小编按：电导率在线监测在排水管网管理中到底有啥用？我们一定要实事求是地去开展，明确其价值及局限，既不能保守否定拒绝，也不能盲目扩大价值。且看清环小伙伴们的经验积累，供大家参考。
近年来，城镇排水系统的数字化和信息化管理成为一个重要趋势，其中，无论是提质增效排查诊断，还是智慧排水系统建设，排水管网的水量水质在线监测都是极其重要的一个基础环节。在水质监测方面，电导率作为一个简单易用、稳定性和鲁棒性比较好、价格便宜的水质指标，其在排水管网中的在线监测被越来越多的关注、讨论、尝试与应用。目前，关于电导率指标有两种典型的问题言论：一种是“电导率无用论”，即认为电导率指标在排水管网监测中没有意义，必要性不强；另一种是“电导率万能论”，认为只要测电导率就能代表管网水质情况和问题。这两种言论都有一定的片面性，从实际经验出发，今天我们就来谈一谈电导率监测在排水系统管理中的应用与局限。能做什么？不能做什么？客观地分析一下。电导率是指物体传导电流的能力，在排水监测这一场景下，电导率直接代表的是管道中雨污水的导电性。而溶液的导电性与水中的离子浓度密切相关，因此电导率可以用来间接表示水中溶解固体（包括盐类、离子和其他溶解性物质等）的多少，与溶解性总固体（TDS）指标具有较高的相关性。电导率的在线监测一般采用四电极技术，测量单位以uS/cm为主，量程范围可包含1uS/cm~200 mS/cm。 清环小伙伴根据排水管网的工况特点和监测需求，进行了针对性设计与开发，采用高等级的金属铂电极，相比镍电极抗腐蚀性更强；通过防极化设计，可保证传感器长时间稳定工作，避免电极极化腐蚀。内置消偶算法，提高数据稳定性和准确性。同时，配有保护网结构，防止异物杂质干扰。另外，也对功耗进行了严密控制，探头以更短的工作响应时间获取稳定数据，减少了每次测量的开启时间，在保证数据稳定获取的同时大幅降低了功耗。（1） 电导率指标可实现稳定在线监测，定性反映水质变化趋势排水管道中的监测环境极为恶劣，对水质在线监测的稳定性提出了极高的要求，对于COD、氨氮等原理较为复杂、对监测环境要求较高的指标而言，只有在监测工况较好（比如泵站格栅之后、专门设计建设监测井等等）的情况下才能实现稳定监测。在多数排水井中原位安装，监测数据质量和效果比较差。这是因为水质探头通常比较大，很容易挂污，数据基本上几天就不可靠了，需要大量的现场维护工作；二是测量窗口很小，测量窗口的数据到底能不能代表整个断面的水质情况值得思考，探头所在的位置对监测数据代表性的影响很大；另外，在线测定的方法本质上和实验室化验的方法是两种原理，数值准确性上会有明显差异，通常不能直接相互比较。当然，如果这些水质探头没有根据排水管网做适应性设计，没有增加必要的保护防护措施，那么数据结果更会不堪入目……相比较而言，电导率因其监测原理简单、鲁棒性强，只要电极之间不要被完全遮挡，能通过水体连通就可以测量。因此，其在复杂排水管网环境中的在线监测数据更加稳定，数据异常突变（因探头自身原因）、数据中断丢失等情况较少。下图展示了某污水管道中电导率和液位指标在一场降雨前后的真实数据变化情况，可以看到，电导率可以做到长时间的连续稳定监测，反映水质变化趋势。 通过电导率指标的连续稳定监测，可以定性反映管道中的水质情况，特别是反映水质突变。一般而言，正常生活污水的电导率较高，在1000-2000μs/cm之间，雨水径流电导率相对较低，一般位于100～500μs/cm之间。以上图为例，旱天 （蓝色方框）内电导率数值稳定在800μs/cm左右，低于正常污水范围，说明该管道可能存在外水入侵的情况。红框为降雨时的电导率数值，电导率在降雨后显著降低，说明该污水管上游存在雨水入流。在降雨结束后2日内，电导率数值缓缓回升。可见，电导率在线监测能够直观地呈现污水管道水质的动态变化过程，反映趋势变化。
对于工业园区等需要重点监控排污水质的区域，利用电导率指标性价比高、清淤维护需求相对低、稳定在线、对水质突变敏感的特征，可用于监管和识别超标污水排放事件，追溯超标污水排放源头。下图为某排水地块的电导率在线监测数据，正常时段该电导率数值稳定在2000μs/cm左右，属于正常范围。而在红框范围内，电导率指标显著突变，峰值达到上万，表明该地块上游有高浓度的污水排入，可能发生了超标污水排放事件。电导率在线监测结合预警报警系统，可对重点地块和排水户的出水水质进行实时监控，发现异常时立即报警，提醒相关运营管理人员及时排查与问责处理。
通过电导率指标的分区在线监测，还可以判断各片区的雨污混接情况，评估雨污分流改造效果。下图展示了3个不同类型片区的末端污水管出水监测，其中施工区存在雨污混接情况，且因降雨冲刷施工路面带来较大的污染负荷，使得降雨初期电导率升高，在降雨过程中逐渐下降，存在初雨效应。商业区同样监测到雨污混接情况，但不存在初雨效应，电导率在降雨过程中下降，降雨结束后逐渐恢复。第三组数据显示的是已经完成雨污分流改造的新小区，可以看到电导率指标在降雨过程中未有明显变化，说明改造效果较好。
（1）电导率为定性且非线性指标，无法应用于更加复杂的分析电导率可以实现稳定在线监测，并能够反映水质变化趋势，但应注意其结果主要用于定性分析。如在上述案例中，电导率监测能够通过水质突变反映出超标偷排或雨污混接事件，但无法进一步测算超标排放水量或雨水混接水量，无法进一步评估其定量影响程度，定量分析仍需要同步进行流量监测。
另一方面，电导率指标直接反映的是导电性，属于非线性指标，且该指标与水中的多种离子浓度及其导电率相关（下图为简化公式），因此不能对该指标进行直接的污染负荷分析或物理守恒分析，也不能直接用于上下游不同点位之间的关联定量分析，仅可用于同一点位或污水组分构成相似的不同点位、在不同时间段的变化趋势分析。
其中，λi为离子i的摩尔电导率，ci为离子i的摩尔浓度。（2）电导率指标不能直接反映污水中有机物或氮磷等其他指标的情况电导率指标能够反映管网中雨污水的水质整体情况，或者说导电离子的变化情况，但不能简单认为该指标可以代替其他水质指标（如有机物或氮磷等）。某项目中，我们在75处不同管段采集了200多组污水水样，化验并分析了电导率、COD和TN指标之间的相关性分析。结果表明，在该区域，整体上电导率与COD或TN的相关性不强，相关系数在0.5左右。而对于单个管段而言，指标之间的相关性取决于水中的组分是否相对稳定。对于污染物组分相对稳定的点位（如63号点位），可以看到3个指标从凌晨到晚上的变化趋势较为一致，而对于污染物组分不稳定的点位（如38号点位），3个指标的变化情况则完全不同。因此，电导率与其他水质指标是否具有相关性，能否通过电导率直接推算其他指标这一问题没有普适性的结论，指标之间也不存在统一的转化公式。如果项目关注有机物或氮磷等污染情况，仍需要单独进行数据采集。所以，在污染物组分通常不稳定的排水管网中，要建立这种所谓使用简单信号计算复杂数据的软测量方法，一定要充分考虑方法的有效性和匹配性，已经是否在原理层面站得住脚，不能拿个别点的规律推广到其他区域。
63号点位（左）与38号点位（右）三种水质指标在一天中的变化过程综上所述，电导率可以在排水管道中实现较为稳定的在线监测，能够定性反映水质变化趋势、识别水质规律突变，但不能支持深入的量化分析，且不能直接代表有机物或氮磷等其他指标的情况。在应用过程中，应结合实际需求选择相匹配的指标组合方式，既不否认，也不夸大电导率在线监测的价值。【实事求是！】
针对不同水质监测需求的指标组合方案推荐（仅供参考）
