在環境(jing)監測領(ling)域(yu)，薄膜擴散(san)梯度技(ji)術（DGT）的(de)出現帶來(lai)了(le)突(tu)破性的變革。作為壹種原位(wei)被動(dong)采(cai)樣技(ji)術，它(ta)憑(ping)借(jie)特殊(shu)的工(gong)作機制和顯著(zhu)優勢，在土(tu)壤(rang)、水(shui)體等多(duo)種(zhong)環(huan)境(jing)介質(zhi)的(de)監測中(zhong)發(fa)揮(hui)著(zhe)關鍵作用。而(er)智(zhi)感環(huan)境開發(fa)的(de)系列(lie) DGT 產品(pin)，更(geng)是通過(guo)技(ji)術創(chuang)新，進(jin)壹步拓展了(le)該(gai)技(ji)術的(de)應用邊(bian)界。
壹、DGT 技(ji)術的(de)核心(xin)優勢與(yu)特性
DGT 技(ji)術之(zhi)所以(yi)能在環境(jing)監測中(zhong)占據重(zhong)要(yao)地(di)位(wei)，源於其壹系列(lie)突出的特性。原位(wei)采樣(yang)能力是其最(zui)核心(xin)的優勢，無(wu)需(xu)將環(huan)境(jing)介質(zhi)轉(zhuan)移(yi)至(zhi)實(shi)驗(yan)室，直(zhi)接在現場完(wan)成目標物的采集，最(zui)大(da)限度減(jian)少(shao)了(le)采(cai)樣(yang)過(guo)程(cheng)對(dui)環(huan)境(jing)的(de)幹擾，確保(bao)數據能(neng)真(zhen)實(shi)反映(ying)目標物的原始狀態和分(fen)布特征。
高選擇(ze)性同樣(yang)是該(gai)技(ji)術的(de)壹大亮點(dian)。借(jie)助(zhu)結合相(xiang)層(ceng)中針對特定(ding)目標物的吸附材料，DGT 技(ji)術能(neng)在復雜的(de)環境(jing)介質(zhi)中(zhong)精(jing)準(zhun)捕(bu)捉目標物，有效排(pai)除其他無關物質的(de)幹擾，大幅(fu)提(ti)升(sheng)了(le)分(fen)析(xi)結果的(de)準(zhun)確性。
此(ci)外(wai)，DGT 技(ji)術還具(ju)備累(lei)積(ji)性特點(dian)。在壹定(ding)暴露(lu)時(shi)間內(nei)，結合相(xiang)層(ceng)會持續吸附目標物，即便環(huan)境(jing)中目標物濃度較低(di)，也(ye)能通過(guo)累(lei)積(ji)達到可檢(jian)測水(shui)平，顯著(zhu)提(ti)高了(le)對(dui)低(di)濃度目標物的檢測靈敏(min)度。同時(shi)，該(gai)技(ji)術操(cao)作簡(jian)便，無(wu)需(xu)復雜技(ji)能和(he)昂(ang)貴設(she)備，且分析(xi)成本(ben)相(xiang)對(dui)較低，非常(chang)適(shi)合大規模、長(chang)期的環(huan)境(jing)監測工(gong)作。
二、DGT 技(ji)術的(de)工作原理(li)
DGT 技(ji)術的(de)工作原理(li)以(yi)菲克第(di)壹定(ding)律為基礎(chu)，該(gai)定(ding)律指(zhi)出在穩(wen)態擴散(san)條(tiao)件(jian)下(xia)，物質的擴散(san)通量(liang)與濃(nong)度梯度成正比(bi)，為(wei)技(ji)術的(de)精(jing)準(zhun)定(ding)量(liang)提(ti)供了(le)理(li)論(lun)支(zhi)撐(cheng)。
其核心(xin)結構(gou)由(you)三(san)層(ceng)組(zu)成，各層協同作用實(shi)現對汙染物(wu)的選擇(ze)性采集：
濾膜層(ceng)采(cai)用(yong)小(xiao)孔(kong)徑(jing)材料，主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)是阻(zu)擋環境(jing)中(zhong)的(de)顆(ke)粒(li)物進(jin)入(ru)裝(zhuang)置，避免幹擾後續(xu)的(de)擴散(san)和(he)吸附過(guo)程(cheng)，從而(er)保(bao)護內(nei)層(ceng)凝(ning)膠(jiao)結構(gou)的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)。
擴散(san)凝(ning)膠(jiao)層由(you)特殊(shu)凝膠(jiao)材料構(gou)成，擁有均勻的(de)孔(kong)隙(xi)結構(gou)，能(neng)夠(gou)精(jing)確控(kong)制目標物的擴散(san)速(su)率。當(dang)目標物從環境介質(zhi)向(xiang)裝(zhuang)置內(nei)部移(yi)動(dong)時(shi)，會(hui)在該(gai)層形(xing)成穩(wen)定(ding)的濃度梯度，這是計(ji)算(suan)目標物濃度的重(zhong)要(yao)基礎(chu)。
結合相(xiang)層(ceng)包含多(duo)種(zhong)高(gao)效吸附材料，如(ru) Chelex 樹(shu)脂(zhi)、鐵氧化物凝(ning)膠(jiao)等，這些材(cai)料對(dui)目標物具(ju)有較強的特異(yi)性和親和(he)力，能不(bu)可逆(ni)地(di)吸附通過(guo)擴散(san)凝(ning)膠(jiao)層的(de)目標物，並(bing)將其固定(ding)，以便後續(xu)分(fen)析。
目標物經擴散(san)穿(chuan)過(guo)凝膠(jiao)層並(bing)被結合相(xiang)捕(bu)獲(huo)後，研(yan)究(jiu)人員(yuan)可根(gen)據目標物在特定(ding)介質(zhi)中(zhong)的(de)擴散(san)系數、裝(zhuang)置暴(bao)露(lu)時(shi)間以及(ji)結合相(xiang)層(ceng)中目標物的累(lei)積(ji)量(liang)，通過(guo)相(xiang)關公(gong)式(shi)精(jing)確計(ji)算(suan)出環境中的有(you)效態濃度，為環(huan)境(jing)監測和(he)評(ping)估提(ti)供可靠數據。
三(san)、智(zhi)感環(huan)境的 DGT 產(chan)品(pin)系列(lie)及技(ji)術亮(liang)點
3.1 豐(feng)富的產(chan)品(pin)系列(lie)
智(zhi)感環(huan)境開發(fa)了(le) 4 大(da)系列(lie)共(gong) 30 余種(zhong) DGT 產(chan)品(pin)，全(quan)面覆(fu)蓋(gai)不(bu)同環(huan)境介質(zhi)和(he)監測需(xu)求：
土(tu)壤(rang)專用系列(lie)針對土(tu)壤(rang)特性設(she)計，有(you)多(duo)種(zhong)尺寸(cun)和(he)形(xing)狀。淺(qian)埋式(shi)產品(pin)長度 5-10 厘米(mi)，適(shi)用(yong)於(yu)表層(ceng)土(tu)壤(rang)采(cai)樣(yang)；深(shen)埋式(shi)產品(pin)長度可達 30-50 厘米(mi)，能(neng)深(shen)入(ru)深層(ceng)土(tu)壤(rang)獲(huo)取數據，可有(you)效應(ying)對(dui)土(tu)壤(rang)壓(ya)實(shi)度、透氣性等復雜情(qing)況，精(jing)準(zhun)監測土(tu)壤(rang)中(zhong)的(de)重(zhong)金屬、營(ying)養(yang)鹽(yan)等。
水體專用系列(lie)根據不(bu)同水(shui)體類型開發(fa)，如河流、湖(hu)泊(bo)、海洋(yang)、地(di)下(xia)水(shui)等。漂浮式(shi)產品(pin)配(pei)備浮(fu)力裝(zhuang)置，可隨水流漂浮(fu)，實(shi)現水體不(bu)同區(qu)域(yu)采(cai)樣；沈水式(shi)產品(pin)密封性良好，能(neng)適應地下(xia)水(shui)壓(ya)力環境(jing)，確保(bao)水下(xia)穩(wen)定(ding)工作，可高(gao)效監測水(shui)體各類汙染物(wu)。
沈積(ji)物(wu)專用系列(lie)考(kao)慮到沈積(ji)物(wu)的(de)特殊(shu)環境(jing)，采用(yong)防沈降和(he)防擾動設(she)計。產(chan)品(pin)底部設(she)有穩(wen)定(ding)裝(zhuang)置，防(fang)止(zhi)在沈積(ji)環(huan)境(jing)中(zhong)傾(qing)斜(xie)或(huo)沈降，且表面(mian)材(cai)料化學穩(wen)定(ding)性好，不(bu)與沈積(ji)物(wu)中(zhong)的(de)物(wu)質發生(sheng)反應(ying)，保(bao)證對目標物的準(zhun)確采(cai)集。
高分(fen)辨專項(xiang)系列(lie)專為高(gao)空(kong)間分辨(bian)率(lv)監測場(chang)景(jing)設(she)計，產(chan)品(pin)尺寸(cun)精(jing)度較高(gao)，可實(shi)現微尺度采樣(yang)分(fen)析(xi)。例(li)如(ru)用(yong)於研究水體與(yu)沈積(ji)物(wu)界面微環境的(de)產(chan)品(pin)，空(kong)間分辨(bian)率(lv)可達微米(mi)級(ji)別，能(neng)精(jing)準(zhun)捕(bu)捉界面處目標物的濃度變化。
3.2 突出的技(ji)術優(you)勢
智(zhi)感環(huan)境的 DGT 產(chan)品(pin)具(ju)有多(duo)參數同步(bu)測定(ding)能力，可同時(shi)分(fen)析重(zhong)金屬（Cd、Pb、Cu 等）、營(ying)養(yang)鹽(yan)（P、N）及稀土(tu)元素等 30 余種(zhong)目標物，無需(xu)對同壹樣品(pin)多(duo)次(ci)采(cai)樣(yang)分(fen)析，提(ti)高了(le)監測效率(lv)，減(jian)少(shao)了(le)誤(wu)差。
高空(kong)間分辨(bian)率(lv)是其另(ling)壹大優勢，平板式(shi)高分辨(bian)系列(lie)能實(shi)現亞(ya)毫米(mi)級(ji)二維(wei)分布(bu)分析，清晰(xi)揭(jie)示環境(jing)中(zhong)微界面過(guo)程(cheng)（如(ru)土(tu)壤(rang) - 植(zhi)物(wu)根系界面、水體 - 沈積(ji)物(wu)界面等）的物質(zhi)遷移(yi)和(he)轉(zhuan)化規律，為研(yan)究(jiu)汙染物(wu)行(xing)為(wei)機制提(ti)供有力工具(ju)。
產品(pin)適用範(fan)圍廣泛(fan)，從低背景(jing)環(huan)境（如(ru)自然(ran)保(bao)護區(qu)、原(yuan)始森林(lin)）到高(gao)汙染場(chang)地（如工(gong)業(ye)廢(fei)渣堆(dui)場(chang)、重(zhong)金屬汙染農(nong)田）均(jun)能(neng)應(ying)用，檢測範(fan)圍 0.1-60ppm，滿足(zu)不(bu)同環(huan)境條(tiao)件(jian)的監測需(xu)求。
同時(shi)，產(chan)品(pin)響應快(kuai)速(su)，檢測速(su)度 < 30 秒，能及(ji)時(shi)掌(zhang)握目標物濃度變化，且支(zhi)持長達 1 個月(yue)的(de)原位(wei)實(shi)時(shi)監測，可連(lian)續記(ji)錄動(dong)態變化，為環(huan)境風(feng)險(xian)預(yu)警(jing)和應急處理(li)提(ti)供及時(shi)數據。此(ci)外(wai)，原位(wei)采樣(yang)減(jian)少(shao)了(le)對(dui)環(huan)境介質(zhi)的(de)擾動，保(bao)持了(le)汙染物(wu)的原始形(xing)態和分(fen)布，使監測結果更(geng)具(ju)代(dai)表性和可靠性。
四、DGT 技(ji)術的(de)應用場(chang)景(jing)及(ji)實(shi)際(ji)案(an)例
4.1 土(tu)壤(rang)重(zhong)金屬汙染評(ping)估
在土(tu)壤(rang)重(zhong)金屬汙染評(ping)估中，DGT 技(ji)術相(xiang)比(bi)傳(chuan)統方法(fa)更(geng)具(ju)優勢。傳(chuan)統方法(fa)需(xu)采集大(da)量(liang)土(tu)壤(rang)樣(yang)品(pin)回(hui)實(shi)驗(yan)室消(xiao)解分(fen)析(xi)，操(cao)作繁(fan)瑣(suo)且難(nan)以(yi)反映(ying)重(zhong)金屬的生(sheng)物有(you)效性。而(er) DGT 技(ji)術能(neng)原位(wei)測定(ding)有效態重(zhong)金屬濃度，該(gai)濃度與植(zhi)物(wu)吸收(shou)量(liang)相(xiang)關性良好，可更(geng)準(zhun)確評(ping)估其對(dui)植(zhi)物(wu)和生(sheng)態系統的潛(qian)在危害(hai)。
例如(ru)，在某重(zhong)金屬汙染農(nong)田的(de)評(ping)估(gu)中，科研(yan)人(ren)員(yuan)使用智(zhi)感環(huan)境的土(tu)壤(rang)專用 DGT 產(chan)品(pin)，在農(nong)田不(bu)同區(qu)域(yu)布(bu)設(she)裝(zhuang)置。經過(guo)壹段(duan)時(shi)間暴露(lu)後，分(fen)析(xi)結合相(xiang)層(ceng)中重(zhong)金屬累(lei)積(ji)量(liang)，計算(suan)出有效態重(zhong)金屬濃度分布(bu)。結果顯示，靠近(jin)汙染源區(qu)域(yu)的(de) Cd、Pb 等有效態濃度較高(gao)，隨距離增(zeng)加(jia)逐(zhu)漸降低(di)，這(zhe)與作物生(sheng)長狀況和重(zhong)金屬含量(liang)檢測結果壹致，為農(nong)田汙染治(zhi)理和修(xiu)復提(ti)供了(le)科(ke)學(xue)依據。
4.2 水體與(yu)沈積(ji)物(wu)監測
DGT 技(ji)術在水體監測中(zhong)，能(neng)實(shi)時(shi)監測重(zhong)金屬、營(ying)養(yang)鹽(yan)等目標物的濃度變化，及時(shi)發(fa)現汙染事(shi)件。在某河流監測中(zhong)，使用智(zhi)感環(huan)境的水(shui)體專用 DGT 產(chan)品(pin)連(lian)續監測壹個月(yue)，發(fa)現雨(yu)季(ji)時(shi)河(he)流中 N、P 等營(ying)養(yang)鹽(yan)濃度明顯上(shang)升(sheng)。結合氣象數據和(he)周邊(bian)汙染源調查(zha)，確定(ding)雨(yu)季(ji)農(nong)田面(mian)源汙染是主(zhu)要(yao)原(yuan)因，為(wei)河(he)流富營(ying)養(yang)化防治(zhi)提(ti)供了(le)針對性建議。
在沈積(ji)物(wu)監測方(fang)面(mian)，該(gai)技(ji)術能(neng)揭(jie)示汙染物(wu)釋(shi)放(fang)規律和界面交換(huan)過(guo)程(cheng)。如(ru)在某湖(hu)泊(bo)沈積(ji)物(wu)研(yan)究(jiu)中(zhong)，采用智(zhi)感環(huan)境的沈積(ji)物(wu)專用 DGT 產(chan)品(pin)，測定(ding)沈積(ji)物(wu) - 水(shui)界面處重(zhong)金屬濃度梯度，發現部分(fen)區(qu)域(yu)沈積(ji)物(wu)中(zhong)的(de)重(zhong)金屬會向(xiang)上(shang)覆水體釋(shi)放(fang)，對(dui)水(shui)體質(zhi)量(liang)構(gou)成潛在威脅(xie)，這壹發現為湖(hu)泊(bo)生(sheng)態修(xiu)復和汙染控(kong)制提(ti)供了(le)重(zhong)要(yao)參考(kao)。
憑(ping)借(jie)本(ben)土(tu)化優勢和(he)高(gao)性價(jia)比(bi)，智(zhi)感環(huan)境的產(chan)品(pin)已(yi)在國內(nei)多(duo)個(ge)省(sheng)市(shi)的(de)土(tu)壤(rang)汙染詳(xiang)查項(xiang)目中(zhong)應用(yong)，以精(jing)準(zhun)的監測結果和(he)穩(wen)定(ding)性能獲(huo)得(de)相(xiang)關部門(men)和(he)科研(yan)機構(gou)的(de)高(gao)度認可，為(wei)我(wo)國土(tu)壤(rang)汙染防(fang)治工作提(ti)供了(le)有(you)力支(zhi)持。
DGT 技(ji)術作為壹種先進(jin)的原(yuan)位(wei)被動(dong)采(cai)樣技(ji)術，憑(ping)借(jie)原位(wei)性、高選擇(ze)性、累(lei)積(ji)性等優勢，為(wei)環(huan)境(jing)監測帶(dai)來(lai)了(le)革命性變化。智(zhi)感環(huan)境開發(fa)的(de)系列(lie) DGT 產品(pin)，通過(guo)豐(feng)富的產(chan)品(pin)系列(lie)和突出的技(ji)術優(you)勢，實(shi)現了(le)多(duo)場(chang)景(jing)、多(duo)指(zhi)標的高分辨(bian)測定(ding)，成為土(tu)壤(rang)重(zhong)金屬汙染評(ping)估、水體富營(ying)養(yang)化監測等工作的可靠工(gong)具(ju)。
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