平面(mian)光極（PO）技術(shu)在沈(chen)積(ji)物(wu)-水界(jie)面(mian)溶(rong)解(jie)氧實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)中的應用

沈(chen)積物(wu)-水(shui)界(jie)面(mian)是(shi)自然(ran)水(shui)體(ti)中(zhong)物(wu)質(zhi)循環(huan)和(he)能(neng)量流動(dong)的關(guan)鍵區域。這壹界(jie)面(mian)上的溶(rong)解(jie)氧（DO）參(can)數動(dong)態變(bian)化，對(dui)於(yu)理(li)解生(sheng)態系(xi)統(tong)的健(jian)康狀(zhuang)況和(he)生物(wu)地球(qiu)化學過程至(zhi)關(guan)重(zhong)要。近(jin)年來(lai)，平面(mian)光極技術(shu)作(zuo)為壹種(zhong)基於(yu)光電(dian)效(xiao)應和(he)熒(ying)光(guang)分(fen)析(xi)原理(li)的微(wei)尺度(du)監(jian)測(ce)技術(shu)，憑借(jie)其高分(fen)辨(bian)率、高靈(ling)敏度(du)及(ji)非(fei)侵入(ru)性(xing)等特點(dian)，在這壹領域展(zhan)現出(chu)了(le)強(qiang)大(da)的應(ying)用潛(qian)力。

平面(mian)光極技術(shu)的基本(ben)原理(li)是(shi)通(tong)過(guo)構建(jian)對(dui)溶(rong)解(jie)氧敏(min)感的熒(ying)光(guang)指(zhi)示劑(ji)，並(bing)將其固定(ding)在(zai)平面(mian)基質上(shang)。當這些(xie)熒(ying)光(guang)指(zhi)示劑(ji)暴(bao)露(lu)在(zai)沈積物-水(shui)界(jie)面(mian)的環境(jing)中(zhong)時(shi)，它們(men)與(yu)目標化(hua)學(xue)物質(zhi)（如(ru)溶(rong)解(jie)氧）相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)，導(dao)致熒(ying)光(guang)強(qiang)度或(huo)熒(ying)光(guang)壽命(ming)的變(bian)化。這些(xie)變(bian)化隨(sui)後通(tong)過數字成(cheng)像技術(shu)被(bei)捕獲(huo)，並(bing)轉化(hua)為精確(que)的(de)DO分布圖(tu)像。

在沈(chen)積物(wu)-水(shui)界(jie)面(mian)的研(yan)究中(zhong)，平面(mian)光極技術(shu)通過(guo)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)DO的動(dong)態變(bian)化，揭(jie)示了(le)生物(wu)擾動(dong)對(dui)沈(chen)積(ji)物(wu)物(wu)理(li)、化學(xue)和生(sheng)物過程的(de)影(ying)響機(ji)制。例如(ru)，在(zai)藍藻分(fen)解過程(cheng)中(zhong)，白天(tian)由於(yu)藻類(lei)光合作(zuo)用(yong)導(dao)致DO增加，pH值(zhi)上升；而(er)夜(ye)間(jian)則(ze)因(yin)呼吸作(zuo)用(yong)導(dao)致DO減少，pH值下降。平(ping)面(mian)光極技術(shu)能(neng)夠(gou)捕(bu)捉到這些(xie)細(xi)微(wei)的變(bian)化，並(bing)生(sheng)成(cheng)高(gao)分(fen)辨率的二(er)維分布圖(tu)像，為理(li)解藻華(hua)分解過(guo)程(cheng)中的(de)生(sheng)物(wu)地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)過程提(ti)供了(le)重(zhong)要依(yi)據(ju)。

此外(wai)，平(ping)面(mian)光極技術(shu)還具備(bei)多(duo)路復用(yong)功能(neng)，能(neng)夠(gou)同時監(jian)測(ce)多種參數的(de)變(bian)化，如(ru)pH值(zhi)、二(er)氧化(hua)碳(tan)（CO₂）等。這種多功能(neng)性(xing)使得研(yan)究人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)更(geng)全面(mian)地了(le)解沈(chen)積物-水界(jie)面(mian)的物理(li)化學(xue)特性(xing)，從而(er)更(geng)深(shen)入(ru)地(di)理(li)解生(sheng)物擾(rao)動(dong)與(yu)水環(huan)境(jing)變(bian)化的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)機(ji)制。

智(zhi)感環境(jing)團隊基於(yu)平面(mian)光極技術(shu)開(kai)發了(le)封(feng)閉式(shi)平(ping)面(mian)光極設(she)備(bei)，這些(xie)設(she)備(bei)自帶(dai)暗(an)室(shi)條件(jian)，有效(xiao)避免(mian)了(le)光汙(wu)染(ran)和(he)溫度(du)波動(dong)對(dui)測(ce)量結(jie)果的(de)影響。同時，設(she)備(bei)與(yu)軟件(jian)配套(tao)使用，可(ke)集(ji)成校(xiao)準、獲(huo)取(qu)圖(tu)像、處理(li)圖(tu)像於(yu)壹體(ti)，大(da)大(da)簡化(hua)了(le)操作(zuo)流程。

在(zai)湖(hu)泊(bo)、河流等自然(ran)水(shui)體(ti)中(zhong)，平(ping)面(mian)光極技術(shu)被(bei)廣泛(fan)應用(yong)於(yu)實時(shi)監(jian)測(ce)沈積物-水界(jie)面(mian)上的DO動(dong)態變(bian)化。通(tong)過(guo)在(zai)水體(ti)中(zhong)布設(she)平(ping)面(mian)光極設(she)備(bei)，研(yan)究人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)實(shi)時(shi)獲(huo)取(qu)到DO的分(fen)布圖(tu)像及(ji)變(bian)化趨勢。這些(xie)數據(ju)不僅(jin)有助(zhu)於(yu)評(ping)估水(shui)質的健(jian)康狀(zhuang)況，還為生態(tai)系統(tong)管(guan)理(li)和環(huan)境(jing)保(bao)護(hu)提(ti)供了(le)科學(xue)依據(ju)。

值得(de)註意(yi)的(de)是(shi)，平(ping)面(mian)光極技術(shu)的非(fei)侵入(ru)性(xing)成像測(ce)量方(fang)式(shi)不會對(dui)原生環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)破壞(huai)。這種非(fei)破(po)壞(huai)性(xing)特點(dian)確(que)保(bao)了(le)測(ce)量結(jie)果的(de)準確(que)性(xing)和可(ke)靠(kao)性，同時也(ye)降低(di)了(le)對(dui)生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)的幹擾。這使得平面(mian)光極技術(shu)成為監(jian)測(ce)沈積物-水界(jie)面(mian)DO動(dong)態變(bian)化的(de)理(li)想工(gong)具。

平(ping)面(mian)光極技術(shu)憑借(jie)其高分(fen)辨(bian)率、高靈(ling)敏度(du)及(ji)非(fei)侵入(ru)性(xing)等特點(dian)，在實(shi)時監(jian)測(ce)沈積物-水界(jie)面(mian)溶(rong)解(jie)氧參(can)數的(de)動(dong)態變(bian)化方(fang)面(mian)展(zhan)現出(chu)了(le)巨大(da)潛(qian)力。通過(guo)揭(jie)示生(sheng)物(wu)擾動(dong)對(dui)水(shui)環(huan)境(jing)變(bian)化的(de)影(ying)響(xiang)機(ji)制，該技(ji)術(shu)為環境(jing)保(bao)護(hu)和(he)生(sheng)態(tai)研(yan)究提(ti)供了(le)及(ji)時的(de)數據(ju)支持。未(wei)來(lai)，隨著技(ji)術(shu)的不斷(duan)進(jin)步(bu)和(he)創(chuang)新(xin)，相(xiang)信(xin)平(ping)面(mian)光極技術(shu)將在(zai)更(geng)多(duo)領域(yu)得(de)到應用(yong)和推廣，為科學(xue)研(yan)究註入(ru)新(xin)的(de)活(huo)力。