本次分享一篇由中科院南京地湖所和濟(jì)南大學(xué)團(tuán)隊(duì)在 《Earth-Science Reviews》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文——Planar optode: A two-dimensional imaging technique for studying spatial-temporal dynamics of solutes in sediment and soil。這篇文章詳細(xì)介紹了平面光極技術(shù)，這是一種用于研究沉積物和土壤中溶質(zhì)時(shí)空動態(tài)的二維成像技術(shù)。

編輯搜圖

實(shí)驗(yàn)員操作平面光極設(shè)備

平面光極（Planar Optode, PO）技術(shù)是一種二維成像技術(shù)，專為在異質(zhì)沉積物和土壤中，尤其是在沉積物-水界面處，以高分辨率研究生物地球化學(xué)過程而開發(fā)。沉積物中的組成隨深度變化通常被認(rèn)為是相對穩(wěn)定的。然而，底棲生物的活動能在表層沉積物中產(chǎn)生顯著的異質(zhì)性，并形成毫米到米尺度的復(fù)雜三維輸運(yùn)-反應(yīng)模式。在生物擾動的沉積物中對O2等變量的空間和時(shí)間定量促進(jìn)了平面光極技術(shù)的發(fā)展。已經(jīng)開發(fā)并使用了不同的平面光極技術(shù)，包括用于多分析物的復(fù)合平面光極和與薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）結(jié)合的平面光極，來研究沉積物和土壤中O2、pH、二氧化碳分壓（pCO2）、溫度、外酶和金屬/類金屬離子的二維溶質(zhì)分布和/或動態(tài)。通過使用平面光極技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室微宇宙實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場原位研究中觀察到的新發(fā)現(xiàn)，顯著提高了我們對異質(zhì)生物地球化學(xué)反應(yīng)和過程的理解。

編輯搜圖

Li et al., Earth-Science Reviews., 2019

在這篇文章中，作者提供了關(guān)于平面光極技術(shù)研究進(jìn)展的批判性回顧，包括以下幾個(gè)方面：

1. 研究進(jìn)展：回顧了使用平面光極技術(shù)的研究進(jìn)展，包括在不同環(huán)境條件下的應(yīng)用案例和取得的科學(xué)成果。

2. 原理、配置和設(shè)備：詳細(xì)介紹了平面光極系統(tǒng)的原理、配置和使用的各種設(shè)備，包括熒光指示劑的選擇、光學(xué)傳感器的設(shè)計(jì)和成像系統(tǒng)的構(gòu)建。

3. 特性和干擾：討論了平面光極測量中的特點(diǎn)和可能的干擾因素，以及如何減少這些干擾以提高測量的準(zhǔn)確性和可靠性。

4. 環(huán)境應(yīng)用：概述了平面光極技術(shù)在環(huán)境科學(xué)研究中的應(yīng)用，包括對沉積物和土壤中多種溶質(zhì)的監(jiān)測，以及對生物地球化學(xué)過程的影響。

文章還提出了使用平面光極的障礙、優(yōu)勢和研究需求。這些內(nèi)容對于科研人員、環(huán)境監(jiān)測專家和相關(guān)政策制定者來說都是非常寶貴的信息，有助于推動平面光極技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以及更好地理解和管理我們的環(huán)境資源。

平面光極技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)的光電傳感技術(shù)之一，智感環(huán)境團(tuán)隊(duì)基于該技術(shù)開發(fā)了封閉式平面光極設(shè)備，并成功將其應(yīng)用于沉積物-水微界面、水生動植物和土壤植物根際環(huán)境的研究。平面光極技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不止此，因篇幅有限不能一一呈現(xiàn)，如您有更好的方案和想法，可以與我們共同探索和開發(fā)平面光極技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用~