Total de sólidos dissolvidos - Total dissolved solids

A água mineral engarrafada geralmente contém níveis mais elevados de TDS do que a água da torneira

O total de sólidos dissolvidos ( TDS ) é uma medida do conteúdo combinado dissolvido de todas as substâncias inorgânicas e orgânicas presentes em um líquido na forma suspensa molecular , ionizada ou microgranular ( sol coloidal ). As concentrações de TDS são freqüentemente relatadas em partes por milhão (ppm). As concentrações de TDS na água podem ser determinadas usando um medidor digital.

Geralmente, a definição operacional é que os sólidos devem ser pequenos o suficiente para sobreviver à filtração através de um filtro com poros de 2 micrômetros (tamanho nominal ou menores). O total de sólidos dissolvidos é normalmente discutido apenas para sistemas de água doce , já que a salinidade inclui alguns dos íons que constituem a definição de TDS. A principal aplicação do TDS é no estudo da qualidade da água para córregos , rios e lagos . Embora o TDS não seja geralmente considerado um poluente primário (por exemplo, não é considerado associado a efeitos na saúde), ele é usado como uma indicação das características estéticas da água potável e como um indicador agregado da presença de uma ampla gama de contaminantes químicos.

As fontes primárias de TDS em águas receptoras são escoamento agrícola e escoamento residencial (urbano) , águas de montanha ricas em argila, lixiviação de contaminação do solo e descarga de poluição de água de fonte pontual de estações industriais ou de tratamento de esgoto . Os constituintes químicos mais comuns são cálcio , fosfatos , nitratos , sódio , potássio e cloreto , que são encontrados no escoamento de nutrientes , escoamento geral de águas pluviais e escoamento de climas nevados onde os sais de degelo de estradas são aplicados. Os produtos químicos podem ser catiões , aniões , moléculas ou aglomerações na ordem de mil ou menos moléculas, desde que um micro solúvel granulado é formado. Os elementos mais exóticos e prejudiciais do TDS são os pesticidas decorrentes do escoamento superficial . Certos sólidos totais dissolvidos de ocorrência natural surgem do desgaste e da dissolução de rochas e solos. Os Estados Unidos estabeleceram um padrão secundário de qualidade da água de 500 mg / l para fornecer palatabilidade à água potável.

Os sólidos dissolvidos totais são diferenciados dos sólidos suspensos totais (SST), em que este último não pode passar por uma peneira de 2 micrômetros e ainda assim fica indefinidamente suspenso em solução. O termo sólidos sedimentáveis refere-se a material de qualquer tamanho que não permanecerá suspenso ou dissolvido em um tanque de retenção não sujeito a movimento e exclui TDS e TSS. Os sólidos sedimentáveis ​​podem incluir partículas maiores ou moléculas insolúveis.

O total de sólidos dissolvidos inclui sólidos voláteis e não voláteis. Sólidos voláteis são aqueles que podem facilmente passar do estado sólido ao líquido. Os sólidos não voláteis devem ser aquecidos a uma temperatura alta, normalmente 550 ° C, a fim de atingir essa mudança de estado. Exemplos de substâncias não voláteis incluem sais e açúcares.

Medição

Medidor TDS usado para testar a pureza da água

Os dois métodos principais de medição de sólidos totais dissolvidos são a análise gravimétrica e a condutividade . Os métodos gravimétricos são os mais precisos e envolvem a evaporação do solvente líquido e a medição da massa de resíduos deixados. Esse método é geralmente o melhor, embora seja demorado. Se os sais inorgânicos compreenderem a grande maioria dos TDS, os métodos gravimétricos são apropriados.

A condutividade elétrica ou específica da água está diretamente relacionada à concentração de sólidos ionizados dissolvidos na água. Os íons dos sólidos dissolvidos na água criam a capacidade dessa água de conduzir uma corrente elétrica , que pode ser medida usando um medidor de condutividade convencional ou medidor TDS . Quando correlacionada com medições de TDS de laboratório, a condutividade fornece um valor aproximado para a concentração de TDS , geralmente com precisão de dez por cento.

A relação de TDS e condutância específica da água subterrânea pode ser aproximada pela seguinte equação:

TDS = k e EC

onde TDS é expresso em mg / L e EC é a condutividade elétrica em microsiemens por centímetro a 25 ° C. O fator de correlação k e varia entre 0,55 e 0,8.

Alguns medidores TDS usarão essa medição de condutividade elétrica para inferir o número de partes por milhão (ppm); 1 ppm indica 1 mg de sólidos dissolvidos por kg de água.

Simulação hidrológica

Veja também: Modelo de transporte hidrológico
Pyramid Lake, em Nevada, recebe sólidos dissolvidos do Rio Truckee .

Modelos de transporte hidrológico são usados ​​para analisar matematicamente o movimento do TDS nos sistemas fluviais. Os modelos mais comuns tratam do escoamento superficial, permitindo variação no tipo de uso da terra , topografia , tipo de solo , cobertura vegetal , precipitação e prática de manejo da terra (por exemplo, a taxa de aplicação de um fertilizante ). Os modelos de escoamento evoluíram com um bom grau de precisão e permitem a avaliação de práticas alternativas de manejo do solo sobre os impactos na qualidade da água dos rios.

Modelos de bacia são usados ​​para avaliar de forma mais abrangente o total de sólidos dissolvidos em uma bacia de captação e dinamicamente ao longo de vários trechos de riacho. O modelo DSSAM foi desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA). Este modelo de transporte hidrológico é, na verdade, baseado na métrica de carregamento de poluentes chamada " Carga Diária Máxima Total " (TMDL), que aborda o TDS e outros poluentes químicos específicos. O sucesso desse modelo contribuiu para o comprometimento ampliado da Agência com o uso do protocolo TMDL subjacente em sua política nacional de gestão de muitos sistemas fluviais nos Estados Unidos.

Implicações práticas

Aquarium at Bristol Zoo, Inglaterra . A manutenção dos filtros torna-se cara com alto TDS.

Ao medir a água tratada com amaciantes de água , altos níveis de sólidos dissolvidos totais não se correlacionam com a água dura, pois os amaciantes de água não reduzem o TDS; em vez disso, eles substituem os íons de magnésio e cálcio, que causam água dura, com uma carga igual de íons de sódio ou potássio, por exemplo, Ca 2+ ⇌ 2 Na + , deixando o TDS geral inalterado ou mesmo aumentado. A água dura pode causar acúmulo de incrustações em tubos, válvulas e filtros , reduzindo o desempenho e aumentando os custos de manutenção do sistema. Esses efeitos podem ser vistos em aquários , spas , piscinas e sistemas de tratamento de água por osmose reversa . Normalmente, nessas aplicações, o total de sólidos dissolvidos é testado com frequência e as membranas de filtração são verificadas para evitar efeitos adversos.

No caso da hidroponia e da aquicultura , o TDS é frequentemente monitorado a fim de criar um ambiente de qualidade da água favorável à produtividade do organismo . Para ostras de água doce , trutas e outros frutos do mar de alto valor , a maior produtividade e retornos econômicos são alcançados imitando os níveis de TDS e pH do ambiente nativo de cada espécie . Para usos hidropônicos, o total de sólidos dissolvidos é considerado um dos melhores índices de disponibilidade de nutrientes para as plantas aquáticas que estão sendo cultivadas.

Como o limite de critérios estéticos aceitáveis para água potável humana é de 500 mg / l, não há nenhuma preocupação geral com odor , sabor e cor em um nível muito menor do que o necessário para causar danos. Vários estudos foram realizados e indicam que as reações de várias espécies variam de intolerância a toxicidade total devido ao TDS elevado. Os resultados numéricos devem ser interpretados com cautela, pois os verdadeiros resultados de toxicidade estão relacionados a constituintes químicos específicos. No entanto, algumas informações numéricas são um guia útil para a natureza dos riscos na exposição de organismos aquáticos ou animais terrestres a altos níveis de TDS. A maioria dos ecossistemas aquáticos envolvendo a fauna mista de peixes pode tolerar níveis de TDS de 1000 mg / l.

Daphnia magna com ovos

O peixinho Fathead ( Pimephales promelas ), por exemplo, atinge uma concentração LD 50 de 5600 ppm com base em uma exposição de 96 horas. LD50 é a concentração necessária para produzir um efeito letal em 50 por cento da população exposta . Daphnia magna , um bom exemplo de membro primário da cadeia alimentar , é um pequeno crustáceo planctônico , com cerca de 0,5 mm de comprimento, tendo um LD50 de cerca de 10.000 ppm TDS para uma exposição de 96 horas.

Os peixes reprodutores e juvenis parecem ser mais sensíveis a altos níveis de TDS. Por exemplo, verificou-se que as concentrações de 350 mg / l de TDS reduziram a desova do robalo ( Morone saxatilis ) na região da Baía de São Francisco- Delta e que concentrações abaixo de 200 mg / l promoveram condições de desova ainda mais saudáveis. No rio Truckee , a EPA descobriu que a truta assassina Lahontan juvenil estava sujeita a uma mortalidade mais elevada quando exposta ao estresse de poluição térmica combinado com altas concentrações de sólidos dissolvidos totais.

Para animais terrestres, as aves normalmente possuem um limite superior seguro de exposição ao TDS de aproximadamente 2900 mg / l, enquanto que os bovinos leiteiros têm um limite superior seguro de cerca de 7100 mg / l. A pesquisa mostrou que a exposição ao TDS é agravada em toxicidade quando outros estressores estão presentes, como pH anormal, alta turbidez ou oxigênio dissolvido reduzido, com o último estressor agindo apenas no caso de animalia.

Em países com suprimentos de água de torneira muitas vezes inseguros / sujos, o TDS de água potável é frequentemente verificado por técnicos para avaliar a eficácia com que seus dispositivos de RO / Filtração de Água estão funcionando. Embora as leituras de TDS não forneçam uma resposta quanto à quantidade de microorganismos presentes em uma amostra de água, eles podem ter uma boa ideia quanto à eficiência do filtro pela quantidade de TDS presente.

Classificação da água

A água pode ser classificada pelo nível de sólidos dissolvidos totais (TDS) na água:

A água potável geralmente tem um TDS abaixo de 500 ppm. Água doce com TDS mais alto é potável, mas o sabor pode ser questionável.

Veja também

Referências

links externos