Độ Mặn Là Gì? Các Phương Pháp đo độ Mặn đơn Giản - SWD

Việc đo độ mặn hoặc hàm lượng muối hòa tan trong nước rất quan trọng. Độ mặn của nước ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của con người cũng như các hoạt động sản xuất nông - công nghiệp. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu hơn về độ mặn trong nước.

Độ mặn là gì?

Độ mặn (Ký hiệu là S viết tắt từ chữ Salinity) là thước đo lượng muối hòa tan trong đất và nước. Muối rất dễ hòa tan trong nước mặt và nước ngầm, có thể được vận chuyển cùng với sự di chuyển của nước. Nó thường được biểu thị bằng phần nghìn (ppt) hoặc phần trăm (%).

Thường được đo bằng: g (muối)/Kg (nước biển).

Độ mặn là yếu tố quan trọng để xác định đặc tính vật lý và hóa học của nước tự nhiên.

Phân loại tình trạng độ mặn, theo tổng nồng độ muối

Muối - nguyên nhân gây ra độ mặn của nước và đất được sinh ra như thế nào?

Độ mặn trong tài nguyên nước của chúng ta nói chung có nguồn gốc từ ba nguồn. Thứ nhất, một lượng nhỏ muối (chủ yếu là natri clorua) được bốc hơi từ nước đại dương và được mang theo các đám mây mưa và lắng đọng trên toàn cảnh quan cùng với lượng mưa.

Thứ hai, một số cảnh quan cũng có thể chứa muối được giải phóng từ đá trong quá trình phong hóa (phân hủy dần dần), và thứ ba, muối có thể tồn tại trong trầm tích do biển rút đi để lại sau những thời kỳ mà mực nước biển cao hơn nhiều hoặc bề mặt đất thấp hơn nhiều. Nồng độ muối trong lượng mưa cao hơn gần bờ biển và giảm khi di chuyển vào đất liền.

Nước có độ mặn do biến đổi khí hậu

Độ mặn thay đổi theo từng nơi trong các đại dương, nhưng tỷ lệ tương đối của các thành phần hòa tan chính hầu như không đổi. Mặc dù có một lượng nhỏ các ion khác trong nước biển (ví dụ: K + , Mg 2+ , SO 4 2- ), các ion natri (Na + ) và clorua (Cl - ) chiếm khoảng 91% tổng số các ion nước biển. Nước ngọt có hàm lượng ion muối thấp hơn nhiều.

Phân loại độ mặn

Độ mặn có ba dạng, được phân loại theo nguyên nhân của chúng: độ mặn sơ cấp (còn gọi là độ mặn tự nhiên); độ mặn thứ cấp (còn gọi là độ mặn vùng đất khô hạn), và độ mặn cấp ba (còn được gọi là độ mặn thủy lợi).

Độ mặn sơ cấp (còn gọi là độ mặn tự nhiên)

Độ mặn sơ cấp là do các quá trình tự nhiên như sự tích tụ muối từ lượng mưa trong nhiều nghìn năm hoặc từ quá trình phong hóa đá.

Khi mưa rơi xuống cảnh quan, một số bốc hơi từ đất, bề mặt thực vật và các vùng nước, một số thấm vào đất và nước ngầm, một số đi vào sông suối và chảy vào hồ hoặc đại dương. Một lượng nhỏ muối do mưa mang lại có thể tích tụ trong đất theo thời gian (đặc biệt là đất pha sét), và cũng có thể di chuyển vào mạch nước ngầm.

Độ mặn sơ cấp

Ở những khu vực nhận được nhiều mưa, một lượng lớn nước ngấm vào đất mang theo “muối” vào nước ngầm và thoát ra khỏi lưu vực thông qua sông suối, do đó độ mặn của đất và nước ngầm vẫn tương đối trong lành.

Tuy nhiên, ở những khu vực khô hơn với thảm thực vật tự nhiên, không có quá nhiều lượng mưa và một tỷ lệ lớn hơn của mưa vào cảnh quan bị mất đi do bốc hơi và thoát hơi nước từ thực vật. Tại đây, muối có xu hướng tích tụ trong đất và nước ngầm và có thể tích tụ trong thời gian dài để đạt đến mức cao. Độ mặn của nước ngầm cũng có thể rất cao, đặc biệt nếu muối cũng đã được giải phóng trong quá trình phong hóa của lớp đá gốc.

Độ mặn thứ cấp hoặc đất khô hạn

Độ mặn thứ cấp được tạo ra khi mực nước ngầm tăng lên, mang theo muối tích tụ qua các quá trình tạo mặn 'sơ cấp' lên bề mặt. Nguyên nhân là do việc phát quang thảm thực vật lâu năm (sống lâu) ở những khu vực khô hạn hơn; tức là các khu vực có xu hướng tích tụ muối trong cấu trúc đất và nước ngầm theo thời gian. Khi thảm thực vật bị dọn sạch, lượng mưa rơi xuống thấm vào mạch nước ngầm nhiều hơn và mực nước ngầm tăng lên.

Độ mặn thứ cấp

Sự nhiễm mặn của các con suối và sông có thể đe dọa các hệ sinh thái và các loài cấu thành của chúng, và có thể làm cho nước không sử dụng được.

Độ mặn do tưới xảy ra khi lượng nước dư thừa bón cho cây trồng đi qua vùng rễ tới mạch nước ngầm, nâng mực nước ngầm và muối lên bề mặt. Muối cũng có thể được vận chuyển qua các hệ thống nước mặt và nước ngầm.

Độ mặn cấp ba hoặc được tưới

Độ mặn bậc ba xảy ra khi nước được tưới lại cho cây trồng hoặc làm vườn qua nhiều chu kỳ, trực tiếp hoặc bằng cách cho phép nó lọc vào nước ngầm trước khi bơm ra để tái sử dụng. Mỗi lần áp dụng nước, một số nước sẽ bay hơi và muối trong nước còn lại sẽ trở nên đậm đặc hơn; nồng độ muối rất cao có thể là kết quả của nhiều chu kỳ tái sử dụng.

Tại sao phải đo độ mặn của nước?

Muối trong nước có ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của động thực vật thủy sinh và con người. Mức độ mặn cao có thể gây hại đến nhiều loài động thực vật.

Độ mặn là một yếu tố sinh thái có tầm quan trọng đáng kể, ảnh hưởng đến các loại sinh vật sống trong một vùng nước và ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các loại cây trồng.

Đo độ mặn là một phép đo quan trọng trong nước biển hoặc tại các cửa sông nơi nước ngọt từ sông hoặc suối hòa lẫn với nước biển mặn vì các sinh vật thủy sinh có khả năng khác nhau để tồn tại và phát triển ở các mức độ mặn khác nhau. Các sinh vật nước mặn tồn tại ở độ mặn lên tới 40 ppt, tuy nhiên nhiều sinh vật nước ngọt không thể sống ở độ mặn trên 1 ppt.

Độ mặn ảnh hưởng đến nồng độ oxy hòa tan trong nước. Độ hòa tan của oxy trong nước giảm khi độ mặn tăng. Độ hòa tan của oxy trong nước biển thấp hơn khoảng 20% ​​so với nước ngọt ở cùng nhiệt độ.

Xem thêm: Hiểu về hạn mặn trên đất Chín Rồng

Ảnh hưởng của nước nhiễm mặn đến đời sống.

Nồng độ muối cao gây nguy hiểm cho môi trường cũng như ảnh hưởng đến nông nghiệp, cơ sở hạ tầng và do đó, nền kinh tế rộng lớn hơn. Nước mặn làm kìm hãm sự phát triển của thực vật do mất nước, ngăn cản sự hấp thụ nitơ. Trong nước ngọt, muối gây hại cho sức khỏe của thực vật và đời sống thủy sinh, khiến các loài gặp nguy hiểm.

Ảnh hưởng của độ mặn đến tình trạng đất

Độ mặn thúc đẩy sự tích tụ của các hạt lơ lửng (như đất sét) thành các khối lớn hơn, cho phép một lượng ánh sáng mặt trời không tự nhiên xâm nhập vào. Điều này có thể thiêu đốt các loài thực vật và khuyến khích sự phát triển của các loài tảo độc, ký sinh hoặc có tính cạnh tranh cao. Ngoài ra, khi nước mặn làm ô nhiễm đất, cấu trúc và tính toàn vẹn của đất bị suy thoái, dễ bị xói mòn.

Độ mặn cao trong nước và đất có thể gây ra:

• ăn mòn máy móc và cơ sở hạ tầng như hàng rào, đường và cầu
• sức khỏe kém hoặc thảm thực vật bản địa chết, dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học do sự thống trị của các loài chịu mặn, có khả năng làm thay đổi cấu trúc hệ sinh thái
• giảm năng suất cây trồng do làm suy giảm sự phát triển và sức khỏe của cây trồng không chịu được muối.

Lớp phủ bề mặt giảm cũng làm cho đất dễ bị xói mòn hơn. Đất bị xói mòn có thể gây ô nhiễm nước với lượng phù sa tăng lên, đe dọa:

• các hệ sinh thái giá trị cao và các loài động thực vật mà chúng hỗ trợ
• an toàn của nước cho cả người và động vật tiêu dùng.

Bất chấp những tác động tiêu cực của độ mặn, một số môi trường thủy sinh đã thích nghi với một loạt các nồng độ muối và có thể chịu được các thời kỳ có độ mặn cao.

Ảnh hưởng của nước nhiễm mặn đến sức khỏe

Natri và kali có một mối quan hệ độc đáo cho phép chúng cân bằng thích hợp để loại bỏ các chất lỏng không mong muốn của cơ thể khỏi máu. Từ đó, nó đến thận để xử lý tiếp thành urê, cuối cùng sẽ trở thành ure, bài tiết dưới dạng nước tiểu và loại bỏ khỏi cơ thể. Khi ăn quá nhiều muối, sự hài hòa giữa nồng độ natri và kali bị gián đoạn và thận không thể loại bỏ đủ nước từ máu. Thận trở nên quá tải, dẫn đến những tổn thương không thể khắc phục được, bao gồm cả sỏi thận và suy thận. Ngoài ra, chất lỏng không được di chuyển tích tụ sẽ gây ra huyết áp cao và các vấn đề về tim.

Các phương pháp đo độ mặn

Bút đo độ mặn cầm tay

Một trong những phương pháp đo độ mặn đơn giản nhất là sử dụng bút đo độ mặn cầm tay. Bút đo độ mặn cầm tay Horiba Salt-11 là một trong những thiết bị được tìm kiếm hàng đầu. Đây là sản phẩm với cải tiến vượt trội trang bị công nghệ Nhật Bản được tin dùng trong các ngành nghề: công nghiệp, nuôi tôm, chất lượng thực phẩm,...

Bút đo độ mặn cầm tay

Bút đo độ mặn cầm tay có thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển trong nhiều môi trường khác nhau mà giá thành rất rẻ. Phương pháp đo này cho kết quả chính xác và nhanh chóng chỉ từ một giọt mẫu. Thực hiện đo giá trị độ dẫn của mẫu sau đó chuyển đổi nó thành giá trị độ mặn dựa trên đường cong chuẩn độ mặn đã chọn. Cảm biến có hai kim loại titan được phủ màu đen bạch kim chống ăn mòn và cảm biến nhiệt độ để đo chính xác. Đồng hồ được lập trình với hai đường cong hiệu chuẩn tiêu chuẩn Nước biển và clorua natri (NaCl).

Thao tác đo: Đặt giọt nước lên cảm biến bằng pipet pastuer nhựa đi kèm trong bộ sản phẩm. Hãy chắc chắn rằng mẫu được phủ đầy lên mặt sensor (cảm biến) và không có bong bóng nào được hình thành. Ghi lại đọc độ mặn một khi nó ổn định.

Đo độ mặn bằng khúc xạ kế

Sử dụng công cụ này để đo chính xác độ mặn trong chất lỏng. Khúc xạ kế đo mức độ ánh sáng uốn cong, hoặc khúc xạ, khi nó đi vào chất lỏng. Đây được gọi là chiết suất. Càng nhiều muối (và vật liệu khác) hòa tan trong nước, ánh sáng càng gặp nhiều lực cản và càng bị uốn cong. Điều này là do ánh sáng truyền với vận tốc khác nhau tùy thuộc vào môi trường.

Có hai loại phổ biến là khúc xạ kế cơ học và khúc xạ kế kỹ thuật số:

• Khúc xạ kế cơ học:

Đo theo nguyên tắc ánh sáng có vận tốc khác nhau phụ thuộc vào tỉ trọng của môi trường truyền qua. Khi môi trường ít dầy đặt, ánh sáng sẽ truyền đi nhanh hơn. Khi ánh sáng truyền từ môi trường có tỉ trọng này sang môi trường có tỉ trọng khác, ánh sáng sẽ bị quay đi một góc, tia ánh sáng bị khúc xạ và hiển thị trên thang đo của khúc xạ kế.

Thao tác đo: Nhỏ một vài giọt nước (có chứa muối) lên trên lăng kính ở phía đầu của khúc xạ kế. Nước phải phủ đều và không được có bọt khí để đạt được kết quả chính xác. Đậy nắp trên lăng kính. Chỉnh độ đi-ốp cho phù hợp với mắt người đọc, và đọc số vạch chuyển màu trên ống ngắm.

Đo độ mặn bằng khúc xạ kế

• Khúc xạ kế kỹ thuật số:

Đo nồng độ muối một cách chính xác bên cạnh đó nó còn bổ sung chức năng tự động bù trừ nhiệt độ đối với mẫu cần đo. Hoặc nó có thể đo được cả chỉ số khúc xạ đối với 1 số loại máy chuyên dụng phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Thao tác đo: Nhỏ vài giọt mẫu nước cần đo lên lăng kính hoặc buồng chứa mẫu sau đó nhấn phím “Start” trên máy để bắt đầu đo khi đo xong cần vệ sinh lăng kính sạch sẽ sau đó nhấn phím “Zero” để đưa giá trị ban đầu về 0 và tiếp tục đo mẫu khác. Cần qua bước kiểm tra độ chính xác của máy trước khi sử dụng.

Máy đo độ mặn kỹ thuật số

Máy đo độ mặn là phương pháp đo chính xác và là phương pháp đo tin cậy được ứng dụng đo trong sản xuất công nghiệp. Ưu điểm của máy là dễ dàng sử dụng, tự động chuyển đổi, và đo được nhiều thông số chỉ trong một máy duy nhất. Tuy nhiên so với Bút đo độ mặn cầm tay Horiba Salt-11 thì chúng có giá thành khá cao.

Máy đo độ mặn kỹ thuật số

Thao tác đo: đơn giản bằng cách nhúng điện cực vào trong nước mặn (nước nuôi trồng thuỷ sản) và nhấn nút bật máy để trên màn hình hiển thị nhiệt độ (°C hoặc °F), độ mặn (ppt) và tỉ trọng.

Sử dụng tỷ trọng kế

Sử dụng công cụ này để đo độ mặn trong nước cũng khá chính xác. Tỷ trọng kế đo trọng lượng riêng của nước, hoặc khối lượng riêng của nó so với H 2 O. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc của Archimedes, đó là lực hướng lên tác dụng lên vật thể ngập một phần hoặc hoàn toàn trong chất lỏng bằng trọng lượng của chất lỏng bị dịch chuyển (1). Vì hầu hết tất cả các loại muối đều đậm đặc hơn nước nên chỉ số tỷ trọng kế có thể cho bạn biết lượng muối hiện diện. Điều này đủ chính xác cho hầu hết các mục đích, chẳng hạn như đo độ mặn trong bể cá, nhưng nhiều mẫu tỷ trọng kế không chính xác hoặc dễ sử dụng không đúng cách.

Sử dụng tỉ trọng kế

Phương pháp này không thể được sử dụng cho vật liệu rắn. Nếu bạn đang đo độ mặn của đất, hãy xem phương pháp đo độ dẫn điện.

Phương pháp tổng chất rắn hòa tan (TDS)

Phân tích TDS đất hoặc nước bởi một phòng thí nghiệm được công nhận là phương pháp đo độ mặn nghiêm ngặt nhất.

Các phòng thí nghiệm có thể phân tích TDS, đây là thước đo tổng của vật liệu hạt hòa tan trong nước và đại diện cho tổng hàm lượng muối.

Sử dụng bút thử TDS

Cách đo độ mặn bằng phương pháp TSD:

• Phân tích hóa học và tổng hợp tất cả các anion và cation chính có trong mẫu (đo chính xác nhất hàm lượng muối).
• Kỹ thuật đo trọng lượng trong đó một thể tích mẫu đã biết được bốc hơi ở 180 °C đến khô và phần còn lại của chất rắn còn lại được cân.
• Sau đó chuyển đổi EC sang TDS sẽ xác định được độ mặn cần tìm.

Ngoài ra còn có một số phương pháp khác để nhận biết độ mặn trong nước. Tuy nhiên cần đo chính xác nhất, bạn có thể đưa mẫu nước đến trực tiếp điểm xét nghiệm gần nhất.

Trên đây là những thông tin về độ mặn của nước. Hy vọng bài viết trên có thể giúp bạn phần nào hiểu được về độ mặn và đưa ra được các phương pháp xác định và xử lý nước tại gia đình. Nếu nước của gia đình bạn quá mặn, hãy liên hệ với SWD để chúng tôi giúp bạn đưa ra giải pháp hợp lý nhé!