專利名稱：一種用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法。
背景技術(shù)：
濕地植物根系在沉積物中的泌氧作用具有十分重要的意義。根際-沉積物(根際圈)微界面存在相互分異又密切聯(lián)系的氧化-還原異質(zhì)環(huán)境，往往是有機(jī)物降解、物質(zhì)循環(huán)及生命活動(dòng)最為強(qiáng)烈的場(chǎng)所。微界面上發(fā)生著劇烈的交換、降解、轉(zhuǎn)化和沉積等過程，有利于污染物的吸收降解，但由于微界面厚度只有數(shù)毫米，其內(nèi)部環(huán)境因子定量 測(cè)定比較困難，因此微界面的研究進(jìn)展緩慢。隨著圓筒狀金屬鉬電極技術(shù)、檸檬酸鈦比色技術(shù)等測(cè)定技術(shù)的發(fā)展，微界面研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。然而，這些技術(shù)均為非原位測(cè)定，往往不能反映濕地植物根際在沉積物中的泌氧效應(yīng)真實(shí)狀況。溶氧微電極技術(shù)的發(fā)展使原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的微時(shí)空分布，進(jìn)而探討根際泌氧作用成為可能。但溶氧微電極探頭很難在沉積物原位環(huán)境中準(zhǔn)確定位于濕地植物根際微界面，從而難以真正實(shí)現(xiàn)原位測(cè)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種操作簡單、測(cè)定準(zhǔn)確的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，包括以下步驟a)提供濕地植物根系固定載體；b)將濕地植物根際水平放置并固定于所述濕地植物根系固定載體表面；c)將溶氧微電極縱向位移至所述濕地植物根際測(cè)定部位，并將所述溶氧微電極反向位移，記錄位移距離后加入沉積物覆蓋所述濕地植物根際并培養(yǎng)第一預(yù)定時(shí)間；d)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，測(cè)定所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，通過利用現(xiàn)有技術(shù)條件，可原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧，較異位測(cè)定技術(shù)更能反映濕地植物根際在沉積物中的泌氧效應(yīng)真實(shí)狀況，且操作簡單，易于掌握。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟a)包括a_l)提供酚醛塑料發(fā)泡制品，并將所述發(fā)泡制品進(jìn)行浸水處理；a_2)將進(jìn)行浸水處理的發(fā)泡制品浸沒于濕地植物生長的湖泊沉積物中7天，密封處理后作為所述濕地植物根系固定載體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述酚醛塑料發(fā)泡制品為插花泥。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述步驟b)中，采用塑料鉚釘將所述濕地植物根際固定于所述濕地植物根系固定載體表面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述步驟c)中，所述溶氧微電極由自動(dòng)操縱裝置控制，所述沉積物為濕地植物生長的湖泊沉積物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一預(yù)定時(shí)間為72h。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟d)包括d-l)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，持續(xù)測(cè)定第二預(yù)定時(shí)間，得到多個(gè)溶氧濃度；d-2)將多個(gè)溶氧濃度取平均值，得到所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二預(yù)定時(shí)間為lmin，溶氧濃度數(shù)值記錄速度為Is/ 個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法還包括e)將所述溶氧微電極位移至所述濕地植物根際不同位置以測(cè)定所 述濕地植物根際不同位置的溶氧濃度。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的操作示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的測(cè)定結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
下面結(jié)合圖I描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法具體包括以下步驟a)提供濕地植物根系固定載體；b)將濕地植物根際水平放置并固定于所述濕地植物根系固定載體表面；c)將溶氧微電極縱向位移至所述濕地植物根際測(cè)定部位，并將所述溶氧微電極反向位移，記錄位移距離后加入沉積物覆蓋所述濕地植物根際并培養(yǎng) 第一預(yù)定時(shí)間；d)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，測(cè)定所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，通過利用現(xiàn)有技術(shù)條件，可原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧，較異位測(cè)定技術(shù)更能反映濕地植物根際在沉積物中的泌氧效應(yīng)真實(shí)狀況，且操作簡單，易于掌握。關(guān)于所述濕地植物根系固定載體，需要理解的是，所述濕地植物根系固定載體需要滿足易于固定植物根系的條件，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述濕地植物根系固定載體為酚醛塑料發(fā)泡制品或插花泥。其具體處理方法可以包括a-Ι)提供酚醛塑料發(fā)泡制品或插花泥，并將所述發(fā)泡制品或插花泥進(jìn)行浸水處理；a-2)將進(jìn)行浸水處理的發(fā)泡制品或插花泥浸沒于濕地植物生長的湖泊沉積物中7天，密封處理后作為所述濕地植物根系固定載體。由此，通過浸水、密封等處理，可以使所述濕地植物根系固定載體處于完全厭氧狀態(tài)，防止對(duì)測(cè)定產(chǎn)生影響。在步驟b)中，將濕地植物根際固定于所述濕地植物根系固定載體表面的方法沒有特殊限制。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采用塑料鉚釘將所述濕地植物根際固定于所述濕地植物根系固定載體表面。由此，該固定方法簡單，而且對(duì)植物根際造成傷害較小，不會(huì)影響測(cè)定效果?？刂扑鋈苎跷㈦姌O(直徑25微米,Unisense,Germany)的方法和設(shè)備沒有特殊限制，只要能控制溶氧微電極移動(dòng)并測(cè)定溶氧濃度值即可。例如可以采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員常用的控制方法或設(shè)備，也可采用自動(dòng)操縱裝置。為了還原濕地植物根際的生長環(huán)境，減少環(huán)境的改變對(duì)測(cè)定效果造成的影響，可以采用沉積物覆蓋所述濕地植物根際并培養(yǎng)第一預(yù)定時(shí)間。其中，所述沉積物為濕地植物生長的湖泊沉積物，培養(yǎng)時(shí)間優(yōu)選72h。由此，可以盡可能的還原濕地植物生長的環(huán)境，使測(cè)定結(jié)果更為準(zhǔn)確。將濕地植物根系水平固定于所述濕地植物根系固定載體表面，可以使用自動(dòng)操縱裝置實(shí)現(xiàn)溶氧微電極的縱向微位移，通過記錄位移距離，在沉積物覆蓋根系后，通過盲操作可將溶氧微電極準(zhǔn)確定位至根系表面，可精密(最大精度20微米)測(cè)定根際微界面的溶氧精確濃度。其具體操作可以包括d-Ι)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，持續(xù)測(cè)定第二預(yù)定時(shí)間，得到多個(gè)溶氧濃度；
d-2)將多個(gè)溶氧濃度取平均值，得到所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。持續(xù)測(cè)定時(shí)間優(yōu)選lmin,溶氧濃度數(shù)值記錄速度為Is/個(gè)。由此,Imin內(nèi)可得到60個(gè)溶氧濃度數(shù)值，取平均值，即可得到所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的測(cè)定方法，還可以將所述溶氧微電極位移至所述濕地植物根際不同位置以測(cè)定所述濕地植物根際不同位置的溶氧濃度。待溶氧濃度為零時(shí)停止測(cè)定，由此可以獲得根際微界面不同位置的溶氧濃度精確變化，反向位移距離即為根系氧化層厚度，實(shí)現(xiàn)原位測(cè)定目的。下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地 植物根際微界面溶氧的方法。實(shí)施例I如圖I所示，首先，將插花泥浸水處理后，再浸沫于湖泊沉積物中7天，密封處理后作為濕地植物根系固定載體。然后，將慈姑根系水平放置于插花泥I表面，用塑料鉚釘小心固定測(cè)定根2。接著，利用自動(dòng)操縱裝置操縱溶氧微電極3分別縱向位移定位到根測(cè)定部位表面處，然后操縱溶氧微電極反向位移，記錄位移距離(程序自動(dòng)記錄)后緩緩加入疏松的沉積物4覆蓋測(cè)定根，穩(wěn)定72小時(shí)。最后，根據(jù)位移距離操縱溶氧微電極縱向位移回到根測(cè)定部位表面處，持續(xù)測(cè)定I分鐘(溶氧數(shù)值記錄為I次/秒)，取平均值(60個(gè)數(shù)值)作為根表面溶氧濃度，以此類推，操縱溶氧微電極反向位移(20微米/次)測(cè)定根際表面以上不同位置(根1/2(從根部起總根長1/2處，圖2和圖3中所不A)、根3/4(從根部起總根長3/4處，圖2和圖3中所不B)、根尖(圖2和圖3中所示C)、根1/4(從根部起總根長1/4處，圖2和圖3中所示D))溶氧濃度，待溶氧濃度為零時(shí)停止測(cè)定，獲得根際微界面不同位置的溶氧濃度精確變化，此時(shí)反向位移距離即為根系氧化層厚度。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，慈姑根系不同部位的根區(qū)沉積物均存在明顯的氧擴(kuò)散層(以根表面向周圍沉積物成放射性擴(kuò)散，溶解氧濃度也由根表面最高遞減至沉積物無氧還原層)，根系不同部位氧擴(kuò)散層厚度可達(dá)O. 38 O. 98mm,氧擴(kuò)散層厚度具體表現(xiàn)為根1/2 (a) >根3/4(b) >根尖(c) >根1/4((1);靠近慈姑根系表面附近溶解氧濃度最高，溶解氧濃度范圍在20. 55 64. 56% (%空氣飽和度)，不同部位的表面溶解氧含量差異顯著(p < O. 05)，根1/2處表面溶解氧濃度達(dá)64. 56%,其他測(cè)定點(diǎn)溶解氧含量依次為52. 73% (根3/4處)、38. 55% (根尖),20. 55% (根 1/4 處)。根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例可以看出，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，通過利用現(xiàn)有技術(shù)條件，可原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧，較異位測(cè)定技術(shù)更能反映濕地植物根際在沉積物中的泌氧效應(yīng)真實(shí)狀況，且操作簡單，易于掌握。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、 替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，包括以下步驟 a)提供濕地植物根系固定載體； b)將濕地植物根際水平放置并固定于所述濕地植物根系固定載體表面； c)將溶氧微電極縱向位移至所述濕地植物根際測(cè)定部位，并將所述溶氧微電極反向位移，記錄位移距離后加入沉積物覆蓋所述濕地植物根際并培養(yǎng)第一預(yù)定時(shí)間； d)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，測(cè)定所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，所述步驟a)包括 a-1)提供酚醛塑料發(fā)泡制品，并將所述發(fā)泡制品進(jìn)行浸水處理； a-2)將進(jìn)行浸水處理的發(fā)泡制品浸沒于濕地植物生長的湖泊沉積物中7天，密封處理后作為所述濕地植物根系固定載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，所述酚醛塑料發(fā)泡制品為插花泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，在所述步驟b)中，采用塑料鉚釘將所述濕地植物根際固定于所述濕地植物根系固定載體表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，在所述步驟c)中，所述溶氧微電極由自動(dòng)操縱裝置控制，所述沉積物為濕地植物生長的湖泊沉積物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，所述第一預(yù)定時(shí)間為72h。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，所述步驟d)包括 d-1)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，持續(xù)測(cè)定第二預(yù)定時(shí)間，得到多個(gè)溶氧濃度； d-2)將多個(gè)溶氧濃度取平均值，得到所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，所述第二預(yù)定時(shí)間為lmin，溶氧濃度數(shù)值記錄速度為Is/個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，其特征在于，還包括 e)將所述溶氧微電極位移至所述濕地植物根際不同位置以測(cè)定所述濕地植物根際不同位置的溶氧濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧的方法，包括以下步驟a)提供濕地植物根系固定載體；b)將濕地植物根際水平放置并固定于所述濕地植物根系固定載體表面；c)將溶氧微電極縱向位移至所述濕地植物根際測(cè)定部位，并將所述溶氧微電極反向位移，記錄位移距離后加入沉積物覆蓋所述濕地植物根際并培養(yǎng)第一預(yù)定時(shí)間；d)將所述溶氧微電極復(fù)位至所述濕地植物根際測(cè)定部位，測(cè)定所述濕地植物根際測(cè)定部位表面的溶氧濃度。根據(jù)本發(fā)明的方法，通過利用現(xiàn)有技術(shù)條件，可原位測(cè)定濕地植物根際微界面溶氧，較異位測(cè)定技術(shù)更能反映濕地植物根際在沉積物中的泌氧效應(yīng)真實(shí)狀況，且操作簡單，易于掌握。
文檔編號(hào)G01N27/26GK102879441SQ20121029938
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者王文林, 劉波, 萬寅婧, 王國祥, 李維新, 夏勁, 李振國 申請(qǐng)人:環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南通大學(xué)