微電極分析系統監測pH和DO的實際應用案例

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境行為會產生顯著影響。微電極分析系統作為一種高精度的監測工具，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化過程。微電極分析系統能夠精確測量顫蚓孔穴附近微環境的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律。

研究結果表明，顫蚓擾動使沉積物內部的顆粒物發生遷移，特別是使20-50 mm深度范圍內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，出現在20-50 mm深度范圍，從而使沉積物顆粒在一定深度范圍內持續循環。

在顫蚓擾動下，上覆水和沉積物的pH會隨時間的延長，呈現出先升高再降低隨后趨于穩定的變化趨勢，而在顫蚓擾動下，pH的降低會出現滯后性。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濃度的變化規律相似。

微電極分析系統的應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系統中的作用機制提供了重要的科學依據。通過這種技術，研究人員能夠更準確地了解顫蚓活動對水體環境參數的影響，進而為水環境管理和污染控制提供科學依據。