薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）技術(shù)作為環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的前沿手段，憑借其特殊的原位采樣及高分辨率分析優(yōu)勢(shì)，在復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)研究中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，以下為您詳細(xì)介紹其在不同環(huán)境場(chǎng)景中的典型應(yīng)用案例。

水體污染監(jiān)測(cè)

在汞污染的研究中，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所利用DGT技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體汞同位素組成的測(cè)定。汞作為全球性污染物，在水生生態(tài)系統(tǒng)中部分可轉(zhuǎn)化為甲基汞，經(jīng)食物鏈富集危害人類健康。天然水體中游離態(tài)Hg2?及其不穩(wěn)定絡(luò)合物具有生物可利用性且易受甲基化影響 。傳統(tǒng)方法采集、保存和運(yùn)輸水樣時(shí)，易出現(xiàn)降解與污染問題，且難以長期監(jiān)測(cè)汞轉(zhuǎn)化過程。DGT技術(shù)能夠原位收集、富集和保存不穩(wěn)定汞組分，降低樣品污染風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，DGT吸附Hg(II)過程產(chǎn)生約 - 0.2‰質(zhì)量分餾，不產(chǎn)生非質(zhì)量分餾，且溫度對(duì)分餾效應(yīng)影響小。野外驗(yàn)證中，DGT與傳統(tǒng)抓取采樣的汞非質(zhì)量分餾（Δ1??Hg）特征一致，且能準(zhǔn)確捕捉水稻生長過程中不同時(shí)期汞同位素信號(hào)變化，為剖析汞的生物地球化學(xué)循環(huán)奠定基礎(chǔ)。   

土壤污染研究

在鉛鋅冶煉區(qū)Tl污染研究中，四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院等單位聯(lián)合攻關(guān)，將薄膜梯度擴(kuò)散技術(shù)（DGT）與DIFS動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合。鉛鋅冶煉產(chǎn)生的 Tl 污染土壤，其在土壤中的環(huán)境行為復(fù)雜，傳統(tǒng)分析方法難以精準(zhǔn)刻畫。研究團(tuán)隊(duì)以四川典型鉛鋅礦區(qū)原料及冶煉廢渣為對(duì)象，自主設(shè)計(jì)土壤柱淋溶裝置模擬酸雨條件下 Tl 從工業(yè)物料向土壤的釋放過程。通過DGT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤中活性 Tl 1厘米級(jí)高分辨率空間分布的精準(zhǔn)刻畫，發(fā)現(xiàn) Tl 在土壤固 - 液界面存在快速吸附 - 解吸行為，其響應(yīng)時(shí)間僅0.128秒，揭示了 Tl 在土壤微界面的快速再補(bǔ)給機(jī)制，為高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地 Tl 污染防控提供關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。 

沉積物及濕地生態(tài)研究

廈門大學(xué)潘峰副教授團(tuán)隊(duì)利用DGT技術(shù)研究紅樹林濕地底棲蟹類生物擾動(dòng)對(duì)硫氧化還原循環(huán)以及砷和銻遷移轉(zhuǎn)化的影響。紅樹林濕地對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要，但全球變化影響其生態(tài)系統(tǒng)健康。底棲蟹類的生物擾動(dòng)改變沉積物 - 孔隙水特性。研究通過DGT技術(shù)對(duì)紅樹林生物擾動(dòng)沉積物中硫化物、As和Sb進(jìn)行高分辨率刻畫，發(fā)現(xiàn)沉積物中還原的硫化環(huán)境利于As活化釋放，導(dǎo)致Sb沉淀鈍化；夏季活躍的生物擾動(dòng)改善表層沉積物氧化條件，使還原/有機(jī)結(jié)合態(tài)Sb氧化釋放，As被鐵/錳氧化物吸附鈍化，二維高分辨率成像進(jìn)一步證實(shí)了這一現(xiàn)象。此外，升溫激發(fā)更活躍生物擾動(dòng)，使沉積物氧化，Sb活化、As鈍化；海平面上升抑制蟹類活動(dòng)和生物擾動(dòng)，導(dǎo)致沉積物還原硫化，As活化、Sb鈍化，強(qiáng)調(diào)了全球變化通過調(diào)節(jié)底棲生物擾動(dòng)和氧化還原化學(xué)對(duì)濱海紅樹林濕地元素循環(huán)的重要影響。

中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所團(tuán)隊(duì)在柘林灣沉積物研究中，采用DGT技術(shù)獲取沉積物中稀土元素生物可利用性濃度。柘林灣海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，但水生態(tài)系統(tǒng)受多種污染物威脅。研究團(tuán)隊(duì)利用DGT技術(shù)結(jié)合已構(gòu)建的聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)柘林灣沉積物中15種稀土元素的聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出其對(duì)水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)概率為1.86% ，為水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展及海洋生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)提供重要參考。