壹氧化氮(dan)微(wei)電極(ji)：土(tu)壤氮(dan)循環(huan)監(jian)測的(de)“利器(qi)”

壹氧化氮(dan)（NO）微(wei)電極(ji)在環(huan)境(jing)監(jian)測中(zhong)，尤其(qi)是在(zai)土(tu)壤NO釋(shi)放(fang)的(de)監(jian)測方(fang)面，展現(xian)了(le)其獨(du)-特(te)的(de)技(ji)術(shu)優勢和應用潛力(li)。土(tu)壤中(zhong)的(de)NO釋(shi)放(fang)是氮(dan)循環(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)重要環(huan)節(jie)，其(qi)動(dong)態(tai)變化不僅(jin)反(fan)映了(le)土(tu)壤微(wei)生物的(de)活性(xing)，還與(yu)土(tu)壤肥(fei)力、溫室(shi)氣體(ti)排放(fang)以(yi)及(ji)環(huan)境(jing)汙染(ran)密切相(xiang)關(guan)。通過NO微(wei)電極(ji)的高靈敏(min)度實時(shi)監(jian)測，研究人(ren)員能(neng)夠更深入(ru)地理(li)解(jie)土(tu)壤中(zhong)NO的(de)生成(cheng)機(ji)制(zhi)及(ji)其環(huan)境(jing)效(xiao)應(ying)。

NO微電極(ji)的工(gong)作原理基(ji)於(yu)電化學傳(chuan)感技術(shu)，其尖(jian)-端(duan)通常塗(tu)覆(fu)有選(xuan)擇(ze)性催(cui)化材(cai)料(liao)，能(neng)夠特(te)異(yi)性地與(yu)NO分子發(fa)生反應(ying)並(bing)產(chan)生電信(xin)號(hao)。這種(zhong)設計(ji)使得微(wei)電極(ji)能(neng)夠在(zai)復(fu)雜的(de)土(tu)壤環(huan)境(jing)中(zhong)精(jing)確檢(jian)測NO的濃(nong)度變化，同(tong)時(shi)避免(mian)其(qi)他(ta)氣體或(huo)物質(zhi)的幹(gan)擾。在實際應用中，NO微(wei)電極(ji)可以(yi)直接(jie)插入(ru)土(tu)壤中(zhong)，實時(shi)監(jian)測不同(tong)深度和位(wei)置的(de)NO濃(nong)度，從(cong)而獲取(qu)土(tu)壤中(zhong)NO的(de)空(kong)間分布(bu)和時(shi)間(jian)動態(tai)。

土(tu)壤中(zhong)NO的(de)釋(shi)放(fang)主(zhu)要與微(wei)生物的(de)硝化和反硝化過(guo)程(cheng)有關(guan)。硝(xiao)化作用中，氨(an)氧化細(xi)菌將(jiang)銨鹽(yan)轉(zhuan)化為(wei)亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)和硝酸(suan)鹽(yan)，並(bing)釋放(fang)NO作為(wei)副(fu)產(chan)物；而在反硝化過(guo)程(cheng)中(zhong)，反硝(xiao)化細(xi)菌將(jiang)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)還原(yuan)為(wei)氮(dan)氣，NO則是這壹過程中(zhong)的(de)中間(jian)產(chan)物。通過NO微(wei)電極(ji)的監(jian)測，研究人(ren)員可以(yi)實時(shi)捕(bu)捉這些微生物活(huo)動的(de)動(dong)態(tai)變化，揭示土(tu)壤中(zhong)氮(dan)循環(huan)的(de)關(guan)鍵(jian)機(ji)制(zhi)。例(li)如(ru)，在(zai)農(nong)田(tian)生態(tai)系統(tong)中(zhong)，NO微電極(ji)可以(yi)幫助(zhu)評估(gu)施肥(fei)對土(tu)壤NO釋(shi)放(fang)的(de)影響(xiang)，優(you)化氮(dan)肥(fei)使用(yong)效率，減少溫室(shi)氣體(ti)排放(fang)。

此(ci)外，NO微電極(ji)在土(tu)壤汙染(ran)修(xiu)復(fu)研究中也具有重(zhong)要價值(zhi)。某些汙染(ran)物(wu)（如(ru)重(zhong)金(jin)屬(shu)或(huo)有機(ji)汙染(ran)物(wu)）會顯(xian)著(zhu)影響(xiang)土(tu)壤微(wei)生物的(de)活性(xing)，進(jin)而改變NO的釋放(fang)模式。通過NO微(wei)電極(ji)的監(jian)測，可以(yi)評估(gu)汙染(ran)土(tu)壤的(de)修(xiu)復(fu)效果(guo)，並(bing)為(wei)修(xiu)復(fu)技術(shu)的優(you)化提供(gong)數據(ju)支(zhi)持(chi)。例(li)如(ru)，在(zai)生物修(xiu)復(fu)過程(cheng)中，NO微(wei)電極(ji)可以(yi)實時(shi)監(jian)測微(wei)生物代(dai)謝活(huo)動(dong)的(de)恢(hui)復(fu)情況(kuang)，幫助判斷(duan)修(xiu)復(fu)進程(cheng)和效果。

NO微電極(ji)的高時(shi)空(kong)分辨率(lv)還使(shi)其(qi)能(neng)夠用(yong)於(yu)研究土(tu)壤-大(da)氣(qi)界面的(de)NO交(jiao)換過(guo)程。土(tu)壤釋(shi)放(fang)的(de)NO是大(da)氣(qi)中(zhong)NOx的重要來源(yuan)之(zhi)壹，對大氣(qi)化學和空氣質(zhi)量具(ju)有重(zhong)要影響(xiang)。通過NO微(wei)電極(ji)的連續監(jian)測，可以(yi)量化土(tu)壤NO的(de)釋(shi)放(fang)通量，並(bing)結(jie)合氣象數據(ju)，建(jian)立(li)土(tu)壤-大(da)氣(qi)NO交(jiao)換模型(xing)，為(wei)區域(yu)乃至(zhi)全(quan)球(qiu)氮(dan)循環(huan)研究提供(gong)重要依據(ju)。

智(zhi)感環(huan)境(jing)推出(chu)的(de)壹氧化氮(dan)微(wei)電極(ji)為(wei)土(tu)壤氮(dan)循環(huan)研究提供(gong)了(le)強有力(li)的(de)工(gong)具，其高靈敏(min)度、實時(shi)性(xing)和空間分辨能(neng)力，使(shi)得研究人(ren)員能(neng)夠更全(quan)面地理(li)解(jie)土(tu)壤中(zhong)NO的(de)動(dong)態(tai)行為(wei)及(ji)其環(huan)境(jing)效(xiao)應(ying)，為(wei)可持(chi)續(xu)環(huan)境(jing)管(guan)理(li)提供(gong)科學依(yi)據(ju)。