自(zi)1994年(nian)問(wen)世以(yi)來，DGT技術憑(ping)借其獨特的(de)原位(wei)、動態(tai)測(ce)量能(neng)力(li)，迅速(su)成(cheng)為環(huan)境科學(xue)研究的(de)“利(li)器"。它超越了(le)傳(chuan)統采(cai)樣的(de)局(ju)限(xian)，為科學(xue)家(jia)們(men)在微觀尺度上(shang)理(li)解(jie)汙染(ran)物(wu)的(de)行為(wei)和(he)命(ming)運提供(gong)了(le)新(xin)奇(qi)的(de)視(shi)角。從(cong)土壤(rang)到(dao)水體，從(cong)宏觀(guan)評估到(dao)微界(jie)面(mian)成(cheng)像(xiang)，DGT的(de)應(ying)用版(ban)圖不(bu)斷(duan)擴(kuo)張(zhang)，推(tui)動了多個研究領域的(de)認知邊界。
圖(tu)1：DGT被(bei)動采(cai)樣與(yu)傳統抓取式采(cai)樣在關鍵(jian)特性上(shang)的(de)對(dui)比。DGT在信息維度、測(ce)量指(zhi)標和(he)環境友好(hao)性(xing)方(fang)面(mian)展(zhan)現出顯著優勢。
土(tu)壤(rang)是汙染(ran)物(wu)的(de)重(zhong)要“匯(hui)"，也(ye)是連接環境與(yu)人類健康的(de)關(guan)鍵(jian)樞(shu)紐。DGT技術在土壤(rang)研究中的(de)應(ying)用尤(you)為深(shen)入和(he)廣泛(fan)。
這(zhe)是DGT技術經典的(de)應(ying)用領域。傳(chuan)統的(de)土(tu)壤(rang)重(zhong)金屬(shu)風險評估嚴(yan)重(zhong)依賴(lai)“總濃度"，但(dan)這(zhe)往(wang)往(wang)無(wu)法解(jie)釋為(wei)何(he)在總濃度相似(si)的(de)土(tu)壤(rang)上(shang)，農(nong)作物(wu)的(de)重(zhong)金屬(shu)含量(liang)卻差異(yi)巨(ju)大。DGT技術填充了這(zhe)壹認知鴻溝(gou)。通(tong)過在土壤(rang)中布(bu)設DGT裝(zhuang)置，研究人員可以(yi)定量(liang)測(ce)定重(zhong)金屬(shu)從(cong)土壤(rang)固(gu)相向液相的(de)再補給(gei)通(tong)量(liang)，這(zhe)個通(tong)量(liang)直接反(fan)映了(le)土(tu)壤(rang)對(dui)植物(wu)根系(xi)吸(xi)收的(de)“供(gong)貨能力(li)"。大量(liang)研究證實(shi)，DGT測(ce)得的(de)有(you)效(xiao)態(tai)濃(nong)度（CDGT）或(huo)計算出的(de)有(you)效(xiao)通(tong)量(liang)，與(yu)水稻(dao)、小(xiao)麥(mai)、蔬菜(cai)等作(zuo)物(wu)中鎘(ge)（Cd）、鉛(qian)（Pb）、銅(tong)（Cu）等(deng)重(zhong)金屬(shu)的(de)實(shi)際含量(liang)存在顯著的(de)正(zheng)相關(guan)關(guan)系(xi)。例(li)如(ru)，在某(mou)重(zhong)金屬(shu)汙染(ran)農(nong)田的(de)評估中，DGT的(de)監測(ce)結果(guo)與(yu)作物(wu)生長(chang)狀(zhuang)況(kuang)和(he)重(zhong)金屬(shu)含量(liang)檢(jian)測(ce)結果(guo)高度壹致(zhi)，這(zhe)使(shi)得DGT成(cheng)為預(yu)測(ce)農(nong)產品(pin)超標風險、劃(hua)定安全(quan)利(li)用區、評估修復(fu)措(cuo)施有效性的(de)黃金(jin)標準。
湖(hu)泊(bo)、河流(liu)和(he)水庫的(de)沈積(ji)物(wu)是汙染(ran)物(wu)的(de)巨(ju)大“儲(chu)存(cun)庫(ku)"。在特定條(tiao)件下，這(zhe)些(xie)儲(chu)存(cun)的(de)汙染(ran)物(wu)會重(zhong)新釋放到(dao)上覆(fu)水體中，形(xing)成(cheng)“內源(yuan)汙染(ran)"，導致(zhi)水質惡化，甚(shen)至引發藻(zao)類(lei)水華(hua)。DGT技術為原位(wei)、高精度地(di)量化這(zhe)壹過程提供(gong)了(le)強(qiang)有(you)力(li)的(de)工(gong)具(ju)。
通(tong)過將DGT裝置(zhi)（特別是活(huo)塞(sai)式的(de)剖面(mian)采(cai)樣裝(zhuang)置）垂(chui)直插(cha)入沈積(ji)物(wu)-水界面(mian)，可(ke)以(yi)同步獲得界面(mian)上(shang)下數厘(li)米範圍(wei)內、具(ju)有(you)毫(hao)米級分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)汙染(ran)物(wu)濃度剖面(mian)。通(tong)過分析(xi)這(zhe)個精細的(de)濃(nong)度梯度，科學(xue)家(jia)可(ke)以(yi)精(jing)確(que)計算(suan)出營(ying)養鹽（如(ru)活(huo)性(xing)磷(lin)、氨(an)氮(dan)）和(he)重(zhong)金屬(shu)從(cong)沈積(ji)物(wu)向上覆(fu)水釋放的(de)擴(kuo)散通(tong)量(liang)。這(zhe)些(xie)數據(ju)對於理(li)解(jie)湖泊(bo)富營(ying)養化的(de)驅動機制(zhi)、評估內源汙染(ran)的(de)貢(gong)獻(xian)率、制(zhi)定有(you)效(xiao)的(de)底(di)泥清(qing)淤或(huo)原位(wei)鈍化修復(fu)策(ce)略(lve)至關(guan)重(zhong)要。例(li)如(ru)，在某(mou)湖泊(bo)研究中，DGT揭(jie)示了部(bu)分區域沈積(ji)物(wu)中的(de)重(zhong)金屬(shu)正向上覆(fu)水體釋放，對水質構(gou)成(cheng)潛在威脅，為(wei)汙染(ran)控制(zhi)提供(gong)了(le)關(guan)鍵(jian)的(de)靶向信息。
DGT技術的(de)另(ling)壹項重(zhong)大進(jin)展(zhan)是平(ping)板式高分(fen)辨(bian)率(lv)二(er)維成(cheng)像(xiang)技術。研究人員將壹張大的(de)平(ping)板狀(zhuang)DGT凝(ning)膠(jiao)直接覆蓋(gai)在沈積(ji)物(wu)表面(mian)或(huo)垂(chui)直插(cha)入沈積(ji)物(wu)剖面(mian)。暴(bao)露(lu)結(jie)束(shu)後(hou)，利(li)用激(ji)光(guang)燒(shao)蝕(shi)-電(dian)感(gan)耦(ou)合等離子體質譜（LA-ICP-MS）等(deng)技術對結合相凝(ning)膠(jiao)進(jin)行高(gao)密度掃(sao)描，可(ke)以(yi)重(zhong)建出汙染(ran)物(wu)在界面(mian)微(wei)區內(nei)亞(ya)毫(hao)米級精(jing)度的(de)二(er)維濃度分(fen)布(bu)圖。這(zhe)張(zhang)“化學(xue)地(di)圖(tu)"能(neng)夠直觀(guan)地揭(jie)示汙染(ran)物(wu)的(de)遷移(yi)路(lu)徑(jing)和(he)富集(ji)“熱點(dian)"，例如(ru)，可以(yi)清(qing)晰地看(kan)到(dao)水生植物(wu)根系(xi)周圍(wei)、底棲(qi)動物(wu)擾動(dong)洞穴附(fu)近汙染(ran)物(wu)的(de)耗竭或(huo)富集(ji)現象。這(zhe)種(zhong)可(ke)視(shi)化能(neng)力(li)極(ji)大地(di)深(shen)化了(le)我們(men)對沈積(ji)物(wu)微環(huan)境異(yi)質性及(ji)其對(dui)汙染(ran)物(wu)生物(wu)地球(qiu)化學(xue)循環(huan)影響的(de)理(li)解(jie)。
DGT技術在學(xue)術研究中的(de)主(zhu)要(yao)應用領域分(fen)布(bu)。土壤(rang)重(zhong)金屬(shu)與(yu)水體/沈積(ji)物(wu)研究是其(qi)核心(xin)應用方(fang)向，同時在新興汙染(ran)物(wu)等領(ling)域展(zhan)現出巨(ju)大潛(qian)力(li)。
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