本次分享一篇由中科院南京地湖所和濟南大學團隊在 《Earth-Science Reviews》上發(fā)表的一篇學術論文——Planar optode: A two-dimensional imaging technique for studying spatial-temporal dynamics of solutes in sediment and soil。這篇文章詳細介紹了平面光極技術，這是一種用于研究沉積物和土壤中溶質(zhì)時空動態(tài)的二維成像技術。

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實驗員操作平面光極設備

平面光極（Planar Optode, PO）技術是一種二維成像技術，專為在異質(zhì)沉積物和土壤中，尤其是在沉積物-水界面處，以高分辨率研究生物地球化學過程而開發(fā)。沉積物中的組成隨深度變化通常被認為是相對穩(wěn)定的。然而，底棲生物的活動能在表層沉積物中產(chǎn)生顯著的異質(zhì)性，并形成毫米到米尺度的復雜三維輸運-反應模式。在生物擾動的沉積物中對O2等變量的空間和時間定量促進了平面光極技術的發(fā)展。已經(jīng)開發(fā)并使用了不同的平面光極技術，包括用于多分析物的復合平面光極和與薄膜擴散梯度（DGT）結(jié)合的平面光極，來研究沉積物和土壤中O2、pH、二氧化碳分壓（pCO2）、溫度、外酶和金屬/類金屬離子的二維溶質(zhì)分布和/或動態(tài)。通過使用平面光極技術，在實驗室微宇宙實驗和現(xiàn)場原位研究中觀察到的新發(fā)現(xiàn)，顯著提高了我們對異質(zhì)生物地球化學反應和過程的理解。

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Li et al., Earth-Science Reviews., 2019

在這篇文章中，作者提供了關于平面光極技術研究進展的批判性回顧，包括以下幾個方面：

1. 研究進展：回顧了使用平面光極技術的研究進展，包括在不同環(huán)境條件下的應用案例和取得的科學成果。

2. 原理、配置和設備：詳細介紹了平面光極系統(tǒng)的原理、配置和使用的各種設備，包括熒光指示劑的選擇、光學傳感器的設計和成像系統(tǒng)的構(gòu)建。

3. 特性和干擾：討論了平面光極測量中的特點和可能的干擾因素，以及如何減少這些干擾以提高測量的準確性和可靠性。

4. 環(huán)境應用：概述了平面光極技術在環(huán)境科學研究中的應用，包括對沉積物和土壤中多種溶質(zhì)的監(jiān)測，以及對生物地球化學過程的影響。

文章還提出了使用平面光極的障礙、優(yōu)勢和研究需求。這些內(nèi)容對于科研人員、環(huán)境監(jiān)測專家和相關政策制定者來說都是非常寶貴的信息，有助于推動平面光極技術的發(fā)展和應用，以及更好地理解和管理我們的環(huán)境資源。

平面光極技術是當今先進的光電傳感技術之一，智感環(huán)境團隊基于該技術開發(fā)了封閉式平面光極設備，并成功將其應用于沉積物-水微界面、水生動植物和土壤植物根際環(huán)境的研究。平面光極技術的應用遠不止此，因篇幅有限不能一一呈現(xiàn)，如您有更好的方案和想法，可以與我們共同探索和開發(fā)平面光極技術在更多領域的應用~