำที่ใช้เลี้ยงมี Conductivity = 150 (ในแหล่งน้ำธรรมชาติปกติจะมีค่า Conductivity ประมาณ 150-300) ที่อุณหภูมิ 25องศา จะมีค่า TDS = 150*0.5 = 75 และเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1องศา ค่า Conductivity   จะเพิ่มขึ้นเป็น ประมาณ 151 ทำให้ TDS = 151*0.5 = 75.5

        สรุป: จะเห็นว่าอุณหภูมิมีผลกับค่า TDS ครับ แต่ว่า *น้อยมาก* ครับผม

ค่ามาตรฐาน ของ TDS

                    ค่าสูงสุดของสิ่งเจือปนในน้ำ หรือ ค่า TDS ไม่ควรเกิน 500 mg/L หรือ 500 ppm  ซึ่งโดยส่วนใหญ่ในระบบน้ำจะมีค่า TDS เกิน 500 mg/L แต่หากค่า TDS เกิน 1000 mg/L 

จะเป็นน้ำที่ไม่เหมาะสำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน เพราะค่า TDS ที่สูง จะบ่งบอกถึงความเป็นไปได้ของสิ่งเจือปนที่อันตรายและต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม   โดยส่วนใหญ่ ค่า TDS สูง จะเกิดจากน้ำมีส่วนผสมของ โปตัสเซียม , คลอไรด์ และ โซเดียม 

ซึ่งหากมีอยู่ไม่มากก็จะไม่มีผลในระยะสั้น แต่ ค่า TDS ที่สูงก็อาจมีสารพิษ เช่น ตะกั่ว ไนเตรท แคดเมียม ละลายอยู่ ซึ่งสารดังกล่าวอาจแสดงผลกระทบในระยะสั้น 

--------------------------------------------------------------------

การวัดค่า EC (Electric Conductivity)

ค่า EC คืออะไร?

           EC ย่อมาจากคำว่า( Electric Conductivity)  หมายถึง  ค่าเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าในของเหลว หรือค่าการนำไฟฟ้าของเกลือ   ในการปลูกไฮโดรโพนิกส์หมายถึงปริมาณแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในของเหลว ทั้งหมดที่ละลายอยู่ในน้ำ โดยปกติแล้วน้ำบริสุทธิ์จะมีค่าความนำไฟฟ้าเป็นศูนย์

 แต่เมื่อนำธาตุอาหารละลายในน้ำ เกลือของธาตุอาหารเหล่านี้จะแตกตัวเป็นประจุบวก และประจุลบ ซึ่งจะเป็นตัวนำไฟฟ้า ทำให้มีค่าความนำไฟฟ้า (Electric Conductivity) ซึ่งค่านำไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณเกลือของธาตุอาหารที่ละลายอยู่ในน้ำ ดังนั้น

 เราจึงใช้การวัดค่าการนำไฟฟ้าของสารละลาย(ค่า EC) เพื่อเป็นตัวบอกปริมาณเกลือธาตุอาหารที่ละลายในน้ำ แต่การวัดค่า EC นั้นเป็นเพียงการวัดค่าโดยรวมไม่สามารถแยกบอกความเข้มข้นของเกลือแต่ละตัวได้ เช่น ถ้านำธาตุอาหาร A หรือ Bมาละลายในน้ำ เกลือของธาตุต่างๆ เช่น N,P,K ฯลฯ 

ก็จะละลายรวมกันอยู่ โดยที่เราไม่สามารถบอกได้ว่า มีธาตุอาหารแต่ละตัวอยู่เท่าไหร่ ตัวอย่างเช่นในน้ำมีเกลือ N+P+K ละลายรวมกันอยู่ และวัดค่า EC ได้ = 2.0 mS/cm เราไม่สามารถทราบได้ว่ามี N,P,K อยู่อย่างละเท่าใด ทราบเพียงแต่ว่ามีอยู่รวมกัน มีค่า = 2.0mS/cm ซึ่งค่า EC ที่วัดได้นี้จะนำไปใช้กับพืชที่เราจะทำการปลูก และควรรักษาระดับค่า EC ให้คงที่ และปรับค่าอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้ในสารละลายมีธาตุอาหารที่พืชสามารถจะนำไปใช้ได้ตลอดเวลาและพอเพียง โดยส่วนมากค่าที่ใช้วัดสำหรับการปลูกพืชจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.5-5.0 mS/cm โดยพืชแต่ละชนิดก็จะใช้ค่า EC 

ที่แตกต่างกันออกไป เครื่อง EC Meter เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากและควรมีไว้ใช้ เพื่อตรวจสอบคุณภาพของน้ำ และตรวจสอบความถูกต้องของการละลายธาตุอาหารในระบบน้ำที่ใช้ในการปลูก เครื่อง EC Meter นั้นมีหน่วยการวัดค่าหลายหน่วยดังนั้น การเลือกซื้อเครื่องมือต้องดูให้เหมาะสมกับงานที่ใช้ 

โดยทั่วไประบบไฮโดรโพนิกส์ ควรเลือกเครื่องมือที่วัดได้ในช่วง 0 – 10 mS/cm ซึ่งน่าจะเพียงพอ ไม่จำเป็นต้องเลือกเครื่องที่สามารถเลือกช่วงการวัดได้หลายช่วงในเครื่องเดียว เช่น เลือกได้จากช่วง 0 – 10 mS/cm, 0 - 20 mS/cm , 0-100 mS/cm ซึ่งราคาจะแพงและเป็นช่วงการวัดที่เราไม่ได้ใช้ โดยเฉพาะช่วงตั้งแต่ 10-100 mS/cm นอกจากนี้ควรสอบถามจากผู้ขายถึงวิธีการใช้งานและการดูแลรักษา และสิ่งที่สำคัญในการใช้เครื่องมือคือต้องมีการตรวจสอบค่าที่วัดได้จากเครื่องมือว่าถูกต้องหรือไม่อยู่เสมอๆ โดยใช้เครื่องมือวัดวัดค่าสารละลายที่เราทราบค่า EC ที่แน่นอนและอ่านค่าจากเครื่องมือถ้าค่าไม่ตรงกันต้องทำการตั้งค่าที่เครื่องมือให้ถูกต้องซึ่งวิธีการปรับค่าจะมีแนบมากับเครื่องมือที่ซื้อมา หรือสามารถขอจากผู้ขายได้โดยตรง

 ปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดค่า EC คือ

 1. ชนิดและสายพันธุ์พืช   กล่าวคือ พืชต้องอาศัยการคายน้ำทางใบเพื่อให้เกิดแรงดันที่รากพืชเพื่อให้น้ำที่ผสมธาตุอาหารซึมผ่านจากรากไปยังส่วนต่างๆ ของพืชได้ หากค่า EC สูงกว่าค่ามาตราฐาน ของพืชชนิดนั้นๆ พืชจะไม่สามารถนำพาน้ำที่มีธาตุอาหารไปยังส่วนต่างๆของพืชได้  ส่งผลให้พืชเจริญเติบโตได้ไม่ดี และเกิดขาดธาตุอาหารต่างๆ ได้

2. อายุของพืช   กล่าวคือ พืชในแต่ละช่วงอายุจะมี การใช้ธาตุอาหารไม่เท่ากัน โดยจะแบ่งออกเป็น 3 ช่วงของการเจริญเติบโต ดังนี้

            2.1 ) ช่วงต้นเกล้า  : ช่วงสัปดาห์แรกของการเจริญเติบโต เมื่อพืชงอกออกจากเมล็ดพืชจะใช้พลังงานและอาหารจากใบเลี้ยงเป็นหลัก ทำให้การกำหนดค่า EC ในช่วงสัปดาห์แรกนี้จะอยู่ที่ประมาณ 30 - 50 % ของค่า EC ในพืชชนิดนั้นๆ และจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในสัปดาห์ต่อไป

            2.2 ) ช่วงเจริญเติบโต : ช่วงสัปดาห์ที่ 3 เป็นต้นไป ช่วงนี้เป็นช่วงที่พืชต้องการใช้พลังงานและธาตุอาหารสูงมาก เพื่อใช้ในการสร้างส่วนต่างๆ ของใบ, ลำต้น, ดอก   โดยจะใช้ธาตุอาหารประมาณ 80 - 100% ของค่า EC ในพืชชนิดนั้นๆ

            2.3)  ช่วงขยายพันธุ์ : เป็นช่วงที่พืชผ่านการเจริญเติบโตอย่างเต็มที่มาแล้วพืชได้ทำการสะสมอาหารและพลังงานมาไว้อย่างเต็มที่แล้ว พืชจะเริ่มใช้ธาตุอาหารใหม่น้อยลง โดยเฉลี่ยจะอยู่ที่ประมาณ 50 - 70% ของค่า EC ในพืชชนิดนั้นๆ

3. สภาพอากาศและฤดูกาล  หากช่วงเวลาดังกล่าวมีปัจจัยที่ทำให้พืชต้องคายน้ำสูง เช่น แสงแดดจัด, อากาศร้อน พืชจำเป็นต้องมีการดูดซึมน้ำมากขึ้นเพื่อนำมาชดเชยน้ำที่สูญเสียไป หากมีการใช้ค่า EC ที่สูง ในช่วงเวลาดังกล่าวแล้ว พืชจะนำน้ำไปชดเชยน้ำที่เสียไปได้ลำบาก เราจึงเห็นพืชเหี่ยวเฉาในช่วงเวลาที่อากาศร้อนและแสงแดดจัด 

ดังนั้นช่วงเวลาที่อากาศร้อนมากๆ และแสงแดดแรงเกินไปเราต้องปรับลดค่า EC ลง พร้อมกับลดกิจกรรมการคายน้ำของพืชลง เช่น พรางแสง, เสปรย์น้ำ เพื่อลดอุณหภูมิลง

ค่ามาตฐาน ECของสารละลาย        

             ค่ามาตราฐานสำหรับน้ำที่จะนำมาใช้ในการปลูกพืชไฮโดรโพนิกส์ จะต้องมีค่าเริ่มต้นก่อนใส่ปุ๋ยไม่เกิน 0.3 ms/cm  หากค่าเกินจะทำให้มีข้อจำกัดในการใส่ธาตุอาหารพืช (ใส่ธาตุอาหารพืชได้น้อยลง) เพราะกังวลว่าค่า EC จะเกินกว่าที่พืชนั้นๆ จะรับได้ จนกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืชได้ น้ำที่เหมาะสมที่สุดในการนำมาใช้ในการปลูกพืชไฮโดรฯ ได้แก่ น้ำฝน, น้ำประปาส่วนภูมิภาคและประปานครหลวง ฯลฯ เนื่องจากมีค่า EC ต่ำและเป็นแหล่งน้ำที่ประหยัด  ส่วนน้ำที่ไม่แนะนำมาใช้ในการปลูก เช่น น้ำบาดาล  เนื่องจากส่วนใหญ่น้ำบาดาล จะมีค่า EC สูง แล้วยังมี แคลเซียมคาบอเนท (หินปูน) สาเหตุของความกระด้างในน้ำ ทำให้ปุ๋ยตกตะกอนได้ง่าย  หากไม่สามารถหาน้ำได้จากแหล่งดังกล่าวจริงอาจจะต้องมีการบำบัด ด้วยวิธีกรองเพื่อลดค่าสารละลายในน้ำลงก่อนเพื่อให้มีค่า EC อยู่ในระดับที่เหมาะสมที่จะนำมาปลูกพืชได้ โดยวิธีการกรองต้องใช้เครื่องกรองที่สามารถกรองสารละลายในน้ำได้ เช่น ระบบกรอง Reverse Osmosis (R.O.) หรือการกรองด้วยระบบกรอง Softener ด้วยสารกรอง Resin เป็นต้น

--------------------------------------------------------------------

การวัดค่า(pH) ในสารละลายหรือน้ำ และการใช้เครื่องมือวัดค่า(pH)

การวัดค่า pH ในสารละลาย หรือน้ำ

            ค่า (pH) คือ  เป็นคำแสดงความเข้มข้นของค่าความเป็น กรด-ด่าง จากปฏิกิริยาของอิออนของไฮโดรเจน (H+)ของสารละลายหรือน้ำ หรือ ปริมาณความเข้มข้นของไฮโดรเจนของอิออนที่มีอยู่ในน้ำ(สารละลาย) และเป็นหน่วยวัดค่าความเป็น กรด-ด่าง ในสารละลายหรือน้ำ สำหรับตัวเลขที่แสดงค่า (pH) ถ้ามีค่าเท่ากับ 7หรือเรียกกันว่า pH balance แสดงว่าสารนั้นเป็นกลางไม่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือด่าง ถ้ามีค่าน้อยกว่า 7 แสดงว่าเป็นกรด และถ้ามากกว่า 7 แสดงว่าเป็นด่าง

การวัดค่า pH

            การวัดค่า pHของสารละลาย หรือ น้ำ เราสามารถวัดค่า(pH)ได้หลายวิธี โดยวิธีวัดค่าด้วยกระดาษลิตมัสจากการเปลี่ยนสี( colorimetric) หรือวิธีวัดค่าด้วยเครื่องวัดค่าอัตโนมัติ( pH Meter Electronic) การวัดค่าปริมาณเข้มข้นของอนุภาคไฮโครเจน (H+)ในน้ำการวัดค่า pH มีประโยชน์มากในด้านการควบคุมการทำงานและควรตรวจวิเคราะห์ทุกวันเนื่องจากเป็นองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ และการควบคุมให้ค่า PH ใกล้ 7 มากที่สุด หรือค่าความเป็นกลาง ในที่นี้ ขอกล่าวถึงการวัดค่า pH ด้วยวิธี electronic เนื่องจากเป็นวิธีที่นิยมกันในปัจจุบัน และเป็นวิธีที่มีความถูกต้องแม่นยำสูง และใช้งานง่าย

 เครื่องวัดค่า (pH)แบบ Electronic (pH meter)

               เครื่องวัด( pH meter) ใช้วัดค่า pHของสารละลาย ด้วยอาศัยหลักการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า (electrical potential)โดยการใช้ electrolytic cell ที่ประกอบด้วย electrode 2 ชนิด

 ที่เกิดขึ้นระหว่าง indicator electrode และ reference electrode ซึ่งจุ่มอยู่ในสารละลาย แล้วเปลี่ยนค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ให้เป็นค่า pH โดยการเทียบค่ากับสารละลายบัฟเฟอร์มาตรฐาน 

แต่เนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้น เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ซึ่งเป็นผลให้ค่า pH เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย เครื่องวัด pH จึงต้องมีการชดเชยค่าของการวัด อันเนื่องจากอุณหภูมิ โดยใช้หัววัดวัดอุณหภูมิของตัวอย่าง ขณะทำการวัด แล้วปรับเปลี่ยนเป็นค่า pH ณ ขณะนั้นๆ   

การใช้เครื่องมือวัดค่า pH meter

              ก่อนที่จะใช้เครื่องวัดควรตรวจสอบสภาพความพร้อมของเครื่องมือก่อน หลังจากนั้นจึงใช้งานตามแนวทางปฏิบัติทั่วๆ ไป ดังนี้ 

1.    เปิดเครื่องวัด pH เพื่ออุ่นเครื่องก่อนวัดประมาณ 5-10 นาที

2.    การ calibrate ด้วยสารละลายบัฟเฟอร์ ที่มีค่า pH อยู่ในช่วงที่คาดว่าใกล้เคียงกับตัวอย่างที่จวัด    แต่เครื่องวัด pHจะกำหนดสารละลายบัฟเฟอร์ไว้ตายตัว คือ pH 7.0 และ 4.0 ตามลำดับ ในขณะที่       เครื่องวัด pHนั้น สามารถเลือกสารละลายบัฟเฟอร์ ที่ต้องการ calibrate 

      ได้ตามต้องการ การ calibrate ทำได้โดยเทสารละลายบัฟเฟอร์ลงในบีกเกอร์ แล้วจุ่มหัววัดลงไป แล้วทำตามขั้นตอนที่ได้แนะนำไว้สำหรับเครื่องวัด pHขณะ calibrate ควรแกว่งหัววัดเบาๆ

3.    ล้างหัววัดด้วยน้ำกลั่น และซับให้แห้งก่อนวัด pH ทุกๆ ครั้ง หรือทุกๆ ตัวอย่างของน้ำที่วัด

4.    เทน้ำตัวอย่างที่ต้องการวัดลงในบีกเกอร์ แล้วทำการวัด pH โดยแกว่งหัววัดเบาๆ เมื่อค่า pH หยุดนิ่งประมาณ 10 วินาที จดบันทึกค่าที่วัดได้ (การจดบันทึกค่าที่วัดได้ควรปฏิบัติตามคู่มือการใช้เครื่อง)

5.    ทำความสะอาดหัววัด แล้วเก็บเข้าที่ให้เรียบร้อย

การดูแลรักษา เครื่องวัด pH

1.  เมื่อใช้เครื่องวัด pH เสร็จแล้ว ควรล้างหัววัดด้วยน้ำกลั่น หรือสารละลายอื่นๆ ที่ล้างคราบสกปรกที่    จับที่ผิวนอกเมมเบรนทุกครั้งก่อนเก็บ เพื่อป้องกันคราบสกปรก

2.  ห้ามเก็บหัววัดในน้ำกลั่น หรือในสารละลายบัฟเฟอร์ หรือกรดใดๆ ทั้งสิ้น เนื่องจากจะทำให้หัววัดเสื่อมสภาพเร็วขึ้น

3.  ก่อนใช้งาน ควรล้างหัววัดให้สะอาด เนื่องจากการแช่ในน้ำยาเก็บหัววัด จะสร้างฟิล์มบางๆ ที่เมมเบรน ซึ่งจะทำให้การวัดค่า pH ไม่ถูกต้อง และไม่ควรทำการ Calibrate 

     ทันทีหลังจากการเริ่มนำมาใช้ แต่ควรแช่ในสารละลายบัฟเฟอร์จุดแรกก่อนเพื่อให้เกิดการสมดุลย์

4.  หัววัดที่มีรูถ้าเกิดการอุดตัน จำเป็นต้องล้างด้วยน้ำยา โดยแช่ทิ้งไว้ได้นาน 1-24 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความสกปรก

ขอบคุณแหล่งที่มาจาก: http://ph-ec-tds.blogspot.com