多通道微電極分析儀器的多種應(yīng)用場景案例分享

時(shí)間：2023/9/28閱讀：706

多通道微電極分析系統(tǒng)是通過結(jié)合微電極、升降臺和自動分析系統(tǒng),，來獲取水體,、沉積物,、土壤以及植物根際中DO、pH,、Eh以及H₂S等物理化學(xué)參數(shù)的垂直分布及動態(tài)的高分辨率變化,，適用于實(shí)驗(yàn)室模擬研究。在測定時(shí),，需要將電極置于水體/沉積物/土壤/植物根際附近,，利用自動升降系統(tǒng)將電極帶動測定設(shè)置的梯度，電極再將化學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號,，傳輸?shù)诫娔X終端,，通過軟件式使被測物在縱向移動時(shí)所測指標(biāo)的動態(tài)變化進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。

多通道微電極分析系統(tǒng) (上)

主機(jī) (下)

升降臺,、滑臺

多種指標(biāo)電極

多通道微電極分析系統(tǒng)可應(yīng)用于多種實(shí)用場景中,，下面我們簡單列舉幾個(gè)案例，例如：

壹

探討水稻生長過程中pH,、DO和H2S的垂向變化規(guī)律

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研究背景

水稻是糧食作物之一,，為全球超過三分之一的人口提供了主食。了解水稻生長過程中的環(huán)境因素變化,，對于提高水稻產(chǎn)量和優(yōu)化生長條件具有重要意義,。水稻土的主要特點(diǎn)是在一年之中有季節(jié)性的淹水和落干，而各種水稻土的干濕程度和時(shí)間都有不同,，因而影響土壤性質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的變化,。

測定DO、pH,、H₂S目的

本文將探討水稻生長過程中pH,、DO和H₂S垂向上的變化，根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的管理措施,，合理調(diào)整這些環(huán)境因素,，以促進(jìn)水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

※ 土壤pH是影響水稻生長的重要因素之一,。適宜的土壤pH范圍為6.0-7.5,，有利于水稻對營養(yǎng)元素的吸收和利用。在酸性土壤中,，水稻易遭受鋁毒和缺磷等危害,；而在堿性土壤中，水稻易出現(xiàn)缺鋅和鐵的問題,。為調(diào)節(jié)土壤pH,，可采取施用石灰或酸性和堿性肥料等措施。在實(shí)際生產(chǎn)中,，根據(jù)土壤性質(zhì)和水稻品種的不同,，合理調(diào)整pH，有助于提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì),。

※ 在水稻生長過程中,，DO的變化也會對其生長發(fā)育產(chǎn)生影響。根際氧氣供應(yīng)充足有利于根系生長和吸收水分養(yǎng)分,。若根際缺氧,，則會導(dǎo)致根系發(fā)育不良、植株矮小,、葉片黃化等問題,。此外，DO還會影響水稻葉片的光合作用,。在缺氧條件下,，葉片光合作用受阻，會導(dǎo)致有機(jī)物合成減少,，影響植株正常生長,。因此，合理灌溉和改善土壤通氣狀況是調(diào)節(jié)水稻生長中DO含量的重要措施,。

※ 盡管H₂S在大多數(shù)情況下被視為是有害物質(zhì),，但在水稻生長過程中，H₂S的變化也對其生長發(fā)育產(chǎn)生著重要的影響,。研究表明,，低濃度的H₂S可以作為信號分子參與水稻的防御反應(yīng)，誘導(dǎo)水稻產(chǎn)生抗病性,。此外,，H₂S還可以通過調(diào)節(jié)土壤微生物群落來影響土壤養(yǎng)分循環(huán)，從而影響水稻的營養(yǎng)吸收,。然而,，高濃度的H₂S則會對水稻產(chǎn)生毒害作用，導(dǎo)致植株矮小,、黃化等問題,。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中,，要合理控制H₂S的施用,，既要保證其對水稻生長的有益作用，又要避免對植株產(chǎn)生毒害,。

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微電極應(yīng)用

本次實(shí)驗(yàn)使用微電極對生長期的水稻樣品進(jìn)行測試,。將電極設(shè)置參數(shù)：500 μm 步進(jìn)間隔、1s步進(jìn)時(shí)間,、3s測定時(shí)間,、20000μm測試距離,、5000μm零點(diǎn)上偏移，以獲取沉積物剖面中pH,、DO及H₂S等數(shù)據(jù)的垂向變化規(guī)律,。

水稻生長過程中垂向上pH、DO和H₂S的變化

貳

研究苔蘚的生長對底泥中DO,、Eh,、pH等多種參數(shù)的影響

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研究背景

苔蘚植物是一種生長在濕地、森林,、沼澤等環(huán)境中的非種子植物,，具有生態(tài)適應(yīng)性和生態(tài)價(jià)值。苔蘚到處可見,，可以作為一種監(jiān)測空氣污染程度的指示植物,。我們可以通過專業(yè)的設(shè)備去檢測苔蘚的一些指標(biāo)，由此來確定苔蘚生長的狀態(tài)以及其所處地域的環(huán)境質(zhì)量,。底泥是水生生物棲息的重要生境,，同時(shí)也是各種環(huán)境因子的重要調(diào)節(jié)者。底泥中的DO,、Eh和pH是反映底泥環(huán)境狀態(tài)的重要參數(shù),，對底泥中物質(zhì)循環(huán)和能量流動有著重要影響。苔蘚植物茂盛的根部可以使得水中溶解氧進(jìn)一步的往底泥中滲透,，改善底泥的厭氧環(huán)境,。

測定DO、Eh,、pH目的

本文旨在研究苔蘚的生長對底泥中DO,、Eh和pH等多種參數(shù)的影響，這些影響對于維護(hù)濕地,、森林,、沼澤等自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要意義，同時(shí)也對工業(yè)應(yīng)用中土壤污染治理等方面具有一定的參考價(jià)值,。以期為環(huán)境保護(hù)和工業(yè)應(yīng)用提供參考,。

本研究表明，苔蘚的生長對底泥中的Eh,、pH和DO含量均具有顯著影響,。通過促進(jìn)底泥中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，苔蘚的生長使得底泥中的氧化還原狀態(tài)得到調(diào)節(jié),，同時(shí)改變了底泥的酸堿性和溶解氧含量,。

※ 苔蘚生長對底泥中的Eh具有顯著影響。在有苔蘚生長的實(shí)驗(yàn)組中，底泥中的Eh值均高于無苔蘚生長的實(shí)驗(yàn)組,。這可能是因?yàn)樘μ\的生長促進(jìn)了底泥中的有機(jī)物質(zhì)分解,，從而使得底泥中的還原性物質(zhì)減少，氧化性物質(zhì)增加,，導(dǎo)致Eh值升高,。

※ 底泥中的pH呈現(xiàn)一個(gè)降低的趨勢，這可能與苔蘚通過呼吸作用產(chǎn)生微量CO₂,，從而促進(jìn)了pH的降低。

※ 苔蘚生長對底泥中的DO有較大的影響,。苔蘚過多會遮擋陽光,，妨礙了浮游植物進(jìn)行光合造氧活動，魚塘底部就會缺氧,，底質(zhì)上堆積的物質(zhì)就會分解,，引起底泥惡化。

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微電極應(yīng)用

本研究選取了實(shí)驗(yàn)室自行培養(yǎng)的苔蘚來測定其生長對底泥中參數(shù)的影響,。將電極設(shè)置參數(shù)：500 μm 步進(jìn)間隔,、1s步進(jìn)時(shí)間、1s測定時(shí)間,、20000μm測試距離,、5000μm零點(diǎn)上偏移，以獲取沉積物剖面中pH,、DO及Eh數(shù)據(jù)的垂向變化規(guī)律,。在實(shí)驗(yàn)過程中，對底泥中的pH,、DO及Eh的含量進(jìn)行定期的測定和分析,。

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