DGT技(ji)術在環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)最(zui)新進展與優勢(shi)

近(jin)年來，隨(sui)著(zhe)環(huan)境科學(xue)的(de)快(kuai)速(su)發展，對微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)過(guo)程的(de)研(yan)究(jiu)逐漸成(cheng)為熱(re)點。環(huan)境微界面(mian)，如沈(chen)積(ji)物(wu)-水界面(mian)、植物(wu)根系-土壤界面(mian)等(deng)，是(shi)物(wu)質遷移(yi)轉(zhuan)化的重(zhong)要(yao)場所，其(qi)高(gao)度(du)時空(kong)異(yi)質(zhi)性的(de)特征(zheng)使得(de)研(yan)究(jiu)這(zhe)些(xie)界面(mian)上的(de)化學(xue)反(fan)應信息(xi)變得(de)極(ji)其(qi)復(fu)雜且(qie)困難。然(ran)而，薄(bo)膜擴(kuo)散(san)梯度（DGT）技(ji)術的(de)出現為這(zhe)壹(yi)領(ling)域(yu)的(de)研(yan)究(jiu)帶來了新的(de)曙光(guang)。本(ben)文將(jiang)介紹(shao)DGT技(ji)術在環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)過(guo)程研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)最(zui)新進展及其(qi)顯著(zhu)優(you)勢。

DGT技(ji)術的(de)原(yuan)理與優勢(shi)

DGT技(ji)術是(shi)壹(yi)種(zhong)基(ji)於薄(bo)膜擴(kuo)散(san)原(yuan)理的原(yuan)位采(cai)樣(yang)技(ji)術，它(ta)通過(guo)在擴散(san)層(ceng)中(zhong)放(fang)置(zhi)壹層(ceng)薄(bo)薄(bo)的(de)結合凝(ning)膠(jiao)來捕(bu)獲(huo)環(huan)境介質(zhi)中(zhong)的(de)化學(xue)物(wu)質。該技(ji)術的(de)主要(yao)優(you)勢在於其(qi)能(neng)夠(gou)原(yuan)位測量元素的(de)生(sheng)物(wu)有效(xiao)態(tai)，並(bing)具有高(gao)空(kong)間分辨率(lv)。這(zhe)使得(de)DGT技(ji)術在研(yan)究(jiu)環(huan)境微界面(mian)化學(xue)異(yi)質(zhi)性過(guo)程中(zhong)表現出色(se)，尤其(qi)適用(yong)於亞毫米至毫米(mi)尺(chi)度的(de)物質(zhi)運移(yi)研(yan)究(jiu)。

1、原(yuan)位監測與生(sheng)物(wu)有效(xiao)性(xing)評(ping)估

DGT技(ji)術的(de)最大(da)特點(dian)之壹是(shi)其(qi)原(yuan)位監測能(neng)力(li)。傳(chuan)統采(cai)樣(yang)方法往(wang)往(wang)會(hui)對環(huan)境產生(sheng)幹擾，影響測量結果的(de)準(zhun)確(que)性(xing)。而DGT技(ji)術則(ze)可以(yi)在不(bu)幹擾環(huan)境條件(jian)的(de)情(qing)況下(xia)進行采(cai)樣(yang)，提供(gong)更為真實、接(jie)近自然(ran)環(huan)境的水(shui)體或(huo)沈(chen)積(ji)物(wu)中(zhong)化學(xue)物(wu)質濃(nong)度信(xin)息(xi)。此外(wai)，DGT測量的是(shi)可利(li)用(yong)的(de)化學(xue)物(wu)質濃(nong)度，即生(sheng)物(wu)有效(xiao)態(tai)，這(zhe)使得(de)其(qi)數(shu)據更接(jie)近生(sheng)物(wu)吸(xi)收和積(ji)累的(de)實際狀況，對於評估水(shui)體(ti)或土壤(rang)汙染(ran)對生(sheng)態(tai)系(xi)統的影響具有重(zhong)要(yao)意義(yi)。

2、高(gao)時(shi)空分辨率(lv)

DGT技(ji)術不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)提供(gong)高(gao)空(kong)間分辨率(lv)（毫(hao)米至亞毫米級）的測(ce)量(liang)結果，還(hai)能(neng)集(ji)成(cheng)壹(yi)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)數(shu)據，提供(gong)平(ping)均濃(nong)度，有助於理解化學(xue)物(wu)質的時間(jian)變化趨勢(shi)。這(zhe)種(zhong)高(gao)時(shi)空分辨率(lv)的(de)特性使得(de)研(yan)究(jiu)人員(yuan)能(neng)夠(gou)更準(zhun)確(que)地(di)理解環(huan)境微界面(mian)中(zhong)汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)分布和遷移(yi)情(qing)況，為制定有效(xiao)的(de)環(huan)境管理策略(lve)提(ti)供科學(xue)依(yi)據。

3、操作簡(jian)便與多(duo)樣(yang)性

DGT裝置(zhi)易於部署(shu)和回收(shou)，且(qie)不(bu)需要復(fu)雜的操(cao)作技(ji)能(neng)，這(zhe)使得(de)其(qi)在實際應用(yong)中(zhong)具有廣泛(fan)的適(shi)用(yong)性(xing)。此(ci)外(wai)，DGT技(ji)術可以(yi)針對不(bu)同(tong)的(de)化學(xue)物(wu)質設計特(te)定的結合凝(ning)膠(jiao)，以提(ti)高(gao)特(te)定分析物(wu)的選(xuan)擇(ze)性和靈(ling)敏(min)度。例(li)如，使用(yong)羧(suo)甲基(ji)纖維(wei)素鈉(na)作為液態(tai)結合劑(ji)，可以(yi)同(tong)時(shi)定量富(fu)集水(shui)體(ti)中(zhong)的(de)多(duo)種(zhong)重(zhong)金(jin)屬(shu)離子，極(ji)大(da)地(di)拓(tuo)展了(le)DGT技(ji)術的(de)應用(yong)範(fan)圍(wei)。

DGT技(ji)術在環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)應用(yong)

1、壹(yi)維(wei)物(wu)質濃(nong)度測(ce)定

DGT技(ji)術已(yi)被廣泛(fan)應用(yong)於環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)的壹維濃(nong)度測(ce)定。通過(guo)測量(liang)沈(chen)積(ji)物(wu)-水界面(mian)或植(zhi)物根系-土壤界面(mian)處(chu)元(yuan)素的(de)壹(yi)維(wei)剖(pou)面(mian)濃(nong)度信(xin)息(xi)，研(yan)究(jiu)人員(yuan)可以(yi)深入(ru)了(le)解這(zhe)些(xie)界面(mian)上營養鹽(yan)和汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)遷移(yi)轉(zhuan)化規律。例(li)如，在沈(chen)積(ji)物(wu)-水界面(mian)研(yan)究(jiu)中(zhong)，DGT技(ji)術可以(yi)精(jing)確(que)測(ce)定不(bu)同(tong)深度沈(chen)積(ji)物(wu)中(zhong)磷、氮等(deng)營養元(yuan)素的(de)濃(nong)度分布，為評估水(shui)體(ti)富(fu)營養化風(feng)險(xian)提供重(zhong)要(yao)數(shu)據支持(chi)。

2、二(er)維化學(xue)分布成(cheng)像

DGT技(ji)術的(de)另(ling)壹(yi)個重(zhong)要(yao)應用(yong)是(shi)二(er)維化學(xue)分布成(cheng)像。通過(guo)結合高(gao)分辨率(lv)成(cheng)像技(ji)術，DGT可以(yi)實現對環(huan)境微界面(mian)上元(yuan)素二(er)維(wei)分布的(de)精(jing)確(que)表征(zheng)。這(zhe)種(zhong)成(cheng)像技(ji)術能(neng)夠(gou)直觀(guan)展(zhan)示(shi)元(yuan)素在界面(mian)上的(de)空間分布特(te)征，有助於揭(jie)示(shi)物(wu)質(zhi)運移(yi)的(de)微(wei)觀(guan)機制。例(li)如，在植物(wu)根系(xi)-土(tu)壤(rang)界面(mian)研(yan)究(jiu)中(zhong)，DGT技(ji)術可以(yi)清晰展示根(gen)系周(zhou)圍(wei)土(tu)壤中(zhong)營養元(yuan)素的(de)分布狀況，為優化植物(wu)營養管理提供(gong)科(ke)學(xue)依(yi)據。

3、與其(qi)他(ta)技(ji)術聯(lian)用(yong)

為了更(geng)全面(mian)地(di)研(yan)究(jiu)環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)過(guo)程，DGT技(ji)術還(hai)常(chang)與其(qi)他(ta)原(yuan)位采(cai)樣(yang)/成(cheng)像技(ji)術聯(lian)用(yong)。例(li)如，與薄(bo)膜擴(kuo)散(san)平(ping)衡(heng)技(ji)術（DET）、平(ping)衡(heng)式孔(kong)隙水(shui)采(cai)樣(yang)器（Peeper）和平(ping)面(mian)光(guang)極(ji)（PO）等(deng)技(ji)術聯(lian)用(yong)，可以(yi)同(tong)步獲(huo)取多(duo)種(zhong)溶(rong)質的(de)分布信(xin)息(xi)，進壹步揭(jie)示(shi)元(yuan)素間(jian)的(de)遷移(yi)轉(zhuan)化關系(xi)及(ji)與環(huan)境因(yin)子的(de)相互(hu)作用(yong)機制。這(zhe)種(zhong)多(duo)技(ji)術聯(lian)用(yong)的(de)方式不(bu)僅(jin)提高(gao)了(le)研(yan)究(jiu)的深度和廣度，還(hai)為解決(jue)復(fu)雜環(huan)境問題提(ti)供(gong)了(le)新的(de)思路和方法。

DGT技(ji)術在環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)過(guo)程研(yan)究(jiu)中(zhong)展(zhan)現出了(le)顯著(zhu)的(de)優勢和廣闊的發展前(qian)景。隨(sui)著(zhe)技(ji)術的(de)不(bu)斷進步和改(gai)進，DGT技(ji)術有望(wang)在更多(duo)領(ling)域得(de)到(dao)應用(yong)和推廣。未來，我們(men)期待(dai)DGT技(ji)術能(neng)夠(gou)與其(qi)他(ta)化學(xue)成(cheng)像技(ji)術和物(wu)理成(cheng)像技(ji)術進壹步結合，從多(duo)角度、多(duo)層(ceng)面(mian)深入(ru)研(yan)究(jiu)環(huan)境微界面(mian)物質(zhi)運移(yi)的(de)主導因(yin)子和動力(li)學(xue)過(guo)程，為環(huan)境保(bao)護和生(sheng)態(tai)修(xiu)復(fu)提(ti)供更加(jia)科(ke)學(xue)、有效(xiao)的(de)技(ji)術支(zhi)持。