根际研究对于探讨元素的地球化学循环过程具有重要意义,根区微界面研究可以探索土壤或沉积物系统中重金属或营养元素迁移转化的机理,进一步阐明污染特征与迁移规律,为污染物的环境作用机制研究提供基础。土壤及沉积物介质体系由于根系生长、生物扰动等活动造成环境热点微区,其具有非均质性的特点,传统的根际研究手段常采取的化学提取法,无法反应环境介质非均质性且可能对样品中污染物分布状况造成破坏,从而影响分析的准确性。近来发展的各类高分辨根际研究手段采用非侵入性的方式,可在二维尺度上获取物质分布信息。平板光极技术是其中一种高时空分辨率的荧光传感技术。O2和pH是影响根际重金属环境行为的主要因素,本文主要研究O2及pH平板光极系统,并应用于根际环境中。在本研究中,合成了五种新的HPTS衍生物,并将其作为pH敏感荧光染料包埋于水凝胶中制备成传感薄膜;并使用PtTFPP染料作为O2敏感染料包埋于PVC中制备成02平板光极传感薄膜。实验室研究表明,pH及02平板光极传感膜采用荧光比例定量法监测pH和溶解氧,其分别在pH6.5～9.5和0～饱和溶解氧的范围内具有良好的响应情况。结果显示烷基胺改性后HPTS衍生物受离子强度影响降低、光稳定性优异、荧光强度不受氧气浓度的影响,其中取代基6个C以上的衍生物可适用于中性及碱性环境下长期实验的需求;取代基2个C以上的衍生物适用于酸性环境下的长期实验需求,观察不到明染料的明显泄漏。02平板光极在使用过程中,极易受到温度的影响,且参比染料无法校正,故需在实验过程中保持温度的稳定。该项技术已成功用于沉积物及土壤界面根际泌氧及根际酸化效应的研究,本课题组已将平板光极技术与高分辨DGT技术联用,用于观察水稻根际重金属的地球化学循环过程。未来可继续开发针对不同待测物的平板光极技术,并将多待测参数整合到同一张传感薄膜上,实现多参数的同时监测。