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溶解性固体含量检测

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发布时间：2025-06-01 20:32:07 更新时间：2025-05-31 20:32:08

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

溶解性固体含量检测：水质评价的重要指标

总溶解固体含量检测是水质分析中最基础也是至关重要的项目之一。总溶解固体指水中溶解性矿物质、盐类、金属离子、阴离子以及部分可溶性有机物质的总量，通常以质量浓度（mg/L）表示。它与水的口感、腐蚀性、导电率、适用性（如灌溉、工业用水、饮用水）以及生态系统健康息息相关。高浓度的溶解性固体会导致水味变差、管道设备结垢、降低热交换效率，对农作物生长产生盐害，甚至可能含有对人体有害的物质。因此，准确测定水中溶解性固体的含量，对于保障饮用水安全、优化工业流程、评估环境水质和保护水生生态具有不可替代的作用。

检测项目

核心检测项目即水中总溶解固体含量。根据应用场景不同，可能还需关注其中特定离子的含量（如钙、镁、钠、钾、硫酸根、氯离子、碳酸氢根等），这些离子是构成TDS的主要成分。有时也会将TDS与总固体、悬浮固体等指标结合分析，以更全面地评估水质。

检测仪器

检测溶解性固体含量主要依赖于以下仪器设备：

1. 分析天平： 精度需达到0.0001g (0.1mg)，用于精确称量蒸发皿及残渣质量，是重量法测定的核心设备。
2. 恒温干燥箱： 用于在特定温度（通常为105±3℃或180±2℃）下烘干样品中的水分和易挥发物质，使溶解性固体转化为固定残渣。温度控制精度要求高。
3. 恒温水浴锅（可选）： 用于在较低温度下预蒸发大量水分，提高效率并减少沸腾带来的损失。
4. 干燥器： 内置有效干燥剂（如硅胶），用于冷却干燥后的蒸发皿，防止其在称量前吸收空气中的水分。
5. 蒸发皿（瓷或铂）： 用于盛放水样进行蒸发、烘干和称量。要求材质稳定，不易与样品发生反应，且能在高温下保持稳定。
6. 滤器及0.45μm滤膜（或等效滤纸）： 用于在测定前过滤水样，去除悬浮性固体，确保测定的是真正溶解的部分。
7. 电导率仪： 虽然不直接测量TDS，但水的电导率与其中的离子浓度（即TDS的主要组成部分）高度相关。通常通过经验公式（TDS = k * EC, k为转换系数，通常在0.55-0.75之间）由电导率快速估算TDS值。此法快速简便，常用于现场监测或过程控制，但精度低于重量法，且k值需根据水质类型校准。
8. TDS笔/便携式TDS计： 基于电导率原理设计的小型便捷仪器，内置转换系数，可直接读数显示TDS值，主要用于快速筛查和现场检测。

检测方法

测定溶解性固体含量的标准方法主要是重量法，其原理是通过蒸发、干燥水样，称量残留物的质量来计算TDS含量。具体步骤如下：

1. 样品准备： 水样需充分混合均匀。若水样含大量悬浮物，需用0.45μm滤膜（或等效滤纸）过滤，滤液用于分析。记录过滤情况。
2. 蒸发皿恒重： 将洁净的蒸发皿置于恒温干燥箱（105±3℃）中烘干1小时，移入干燥器冷却至室温（约30-40分钟），用分析天平精确称量（W1）。重复烘干、冷却、称量步骤，直至连续两次称量之差小于0.5mg，视为恒重。
3. 水样蒸发： 取适量（通常使残渣量在2.5-200mg之间）过滤后的水样（V，mL）加入已恒重的蒸发皿中。可将蒸发皿置于沸水浴锅上或可控温的电热板上蒸发至近干。
4. 烘干恒重： 将蒸发皿移入恒温干燥箱中。根据检测要求选择烘干温度：

105±3℃烘干法： 适用于一般水样（包括饮用水）。在此温度下烘干，残渣中保留吸着水和部分结晶水，有机物质损失较少。烘干1-2小时，移入干燥器冷却至室温后称量（W2）。再次烘干、冷却、称量，直至恒重（两次称量差小于0.5mg）。
180±2℃烘干法： 适用于含大量硫酸钙、硫酸镁的苦咸水或盐水。在此更高温度下烘干，可更完全地去除结晶水，使结果更接近无机盐总量。操作步骤同105℃法。

5. 结果计算： TDS (mg/L) = [(W2 - W1) (mg) / V (mL)] * 1000
6. 电导率估算（辅助/筛查）： 使用校准过的电导率仪测量水样的电导率（EC, μS/cm），根据经验公式 TDS = k * EC 进行估算（k值需根据当地水质或标准要求确认）。

检测标准

溶解性固体含量的检测需遵循权威标准方法以确保结果的准确性和可比性。主要国际和国家标准包括：

1. 国际标准：

ISO 17294-1:2004 Water quality — Application of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) — Part 1: General guidelines (虽主要针对元素，但TDS是其应用背景之一)
ISO 17294-2:2016 Water quality — Application of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) — Part 2: Determination of selected elements including uranium isotopes
通常重量法参考操作源自历史悠久的APHA/AWWA/WEF Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (2540 C/D/E)。

2. 美国标准：

US EPA Method 160.1 (Residue, Filterable): 重量法测定溶解性总固体标准方法。
APHA/AWWA/WEF Standard Methods 2540 C. Total Dissolved Solids Dried at 180 °C; 2540 D. Total Dissolved Solids Dried at 105 °C.

3. 中国国家标准：

GB/T 5750.4-2006 《生活饮用水标准检验方法感官性状和物理指标》 中“7.1 溶解性总固体”：详细规定了105±3℃烘干恒重法测定饮用水中溶解性总固体的步骤、仪器和要求。此法是中国饮用水检测的强制标准方法。
HJ/T 51-1999 《水质全盐量的测定重量法》 (适用于地下水、地表水、污水)。
GB 17323-1998 《瓶装饮用纯净水》中也对TDS上限（≤10 mg/L）有规定，检测方法参照GB/T 5750。

结论： 溶解性固体含量检测是评估水质基本性质的关键环节。重量法（尤其是105℃或180℃烘干恒重法）因其原理清晰、结果准确而被广泛采纳为标准方法，依赖于精密的分析天平、恒温干燥箱等仪器。电导率法/便携式TDS计则提供了快速筛查的手段。严格遵守如GB/T 5750.4-2006等相关标准规范的操作流程和质量控制措施，是获得可靠TDS数据、保障水质安全与合理利用的基础。