平面光极在水土环境检测中的应用：实时检测CO2的高分辨信息

平面光极技术（Planar Optode Technology）在二氧化碳（CO₂）的检测和监测中发挥着重要作用。这种技术通常利用光学传感器，通过测量CO₂与特定指示剂或光敏材料反应引起的光学特性变化来确定CO₂的浓度。以下是平面光极技术在CO₂监测方面的一些关键点：

工作原理：

1.光学吸收或荧光：平面光极通常基于CO₂对特定波长光的吸收或荧光特性。当CO₂与光极材料发生反应时，会改变材料的光学特性。

2.指示剂反应：光极中包含的化学指示剂与CO₂发生反应，导致颜色变化或荧光强度变化，这些变化与CO₂浓度成正比。

3.光信号转换：通过测量光信号的变化（如吸光度或荧光强度），可以定量分析CO₂的浓度。

技术优势：

1.高灵敏度：平面光极可以设计得非常灵敏，能够检测到CO₂浓度的微小变化。

2.快速响应：光学传感器通常具有快速的响应时间，适合实时监测。

3.非侵入性测量：光学传感器可以在不干扰或接触样品的情况下进行测量。

4.低成本：与传统的电化学传感器相比，光学传感器可能具有更低的成本。

5.易于集成：平面光极可以集成到各种监测系统中，包括便携式设备和在线监测系统。

应用场景：

环境科学研究：研究大气中CO₂的分布和变化，了解其对气候变化的影响。

苦草根际周围CO₂浓度的时空变化。在剖面1中，根据根长比（根尖区，20%、根基区，20%；过渡区，60%)：白天CO₂浓度空间分布的(a)平面光极图像，pCO₂(b)横断面浓度剖面（剖面位置在面板a中为两条直线白线），（c−e）在根尖区、过渡区和根基区选定点的时间分布（点位置以白点表示）。

技术挑战：

1.选择性和交叉敏感性：需要确保光极对CO₂具有高度选择性，避免其他气体的交叉干扰。

2.长期稳定性：光学传感器需要保持良好的长期稳定性，以确保测量结果的可靠性。

3.环境影响：温度和湿度的变化可能会影响光学传感器的性能，需要适当的补偿或校准。

平面光极技术为CO₂监测提供了一种有效的光学方法，随着材料科学和光学技术的发展，这种技术的应用范围和性能将进一步提高。平面光极技术是当今先进的光电传感技术之一，智感环境团队基于这种技术，相继开发出了一种封闭式平面光极设备(PO2100)和一种便携式平面光极设备(PO1100)，可实现沉积物/土壤/植物根际/水体中pH、DO和CO₂的实时高分辨率检测，这在光电传感技术领域是一项重要的突破。

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