隨著科技的不斷進步，各種新型的環境監測技術層出不窮，其中平面光極技術憑借其工作原理和性能，逐漸在環境監測領域嶄露頭角。本文將詳細揭秘平面光極技術的工作原理，并重點強調其在水土環境中對溶解氧（DO）、pH值和二氧化碳（CO2）等關鍵指標的實時捕獲能力。

一、技術原理

平面光極技術是一種基于光電和熒光分析原理的新型監測技術。其工作原理主要包括以下幾個步驟：

染料選擇：首先，選擇對目標化學物質敏感的熒光染料。這些染料的熒光特性會隨著目標化學物質濃度的變化而發生改變。

激發光源：利用特定波長的光（如可見光或紫外光）照射熒光染料，使其激發并發出熒光。

熒光檢測：通過檢測熒光的強度和波長變化，可以推斷出目標化學物質的濃度。因為熒光的強度和波長與目標化學物質的濃度存在特定的關系。

熒光成像：利用高分辨率相機捕捉熒光圖像，實現對目標化學物質空間分布的可視化。

數據分析：通過分析熒光圖像，得到目標化學物質的空間分布圖，為環境監測和生態系統健康評估提供有力支持。

二、平面光極技術在水土環境中的應用

在水土環境監測中，平面光極技術展現出實時捕獲能力。以下是其在DO、pH值和CO2等指標監測方面的具體應用：

溶解氧（DO）監測：平面光極技術可以實時監測水體中的溶解氧水平。通過選擇合適的熒光染料和激發光源，可以快速準確地檢測出水體中的DO含量，從而評估水質和生態系統健康狀況。

pH值監測：利用平面光極技術，可以實時監測土壤和水體的pH值變化。這對于了解土壤肥力、污染物遷移和植物生長等過程具有重要意義。通過實時監測pH值，可以及時發現土壤和水體的酸堿度異常，為農業生產和水資源管理提供科學依據。

二氧化碳（CO2）監測：平面光極技術同樣適用于水體和土壤中CO2含量的實時監測。通過選擇合適的熒光染料和激發光源，可以實現對CO2含量的高精度測量。這對于研究生物地球化學過程、評估生態系統碳循環等方面具有重要意義。

三、技術優勢

平面光極技術在水土環境監測中展現出諸多優勢：

1、非破壞性：平面光極技術采用非侵入性成像測量方式，不會對原生環境造成破壞，確保測量結果的準確性和可靠性。

2、高時空分辨率：平面光極技術能夠提供高時空分辨率的熒光圖像，使科學家們能夠捕捉到環境中化學參數的細微變化。

3、設備簡單、操作簡便：平面光極系統具有設備簡單、操作簡便的特點，降低了使用的門檻和成本。

4、實時性：平面光極技術能夠實時捕獲環境中DO、pH值和CO₂等關鍵指標的變化情況，為環境監測和生態系統健康評估提供及時準確的數據支持。

平面光極技術作為一種新型的環境監測技術，在水土環境監測領域展現出性能和廣泛的應用前景。隨著科學技術的不斷進步和應用的不斷拓展，相信平面光極技術將在未來發揮更加重要的作用。智感環境團隊基于平面光極技術相繼開發了封閉式平面光極和便攜式平面光極設備，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境的研究。這些設備具備以下特點：

1. 實時、快速地獲取區域DO/pH/CO₂的分布。

2. 設備自帶封閉式箱體，滿足測定所需的暗室條件。

3. 設備與軟件配套使用，可集成校準、獲取圖像、處理圖像于一體。

4. 非侵入性成像測量，不破壞原生環境。

5. 配備高像素CMOS相機，實現時間分辨率毫秒級，空間分辨率亞毫米級。

此外，還有便攜式平面光極檢測儀PO1100，它小巧輕便、便于移動和攜帶，同樣能夠實時、快速地獲取區域DO/pH/CO₂的分布。使用前，熒光傳感膜需要標定并繪制標準曲線，工作環境和存儲環境對溫度和濕度有一定要求。