平(ping)面光(guang)極技術(shu)如(ru)何(he)應用(yong)在(zai)水生(sheng)動植物(wu)生長(chang)狀(zhuang)況(kuang)監測中？

平(ping)面光(guang)極（Planar Optode）技術(shu)是(shi)壹(yi)種高分辨(bian)率成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)，基(ji)於光(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)原(yuan)理，用(yong)於測量和(he)監測環(huan)境(jing)中的特定(ding)化(hua)學(xue)參(can)數，如(ru)溶解(jie)氧（DO）、pH值(zhi)、二(er)氧化(hua)碳(tan)（CO₂）等。這(zhe)種技術(shu)通(tong)過特定(ding)的(de)熒(ying)光(guang)或(huo)吸收(shou)性(xing)染料(liao)塗(tu)覆(fu)在(zai)透(tou)明(ming)載體（如(ru)聚(ju)合(he)物(wu)薄(bo)膜(mo)）上(shang)，利用(yong)特定(ding)波(bo)長(chang)的(de)光激發染料(liao)發出熒(ying)光(guang)，熒(ying)光(guang)強(qiang)度和波(bo)長(chang)的(de)變化(hua)與(yu)目標(biao)化(hua)學(xue)物(wu)質的(de)濃度密(mi)切(qie)相關(guan)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)目標(biao)化(hua)學(xue)物(wu)質的(de)濃度測量。平(ping)面光(guang)極技術(shu)的(de)非(fei)破壞(huai)性、高(gao)時(shi)空分(fen)辨(bian)率(lv)特性(xing)，使(shi)其(qi)在(zai)環(huan)境(jing)監測、生態(tai)研究(jiu)及土(tu)壤(rang)科(ke)學(xue)等(deng)多(duo)個(ge)領(ling)域具(ju)有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)前(qian)景，特別(bie)是(shi)在(zai)水生(sheng)動植物(wu)生長(chang)狀(zhuang)況(kuang)的(de)監測中展(zhan)現(xian)出不(bu)壹(yi)樣的優(you)勢(shi)。

在(zai)水環(huan)境(jing)監測中，平(ping)面光(guang)極技術(shu)被(bei)用(yong)於實(shi)時(shi)監測水體(ti)的(de)DO、pH值(zhi)等水質參(can)數，這些參(can)數對於評(ping)估水體(ti)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)、預(yu)警(jing)水質汙(wu)染事(shi)件具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)。同(tong)時(shi)，結合(he)這些水質參(can)數的監測，平(ping)面光(guang)極技術(shu)還能(neng)夠間(jian)接反映(ying)水生(sheng)動植物(wu)的生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang)。這(zhe)是(shi)因(yin)為水生(sheng)動植物(wu)的生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang)與(yu)水質參(can)數密(mi)切(qie)相關(guan)，水質的(de)好壞直(zhi)接影響(xiang)到水生(sheng)生(sheng)物(wu)的生存(cun)和繁衍(yan)。

在(zai)湖(hu)泊(bo)、河流(liu)等自然(ran)水體(ti)中，水生(sheng)動植物(wu)的生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang)往(wang)往(wang)受(shou)到(dao)溶解(jie)氧濃度、pH值(zhi)等環(huan)境(jing)因素(su)的影響(xiang)。平(ping)面光(guang)極技術(shu)能(neng)夠實(shi)時(shi)獲取水體(ti)中DO和(he)pH值(zhi)的分(fen)布(bu)圖(tu)像及變(bian)化(hua)趨勢，這(zhe)些數據為評估(gu)水生(sheng)動植物(wu)的生(sheng)長(chang)環(huan)境(jing)提供了(le)重(zhong)要(yao)依(yi)據(ju)。例如(ru)，在(zai)藍藻(zao)分解(jie)過程(cheng)中，平(ping)面光(guang)極技術(shu)可(ke)以(yi)揭(jie)示DO和pH值在(zai)日間(jian)的波(bo)動規律(lv)，白天(tian)由於藻(zao)類(lei)光(guang)合作(zuo)用(yong)導(dao)致(zhi)DO增加、pH值上(shang)升，而(er)夜(ye)間(jian)則因(yin)呼吸作(zuo)用(yong)導(dao)致(zhi)DO減(jian)少(shao)、pH值(zhi)下(xia)降(jiang)。這(zhe)種高分辨(bian)率的監測數據有(you)助於理解(jie)藻(zao)華(hua)分解(jie)過程(cheng)中的生(sheng)物(wu)地(di)球化(hua)學(xue)過(guo)程，從(cong)而(er)間(jian)接評(ping)估(gu)水生(sheng)動植物(wu)的生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang)。

此(ci)外，平(ping)面光(guang)極技術(shu)還可(ke)以(yi)用(yong)於監測水生(sheng)植(zhi)物(wu)根際的溶解(jie)氧水平(ping)。在(zai)水生(sheng)植(zhi)物(wu)生長(chang)的(de)水域(yu)，如(ru)池塘、湖泊(bo)和(he)河流(liu)，使用(yong)平(ping)面光(guang)極傳(chuan)感(gan)器監測植物(wu)根(gen)際的溶解(jie)氧，可(ke)以(yi)評(ping)估水體(ti)的(de)自凈能(neng)力和(he)植物的生長(chang)狀(zhuang)況(kuang)。這(zhe)是(shi)因(yin)為水生(sheng)植(zhi)物(wu)通(tong)過根(gen)系吸收(shou)水分(fen)和(he)養(yang)分，同(tong)時(shi)根系(xi)周圍的微生(sheng)物(wu)活(huo)動也會影響(xiang)溶解(jie)氧的(de)濃度。通(tong)過監測根際溶解(jie)氧的(de)變(bian)化(hua)，可(ke)以(yi)了(le)解(jie)水生(sheng)植(zhi)物(wu)的生長(chang)環(huan)境(jing)和健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)，及時(shi)采取防(fang)治(zhi)措(cuo)施。

在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)條(tiao)件下(xia)，平(ping)面光(guang)極技術(shu)也被用(yong)於模擬(ni)不(bu)同(tong)環(huan)境(jing)條(tiao)件下(xia)的(de)物(wu)理化(hua)學(xue)過(guo)程，以研究(jiu)這(zhe)些過(guo)程對(dui)生態(tai)系統(tong)的影響(xiang)。通(tong)過構建實驗(yan)室(shi)微(wei)宇(yu)宙系統(tong)，並(bing)在(zai)其(qi)中布(bu)設平(ping)面光(guang)極設備，研究(jiu)人員能(neng)夠精確控(kong)制實(shi)驗(yan)條(tiao)件（如(ru)光(guang)照(zhao)強(qiang)度、溫度、濕度等），並(bing)實時(shi)監測系統(tong)中DO、pH值等(deng)參(can)數的變(bian)化(hua)。這(zhe)些數據為研究(jiu)水生(sheng)動植物(wu)在(zai)不(bu)同(tong)環(huan)境(jing)條(tiao)件下(xia)的(de)生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang)提供了(le)有(you)力支(zhi)持。

智(zhi)感(gan)環(huan)境(jing)研發的平(ping)面光(guang)極分(fen)析(xi)儀能(neng)夠通(tong)過實(shi)時(shi)監測水體(ti)中的DO、pH值(zhi)等水質參(can)數，以及水生(sheng)植(zhi)物(wu)根際的溶解(jie)氧水平(ping)，為評估(gu)水生(sheng)動植物(wu)的生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang)提供了(le)重(zhong)要(yao)依(yi)據(ju)。這種技術(shu)不(bu)僅具(ju)有(you)非(fei)破壞(huai)性、高(gao)時(shi)空分(fen)辨(bian)率(lv)的特點(dian)，還能(neng)夠實(shi)現(xian)化(hua)學(xue)參(can)數的空間(jian)分布(bu)可(ke)視(shi)化(hua)，為環(huan)境(jing)監測和生(sheng)態(tai)研究(jiu)提供了(le)有(you)力的(de)工(gong)具(ju)。未(wei)來(lai)，隨著(zhe)技術(shu)的(de)不(bu)斷進(jin)步和創新(xin)，平(ping)面光(guang)極技術(shu)將(jiang)在(zai)更(geng)多(duo)領(ling)域得到應用(yong)和(he)推(tui)廣(guang)，為保護水資源(yuan)和生態(tai)環(huan)境(jing)提供有(you)力支(zhi)持。