İletkenlik Sensörleri: Su Kalitesi İzleme

İletkenlik nedir?

İletkenlik, suyun elektriği iletme kabiliyetidir. Bu iletim, sudaki iyonların yük taşıyıcı olmasını gerektirir. Saf su hiç iyon içermez (ara sıra ortaya çıkan serseri su molekülleri dışında) ve bu nedenle çok zayıf bir elektrik iletkenidir. Ancak su kimyasal tuzları aldıkça, bu tuzlar çözündüklerinde suya iyon eklerler. Dolayısıyla suyun iyonik gücü arttıkça iletkenlik de artar – su ne kadar “tuzluysa” iletkenlik de o kadar yüksek olur.

İletkenlik ölçümünün size sudaki iyon konsantrasyonunu söylemesi gerekmediğini unutmayın, çünkü farklı iyonların iletkenliğe farklı katkıları vardır. Asetat gibi büyük, hantal iyonlar elektriğin iyi iletilmesine yardımcı olmaz. H+ gibi küçük, hızlı iyonlar, iletkenliğe iyon başına çok daha yüksek bir katkı sağlar. Doğal sular genellikle sürekli değişen iyon karışımları olduğundan, iletkenlik okuması sadece iyon konsantrasyonunun göreceli bir ölçümüdür.

Tuzluluk genellikle suyun kimyasal yapısının deniz suyuna çok benzer olduğu varsayılarak iletkenlikten hesaplanır. Deniz suyunda 55.000 µS/cm’lik bir iletkenlik, 35 PSS’lik bir tuzlulukla kabaca aynı şeydir (PSS, geleneksel ppt tuzluluk birimlerinin yerini alan pratik tuzluluk ölçeğidir). Tuzluluk teknik olarak yalnızca küçük seyreltmeler ve tuzlu su konsantrasyonları için tanımlanır ve bu nedenle tatlı su çalışmalarında nadiren kullanılır.

Su kalitesinin izlenmesinde iletkenlik neden önemlidir?

Kimyasal açıdan bakıldığında, iletkenlik okumaları bir su kütlesinin stabilitesini izlemek için kullanılabilir. Değişmeyen bir iletkenlik genellikle suya kimyasal madde eklenmediği veya sudan kimyasal madde çıkarılmadığı anlamına gelir. İletkenlikteki bir artış, atık su çıkışı, tarımsal akış veya gelgit istilası gibi bir kirlilik kaynağından gelen iyonlarda bir artış olduğunu gösterebilir. İletkenlikteki bir düşüş kimyasal girdilerin azaldığını ve/veya tatlı su girdisinin arttığını (örneğin bir yağış olayından) gösterebilir.

İletkenlik değerleri biyolojik sağlığı değerlendirmek için de kullanılabilir çünkü bazı bitki ve hayvan türleri yüksek veya düşük iletkenliklere karşı hassastır. Örneğin istiridyeler, önemli ölçüde seyreltilmiş deniz suyunda iyi sonuç vermezler. Tatlı su av balıkları tuzlu sularda iyi sonuç vermez.

İletkenlik değerleri çıkarımsal olarak da kullanılabilir. Örneğin, tatlı su plajlarının izlenmesinde, iletkenlikteki ani bir artışın atık su kirliliği veya yağmur akışından kaynaklandığını varsaymak yaygındır – her ikisi de genellikle yüksek bakteri sayılarıyla ilişkilidir. Dolayısıyla, iletkenlikteki ani artış plajların kapatılması için bir neden olabilir.

Son olarak, iletkenlik değerleri su seviyesi ölçümlerini ve çözünmüş oksijen değerlerini düzeltmek için kullanılır. İletkenliğin artırılması su yoğunluğunun artırılması anlamına gelir, bu nedenle su seviyesi ölçümlerinin telafi etmek için azaltılması gerekir. İletkenliğin artırılması sudaki oksijenin çözünürlüğünü de azaltır, bu nedenle oksijen doygunluk yüzdesi hesaplamaları telafi etmek için artırılmalıdır.

İletkenlik Nasıl Ölçülür?

İletkenlik çoğunlukla toroidal sensörler veya dört elektrotlu sensörler ile ölçülür. Toroidal sensörler çoklu problarda nadiren bulunur çünkü düşük iletkenliklerde zayıf hassasiyete sahiptirler. Dört elektrotlu sensörler, sabit bir su geometrisi ile ayrılmış iki elektrot çifti arasında sabit bir voltajı korumak için gereken akımı ölçerek çalışır. Her iki yöntem de doğal sularla ilgili çoğu çalışma için fazlasıyla yeterlidir.

İletkenlik sensörlerini nasıl kalibre edersiniz?

İletkenlik sensörleri tek bir standartla kalibre edilir ve bu standart neredeyse her zaman bilinen bir potasyum klorür (KCl) konsantrasyonudur. Kalibrasyonun hangi değerde yapılacağı uygulamaya bağlıdır – çok tatlı sular için düşük iletkenlik standardı en iyisidir veya tam tersi. Sahada görmeyi beklediğiniz en yüksek değerden biraz daha yüksek bir kalibrasyon standardı seçin.

İletkenlik ölçümlerini etkileyen diğer parametreler nelerdir?

İletkenlik, elektriksel iletkenliğin doğrudan bir ölçümüdür ve elektriksel iletkenlik su sıcaklığına göre değişir. 15 °C’deki su, 30 °C’deki aynı sudan daha düşük iletkenliğe sahiptir. İletkenlik okumalarının karşılaştırılmasını kolaylaştırmak için, okumaları 25 °C’ye “düzeltmek” gelenekseldir – yani, iletkenliği su sıcaklığı 25 °C olarak değiştirildiğinde olacağı gibi rapor edin. 25 °C’ye göre düzeltilmiş okumalar iletkenlik yerine “özgül iletkenlik” olarak adlandırılır.