電導率和TDS的基本定義
電導率：Conductivity（electrical conductance，簡稱EC）,物理學概念，也可以稱為導電率。電導率是用來描述物質中電荷流動難易程度的參數。生態學中，電導率是以數字表示的溶液傳導電流的能力。在公式中，電導率用希臘字母σ來表示。電導率σ的標準單位是西門子/米（簡寫為S/m），為電阻率ρ的倒數，即σ=1/ρ。
純水制備中常用電導率單位為μS/cm（微西門子每厘米），電阻率單位為MΩ*cm，1μS/cm*1MΩ*cm=1。
TDS：全稱Total dissolved solids，中文翻譯總溶解固體，又稱為溶解性固體重量，測量單位為毫克/升（mg/L）,它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固體。TDS值越高，表示水中含有的溶解物越多，其包括無機物和有機物兩者溶質的總含量。
常見的溶質有以鈣、鎂、鉀、鈉等陽離子和碳酸根、碳酸氫根、硫酸根、鹽酸根、硝酸根等陰離子組成的無機鹽（主要的離子狀無機物）、膠體、懸浮顆粒物、蛋白質、病毒、細菌、微生物及其尸體以及更微小的重金屬離子等。
TDS=溶解有機物+分子狀無機物+離子狀無機物(溶解性無機鹽）
電導率和TDS的關系（純水制備過程中）
在純水制備過程中，原水多為市政自來水或水質較好的天然水體，其所含的有機物及分子狀無機物整體含量有限，同時考慮到適當預處理的存在，預處理過后的反滲透給水的TDS大體能反應給水的含鹽量。此時給水和產水存在電導率越高，鹽分越高，TDS越高的弱相關。
TDS=[Ca+Mg+Na+K]+[CO3+HCO3+SO4+Cl+NO3]
結合實際情況，考慮到純水制備過程中原水來源中硫酸根、硝酸根離子含量有限，且中性低濃度狀態下碳酸鹽多以碳酸氫根離子形態為主，可簡化為
TDS=[Ca+Mg+Na+K]+[HCO3+Cl]
備注：軟化設備對鈣鎂離子含量影響較大，需要單獨考慮。
溶液的電導率為溶劑及溶質的電導率之和，同時考慮到離子的電導率和離子大小、離子的電荷數、離子的濃度及溫度相關。在低濃度狀態下，我們可以通過極限摩爾電導率了解一下電導率和離子物質的量之間的關系。以下是常見電解質極限摩爾電導率的參考數據：
Na+：50.0 S*cm2*mol-1
Cl-：76.3 S*cm2*mol-1
K+：73.5 S*cm2*mol-1
NO3-：71.0 S*cm2*mol-1
H+：349.9 S*cm2*mol-1
OH-：198.5 S*cm2*mol-1
Mg2+：53.0 S*cm2*mol-1
SO42-：82.0 S* cm2* mol-1
Ca2+：59.5 S*cm2*mol-1
HCO3-：52.0 S*cm2*mol-1
需要注意的是，極限摩爾電導率的值與溫度、壓力、離子半徑等因素有關，因此在實際應用中需要進行修正計算。此外，電解質在不同溶劑中的極限摩爾電導率也有所不同。
備注：我們曾通過極限摩爾電導率計算過25℃時，超純水的極限電阻率接近18.3MΩ*cm，詳見前文水處理基本知識 超純水的極限電阻率為什么是18.3MΩ*CM？
換算成相對電導率（極限摩爾電導率比值*電荷數比值，以鈉離子為基準值）如下：
參考TDS筆的設計原理，即以氯化鉀或442標準液作為基礎，測算出相應的電導率與TDS的數值關系式（轉換公式）。實際運用過程中，TDS筆通過通過在兩個或多個電極之間施加電壓。溶液中帶正電的離子（如鈉離子，鈣離子，鎂離子，氫離子等）向負電荷的電極移動，帶負電荷的離子（如氯離子，硫酸根離子，碳酸氫根離子等）將向正電荷的電極移動。離子的移動形成了電流。儀表通過檢測離子的移動確定電流，并根據轉換公式轉換成TDS數值。
所以TDS筆本質上就是電導率測試筆！以氯化鉀標準液（不同穩定不同濃度下都有較高的電導率穩定性）為例，在低濃度下其相應的TDS與電導率理論比值（39.1+35.5）/（73.5+76.3）=0.50，這也是大家經常說的TDS（ppm）=0.5DD（電導率，μs/cm）的說法由來。但是顯然這里面的約束條件比較苛刻，跟實際的使用環境有較大的差距。
商用TDS筆的工作原理
考慮到氯化鉀標準在不同溫度和濃度下電導率的穩定性，商用TDS筆多采用其相關實驗數據（另有442TDS標準液）。以下是某品牌相關的實驗數據
通過上表，我們可以發現相同導電率下對應不同標準液的TDS數值也是完全不一樣的。相對而言氯化鉀標準溶液的線性關系較好，但442TDS標準溶液則本質上更接近自然水體的成分組成。
所以當不同品牌生產商生產的TDS筆因為測試標準液的不同，相應的內在轉換公式也會有所區別，但是其基本原理是相同的，也多具備溫度測量及補償計算，所以我們使用TDS筆得到的數據既為25℃時的標準值。
但是！也正是由于上述的工作原理，TDS筆本質上無法有效分辨實際溶液的導電成分組成，數據轉換時基于不同標準液（多為氯化鉀或442標準液），其相關數值難免有所偏差。針對同一水質，不同廠家的TDS筆數值也就自然不盡相同，同一TDS數值的兩種水質，其實際的組成及含量也很難判斷。
小結
其實在水處理領域真正關于TDS指標要求少之又少。有明確TDS指標要求的只有①《GB5749-2022生活飲用水衛生標準》中感官性狀及一般化學指標（第34項）中≤1000mg/L的要求。還有一個就是被所有凈水器廠家用來當作論據或者反駁對象的，②“世界衛生組織”建議飲用水的最低TDS含量應該為100mg/L。就我自己所在地級市而言，其市政自來水常年TDS數值為80-100，但是使用家用凈水器的人家卻比比皆是，顯然大家也都不太信任這個所謂的世界衛生組織的建議。
相對于①標準雖然寬泛（絕大部分城市市政自來水水質遠優于此標準）但多少還是對水質的一定要求不同，②標準更多的是民間倡導或呼吁，其本質就跟TDS筆一樣，更像是有心者有意為之(just a joke)。
通過電導率測TDS顯然是一種很不嚴謹的行為，也沒有科學上的邏輯關系，但是在家用凈水領域簡單量化凈化效果，或者在工業純水領域多少還是能反映出一定的水質變化（有那么一點點，但是不多）。以下是網上廣泛流傳的電導率與TDS的數值換算公式，僅供參考
TDS=K*EC25,單位為mg/L既ppm。
EC25是經溫度校正到25℃的電導率，單位μs/cm。
假設鹽分組成全為NaCl及不考慮CO2的透過性。
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