高分辨孔隙水采樣：原位同步采集土壤/沉積物中的孔隙水多元素

引言

孔隙水是地球水循環中的重要組成部分，它在地下水資源、土壤肥力以及環境污染等方面扮演著關鍵角色。高分辨孔隙水采樣技術（HR-Peeper）是一種先進的分析方法，它能夠從土壤或沉積物中提取并分析孔隙水樣本，為我們提供了一個深入理解地下環境的窗口。本文將探討HR-Peeper技術的原理、應用及其在地球科學領域的重要性。

HR-Peeper技術原理與發展

1976 年，Hesslein根據內外膜滲透平衡原理發明了Peeper采樣技術，在研究孔隙水物化特性方面得到了廣泛的應用。Peeper裝置的主體由很多相同體積的小室組成，小室兩側分別覆蓋一層濾膜（0.45μm），小室內預先封裝采樣介質(如去離子水或電解質溶液)，并進行充氮去氧后插入沉積物中。利用濾膜的特性，使沉積物孔隙水中一些可溶離子和分子通過濾膜與Peeper裝置中的采樣介質進行物質交換，放置一段時間后達到平衡，通過測定小室內溶液濃度來計算孔隙水中離子濃度。

Peeper技術的主要優點是可以從濕地土壤或沉積物等環境界質中分離出可溶性目標物質，采樣過程不影響環境界質的原有特性，不對環境造成污染。Peeper技術采樣的空間分辨率一般為厘米級，平衡時間20d 以上，對于空間異質性異常突出、界面附近反應較為劇烈的沉積物而言，其時空分辨率是遠遠不夠的，也使得通過孔隙水剖面計算得到的界面交換通量存在較大的誤差。

針對以上不足，智感環境發明了高分辨Peeper（High-resolution Peeper, HR-Peeper），其突出優勢是具有很高的時空分辨率，僅需要在沉積物中平衡2天，所獲得目標物的垂向分辨率達到5mm，可用于檢測孔隙水中30種以上的溶解態目標物，極大地滿足了沉積物孔隙水快速、高分辨獲取的要求。

編輯搜圖

HR-Peeper結構

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HR-Peeper組裝后實物圖

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HR-Peeper裝置的投放與回收

技術優勢

1. 高空間分辨率：HR-Peeper技術能夠提供特定深度層次的孔隙水樣本，有助于理解地下環境中的垂直變化。

2. 原位分析：直接從地下環境中采樣，避免了樣品在采集和運輸過程中可能發生的化學變化。

3. 環境擾動小。

4. 多指標可同步測定分析。