薄(bo)膜擴(kuo)散梯度(du)（DGT）技(ji)術(shu)作為環境(jing)監(jian)測領域的(de)前沿(yan)手段(duan)，憑借其(qi)特(te)殊(shu)的(de)原(yuan)位(wei)采(cai)樣及高(gao)分(fen)辨(bian)率分(fen)析(xi)優勢，在(zai)復(fu)雜環境(jing)介(jie)質(zhi)研(yan)究中發(fa)揮(hui)著關(guan)鍵作用，以(yi)下(xia)為(wei)您(nin)詳細介(jie)紹(shao)其(qi)在(zai)不(bu)同(tong)環境(jing)場景(jing)中(zhong)的(de)典型應(ying)用案(an)例。
水體(ti)汙染監(jian)測
在(zai)汞汙染的(de)研究中(zhong)，中(zhong)國(guo)科(ke)學院地球(qiu)化學研(yan)究所利用(yong)DGT技術實(shi)現了對(dui)水(shui)體(ti)汞同位(wei)素組(zu)成的(de)測定。汞作為全球性(xing)汙染物，在(zai)水(shui)生(sheng)生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)中(zhong)部(bu)分(fen)可(ke)轉(zhuan)化為甲基(ji)汞，經食物(wu)鏈(lian)富(fu)集(ji)危(wei)害(hai)人(ren)類(lei)健(jian)康。天然水(shui)體(ti)中遊(you)離(li)態(tai)Hg²⁺及其(qi)不(bu)穩(wen)定絡(luo)合(he)物(wu)具有生(sheng)物(wu)可(ke)利用(yong)性且易(yi)受甲基(ji)化影響(xiang) 。傳統(tong)方法(fa)采(cai)集(ji)、保存(cun)和運(yun)輸水樣時(shi)，易(yi)出現降解與(yu)汙染問題，且(qie)難(nan)以(yi)長期(qi)監(jian)測汞轉(zhuan)化過程(cheng)。DGT技術(shu)能夠原(yuan)位(wei)收集(ji)、富(fu)集(ji)和保存(cun)不穩(wen)定汞組(zu)分(fen)，降低(di)樣品汙染風險(xian)。實(shi)驗表明，DGT吸附Hg(II)過(guo)程(cheng)產(chan)生(sheng)約(yue) - 0.2‰質(zhi)量分(fen)餾(liu)，不產(chan)生(sheng)非(fei)質(zhi)量分(fen)餾(liu)，且溫度(du)對(dui)分(fen)餾(liu)效應(ying)影響(xiang)小(xiao)。野外驗證中(zhong)，DGT與(yu)傳統(tong)抓(zhua)取采(cai)樣的(de)汞非質(zhi)量分(fen)餾(liu)（Δ¹⁹⁹Hg）特(te)征壹致(zhi)，且(qie)能準確捕捉(zhuo)水稻(dao)生(sheng)長過(guo)程(cheng)中(zhong)不同時期汞同位(wei)素信號(hao)變(bian)化，為剖(pou)析汞的(de)生物地球(qiu)化學循(xun)環奠(dian)定基(ji)礎。
土壤(rang)汙染研究
在(zai)鉛鋅冶(ye)煉區Tl汙染研究中(zhong)，四(si)川(chuan)省(sheng)生(sheng)態(tai)環境(jing)科(ke)學研(yan)究院等單(dan)位(wei)聯(lian)合(he)攻(gong)關(guan)，將薄(bo)膜梯度(du)擴(kuo)散(san)技(ji)術（DGT）與(yu)DIFS動(dong)力學模(mo)型結(jie)合(he)。鉛鋅冶(ye)煉產(chan)生(sheng)的(de) Tl 汙染土壤，其(qi)在(zai)土(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)環境(jing)行為復(fu)雜，傳(chuan)統分(fen)析(xi)方法(fa)難(nan)以(yi)精(jing)準刻(ke)畫。研究團(tuan)隊以(yi)四(si)川(chuan)典(dian)型鉛鋅礦(kuang)區(qu)原(yuan)料(liao)及冶(ye)煉廢渣(zha)為對象(xiang)，自主(zhu)設(she)計(ji)土(tu)壤柱淋溶(rong)裝(zhuang)置(zhi)模擬酸(suan)雨(yu)條(tiao)件(jian)下(xia) Tl 從(cong)工業物(wu)料向(xiang)土壤(rang)的(de)釋放(fang)過程。通(tong)過(guo)DGT技(ji)術(shu)，實現了對(dui)土(tu)壤中(zhong)活性 Tl 1厘(li)米(mi)級(ji)高(gao)分(fen)辨(bian)率空間(jian)分(fen)布的(de)精準刻(ke)畫，發(fa)現(xian) Tl 在(zai)土(tu)壤(rang)固(gu) - 液界面存(cun)在(zai)快(kuai)速吸附 - 解吸行為，其響應(ying)時間(jian)僅0.128秒，揭示了 Tl 在(zai)土(tu)壤(rang)微界(jie)面的(de)快速再補(bu)給(gei)機(ji)制，為高(gao)風險(xian)場地 Tl 汙染防控提供關(guan)鍵科(ke)學依據。
沈(chen)積物(wu)及濕(shi)地生(sheng)態(tai)研(yan)究
廈(sha)門(men)大(da)學潘(pan)峰副教(jiao)授(shou)團(tuan)隊利用(yong)DGT技術研(yan)究紅(hong)樹(shu)林濕(shi)地底(di)棲蟹(xie)類生(sheng)物擾(rao)動(dong)對硫(liu)氧化還原(yuan)循(xun)環以(yi)及砷(shen)和銻(ti)遷移轉(zhuan)化的(de)影響。紅(hong)樹(shu)林濕(shi)地對(dui)海洋生態(tai)系(xi)統(tong)至(zhi)關(guan)重要，但全球變(bian)化影響(xiang)其生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)健(jian)康。底(di)棲蟹(xie)類的(de)生物擾(rao)動(dong)改(gai)變(bian)沈(chen)積物(wu) - 孔隙(xi)水(shui)特(te)性。研究(jiu)通(tong)過(guo)DGT技(ji)術(shu)對紅(hong)樹(shu)林生(sheng)物(wu)擾(rao)動(dong)沈(chen)積物(wu)中(zhong)硫(liu)化物、As和Sb進(jin)行高(gao)分(fen)辨(bian)率刻畫，發(fa)現(xian)沈(chen)積物(wu)中(zhong)還(hai)原(yuan)的(de)硫(liu)化環境(jing)利於As活化釋放(fang)，導致(zhi)Sb沈(chen)澱鈍(dun)化；夏季活躍的(de)生物擾(rao)動(dong)改(gai)善(shan)表層沈(chen)積物(wu)氧化條件(jian)，使還原(yuan)/有(you)機(ji)結(jie)合(he)態(tai)Sb氧化釋放(fang)，As被鐵/錳氧化物吸(xi)附鈍(dun)化，二維高(gao)分(fen)辨(bian)率成像進壹步(bu)證實了這(zhe)壹(yi)現(xian)象(xiang)。此(ci)外，升(sheng)溫激(ji)發(fa)更(geng)活躍生物(wu)擾(rao)動(dong)，使沈(chen)積物(wu)氧化，Sb活化、As鈍(dun)化；海平(ping)面上升(sheng)抑(yi)制(zhi)蟹類活動(dong)和生(sheng)物擾(rao)動(dong)，導致(zhi)沈(chen)積物(wu)還(hai)原(yuan)硫(liu)化，As活化、Sb鈍(dun)化，強(qiang)調(tiao)了全球變(bian)化通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)底(di)棲生(sheng)物擾(rao)動(dong)和氧化還原(yuan)化學對(dui)濱(bin)海紅(hong)樹(shu)林濕(shi)地元(yuan)素循(xun)環的(de)重要影響(xiang)。
中國(guo)水(shui)產(chan)科(ke)學研(yan)究院南海水(shui)產(chan)研(yan)究(jiu)所團(tuan)隊在(zai)柘林(lin)灣沈(chen)積物(wu)研(yan)究(jiu)中，采(cai)用DGT技(ji)術(shu)獲(huo)取沈(chen)積物(wu)中(zhong)稀(xi)土元(yuan)素生物(wu)可(ke)利用(yong)性濃(nong)度(du)。柘林(lin)灣海水(shui)養(yang)殖(zhi)業(ye)發(fa)達(da)，但水生態(tai)系(xi)統(tong)受(shou)多(duo)種汙染物威脅(xie)。研(yan)究(jiu)團(tuan)隊利用(yong)DGT技術結(jie)合(he)已(yi)構(gou)建的(de)聯(lian)合(he)生(sheng)態(tai)風(feng)險(xian)評(ping)價方法(fa)，對(dui)柘林(lin)灣沈(chen)積物(wu)中(zhong)15種(zhong)稀土元(yuan)素的(de)聯(lian)合(he)生(sheng)態(tai)風(feng)險(xian)進(jin)行評價，得出其對水生生物(wu)區系(xi)聯(lian)合(he)生(sheng)態(tai)風(feng)險(xian)概(gai)率為(wei)1.86% ，為(wei)水(shui)產(chan)養(yang)殖(zhi)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)及海洋生態(tai)系(xi)統(tong)保護(hu)提供重要參考(kao)。
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