一、引言

地表水环境质量直接关系到水资源安全、生态系统稳定及人类生产生活需求，电导率作为反映水体中离子含量的核心指标，是评估水体污染程度、盐度水平及水质稳定性的关键参数。传统实验室电导率检测虽精度较高，但存在样品运输耗时、检测周期长、无法实时反馈水质变化等问题，难以满足突发水污染事件应急监测及大范围布点监测的需求。上海佑科便携式电导率仪i-301以其便携轻便、操作简易、响应快速等特点，为地表水环境现场监测提供了新的技术支撑。本文以长江下游典型河段及周边湖泊为监测对象，系统验证i-301电导率仪的检测精准度、稳定性及环境适应性，构建基于该设备的地表水环境现场监测优化方案，为水环境监测工作的高效开展提供实践依据。

二、上海佑科便携式电导率仪i-301核心特性

上海佑科i-301便携式电导率仪是专为现场检测设计的水质分析设备，其核心性能参数与结构设计充分适配复杂户外监测场景。该设备采用多电极传感技术，测量范围覆盖0-20000μS/cm，分辨率达0.1μS/cm，测量精度为±1.0%FS，可满足不同污染程度地表水的检测需求。设备配备3.5英寸彩色触控屏，支持数据实时显示、存储与导出，内置1000组数据存储单元，可通过USB接口将数据传输至计算机进行后续分析。在便携性方面，设备机身重量仅0.8kg，尺寸为180×100×55mm，配备可充电锂电池，单次充电续航达8小时以上，满足全天户外监测需求。此外，设备具备自动温度补偿功能（补偿范围0-60℃），可有效抵消环境温度变化对检测结果的影响，同时机身采用IP67防水防尘设计，能适应雨天、潮湿等复杂户外环境，保障检测工作的连续性。

三、实验设计与方法

3.1 实验材料与仪器

实验仪器包括：上海佑科便携式电导率仪i-301（1台，编号YKi-01）、实验室标准电导率仪（型号：梅特勒FE38，作为对照仪器，测量精度±0.5%FS）、电导率标准溶液（浓度分别为100μS/cm、1000μS/cm、10000μS/cm，不确定度±0.2%）、恒温水浴锅（型号：HH-S4，控温精度±0.1℃）、采样瓶（500mL，经高温灭菌处理）、移液器（100-1000μL，精度±0.5%）。

实验水样选取长江南京段（3个采样点：江心洲、燕子矶、鱼嘴公园）、太湖无锡段（2个采样点：鼋头渚、梅梁湾）及玄武湖（2个采样点：樱洲、梁洲），共7个监测点位，每个点位采集表层水（0-50cm）样品3份，每份500mL，采样后立即密封并标注采样时间、点位坐标及环境参数。

3.2 实验内容与分组

实验分为三部分：（1）精准度验证实验：以标准溶液为对象，对比i-301与实验室标准仪器的检测结果，计算相对误差；（2）稳定性测试实验：在不同温度（10℃、20℃、30℃、40℃）和湿度（40%RH、60%RH、80%RH）条件下，对同一标准溶液进行连续检测，分析i-301的检测稳定性；（3）现场应用实验：在7个地表水环境采样点，分别使用i-301进行现场检测和实验室标准仪器进行室内检测，对比两种方式的检测结果，评估i-301的现场应用效能。

每组实验重复3次，精准度与稳定性实验中，每次检测间隔5min；现场应用实验中，水样采集后2小时内完成实验室检测，确保样品特性无显著变化。检测过程中严格遵循《水质电导率的测定实验室电导率仪法》（HJ 802-2016）及仪器操作说明书规范。

3.3 数据处理方法

采用Excel 2021和SPSS 26.0进行数据处理，计算每组实验的平均值（x̄）、标准差（SD）及相对标准偏差（RSD）。以实验室标准仪器检测结果为真值，计算i-301检测结果的相对误差（RE），公式为：RE=|x_i - x_true|/x_true ×100%，其中x_i为i-301检测值，x_true为标准仪器检测值。当RE≤2.0%时，判定检测结果符合水环境监测要求。

四、实验结果与分析

4.1 精准度验证结果

使用i-301与实验室标准仪器分别对3种浓度的电导率标准溶液进行检测，结果如下表所示。由表中数据可知，i-301对不同浓度标准溶液的检测值与标准值偏差较小，相对误差均在0.32%-0.85%之间，远低于2.0%的允许误差范围，且与实验室标准仪器的检测结果高度吻合，相对偏差最大仅为0.53%，表明i-301具备优异的检测精准度。

标准溶液浓度（μS/cm）	i-301检测平均值（μS/cm）	标准仪器检测平均值（μS/cm）	i-301相对误差（%）	i-301与标准仪器相对偏差（%）
100	100.85	100.92	0.85	0.07
1000	1003.20	1005.30	0.32	0.21
10000	10065.00	10118.00	0.65	0.53

4.2 稳定性测试结果

在不同温度和湿度条件下，使用i-301对1000μS/cm标准溶液进行连续10次检测，结果如下表所示。在温度10-40℃、湿度40%-80%范围内，i-301的检测结果相对标准偏差（RSD）均在0.12%-0.35%之间，且检测值波动范围控制在1000±3μS/cm内，表明环境温度和湿度变化对i-301的检测稳定性影响极小，其自动温度补偿功能和密封防护设计有效保障了检测结果的一致性。

实验条件（温度/湿度）	检测平均值（μS/cm）	标准差（SD）	相对标准偏差（RSD，%）
10℃/40%RH	1002.10	1.85	0.18
20℃/60%RH	1003.20	1.21	0.12
30℃/80%RH	1004.50	2.86	0.28
40℃/60%RH	1005.80	3.52	0.35

4.3 地表水环境现场应用结果

在7个地表水环境采样点，分别使用i-301进行现场检测和实验室标准仪器进行室内检测，两种方式的检测结果对比及i-301的性能评价如下表所示。由表可知，i-301在不同污染程度的地表水中均表现出良好的适应性，检测结果与实验室标准仪器的相对误差在0.41%-1.78%之间，全部符合≤2.0%的监测要求。其中，长江江心洲点位因水体盐度较低（电导率约280μS/cm），i-301的检测相对误差最大（1.78%），但仍在允许范围内；太湖梅梁湾点位因水体离子含量稳定（电导率约1250μS/cm），检测相对误差最小（0.41%）。此外，i-301现场检测单一样品的平均耗时仅为2.5min，远低于实验室检测（样品预处理+检测共需45min），大幅提升了监测效率。

采样点位	水体类型	i-301现场检测值（μS/cm）	标准仪器室内检测值（μS/cm）	相对误差（%）	单样检测耗时（min）
长江-江心洲	河流	285.00	280.00	1.78	2.2
长江-燕子矶	河流	312.50	308.00	1.46	2.4
长江-鱼嘴公园	河流	298.30	295.00	1.12	2.3
太湖-鼋头渚	湖泊	1235.00	1228.00	0.57	2.6
太湖-梅梁湾	湖泊	1255.00	1250.00	0.41	2.7
玄武湖-樱洲	湖泊	452.80	448.00	1.07	2.5
玄武湖-梁洲	湖泊	446.50	442.00	1.02	2.4

五、基于i-301的地表水环境监测优化应用方案

5.1 检测前设备校准与准备

为保障检测精度，需建立标准化的设备校准流程：（1）每日监测前，使用1000μS/cm标准溶液对i-301进行校准，校准完成后用蒸馏水冲洗电极3次，并用滤纸吸干残留水分；（2）若监测区域水体电导率差异较大（如淡水与微咸水交界区域），需额外使用高浓度（10000μS/cm）和低浓度（100μS/cm）标准溶液进行两点校准，确保检测范围全覆盖；（3）监测前检查设备电池电量，确保剩余电量≥50%，并携带备用电池及USB数据线，避免续航不足影响监测；（4）准备专用采样勺、烧杯及蒸馏水，用于现场水样采集和电极清洁。

5.2 现场检测操作规范

结合地表水环境特点，制定标准化现场检测流程：（1）采样时选择远离岸边10m以上区域，使用采样勺采集表层水，避免岸边污染物干扰；（2）将电极完全浸入水样中，确保电极探头无气泡附着，静置30s待读数稳定后记录数据；（3）每检测完一个点位的水样，用蒸馏水彻底冲洗电极，并用滤纸吸干，避免交叉污染；（4）若遇雨天或水体浑浊情况，先使用滤膜（孔径0.45μm）对水样进行简易过滤，再进行检测，减少悬浮颗粒物对电极的影响；（5）实时记录检测数据及现场环境参数（温度、湿度、天气状况），便于后续数据溯源与分析。

5.3 不同监测场景的应用策略

针对不同监测需求，制定差异化应用策略：（1）常规布点监测：在流域内按5km间隔设置监测点位，使用i-301进行快速检测，每季度开展1次全覆盖监测，重点关注电导率异常波动区域，为水质变化趋势分析提供数据支撑；（2）突发污染事件应急监测：在污染事件发生后，以污染源头为中心，按1km间隔向外围布设监测点位，使用i-301进行连续监测，每30min记录1次数据，快速确定污染扩散范围和浓度变化趋势，为应急处置提供实时依据；（3）饮用水源地监测：在水源地一级保护区内设置3个固定监测点位，每日使用i-301进行检测，当电导率变化幅度超过5%时，立即启动实验室精准检测，排查污染风险。

5.4 数据管理与设备维护

建立“现场记录-数据导出-分析归档”的全流程数据管理体系：（1）现场检测时通过设备触控屏记录点位信息和环境参数，数据自动存储至设备内存；（2）每日监测结束后，将设备与计算机连接，通过专用软件导出数据，建立Excel数据库，标注数据采集时间、点位及检测人员信息；（3）定期对数据进行整理分析，当i-301检测结果与历史数据偏差超过10%时，及时使用标准溶液重新校准设备。

设备维护方面，需遵循“定期保养+按需维修”原则：（1）每日监测结束后，用蒸馏水冲洗电极，晾干后放入专用保护套，避免电极损坏；（2）每月对设备进行一次全面检查，包括电池性能、触控屏灵敏度及防水性能，确保设备正常运行；（3）电极使用寿命一般为12个月，当检测精度下降或电极表面出现腐蚀时，及时更换新电极；（4）设备长期不使用时，充满电池后存放于干燥通风环境，每3个月补充充电一次，避免电池亏电。

六、结论与展望

实验结果表明，上海佑科便携式电导率仪i-301具备优异的检测性能：对标准溶液的检测相对误差仅为0.32%-0.85%，与实验室标准仪器的相对偏差≤0.53%；在10-40℃、40%-80%RH环境下，检测结果相对标准偏差≤0.35%，稳定性良好；在地表水环境现场监测中，其检测结果与实验室标准仪器的相对误差≤1.78%，单样检测耗时仅2.5min左右，大幅提升了监测效率。通过建立标准化的校准流程、操作规范及数据管理体系，可进一步保障该设备在地表水环境监测中的应用效果。

未来，可进一步拓展i-301的应用场景，如工业废水排放口监测、农业面源污染监测等，结合其他便携式水质检测设备（如pH计、溶解氧仪）构建多参数现场监测系统。同时，建议厂家优化设备数据传输功能，增加蓝牙无线传输模块，实现检测数据与移动端APP的实时同步，结合GIS技术构建水质监测数据可视化平台，为水环境管理提供更高效、智能的技术支撑。

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三、实验设计与方法

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3.3 数据处理方法

四、实验结果与分析

4.1 精准度验证结果

4.2 稳定性测试结果

4.3 地表水环境现场应用结果

五、基于i-301的地表水环境监测优化应用方案

5.1 检测前设备校准与准备

5.2 现场检测操作规范

5.3 不同监测场景的应用策略

5.4 数据管理与设备维护

六、结论与展望

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