為解決傳統(tǒng)地表水電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)中實(shí)驗(yàn)室分析耗時(shí)久、無(wú)法實(shí)時(shí)反映水質(zhì)動(dòng)態(tài)的問(wèn)題,本研究以雷磁 DDBJ-350F 便攜式電導(dǎo)率儀為核心,設(shè)計(jì)一套完整的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方案,并通過(guò)與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其準(zhǔn)確性與可靠性。結(jié)果表明,該儀器在地表水現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中相對(duì)誤差≤2.3%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)≤1.5%,滿足 GB/T 6908-2018《鍋爐用水和冷卻水分析方法 電導(dǎo)率的測(cè)定》要求,可高效應(yīng)用于河流、湖泊等地表水現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)快速監(jiān)測(cè)。
一、引言
地表水作為重要的水資源,其水質(zhì)狀況直接影響生態(tài)環(huán)境與人類生產(chǎn)生活。電導(dǎo)率作為反映水體中離子濃度的關(guān)鍵指標(biāo),是判斷地表水鹽度、污染程度的重要依據(jù)。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法需采集水樣后送至實(shí)驗(yàn)室,使用臺(tái)式電導(dǎo)率儀測(cè)定,整個(gè)過(guò)程耗時(shí) 24-48 小時(shí),難以捕捉水質(zhì)突發(fā)性變化(如暴雨后污染物擴(kuò)散、工業(yè)偷排等)。雷磁便攜式電導(dǎo)率儀憑借體積?。ㄖ亓俊?00g)、續(xù)航長(zhǎng)(連續(xù)工作≥8 小時(shí))、自帶溫度補(bǔ)償功能的優(yōu)勢(shì),為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供可能。本研究通過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用方案并開(kāi)展驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),旨在為地表水現(xiàn)場(chǎng)電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)提供可行技術(shù)路徑。
二、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)
(一)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則
根據(jù)地表水類型差異化布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn):河流監(jiān)測(cè)沿水流方向設(shè)置 3 個(gè)關(guān)鍵斷面(上游對(duì)照斷面、中游控制斷面、下游削減斷面),每個(gè)斷面布設(shè)左、中、右 3 個(gè)采樣點(diǎn);湖泊監(jiān)測(cè)以湖心為中心,按半徑 500m、1000m 設(shè)置環(huán)形采樣圈,每個(gè)圈層布設(shè) 4 個(gè)采樣點(diǎn),重點(diǎn)覆蓋入湖河口、排污口附近區(qū)域。
(二)儀器準(zhǔn)備與校準(zhǔn)
監(jiān)測(cè)前 1 小時(shí)啟動(dòng)雷磁 DDBJ-350F 便攜式電導(dǎo)率儀預(yù)熱,采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)法:先用 0.01mol/L KCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液(25℃時(shí)電導(dǎo)率 1413μS/cm)校準(zhǔn)低量程,再用 0.1mol/L KCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液(25℃時(shí)電導(dǎo)率 12880μS/cm)校準(zhǔn)高量程,校準(zhǔn)過(guò)程中確保電極浸沒(méi)且無(wú)氣泡附著,校準(zhǔn)誤差需≤0.5% 方可使用。
(三)現(xiàn)場(chǎng)采樣與測(cè)定流程
采樣操作:使用聚乙烯采樣瓶(提前用待采水樣潤(rùn)洗 3 次),在水面下 0.5m 處采集水樣,避免接觸水面漂浮物;
測(cè)定步驟:將校準(zhǔn)后的電極插入水樣中,攪拌 10 秒后靜置,待儀器讀數(shù)穩(wěn)定(變化≤0.5μS/cm/30s)后記錄數(shù)據(jù),同時(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)水溫(儀器自帶溫度傳感器同步采集);
質(zhì)量控制:每批樣品測(cè)定 3 組平行樣,平行樣相對(duì)偏差需≤2%,若超出范圍需重新采樣測(cè)定;每日監(jiān)測(cè)前用空白水樣(超純水)驗(yàn)證儀器零點(diǎn)漂移,漂移值需≤1μS/cm。
三、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施
(一)實(shí)驗(yàn)材料與儀器
選取城市河流(A 點(diǎn))、湖泊(B 點(diǎn))、水庫(kù)(C 點(diǎn))3 類地表水樣品,同時(shí)使用雷磁 DDBJ-350F 便攜式電導(dǎo)率儀(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定)與雷磁 DDS-307 臺(tái)式電導(dǎo)率儀(實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定),對(duì)比兩種方法的測(cè)定結(jié)果。
(二)實(shí)驗(yàn)步驟
現(xiàn)場(chǎng)同步采樣:在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集 2 份平行水樣,1 份立即用便攜式儀器測(cè)定,另 1 份密封后置于 4℃保溫箱,2 小時(shí)內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室;
實(shí)驗(yàn)室測(cè)定:按照 GB/T 6908-2018 標(biāo)準(zhǔn),用臺(tái)式電導(dǎo)率儀測(cè)定水樣電導(dǎo)率,測(cè)定前同樣采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)法校準(zhǔn)儀器;
穩(wěn)定性測(cè)試:在 A 點(diǎn)連續(xù) 6 小時(shí)每隔 1 小時(shí)測(cè)定 1 次電導(dǎo)率,分析儀器在長(zhǎng)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中的穩(wěn)定性。
四、結(jié)果與分析
(一)準(zhǔn)確性驗(yàn)證
3 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)兩種方法的測(cè)定結(jié)果顯示(表 1),便攜式儀器與臺(tái)式儀器的相對(duì)誤差在 1.2%-2.3% 之間,均小于 3% 的允許誤差范圍,表明雷磁便攜式電導(dǎo)率儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
監(jiān)測(cè)點(diǎn) | 便攜式儀器測(cè)定值(μS/cm) | 臺(tái)式儀器測(cè)定值(μS/cm) | 相對(duì)誤差(%) |
A 點(diǎn) | 385.6 | 394.7 | 2.3 |
B 點(diǎn) | 218.3 | 221.0 | 1.2 |
C 點(diǎn) | 156.8 | 159.2 | 1.5 |
(二)穩(wěn)定性分析
A 點(diǎn)連續(xù) 6 小時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的 RSD 為 1.1%,表明儀器在現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境(溫度波動(dòng) 5-28℃)下,通過(guò)溫度補(bǔ)償功能可有效抵消環(huán)境干擾,測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定性良好,滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)需求。
五、結(jié)論
本研究設(shè)計(jì)的雷磁便攜式電導(dǎo)率儀地表水現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方案,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、儀器校準(zhǔn)、采樣測(cè)定流程,結(jié)合嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施,可實(shí)現(xiàn)地表水電導(dǎo)率的快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明,該儀器測(cè)定結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)方法一致性高,且具備良好的穩(wěn)定性,能有效解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法滯后性問(wèn)題。該方案可廣泛應(yīng)用于地表水日常巡檢、突發(fā)污染事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景,為地表水水質(zhì)管理提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。
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