平面光极：实时监测生物扰动下水/沉积物pH值与DO的关键工具

一、平面光极技术概述

平面光极技术，又称平面荧光分析技术，是一种基于荧光分析原理的原位、实时监测技术。它通过将荧光指示剂固定在平面基质上，利用数字成像技术实时记录其二维特征发射光谱，从而实现对目标物二维空间分布信息的精确测量。该技术因其高灵敏度、高分辨率以及多路复用功能，在环境监测和生态研究中得到了广泛应用。

二、平面光极技术实时监测生物扰动下水/沉积物的关键指标

pH值监测：在生物扰动的影响下，水/沉积物体系的pH值会发生变化，影响水生生态系统的平衡。平面光极技术通过构建pH敏感型荧光指示剂，将其固定在平面基质上，能够实时监测水/沉积物界面的pH值变化。当pH值发生变化时，荧光指示剂的荧光强度或荧光寿命会随之改变，通过数字成像技术捕获这些变化，可以精确测量出水/沉积物体系的pH值分布情况。

溶解氧（DO）监测：溶解氧是评估水质和生态系统健康状况的重要指标。生物扰动会影响水体中的溶解氧含量。平面光极技术利用对溶解氧敏感的荧光指示剂，实时监测水体中的DO含量。通过选择合适的荧光染料和激发光源，平面光极技术可以快速准确地检测出水体中的DO含量，为水质评估和生态系统管理提供科学依据。

三、平面光极技术在环境保护和生态研究中的意义

实时性

平面光极技术能够实时捕获生物扰动下水/沉积物体系中的pH值和DO等关键指标的变化，为环境保护和生态研究提供了及时的数据支持。这种实时性有助于我们及时发现并解决环境问题，提高生态保护的效率。

高分辨率

平面光极技术能够提供高分辨率的数据支持，使我们能够更准确地了解生物扰动对水/沉积物体系的影响范围和程度。这有助于我们更深入地理解生物扰动与水环境变化的相互作用机制。

多路复用功能

平面光极技术可以同时监测多种参数的变化，如pH值、DO、重金属等。这种多路复用功能使我们能够更全面地了解水/沉积物体系的物理化学特性，为环境保护和生态研究提供更为全面的数据支持。

非破坏性

平面光极技术采用非侵入性成像测量方式，不会对原生环境造成破坏。这种非破坏性特点确保了测量结果的准确性和可靠性，同时也降低了对生态系统的干扰。

智感环境团队基于平面光极技术开发了封闭式平面光极设备，并成功将其应用于沉积物-水微界面、水生动植物和土壤植物根际环境的研究。此项设备具备以下特点：

1. 实时、快速地获取区域DO/pH/CO₂的分布。

2. 设备自带封闭式箱体，满足测定所需的暗室条件。

3. 设备与软件配套使用，可集成校准、获取图像、处理图像于一体。

4. 非侵入性成像测量，不破坏原生环境。

5. 配备高像素CMOS相机，实现时间分辨率毫秒级，空间分辨率亚毫米级。