Соленость можно назвать промилле, граммами на литр, PSU или микросименсами, и это будет одна и та же вода, просто прибор мерил ее по разному принципу. Разбираем, что означает каждая единица, как одну перевести в другую и какой прибор для чего покупать.
Соленость воды в рыбоводных текстах встречается сразу в нескольких видах: промилле, ppt, PSU, миллисименсы на сантиметр, TDS в мг/л. Путаницы в этом столько же, сколько единиц: одну и ту же воду разные приборы покажут разными числами, и оба будут правы, если знать, что именно они меряют. Разбираем, что стоит за каждым обозначением, как одно перевести в другое и какой прибор брать под свою задачу, от ведра с рассолом для перевозки до промышленной УЗВ на ваннамей.
Если нужна не единица измерения, а сама соленость воды и переносимость по видам рыбы, это отдельный разбор в статье соленость воды для рыбы. Здесь только про то, чем и в чем ее меряют.
Промилле, знак тысячных долей, и ppt, parts per thousand, это одна и та же единица. И то, и другое означает граммы соли на килограмм воды, то есть примерно граммы на литр, если плотность воды близка к единице. Запись 12 промилле и запись 12 ppt на бумаге означают одно и то же число, просто первая пришла из русской традиции, вторая из англоязычной литературы по аквакультуре, и обе используются в отечественных статьях вперемешку.
Путаница начинается там, где промилле путают с процентами. Один процент это десять промилле, а не одна тысячная от промилле. Морская вода с соленостью 35 промилле это 3,5 процента растворенных солей, и когда в переписке кто то пишет "у меня 3,5 соленость" без единицы, легко ошибиться на порядок при пересчете дозы соли или объема концентрата.
PSU, practical salinity unit, практическая единица солености, это шкала, которую океанологи ввели взамен старого способа считать соленость через выпаривание воды и взвешивание сухого остатка. PSU привязана к электропроводности пробы относительно стандартного раствора и числом почти совпадает с ppt: 35 PSU и 35 ppt для морской воды это фактически одно и то же значение с точностью, достаточной для рыбоводной практики. В научных публикациях по океанологии встретится PSU, в отраслевых по аквакультуре чаще ppt или промилле, но пересчитывать одно в другое обычно не нужно, разница лежит в третьем знаке после запятой.
EC, electrical conductivity, электропроводность, это не соленость напрямую, а способность воды проводить электрический ток. Она растет с ростом концентрации растворенных ионов, и соль дает основной вклад в морской и солоноватой воде, поэтому EC используют как косвенный показатель солености. Измеряется в микросименсах на сантиметр, µS/cm, или в миллисименсах на сантиметр, мС/см, тысяча микросименс равна одному миллисименсу.
Ключевая оговорка: EC зависит не только от соли, но и от состава воды в целом, жесткости, содержания нитратов, органики. Для чистого раствора хлорида натрия связь EC и солености предсказуема, для природной пресной воды с примесью карбонатов и сульфатов пересчет уже приблизительный. Поэтому кондуктометр хорош там, где вода стабильного состава и нужно следить за изменением во времени, а не там, где нужна точная абсолютная цифра из первого измерения.
| Соленость, ppt | EC при 20 градусах, мСм/см |
|---|---|
| 1 | около 3,7 |
| 5 | около 8,4 |
| 10 | около 17,0 |
| 15 | около 23,8 |
| 20 | около 30,3 |
| 25 | около 36,7 |
| 30 | около 43,0 |
| 35 | около 49,1 |
Таблица дана для чистого солевого раствора при 20 градусах, реальные цифры на природной воде и с другой температурой будут смещены, поэтому это ориентир для прикидки, а не замена прямого измерения солемером.
TDS, total dissolved solids, общая минерализация, это масса всех растворенных веществ в воде, а не только соли, в миллиграммах на литр. Приборы для TDS чаще всего тоже меряют EC и пересчитывают его в TDS через коэффициент, который в среднем берут в диапазоне 0,5 до 0,7. То есть TDS метр не меряет TDS напрямую, он меряет ту же электропроводность и умножает на условный коэффициент, подобранный под усредненный состав воды. Для морской и солоноватой воды с преобладанием хлорида натрия точнее ориентироваться на прямую шкалу солености прибора, если она есть, а не на TDS в мг/л.
Ареометр, поплавок с грузом и шкалой, меряет плотность воды, которая растет с соленостью. Отклик у ареометра медленный и сильно зависит от температуры: одна и та же соленость на холодной и теплой воде даст разную плотность, поэтому у морских ареометров на шкале почти всегда указана температура калибровки, чаще 15 или 25 градусов, и без поправки на реальную температуру пробы показание будет с ошибкой.
Плюс ареометра: он не требует калибровки и электричества, стеклянный поплавок либо тонет до нужной отметки, либо нет. Минус: хрупкий, читать шкалу на глаз не так точно, как цифровой рефрактометр, и на мутной или холодной воде погрешность растет. Для контроля раз в неделю в спокойном хозяйстве это рабочий и дешевый вариант, для ежедневного точного контроля в плотной посадке уже не хватает.
Рефрактометр меряет показатель преломления света в капле воды, который тоже растет с концентрацией растворенных веществ, и переводит его сразу в шкалу солености. У большинства моделей для морской воды есть встроенная температурная компенсация, ATC, automatic temperature compensation, поэтому в отличие от ареометра каплю можно капнуть на призму практически при любой комнатной температуре и получить корректное число без ручного пересчета.
Калибруют рефрактометр по дистиллированной воде, ноль на шкале, либо по готовому калибровочному раствору с известной соленостью. Раз в несколько недель регулярной работы проверка калибровки обязательна: призма со временем царапается, а линза может сбиться от удара. Для хозяйства, где соленость держат постоянно, рефрактометр с ATC это основной рабочий прибор, ареометр и кондуктометр остаются как перекрестная проверка.
Кондуктометр, он же солемер, если шкала откалибрована в единицах солености, а не в микросименсах, меряет ту же электропроводность, но электрически, через щуп с электродами, а не оптически. У него есть заметное преимущество перед рефрактометром и ареометром: его можно оставить в воде как погружной зонд и снимать показания непрерывно, тогда как рефрактометр и ареометр это разовое ручное измерение капли или пробы.
Минус тот же, что у любого измерения через EC: точность зависит от состава воды и требует периодической сверки по калибровочному раствору известной проводимости. Электроды кондуктометра со временем обрастают налетом и требуют промывки, иначе прибор начинает завышать сопротивление и занижать показанную соленость.
Рассмотрим типичную ситуацию. Хозяйство купило погружной зонд TDS, прибор откалиброван производителем на коэффициент 0,64 для перевода EC в TDS, и после подготовки солоноватой воды под ваннамей зонд показывает 8200 мг/л. Новичок делит это число на тысячу и получает 8,2 промилле, ставит рыбу, а через несколько часов видит признаки стресса. Причина в том, что 8200 мг/л TDS это не то же самое, что 8,2 промилле солености, коэффициент пересчета в TDS занижает реальную соленость для чистого солевого раствора примерно на треть, и фактическая соленость воды была ближе к 12-13 промилле, что уже за пределами безопасного диапазона для резкой посадки без акклиматизации.
Правильный порядок в этой ситуации: сразу после подготовки воды проверить соленость прямой шкалой ppt на рефрактометре или на том же зонде, если у него есть отдельный режим солености, а не пересчитывать вручную из TDS. Показание TDS в мг/л хорошо подходит для контроля пресной и слабоминерализованной воды, но для соленой и солоноватой воды в рыбоводстве нужна прямая шкала промилле или PSU.
В промышленной УЗВ на солоноватой или морской воде разовые замеры рефрактометром несколько раз в день не покрывают риск: соленость может сдвинуться между замерами из за долива, промывки фильтра или протечки, и узнать об этом раньше, чем пострадает рыба, помогает только непрерывный зонд с выводом на контроллер и порогом тревоги. Зонд ставят в общем контуре после смешения воды, а не в тупиковом кармане, где циркуляция слабая и показание не отражает реальную соленость в бассейне с рыбой.
Порог тревоги на контроллере выставляют не строго по целевому значению, а с запасом в пределах примерно одного промилле в обе стороны, чтобы обычные суточные колебания от испарения не создавали ложных срабатываний, а реальный скачок, например от протечки морской воды в пресный контур, ловился быстро. Проверку зонда контрольным ручным прибором в такой схеме все равно оставляют раз в несколько дней, потому что любой погружной датчик со временем обрастает и смещает показание.
Оптику рефрактометра протирают сухой мягкой тканью сразу после каждого измерения, засохшая соль на призме царапает поверхность при следующей протирке и постепенно портит точность. Электроды кондуктометра хранят согласно инструкции производителя, часть моделей требует влажного хранения в специальном растворе, пересушенный электрод после простоя нуждается в отмачивании перед следующим точным измерением. Стеклянный ареометр хранят в футляре отдельно от других приборов, при падении на твердую поверхность его точность может испортиться незаметно, без видимого скола.
Батарейки цифровых приборов стоит проверять перед ответственным измерением, а не после: посаженная батарейка у части моделей не блокирует показание полностью, а просто занижает точность, и заметить это без контрольного прибора рядом трудно.
Морская соль для аквакультуры и обычная поваренная соль дают разную электропроводность на одинаковой массовой концентрации, потому что состав солей разный: в морской соли помимо хлорида натрия есть заметная доля магния, калия, сульфатов, и эти ионы тоже проводят ток. Если калибровочный раствор для кондуктометра сделан на поваренной соли, а рабочая вода готовится на морской соли для аквакультуры, показание кондуктометра будет слегка смещено относительно рефрактометра, откалиброванного по стандартному морскому раствору. На практике это дает расхождение в пределах десятых долей промилле, которое не критично для большинства задач, но стоит держать в голове при настройке нового хозяйства и калибровке новых приборов.
| Прибор | Что меряет | Сильная сторона | Слабая сторона |
|---|---|---|---|
| Ареометр | Плотность | Без электричества и калибровки | Зависит от температуры, хрупкий |
| Рефрактометр | Преломление света | Быстро, с ATC не зависит от температуры | Разовое ручное измерение |
| Кондуктометр, солемер | Электропроводность | Можно оставить как погружной зонд | Зависит от состава воды, электроды обрастают |
Частая ошибка: взять коэффициент перевода EC в TDS с этикетки одного прибора и применить его к показанию другого. Коэффициент 0,5 или 0,7 не универсален, он зашит производителем под усредненный состав воды, и для морской соленой воды с преобладанием хлорида натрия он будет заметно отличаться от коэффициента, подобранного под пресную воду с преобладанием карбонатов жесткости, подробнее про эти показатели в статье жесткость и минерализация воды.
Вторая ошибка: сравнивать показания ареометра и рефрактометра без поправки на температуру ареометра. Разница в 5 градусов от температуры калибровки шкалы способна дать расхождение в единицу и больше по промилле, и тогда кажется, что прибор врет, хотя врет непоправленная температура.
Третья ошибка: путать промилле солености с процентным содержанием соли в растворе для лечебной ванны. В статье про соль в рыбоводстве дозы даны в граммах на литр именно для лечебных и транспортных задач, и переносить их напрямую как целевую соленость воды в УЗВ нельзя, это разные по смыслу цифры.
Для разового контроля пресной воды в пруду достаточно капельного теста или дешевого TDS метра. Как только речь идет о постоянном контроле солоноватой или морской воды в закрытой системе, одного прибора мало: нужен основной непрерывный, обычно кондуктометр, и контрольный ручной, обычно рефрактометр, для регулярной сверки друг с другом.
Чаще всего дело в калибровке: один прибор давно не проверяли по дистиллированной воде, и его ноль сместился. Реже причина в разной шкале, одни рефрактометры откалиброваны под морскую воду с формулой натурального хлорида натрия, другие под аквариумную соль с другим составом примесей, и на границе шкал показания слегка расходятся.
Сначала проверить калибровку обоих на контрольном растворе с известной соленостью. Если после калибровки расхождение сохраняется на уровне десятых долей промилле, это нормально для приборов разного принципа действия, брать за целевое значение то, что использовалось для настройки хозяйства изначально, и не гоняться за третьим знаком после запятой.
Как основной прибор нет, рефрактометр быстрее и точнее. Как резервный на случай разряженной батарейки цифрового прибора или разбитой призмы, простой стеклянный ареометр без электроники может выручить, хотя показание придется вручную поправлять на температуру.
Кондуктометр меряет общую электропроводность, а не конкретно хлорид натрия, и если прибор откалиброван и настроен на диапазон морской соли, шкала пересчета в промилле у него подобрана под этот диапазон и состав. На слабоминерализованной пресной воде та же формула пересчета работает хуже, потому что вклад других ионов в общую картину пропорционально выше. Для пресной воды правильнее использовать отдельную шкалу TDS или EC без пересчета в промилле солености.
Готовый калибровочный раствор в закрытой заводской упаковке хранится долго, но однажды открытая емкость постепенно меняет концентрацию из за испарения и загрязнения при многократном использовании. Ориентир: если раствору больше нескольких месяцев с момента вскрытия, перед ответственной калибровкой стоит взять свежую порцию, а не полагаться на старую.
Часть моделей делают универсальными и наносят на одну призму сразу две градуированные шкалы, например шкалу солености для морской воды и отдельную шкалу для аквариумной соли или для сиропов и растворов другого назначения. Если пользоваться не той шкалой, число будет читаться неверно при абсолютно исправном приборе, поэтому перед первым использованием стоит свериться с инструкцией, какая шкала на приборе соответствует именно морской и солоноватой воде, а не сахарному раствору или антифризу.
На практике часто спор о солености возникает не из за реальной ошибки, а из за того, что два человека меряют разными приборами и не проговаривают это вслух. Например, приемщик рыбы на месте назначения меряет привезенную воду карманным рефрактометром и получает 14 промилле, а на ферме отправителе перед погрузкой мерили погружным кондуктометром и записали в накладную 15,5 промилле. Разница в полтора промилле выглядит как ошибка транспортировки или подмена воды, а на деле может объясняться тем, что кондуктометр фермы давно не проверяли по контрольному раствору, либо тем, что за время перевозки часть воды испарилась через неплотно закрытую крышку и соленость реально подросла.
Разбор подобной ситуации всегда начинается с одного вопроса: когда каждый из приборов последний раз калибровали и по какому раствору. Если ответа на этот вопрос нет ни у одной из сторон, дальнейший спор о том, чей прибор точнее, бессмыслен, вернуться к согласию можно только через контрольное измерение третьим, заведомо свежекалиброванным прибором на одной и той же пробе воды.
Мы делаем сторожа, который следит за питанием, насосом и аэрацией и пишет вам в Telegram, пока рыба еще дышит. Сообщение приходит со звуком, даже если телефон в беззвучном. Базовый прибор стоит от 7 900 рублей, комплект считаем индивидуально под ваши бассейны. Напишите, что у вас за хозяйство, и подберем. Если увидим, что вам наш прибор не нужен, так и скажем.
Оставить заявку
Таблица перевода электропроводности в промилле по уравнению Weyl (1964): nikolab.ru.
Определение эвригалинных организмов и диапазон переносимой солености у рыб: ru.wikipedia.org.
Коэффициент пересчета электропроводности в TDS для пресной и природной воды: ekodar.ru.