
微電(dian)極技(ji)術(shu)以(yi)其(qi)高(gao)精度、實時(shi)性(xing)和微觀(guan)尺(chi)度探測(ce)優勢(shi),在環境(jing)監(jian)測領(ling)域(yu)展(zhan)現(xian)出廣(guang)泛的(de)應(ying)用前(qian)景,覆(fu)蓋水體、土(tu)壤、大氣等(deng)多(duo)個(ge)關鍵(jian)領(ling)域(yu),為(wei)生(sheng)態(tai)保護(hu)、汙(wu)染治理和工業環境(jing)風險防控提供(gong)了有力的(de)技(ji)術(shu)支(zhi)撐。
在水體環境(jing)監(jian)測方(fang)面(mian),無(wu)論是廣(guang)闊的(de)地(di)表水(shui)體(ti)、深(shen)邃的(de)海洋(yang)生(sheng)態(tai),還(hai)是復(fu)雜(za)的(de)地(di)下(xia)水(shui)與(yu)沈積(ji)物(wu)界面(mian),以(yi)及廢水處(chu)理過程,微電(dian)極技(ji)術(shu)都(dou)能發(fa)揮(hui)重要(yao)作(zuo)用。在河流、湖泊和海洋(yang)中,溶(rong)解(jie)氧(yang)微電(dian)極可(ke)實時(shi)追蹤水(shui)體缺氧(yang)區(qu)域(yu),如(ru)湖泊富營養(yang)化(hua)引(yin)發(fa)的(de)藻(zao)類爆發(fa)導致(zhi)的(de)缺氧(yang)現(xian)象,以(yi)分鐘(zhong)級(ji)的(de)頻(pin)率捕(bu)捉(zhuo)溶解(jie)氧(yang)濃度驟降,提前(qian)預(yu)警(jing)生(sheng)態(tai)災(zai)害;重金(jin)屬(shu)微電(dian)極則(ze)能(neng)將(jiang)水體(ti)汙(wu)染物檢測(ce)限(xian)降(jiang)至(zhi)納摩(mo)爾(er)級別(bie),靈(ling)敏度遠超傳統(tong)方法,適(shi)用於(yu)源頭水(shui)保護(hu)區的(de)微量汙(wu)染預警(jing);在河口生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong),pH微電(dian)極可(ke)解(jie)析潮汐作用下(xia)碳(tan)酸(suan)鹽體系的(de)變(bian)化(hua),為(wei)海洋(yang)酸(suan)化(hua)研(yan)究(jiu)提供(gong)微觀(guan)數據。在地(di)下(xia)水(shui)與(yu)沈積(ji)物(wu)界面(mian),微電(dian)極的(de)高(gao)空間分(fen)辨(bian)率(lv)能夠精準捕(bu)捉(zhuo)沈積(ji)物(wu)孔隙(xi)水中(zhong)重(zhong)金(jin)屬(shu)、硫(liu)化(hua)物的(de)濃度梯度,定位(wei)汙(wu)染源擴散(san)路(lu)徑(jing);在湖泊沈(chen)積(ji)物(wu)修(xiu)復(fu)中,氧(yang)化(hua)還(hai)原電(dian)位(wei)微電(dian)極可(ke)監(jian)測底(di)泥(ni)氧(yang)化(hua)層厚(hou)度,評(ping)估生(sheng)物擾動對汙(wu)染物釋(shi)放的(de)影響。在廢水處(chu)理領(ling)域(yu),穿刺式(shi)微電(dian)極深(shen)入生(sheng)物膜內部,同(tong)步檢測氧(yang)氣、pH、底(di)物(wu)濃度的(de)微梯度,助力(li)優化(hua)厭氧(yang)-好氧(yang)工(gong)藝(yi)參(can)數;在厭氧(yang)消(xiao)化(hua)池監(jian)測中(zhong),硫化(hua)氫微電(dian)極實時(shi)控制(zhi)硫化(hua)物毒性,提升甲烷(wan)產率(lv)。
土(tu)壤與(yu)沈積(ji)物(wu)環境(jing)監(jian)測是微電(dian)極技(ji)術(shu)的(de)另壹重(zhong)要(yao)應用方向(xiang)。在土(tu)壤汙(wu)染場地(di)精準調(tiao)查(zha)中(zhong),微電(dian)極陣(zhen)列(lie)可(ke)在小(xiao)範(fan)圍土(tu)壤剖(pou)面(mian)構(gou)建重(zhong)金(jin)屬(shu)濃度熱圖(tu),分(fen)辨(bian)率(lv)達0.5mm,大幅(fu)提高(gao)汙(wu)染調查(zha)效(xiao)率(lv);在礦區周邊(bian)土(tu)壤,氧(yang)化(hua)還(hai)原微電(dian)極能(neng)識(shi)別鐵(tie)錳氧(yang)化(hua)物對重金(jin)屬(shu)的(de)吸附(fu)-解(jie)吸過(guo)程,為(wei)固(gu)化(hua)/穩定(ding)化(hua)修(xiu)復(fu)提供(gong)機理依據。在農業生(sheng)態(tai)領(ling)域(yu),插入植(zhi)物(wu)根(gen)系(xi)附(fu)近(jin)的(de)微電(dian)極可(ke)實時(shi)監(jian)測根(gen)際(ji)氧(yang)虧(kui)區(qu)範(fan)圍(wei),揭(jie)示根(gen)系(xi)呼吸對土(tu)壤養(yang)分(fen)活(huo)化(hua)的(de)影響;硝酸(suan)鹽微電(dian)極則(ze)可(ke)追蹤農田(tian)氮(dan)肥(fei)流(liu)失路(lu)徑,優化(hua)灌溉(gai)施肥策略(lve),減(jian)少面(mian)源汙(wu)染。在沈積(ji)物(wu)生(sheng)態(tai)修(xiu)復(fu)工程中(zhong),硫化(hua)物微電(dian)極可(ke)監(jian)測生(sheng)物擾動對底(di)層(ceng)水體硫化(hua)物釋(shi)放的(de)影響,指(zhi)導(dao)生(sheng)態(tai)疏(shu)浚(jun)方(fang)案(an)設計;pH微電(dian)極可(ke)評(ping)估碳(tan)酸(suan)鈣改(gai)良(liang)劑對酸(suan)性沈(chen)積(ji)物(wu)的(de)中(zhong)和效(xiao)果(guo),量化(hua)修(xiu)復(fu)過程中(zhong)的(de)酸(suan)堿(jian)平衡(heng)動態(tai)。
智(zhi)感(gan)環境(jing)是國內為(wei)數不(bu)多(duo)能夠(gou)實現(xian)微電(dian)極系(xi)統(tong)開發(fa)和商(shang)業化(hua)推(tui)廣(guang)的(de)公(gong)司,並(bing)創(chuang)新(xin)性(xing)地(di)推(tui)出了微電(dian)極多(duo)通(tong)道分(fen)析系統(tong),可(ke)以同(tong)步高(gao)分辨(bian)率(lv)檢測pH、DO、Eh、H2S等多(duo)種(zhong)指(zhi)標(biao)實現(xian)了我國在該技術領(ling)域(yu)的(de)彎(wan)道(dao)超(chao)車(che)。Easysensor微電(dian)極的(de)設(she)計(ji)特(te)殊(shu),它(ta)的(de)穿刺能(neng)力可(ke)深入水(shui)體(ti)、生(sheng)物膜、顆粒(li)汙(wu)泥、植物的(de)根(gen)莖(jing)葉以(yi)及液體與(yu)固體(ti)的(de)擴散(san)邊(bian)界層,為(wei)微生(sheng)態(tai)和微區研(yan)究(jiu)提供(gong)了強有力的(de)工(gong)具。這款(kuan)微電(dian)極的(de)末(mo)端(duan)細(xi)至(zhi)微米級(ji)別(bie),在不(bu)破(po)壞(huai)被測對象結構(gou)和生(sheng)理活(huo)性的(de)前(qian)提下(xia),快(kuai)速(su)刺入樣(yang)品內部,實現(xian)對微環境(jing)的(de)精確測(ce)量(liang)。