微電極分析系統(tǒng)監(jiān)測pH和DO的實際應(yīng)用案例

顫蚓作為一種常見的水體底棲生物，其生物擾動作用對水體的理化特征和污染物的環(huán)境行為會產(chǎn)生顯著影響。微電極分析系統(tǒng)作為一種高精度的監(jiān)測工具，為研究顫蚓活動對孔穴垂直方向上的pH和溶解氧（DO）的影響提供了有效的技術(shù)支持。

顫蚓通過攝食、排泄、筑穴和呼吸等生命活動，直接或間接地影響水-沉積物界面附近的理化特征以及污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程。微電極分析系統(tǒng)能夠精確測量顫蚓孔穴附近微環(huán)境的pH、DO和氧化還原電位值，在水平和垂直方向上的分布和變化規(guī)律。

研究結(jié)果表明，顫蚓擾動使沉積物內(nèi)部的顆粒物發(fā)生遷移，特別是使20-50 mm深度范圍內(nèi)的沉積物顆粒向上遷移，并不斷沉積于水-沉積物界面附近，原有的水-沉積物界面在這種沉積作用下向下遷移，出現(xiàn)在20-50 mm深度范圍，從而使沉積物顆粒在一定深度范圍內(nèi)持續(xù)循環(huán)。

在顫蚓擾動下，上覆水和沉積物的pH會隨時間的延長，呈現(xiàn)出先升高再降低隨后趨于穩(wěn)定的變化趨勢，而在顫蚓擾動下，pH的降低會出現(xiàn)滯后性。在水平方向上，顫蚓擾動使沉積物表面的pH以顫蚓孔穴為中心出現(xiàn)下降，這種下降作用可影響孔穴周圍半徑1 mm的范圍。擾動時間相同時，顫蚓孔穴處的pH在垂直方向上變化較小。

在無顫蚓的體系中，上覆水的DO濃度和氧化還原電位值變化較小，但沉積物DO濃度和氧化還原電位值均隨時間的延長而逐漸降低。顫蚓擾動降低了上覆水DO濃度和氧化還原電位值，但使顫蚓孔穴附近沉積物表面DO濃度和氧化還原電位的升高，與無顫蚓的體系相比，顫蚓孔穴附近DO濃度可升高9.2-17.0μmol/L。同時，顫蚓增加了DO在沉積物中的滲透深度，使最大滲透深度從3 mm增加到5 mm。顫蚓孔穴附近沉積物的氧化還原電位與DO濃度的變化規(guī)律相似。

微電極分析系統(tǒng)的應(yīng)用揭示了顫蚓活動對孔穴垂直方向上pH和DO分布的顯著影響，為理解顫蚓在水體生態(tài)系統(tǒng)中的作用機制提供了重要的科學(xué)依據(jù)。通過這種技術(shù)，研究人員能夠更準(zhǔn)確地了解顫蚓活動對水體環(huán)境參數(shù)的影響，進(jìn)而為水環(huán)境管理和污染控制提供科學(xué)依據(jù)。