微电极分析系统监测pH和DO的实际应用案例

颤蚓作为一种常见的水体底栖生物，其生物扰动作用对水体的理化特征和污染物的环境行为会产生显著影响。微电极分析系统作为一种高精度的监测工具，为研究颤蚓活动对孔穴垂直方向上的pH和溶解氧（DO）的影响提供了有效的技术支持。

颤蚓通过摄食、排泄、筑穴和呼吸等生命活动，直接或间接地影响水-沉积物界面附近的理化特征以及污染物的迁移转化过程。微电极分析系统能够精确测量颤蚓孔穴附近微环境的pH、DO和氧化还原电位值，在水平和垂直方向上的分布和变化规律。

研究结果表明，颤蚓扰动使沉积物内部的颗粒物发生迁移，特别是使20-50 mm深度范围内的沉积物颗粒向上迁移，并不断沉积于水-沉积物界面附近，原有的水-沉积物界面在这种沉积作用下向下迁移，出现在20-50 mm深度范围，从而使沉积物颗粒在一定深度范围内持续循环。

在颤蚓扰动下，上覆水和沉积物的pH会随时间的延长，呈现出先升高再降低随后趋于稳定的变化趋势，而在颤蚓扰动下，pH的降低会出现滞后性。在水平方向上，颤蚓扰动使沉积物表面的pH以颤蚓孔穴为中心出现下降，这种下降作用可影响孔穴周围半径1 mm的范围。扰动时间相同时，颤蚓孔穴处的pH在垂直方向上变化较小。

在无颤蚓的体系中，上覆水的DO浓度和氧化还原电位值变化较小，但沉积物DO浓度和氧化还原电位值均随时间的延长而逐渐降低。颤蚓扰动降低了上覆水DO浓度和氧化还原电位值，但使颤蚓孔穴附近沉积物表面DO浓度和氧化还原电位的升高，与无颤蚓的体系相比，颤蚓孔穴附近DO浓度可升高9.2-17.0μmol/L。同时，颤蚓增加了DO在沉积物中的渗透深度，使最大渗透深度从3 mm增加到5 mm。颤蚓孔穴附近沉积物的氧化还原电位与DO浓度的变化规律相似。

微电极分析系统的应用揭示了颤蚓活动对孔穴垂直方向上pH和DO分布的显著影响，为理解颤蚓在水体生态系统中的作用机制提供了重要的科学依据。通过这种技术，研究人员能够更准确地了解颤蚓活动对水体环境参数的影响，进而为水环境管理和污染控制提供科学依据。