平面光極分析系統(tǒng)
PO
該設(shè)備利用光化學(xué)傳感膜熒光成像原理，原位、實(shí)時(shí)獲取水體、沉積物-水微界面、水生動(dòng)植物和土壤植物根際環(huán)境的DO、pH 以及 CO2等物理化學(xué)參數(shù)的二維分布及動(dòng)態(tài)時(shí)空高分辨信息。
該設(shè)備適用于實(shí)驗(yàn)室模擬研究，測(cè)定時(shí)，將光化學(xué)傳感膜置于沉積物/土壤/植物根際與容器器壁之間，光敏物質(zhì)與分析物相互作用并伴隨熒光信號(hào)（強(qiáng)度、壽命）變化，利用數(shù)字成像技術(shù)（CMOS 相機(jī)）實(shí)時(shí)記錄其特征發(fā)射光譜，通過(guò)軟件分析，將被測(cè)物的含量在時(shí)間和空間上的變化進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。
光化學(xué)傳感膜
pH熒光膜
二氧化碳(CO2)膜
溶解氧(DO)膜
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平面光極測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)
實(shí)時(shí)、快速地獲取微區(qū)DO/pH/CO2的分布；非侵入性成像測(cè)量，不破壞原生環(huán)境。
配備1250w(便攜式)/2000w(封閉式)像素的CMOS相機(jī)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨率毫秒，空間分辨率亞毫米。
PO2100設(shè)備自帶封閉式箱體，滿足測(cè)定所需的暗室條件。
配套軟件集成校準(zhǔn)、獲取圖像、處理圖像于一體，操作簡(jiǎn)單。
平面光極可以用于較多實(shí)用場(chǎng)景中，下面我們簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)案例，例如：
WR：微塑料和抗生素對(duì)淡水微生態(tài)系統(tǒng)的壓力擾動(dòng):沉水植物生態(tài)恢復(fù)的案例研究
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探討了聚乙烯(PE) MPs和抗生素磺胺(sulfanilamide, SA)對(duì)水-植物-沉積物生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(多樣性等)和功能(營(yíng)養(yǎng)循環(huán)等)特性的生態(tài)毒理學(xué)影響。
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內(nèi)容簡(jiǎn)介
微塑料可以吸附抗生素形成復(fù)雜的污染物，嚴(yán)重威脅淡水生態(tài)系統(tǒng)的健康。目前很少有研究恢復(fù)的淡水生態(tài)系統(tǒng)中微塑料（MP）和抗生素的綜合污染特征及其對(duì)水生初級(jí)生產(chǎn)者生長(zhǎng)特性的影響。本研究調(diào)查了微塑料和抗生素聯(lián)合污染對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的生長(zhǎng)狀態(tài)、代謝功能、微生物群落結(jié)構(gòu)和微生物多樣性的影響，揭示了聚乙烯-磺胺(PE-SA)聯(lián)合作用于納坦弧菌的潛在機(jī)制。
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平面光極的應(yīng)用
本研究通過(guò)平面光極設(shè)備發(fā)現(xiàn)光化學(xué)傳感膜的熒光強(qiáng)度逐漸降低，說(shuō)明根際DO呈下降趨勢(shì)。MPs和SA均抑制了DO的生成，0.5% PE和1 mg/L SA的影響最大。結(jié)果表明，在單一PE脅迫下，根際熒光減弱。在單次SA脅迫下，熒光不均勻，細(xì)胞受損。但在PE-SA組合環(huán)境下，熒光變化最為明顯。
單一PE和PE-SA脅迫下植物根際DO濃度的變化趨勢(shì)。
水-植物-沉積系統(tǒng)中的氮循環(huán)
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WR：太湖底棲動(dòng)物擾動(dòng)及其密度變化對(duì)沉積物磷釋放和水體磷水平的影響研究
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研究背景
太湖是一個(gè)大型淺水富營(yíng)養(yǎng)湖泊，藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)。大量研究表明，沉積物磷的釋放是導(dǎo)致水體磷水平較高和藍(lán)藻水華頻發(fā)的重要原因。底棲動(dòng)物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要類(lèi)群，它們的擾動(dòng)行為可直接影響沉積物中磷的生物有效性。然而，大型富營(yíng)養(yǎng)化湖泊底棲動(dòng)物的擾動(dòng)及其密度變化是否影響沉積物磷的釋放和水體中磷的水平尚不清楚。
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平面光極的應(yīng)用
本研究采用平面光極獲取的高時(shí)空分辨率氧氣二維變化可知，太湖鉤蝦通過(guò)生物灌溉增加了沉積物中氧氣的可利用性和滲透深度，同時(shí)鉤蝦的間歇性通風(fēng)活動(dòng)導(dǎo)致洞穴及其周?chē)练e物中產(chǎn)生高度的氧化還原震蕩。
鉤蝦擾動(dòng)對(duì)沉積物中氧氣分布和動(dòng)態(tài)的影響。
太湖大型底棲動(dòng)物采樣點(diǎn)（a），生物擾動(dòng)的沉積物（bcde），熒光示蹤技術(shù)和平面光極成像示意圖（f），HR-Peeper和DGT采樣示意圖（g）。
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STE：苦草根際微量金屬遷移的機(jī)理研究
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大型植物根際微量金屬的遷移受根驅(qū)動(dòng)的化學(xué)變化的控制，特別是從根際到沉積物的DO和pH的陡峭梯度。本研究分別利用平面光極（PO）和薄膜擴(kuò)散梯度(DGT)得到了苦草根際的DO和pH動(dòng)態(tài)以及微量金屬的分布。
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平面光極的應(yīng)用
研究表明，所有可見(jiàn)的苦草根均發(fā)生了徑向DO損失(ROL)和酸化，并根據(jù)根系生長(zhǎng)和各種環(huán)境條件表現(xiàn)出高度的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化。微量金屬在根際表現(xiàn)出不同的遷移機(jī)制。ROL和產(chǎn)生的Fe(III)(oxyhydr)氧化物降低了Fe、As、Co、V和W在根際的流動(dòng)性。然而，由于金屬硫化物的氧化和質(zhì)子誘導(dǎo)的礦物溶解，使得Mn、Ni和Cu在根際的流動(dòng)性更大。Co和Ni在根際和沉積物界面上的活性增加，這是由于ROL和根際酸化導(dǎo)致的Fe和Mn的氧化還原溶解過(guò)程所致。這些結(jié)果為了解大型植物根系誘導(dǎo)的DO和pH變化，從而控制沉積物中微量金屬的遷移提供了新的見(jiàn)解。
苦草根際的DO和pH動(dòng)態(tài)以及微量金屬的分布
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Jclepro：沉積物-水界面藻類(lèi)分解過(guò)程中的富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)制
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研究背景
水體富營(yíng)養(yǎng)化已成為一個(gè)全球性的環(huán)境問(wèn)題。研究不同藻類(lèi)分解階段對(duì)水-沉積物界面的溶解氧、pH、磷、硫、鐵(DO-pH-P-S-Fe)的化學(xué)梯度和空間異質(zhì)性，對(duì)于探究富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程的潛在機(jī)制具有重要意義。
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平面光極的應(yīng)用
本研究通過(guò)平面光極分析儀觀察到溶解氧(DO)和pH的變化貫穿整個(gè)剖面，其峰值(245.14 μmol L?1和10.7 μmol L?1)對(duì)應(yīng)的葉綠素-a含量最高(600 mg m?3)和光合活性最高。上覆水體和上層沉積物(?20 mm)中P-S-Fe的分布主要受藻分解引起的DO和pH變化的影響，而深層沉積物中主要受微生物活動(dòng)和其他化學(xué)過(guò)程的影響。
從藻類(lèi)生長(zhǎng)到分解的0-20天過(guò)程中DO的二維空間變化
從藻類(lèi)生長(zhǎng)到分解的0-20天過(guò)程中pH的二維空間變化
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