pH 表征水體酸堿度，直接影響水生生物的酶活性、細胞膜通透性及物質(zhì)存在形態(tài)。例如，當 pH 低于 6.5 或高于 8.5 時，魚類的呼吸作用和離子平衡會受到干擾，導致生長抑制甚至死亡。ORP 反映水體的氧化還原能力，其數(shù)值變化與水中氧化性 / 還原性物質(zhì)（如硝酸鹽、硫化物）濃度密切相關，是判斷水體自凈能力的重要依據(jù)。
電導率用于衡量水體中離子總濃度，通常與溶解性固體（TDS）呈正相關。在地下水監(jiān)測中，電導率突增可能預示著咸水入侵或工業(yè)污染。溶解氧作為水生生物生存的關鍵要素，其濃度低于 2 mg/L 時會引發(fā)魚類窒息，同時影響水體有機物分解速率和氮循環(huán)過程。
余氯主要存在于經(jīng)過消毒處理的水體中，用于抑制微生物繁殖。但過高的余氯（超過 1 mg/L）會對水生生物產(chǎn)生毒性，并與水中有機物反應生成有害副產(chǎn)物。濁度反映水體中懸浮顆粒物含量，其升高不僅降低水體透光性，影響水生植物光合作用，還可能吸附重金屬、病原體等污染物，增加環(huán)境風險。離子濃度參數(shù)涵蓋鈣、鎂、鐵、氨氮等多種物質(zhì)，其異常波動是判斷水體污染來源和生態(tài)失衡的重要信號。
pH 傳感器基于玻璃電極或固態(tài)電極原理，通過測量膜兩側(cè)氫離子濃度差產(chǎn)生的電位差，實現(xiàn)酸堿度檢測，精度可達 ±0.01 pH 單位。ORP 傳感器采用惰性金屬電極（如鉑電極）與參比電極組合，測量氧化還原電對間的電位差，常用于污水處理廠厭氧 - 好氧工藝控制。
溶解氧傳感器主要有極譜法和熒光法兩類。極譜法通過施加極化電壓使溶解氧在電極表面還原產(chǎn)生電流，電流大小與氧濃度成正比；熒光法則利用熒光物質(zhì)與氧分子碰撞導致的熒光猝滅效應，具有響應快、抗干擾能力強的優(yōu)勢，檢測下限可達 0.1 mg/L。
余氯傳感器多采用恒電壓電解法或 DPD 比色法。前者通過電解產(chǎn)生的銀離子與余氯反應，測量電解電流實現(xiàn)定量；后者通過吸光度測定濃度，適用于飲用水在線監(jiān)測。
濁度傳感器基于光散射或透射原理，當光束穿過水體時，懸浮顆粒物導致光強衰減或散射，通過檢測光信號變化計算濁度，常見單位為 NTU（濁度單位）。現(xiàn)代激光濁度儀可實現(xiàn) 0.01 - 1000 NTU 的寬量程檢測，且不受顏色干擾。
離子濃度測量采用離子選擇性電極（ISE）、離子色譜（IC）或電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP - MS）等技術。ISE 通過選擇性膜對特定離子響應產(chǎn)生電位差，快速測定常見離子（如氯離子、鈣離子）；IC 則通過離子交換分離和電導檢測，可同時分析多種陰離子和陽離子；ICP - MS 具備 ppt 級檢測限，常用于痕量重金屬分析。
在飲用水源地監(jiān)測中，多參數(shù)水質(zhì)傳感器網(wǎng)絡實時監(jiān)測 pH、DO、濁度、余氯及重金屬離子濃度。例如，某大型水庫通過部署在線監(jiān)測浮標，當濁度超過 5 NTU 或高錳酸鹽指數(shù)（間接反映有機物含量）上升時，系統(tǒng)自動觸發(fā)預警，聯(lián)動啟動應急處理流程，保障供水安全。
污水處理廠通過 ORP、DO 和 pH 傳感器的協(xié)同監(jiān)測，優(yōu)化生物處理工藝。在厭氧池，ORP 維持在 - 300 mV 至 - 400 mV 區(qū)間，確保反硝化反應充分進行；好氧池 DO 控制在 2 - 4 mg/L，保障活性污泥微生物代謝效率。離子濃度監(jiān)測則用于判斷污泥膨脹風險，及時調(diào)整處理參數(shù)。
3.3 河流生態(tài)健康評估
在流域生態(tài)監(jiān)測中，沿程布設的水質(zhì)監(jiān)測站通過測量電導率、溶解氧、氨氮等參數(shù)，繪制水質(zhì)時空變化圖譜。例如，某河流在枯水期電導率顯著升高，結(jié)合離子濃度分析，確定為上游農(nóng)業(yè)面源污染導致鹽分積累，為精準治理提供數(shù)據(jù)支持。
當前淡水水質(zhì)監(jiān)測面臨傳感器長期穩(wěn)定性不足、多參數(shù)數(shù)據(jù)融合困難等問題。例如，pH 電極在高濁度水體中易受污染，導致測量偏差；不同傳感器的采樣頻率、數(shù)據(jù)格式差異增加了信息整合復雜度。此外，新興污染物（如微塑料、藥物殘留）的監(jiān)測需求對現(xiàn)有技術提出更高要求。
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