在地球水循環(huán)的隱秘脈絡(luò)中,孔隙水猶如地下世界的“生命之液",深刻影響著地下水資源的存續(xù)、土壤肥力的興衰以及環(huán)境污染的演變。而高分辨孔隙水采樣技術(shù)(HR-Peeper)能夠深入土壤與沉積物的孔隙深處,提取并剖析孔隙水樣本。
回溯技術(shù)起源,1976年,Hesslein基于內(nèi)外膜滲透平衡原理,開創(chuàng)性地發(fā)明了Peeper采樣技術(shù),迅速在孔隙水物化特性研究領(lǐng)域嶄露頭角。Peeper裝置形似微型“蜂窩",由多個等體積小室構(gòu)成,小室兩側(cè)覆蓋0.45μm濾膜,內(nèi)部預(yù)先填充去離子水或電解質(zhì)溶液,并經(jīng)充氮去氧處理。當(dāng)裝置插入沉積物后,濾膜成為物質(zhì)交換的“橋梁",孔隙水中的可溶性離子與分子穿過濾膜,與小室內(nèi)溶液發(fā)生交換,直至達(dá)到平衡狀態(tài),此時測定小室內(nèi)溶液濃度,便能反推孔隙水中的離子濃度。然而,Peeper技術(shù)存在明顯局限:厘米級的空間分辨率與長達(dá)20天以上的平衡時間,難以滿足空間異質(zhì)性強(qiáng)、界面反應(yīng)活躍的沉積物研究需求,導(dǎo)致計算出的界面交換通量誤差較大。
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HR-Peeper結(jié)構(gòu)
為突破這一瓶頸,智感環(huán)境推出革新性的高分辨Peeper(HR-Peeper)。HR-Peeper以其性能脫穎而出:平衡時間大幅縮短至僅2天,垂向分辨率達(dá)到驚人的5mm,且可同時檢測30種以上溶解態(tài)目標(biāo)物,契合了科研人員對沉積物孔隙水快速、高分辨率采樣的迫切需求。從結(jié)構(gòu)上看,HR-Peeper延續(xù)了Peeper的核心設(shè)計思路,但在細(xì)節(jié)上進(jìn)行了精密優(yōu)化,確保采樣效率與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的雙重提升 。在實(shí)際操作中,其投放與回收流程簡便易行,能減少對環(huán)境的干擾。
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HR-Peeper組裝后實(shí)物圖
HR-Peeper憑借高空間分辨率,它能夠精準(zhǔn)獲取特定深度層次的孔隙水樣本,助力科研人員洞察地下環(huán)境的垂直變化規(guī)律;原位分析特性則避免了傳統(tǒng)采樣因運(yùn)輸、儲存導(dǎo)致的樣本化學(xué)性質(zhì)改變,保證數(shù)據(jù)的原始真實(shí)性;極小的環(huán)境擾動特性,使其在生態(tài)敏感區(qū)域的研究中具有重要的價值;而多指標(biāo)同步測定分析功能,更能一次性提供豐富的化學(xué)信息,極大提升研究效率。
如今,HR-Peeper技術(shù)已成為地球科學(xué)研究重要的利器,無論是探索地下水資源的遷移機(jī)制,評估土壤污染的擴(kuò)散風(fēng)險,還是解析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),它都在持續(xù)釋放著強(qiáng)大的科研動能,為守護(hù)地球生態(tài)環(huán)境提供堅實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。
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HR-Peeper裝置的投放與回收