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Easysensor®微電極系統(tǒng)分析方法與多種實用場景案例分享

更新時間:2023-08-30   點擊次數(shù):738次
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Easysensor®微電極分析系統(tǒng),結合微電極、自動升降系統(tǒng),獲取水體、沉積物、土壤以及植物根際O2、pH、Eh以及H2S等物理化學參數(shù)的垂直分布及動態(tài)的變化,適用于實驗室內模擬研究。測定時,將微電極置于水體/沉積物/土壤/植物根際附近,利用自動升降系統(tǒng)將電極帶動測定設置的梯度,微電極將化學信號轉換電信號,傳輸?shù)诫娔X終端,將被測物含量分布在縱向上變化進行可視化呈現(xiàn)。




微電極指標

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玻璃電極

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鋼針電極

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微電極測量優(yōu)勢

  • 微電極用于測量的尖部細微,在很大程度上可以減少侵入式測量對物體的損傷;

  • 時空分辨率高:如尖部尺寸可降至微米和納米級,毫秒間實時獲待測物的垂向剖面動態(tài)變化規(guī)律;

  • 響應速度快:可實時快速地監(jiān)測水土微界面的指數(shù)變化;

  • 設備小型便攜、軟件易操作:獲取數(shù)據(jù)的方式簡單、快捷。





微電極可以用于較多實用場景中,下面我們簡單列舉幾個案例,例如:




案例1:植物葉片表層從白晝到夜晚DO的變化趨勢

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研究背景

植物生長周期內存在著光合作用和呼吸作用,兩種模式交替進行循環(huán)往復。植物長期沒有經(jīng)過太陽光的照射,葉片會變黃,同樣的經(jīng)過太陽過長時間地曝曬,葉片會枯萎,兩種模式缺一不可。兩種模式下,葉片的DO變化情況如何,則需要使用精確儀器來確定。

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微電極應用

選用100μm尖部的DO微電極,對植物葉片表層進行10μm的穿刺。測量其在一天中DO的濃度變化情況。

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案例2:探討微生物對多個湖泊水體和底泥Eh指標的改善和修復情況

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研究背景

水體受到多種因素的影響導致水質下降,水生態(tài)環(huán)境遭到破壞:魚蝦死亡、藍藻暴發(fā),水體發(fā)臭發(fā)苦,重金屬污染嚴重,這些情況都可以使用一些方法進行補救。其中加入微生物是一種比較常見的方法,由于各個區(qū)域的水質污染原因各不相同,微生物的活性受到限制或者失效,因此需要對多個區(qū)域的樣品進行實驗分析,來驗證某種微生物的廣泛適用性以及修復效果。

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微電極應用

本次研究對四個水域進行取樣,每個水域兩組樣品,一組對比樣、另一組加入微生物實驗樣,實驗室培養(yǎng)30天后。我們使用200μm的Eh微電極對四組樣品進行測試。

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第一天四組水樣情況對比

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第三十天后,加入微生物實驗樣的水樣情況對比

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圖片中可以看到二組、三組實驗,微生物加入的前后底泥的顏色發(fā)生了明顯的變化,一組、四組變化不大。通到微電極測試的數(shù)據(jù)可以觀察到二、三組對比樣與實驗樣底泥的Eh值相差較大,而一組、四組差別不大,顏色的變化與微電極測試得到的數(shù)據(jù)相結合,使得我們可以更加準確地認知到微生物的使用效果。


案例3:藻墊內部溶解氧DO的變化




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研究背景

水體的污染有一部分是由于藍藻暴發(fā)引起的,藍藻大量生長聚集擠壓形成藻墊,藍藻的生長會需要消耗大量的氧氣,導致下部水體嚴重缺氧,形成厭氧環(huán)境,久而久之形成了黑臭水體。




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微電極應用

選用尖部200μm的DO微電極測試實驗室自行培養(yǎng)厚度約為5mm的藻墊,將制成的藻墊置于培養(yǎng)箱中,常溫下沉淀12h。將微電極裝置搭建好,將電極插入培養(yǎng)箱中,升降臺調整距離。-800μm處為交界面DO含量急速下降,在-2400μm左右出現(xiàn)厭氧區(qū)域。

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案例4:探討微生物的不同投加方式對底泥氧含量DO的影響

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研究背景

自然水體或多或少都有一定的污染,科研工作者們就想通過一些人工措施對水體質量進行改善,其中加入微生物就是一種行之有效的方法之一。微生物的活性受到多種因素的影響,比如:水溫、水體的酸堿度、污染源等,其中微生物的投加方式也是其中一種重要的影響因素。我們通過若干種不同的微生物投加方式,來確認最佳的投加方式可以使得微生物達到最佳的活性狀態(tài)。

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微電極應用

我們使用DO微電極對五組微生物不同投加方式的樣品進行縱向梯度的測。五組樣品都是同一水域同一地點的水泥樣,取樣后按照不同的投加方式加入微生物實驗室培養(yǎng)一個月。不同的處理方式微生物對底泥影響差別明顯,實驗1,4肉眼基本看不到土壤顏色的變化,實驗2,3,5上層土壤顏色變化明顯,我們也可以通過測試的DO實驗數(shù)據(jù)看到,確定最佳的微生物加入方式是非常有必要的。

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案例5: 研究不同時間點底泥孔隙水的DO值變化

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研究背景

底泥溶氧值受到季節(jié)溫度的影響非常大,冬天溫度降低水中DO含量高,滲透到底泥中的深度比夏天要深,如有再有水生動物活動,其DO值就會進一步的變化。取樣測試肯定會使得孔隙水DO值發(fā)生變化,這就需要我們使用原位測定的方式對底泥孔隙水的DO進行現(xiàn)場測定。

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微電極應用

使用100μm尖部的DO微電極插入到底泥孔隙中進行現(xiàn)場原位測定。實驗數(shù)據(jù)表明,8-9月份孔隙水中DO含量較低,而12-1-3月份DO含量較高。

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