多通道微電極分析系統(tǒng)是通過結(jié)合微電極、升降臺和自動分析系統(tǒng),來獲取水體、沉積物、土壤以及植物根際中DO、pH、Eh以及H2S等物理化學(xué)參數(shù)的垂直分布及動態(tài)的高分辨率變化,適用于實驗室模擬研究。在測定時,需要將電極置于水體/沉積物/土壤/植物根際附近,利用自動升降系統(tǒng)將電極帶動測定設(shè)置的梯度,電極再將化學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號,傳輸?shù)诫娔X終端,通過軟件式使被測物在縱向移動時所測指標的動態(tài)變化進行可視化呈現(xiàn)。
多通道微電極分析系統(tǒng) (上)
主機 (下)
升降臺、滑臺
多種指標電極
多通道微電極分析系統(tǒng)可應(yīng)用于多種實用場景中,下面我們簡單列舉幾個案例,例如:
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探討水稻生長過程中pH、DO和H2S的垂向變化規(guī)律
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研究背景
水稻是糧食作物之一,為全球超過三分之一的人口提供了主食。了解水稻生長過程中的環(huán)境因素變化,對于提高水稻產(chǎn)量和優(yōu)化生長條件具有重要意義。水稻土的主要特點是在一年之中有季節(jié)性的淹水和落干,而各種水稻土的干濕程度和時間都有不同,因而影響土壤性質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的變化。
測定DO、pH、H2S目的
本文將探討水稻生長過程中pH、DO和H2S垂向上的變化,根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的管理措施,合理調(diào)整這些環(huán)境因素,以促進水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
※ 土壤pH是影響水稻生長的重要因素之一。適宜的土壤pH范圍為6.0-7.5,有利于水稻對營養(yǎng)元素的吸收和利用。在酸性土壤中,水稻易遭受鋁毒和缺磷等危害;而在堿性土壤中,水稻易出現(xiàn)缺鋅和鐵的問題。為調(diào)節(jié)土壤pH,可采取施用石灰或酸性和堿性肥料等措施。在實際生產(chǎn)中,根據(jù)土壤性質(zhì)和水稻品種的不同,合理調(diào)整pH,有助于提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。
※ 在水稻生長過程中,DO的變化也會對其生長發(fā)育產(chǎn)生影響。根際氧氣供應(yīng)充足有利于根系生長和吸收水分養(yǎng)分。若根際缺氧,則會導(dǎo)致根系發(fā)育不良、植株矮小、葉片黃化等問題。此外,DO還會影響水稻葉片的光合作用。在缺氧條件下,葉片光合作用受阻,會導(dǎo)致有機物合成減少,影響植株正常生長。因此,合理灌溉和改善土壤通氣狀況是調(diào)節(jié)水稻生長中DO含量的重要措施。
※ 盡管H2S在大多數(shù)情況下被視為是有害物質(zhì),但在水稻生長過程中,H2S的變化也對其生長發(fā)育產(chǎn)生著重要的影響。研究表明,低濃度的H2S可以作為信號分子參與水稻的防御反應(yīng),誘導(dǎo)水稻產(chǎn)生抗病性。此外,H2S還可以通過調(diào)節(jié)土壤微生物群落來影響土壤養(yǎng)分循環(huán),從而影響水稻的營養(yǎng)吸收。然而,高濃度的H2S則會對水稻產(chǎn)生毒害作用,導(dǎo)致植株矮小、黃化等問題。因此,在生產(chǎn)實踐中,要合理控制H2S的施用,既要保證其對水稻生長的有益作用,又要避免對植株產(chǎn)生毒害。
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微電極應(yīng)用
本次實驗使用微電極對生長期的水稻樣品進行測試。將電極設(shè)置參數(shù):500 μm 步進間隔、1s步進時間、3s測定時間、20000μm測試距離、5000μm零點上偏移,以獲取沉積物剖面中pH、DO及H2S等數(shù)據(jù)的垂向變化規(guī)律。
水稻生長過程中垂向上pH、DO和H2S的變化
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研究苔蘚的生長對底泥中DO、Eh、pH等多種參數(shù)的影響
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研究背景
苔蘚植物是一種生長在濕地、森林、沼澤等環(huán)境中的非種子植物,具有生態(tài)適應(yīng)性和生態(tài)價值。苔蘚到處可見,可以作為一種監(jiān)測空氣污染程度的指示植物。我們可以通過專業(yè)的設(shè)備去檢測苔蘚的一些指標,由此來確定苔蘚生長的狀態(tài)以及其所處地域的環(huán)境質(zhì)量。底泥是水生生物棲息的重要生境,同時也是各種環(huán)境因子的重要調(diào)節(jié)者。底泥中的DO、Eh和pH是反映底泥環(huán)境狀態(tài)的重要參數(shù),對底泥中物質(zhì)循環(huán)和能量流動有著重要影響。苔蘚植物茂盛的根部可以使得水中溶解氧進一步的往底泥中滲透,改善底泥的厭氧環(huán)境。
測定DO、Eh、pH目的
本文旨在研究苔蘚的生長對底泥中DO、Eh和pH等多種參數(shù)的影響,這些影響對于維護濕地、森林、沼澤等自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有重要意義,同時也對工業(yè)應(yīng)用中土壤污染治理等方面具有一定的參考價值。以期為環(huán)境保護和工業(yè)應(yīng)用提供參考。
本研究表明,苔蘚的生長對底泥中的Eh、pH和DO含量均具有顯著影響。通過促進底泥中有機物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化,苔蘚的生長使得底泥中的氧化還原狀態(tài)得到調(diào)節(jié),同時改變了底泥的酸堿性和溶解氧含量。
※ 苔蘚生長對底泥中的Eh具有顯著影響。在有苔蘚生長的實驗組中,底泥中的Eh值均高于無苔蘚生長的實驗組。這可能是因為苔蘚的生長促進了底泥中的有機物質(zhì)分解,從而使得底泥中的還原性物質(zhì)減少,氧化性物質(zhì)增加,導(dǎo)致Eh值升高。
※ 底泥中的pH呈現(xiàn)一個降低的趨勢,這可能與苔蘚通過呼吸作用產(chǎn)生微量CO2,從而促進了pH的降低。
※ 苔蘚生長對底泥中的DO有較大的影響。 苔蘚過多會遮擋陽光,妨礙了浮游植物進行光合造氧活動,魚塘底部就會缺氧,底質(zhì)上堆積的物質(zhì)就會分解,引起底泥惡化。
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微電極應(yīng)用
本研究選取了實驗室自行培養(yǎng)的苔蘚來測定其生長對底泥中參數(shù)的影響。將電極設(shè)置參數(shù):500 μm 步進間隔、1s步進時間、1s測定時間、20000μm測試距離、5000μm零點上偏移,以獲取沉積物剖面中pH、DO及Eh數(shù)據(jù)的垂向變化規(guī)律。在實驗過程中,對底泥中的pH、DO及Eh的含量進行定期的測定和分析。