別只知道(dao)傳統采樣(yang)！DGT技(ji)術(shu)：讓汙(wu)染(ran)物遷(qian)移規(gui)律(lv)“可視化”

在(zai)環境(jing)化學(xue)與(yu)汙(wu)染(ran)生態(tai)學(xue)研究(jiu)中，準(zhun)確掌握(wo)汙(wu)染(ran)物在(zai)環境(jing)介質(zhi)（如(ru)水(shui)體(ti)、沈積(ji)物、土(tu)壤(rang)）中(zhong)的(de)遷(qian)移轉(zhuan)化規律(lv)，是(shi)進(jin)行精準(zhun)風險(xian)評(ping)估(gu)與(yu)有(you)效(xiao)環境(jing)治理(li)的(de)基(ji)礎(chu)。傳統采樣(yang)方(fang)法(fa)（如(ru)瞬(shun)時抓(zhua)取(qu)水(shui)樣(yang)或(huo)土(tu)壤(rang)孔(kong)隙(xi)水）雖能提(ti)供(gong)汙(wu)染(ran)物在(zai)某(mou)壹(yi)時刻的總濃度(du)或(huo)可溶(rong)態濃度(du)，但(dan)無(wu)法(fa)反(fan)映(ying)其(qi)動態(tai)供(gong)應(ying)過(guo)程(cheng)與(yu)潛(qian)在(zai)生物有(you)效(xiao)性。梯(ti)度(du)擴(kuo)散(san)薄(bo)膜技(ji)術(shu)（DGT）的出(chu)現，突破(po)了這(zhe)壹(yi)局限。它不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)壹(yi)種采樣(yang)工(gong)具，更是(shi)壹(yi)種讓汙(wu)染(ran)物在(zai)環境(jing)中的(de)遷(qian)移通(tong)量(liang)、動態(tai)過(guo)程(cheng)及(ji)生物有(you)效(xiao)性實(shi)現“可視化"的強有(you)力的(de)原(yuan)位(wei)被(bei)動采樣(yang)技(ji)術(shu)。

壹(yi)、傳統采樣(yang)方(fang)法(fa)的(de)局(ju)限：瞬(shun)時濃度(du)信(xin)息(xi)的(de)不(bu)足

傳統方(fang)法(fa)（如(ru)瞬(shun)時水樣(yang)采集(ji)、離(li)心法(fa)獲(huo)取(qu)孔(kong)隙(xi)水）提(ti)供(gong)的(de)是(shi)汙(wu)染(ran)物在(zai)采樣(yang)瞬(shun)間(jian)的濃度(du)“快(kuai)照(zhao)"。這(zhe)種(zhong)信(xin)息(xi)存(cun)在(zai)明顯(xian)局限性：

1. 無法(fa)反(fan)映(ying)動(dong)態(tai)過程(cheng)：環境(jing)中的(de)汙(wu)染(ran)物濃度(du)受多種因(yin)素（如(ru)溫(wen)度(du)、pH、水(shui)流、生物活動）影響而(er)時刻波動。瞬(shun)時樣品(pin)難以代(dai)表(biao)壹(yi)段時間內(nei)的(de)平均暴(bao)露(lu)水(shui)平，更無(wu)法(fa)揭(jie)示(shi)汙(wu)染(ran)物的持續(xu)供(gong)應能力。

2. 高(gao)估(gu)生物有(you)效(xiao)性：傳統方(fang)法(fa)測得的可溶(rong)態濃度(du)，可能包含了(le)與(yu)膠(jiao)體(ti)結合(he)或(huo)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)形(xing)態，這(zhe)部(bu)分(fen)並非(fei)都(dou)能被(bei)生物直(zhi)接利(li)用，可能導(dao)致對實際風險(xian)的(de)誤判。

因(yin)此，迫切需(xu)要壹(yi)種能集成時間信(xin)息(xi)、並(bing)更(geng)接(jie)近生物真實(shi)攝(she)取(qu)過(guo)程(cheng)的(de)監測手段(duan)。

二、DGT技(ji)術(shu)原理(li)：基(ji)於(yu)擴(kuo)散(san)定(ding)律(lv)的原(yuan)位(wei)“累積器(qi)"

DGT技(ji)術(shu)的核(he)心(xin)設(she)計基(ji)於(yu)菲(fei)克(ke)第(di)壹(yi)擴(kuo)散(san)定(ding)律(lv)，通(tong)過模(mo)擬生物細胞膜對物質的被(bei)動吸收(shou)過(guo)程(cheng)，實(shi)現對目(mu)標汙(wu)染(ran)物（如(ru)重(zhong)金(jin)屬、磷酸鹽(yan)、某(mou)些有(you)機汙(wu)染(ran)物）的原位(wei)、時間加權(quan)平均濃度(du)的(de)測量(liang)。

其(qi)基(ji)本組件(jian)與(yu)工(gong)作(zuo)流程(cheng)如(ru)下(xia)：

1. 核(he)心(xin)結構：標準(zhun)的DGT裝置(zhi)主(zhu)要(yao)由三部分(fen)組成：

• 結合(he)相：壹(yi)層(ceng)含(han)有(you)選(xuan)擇性結合(he)劑的(de)凝(ning)膠（如(ru)Chelex樹(shu)脂(zhi)用(yong)於重金(jin)屬，固(gu)定(ding)化鐵氫(qing)氧化物用於磷，XAD樹(shu)脂(zhi)用(yong)於有(you)機物），用於不(bu)可逆(ni)地捕獲擴(kuo)散(san)而(er)來(lai)的(de)目(mu)標物。

• 擴(kuo)散(san)相：壹(yi)層(ceng)已(yi)知厚(hou)度(du)（Δg）的(de)多(duo)孔(kong)水(shui)合(he)凝(ning)膠（通(tong)常為(wei)聚丙(bing)烯酰胺），其(qi)孔(kong)隙(xi)尺寸(cun)嚴(yan)格(ge)控制(zhi)，只允許(xu)溶(rong)液(ye)中的自(zi)由離(li)子或(huo)小分(fen)子通(tong)過，有(you)效(xiao)排除(chu)膠(jiao)體和顆(ke)粒(li)物的幹擾。

• 濾(lv)膜：最外(wai)層(ceng)壹(yi)層(ceng)保(bao)護(hu)性濾(lv)膜，防止(zhi)擴(kuo)散(san)凝(ning)膠被(bei)堵塞(sai)或(huo)汙(wu)染(ran)。

2. 原位(wei)部署：將(jiang)組裝好(hao)的(de)DGT裝置(zhi)直(zhi)接放(fang)置(zhi)於待(dai)測環境(jing)（如(ru)插(cha)入沈(chen)積物、懸(xuan)浮於(yu)水(shui)體(ti)）中，進(jin)行(xing)固定(ding)時間的(de)暴(bao)露（通(tong)常為(wei)48h）

3. 工(gong)作(zuo)原理：環境(jing)介質(zhi)中的(de)目(mu)標汙(wu)染(ran)物自(zi)由溶(rong)解(jie)態部分(fen)，由於(yu)結合(he)相表(biao)面(mian)形(xing)成的濃度(du)剃(ti)度(du)（在(zai)結合(he)相表(biao)面(mian)濃度(du)趨(qu)近於(yu)零），會(hui)持續(xu)地(di)通(tong)過擴(kuo)散(san)層(ceng)，最終(zhong)被(bei)結合(he)相捕獲並固(gu)定(ding)。這(zhe)壹(yi)過程(cheng)在(zai)整(zheng)個(ge)暴露(lu)期內持續(xu)進(jin)行，DGT裝置(zhi)記錄(lu)下這(zhe)段(duan)時間內(nei)汙(wu)染(ran)物向裝置(zhi)遷(qian)移的(de)通(tong)量(liang)。

   實驗(yan)室(shi)分(fen)析(xi)：暴露(lu)結束(shu)後，取(qu)出(chu)DGT裝置(zhi)，取(qu)出(chu)結合(he)相凝(ning)膠，用(yong)酸（針(zhen)對(dui)金(jin)屬）或(huo)溶劑（針(zhen)對(dui)有(you)機物）將(jiang)捕獲(huo)的汙(wu)染(ran)物洗(xi)脫下(xia)來(lai)，使(shi)用高(gao)精(jing)度(du)儀(yi)器(qi)（如(ru)ICP-MS, HPLC）進(jin)行(xing)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)。

   三、DGT技(ji)術(shu)：為(wei)風險(xian)評(ping)估(gu)與(yu)管(guan)理(li)提(ti)供(gong)新維度(du)

   更準(zhun)確的生物有(you)效(xiao)性預(yu)測：DGT的測量(liang)原理(li)更(geng)接(jie)近生物（如(ru)植(zhi)物、底棲生物）對汙(wu)染(ran)物的吸收方(fang)式，因(yin)此CDGT濃度(du)往往與(yu)生物體內的富(fu)集(ji)量(liang)有(you)更好(hao)的(de)相關性，顯(xian)著提(ti)高(gao)了(le)生態(tai)與(yu)健(jian)康(kang)風險(xian)評(ping)估(gu)的(de)準(zhun)確性。

   汙(wu)染(ran)源與(yu)過(guo)程(cheng)辨析(xi)：通(tong)過在(zai)不(bu)同(tong)點位(wei)、不(bu)同(tong)時間部(bu)署DGT，可以追蹤(zong)汙(wu)染(ran)羽(yu)流，識別主(zhu)要(yao)汙(wu)染(ran)源，並辨析(xi)控制(zhi)汙(wu)染(ran)物遷(qian)移轉(zhuan)化的關鍵環境(jing)過程(cheng)。

   修復(fu)效(xiao)果評(ping)估(gu)：在(zai)環境(jing)修復(fu)工(gong)程(cheng)中(zhong)，DGT可用(yong)於監測修復措施(shi)（如(ru)鈍(dun)化劑添加）是(shi)否(fou)有(you)效(xiao)降低(di)了(le)汙(wu)染(ran)物的有(you)效(xiao)性和(he)遷(qian)移性，為(wei)評(ping)估(gu)修(xiu)復(fu)效(xiao)果提(ti)供(gong)靈(ling)敏(min)指標。