在(zai)環境(jing)監(jian)測與汙染控(kong)制領(ling)域，精(jing)準捕捉汙染物(wu)的有效態(tai)濃度及微尺(chi)度遷移(yi)規律(lv)是理(li)解生態(tai)系統(tong)過(guo)程(cheng)、評(ping)估環境(jing)風(feng)險的關鍵。薄(bo)膜擴散(san)梯(ti)度技(ji)術（DGT）作(zuo)為(wei)壹種新型原(yuan)位采樣(yang)與監(jian)測技(ji)術，憑(ping)借其原(yuan)位性、高分辨率(lv)及對(dui)生物(wu)有效態(tai)的特異(yi)性識別能(neng)力(li)，已(yi)成為(wei)環境(jing)科(ke)學研究(jiu)的重(zhong)要(yao)工具。

壹、DGT 技(ji)術原(yuan)理(li)與(yu)裝(zhuang)置(zhi)構成

DGT 技(ji)術的核心(xin)原(yuan)理(li)基於(yu)菲克(ke)第(di)壹定(ding)律，通過汙(wu)染物(wu)在擴散(san)膜中(zhong)的擴散(san)行為(wei)計算其(qi)有效態(tai)濃度。其基本(ben)公(gong)式為(wei)：

DGT 裝(zhuang)置(zhi)由固定膜、擴散(san)膜、濾膜及支(zhi)撐底(di)板、蓋板組(zu)成。固定膜負(fu)責(ze)吸(xi)附(fu)目(mu)標汙染(ran)物(wu)（如(ru) Zr-oxide 膜吸(xi)附(fu)磷(lin)、Chelex 膜吸(xi)附(fu)金屬(shu)），擴散(san)膜為(wei)汙(wu)染(ran)物(wu)提供擴散(san)通道，濾膜則(ze)防(fang)止(zhi)顆(ke)粒(li)物(wu)幹(gan)擾。根據(ju)應(ying)用場(chang)景不同(tong)，裝(zhuang)置(zhi)尺(chi)寸與構型可(ke)調整(zheng)：用於(yu)水體(ti)和土(tu)壤時，有效長(chang)度達 15cm，寬度 2cm；針對(dui)沈(chen)積物(wu)和濕地(di)土壤(rang)的微區(qu)分析(xi)，分辨率(lv)可至亞(ya)毫米(mi)級(ji)，精(jing)準捕捉界面動(dong)態(tai)。

二(er)、DGT 操作(zuo)流程(cheng)：從制(zhi)備到(dao)分析(xi)

DGT 的完整(zheng)操作(zuo)流程(cheng)涵(han)蓋膜制備、原(yuan)位部(bu)署、回(hui)收(shou)處理及樣(yang)品分析(xi)四(si)大(da)環節(jie)，需(xu)嚴格控(kong)制環境(jing)幹(gan)擾以(yi)保證(zheng)數據(ju)準(zhun)確(que)性。

1. 膜制備與(yu)組(zu)裝(zhuang)：在(zai)潔(jie)凈(jing)實驗(yan)室(shi)中(zhong)制(zhi)備(bei)固定膜（如(ru) ZrO-Chelex 復(fu)合(he)膜），組(zu)裝(zhuang)時(shi)需(xu)註意：投(tou)放(fang)前充(chong)氮(dan)氣去除(chu)氧(yang)氣，測定硫(liu)等(deng)敏感元素(su)時(shi)需避光(guang)保存，裝(zhuang)置(zhi)需(xu)濕(shi)潤(run)密(mi)封以維(wei)持(chi)擴散(san)環境(jing)穩定。

2. 原(yuan)位部(bu)署與回(hui)收(shou)：根據(ju)場(chang)景選擇(ze)野(ye)外(wai)投(tou)放(fang)或(huo)室(shi)內(nei)培養。野(ye)外(wai)部(bu)署時，通過 GPS 定(ding)位、浮標標記確(que)保裝(zhuang)置(zhi)垂(chui)直(zhi)插入(ru)沈(chen)積物(wu) - 水界面，“保護衣(yi)" 設(she)計避免(mian)水動(dong)力(li)幹(gan)擾；室(shi)內(nei)培養則(ze)通過預(yu)設標記控(kong)制插入深度，保證界(jie)面識別(bie)精(jing)度。回(hui)收(shou)時(shi)需(xu)記錄水(shui)溫(wen)、界(jie)面位置，快(kuai)速沖(chong)洗以減(jian)少(shao)樣(yang)品擾(rao)動(dong)。

3. 樣(yang)品分析(xi)：

◦ 壹維(wei)分析(xi)：將(jiang)固定膜切(qie)片(pian)（分辨率(lv)可達 2mm），通過振(zhen)蕩提(ti)取(qu)、顯(xian)色(se)測定，獲取(qu)汙染物(wu)垂(chui)向(xiang)分布(bu)特征(zheng)；

◦ 二(er)維(wei)分析(xi)：利(li)用顯(xian)色(se)劑（如(ru)磷(lin)的鋯(gao)膜顯(xian)色(se)）結合灰(hui)度校正(zheng)，實現亞(ya)毫米(mi)級(ji)（0.0423×0.0423mm）空(kong)間分布(bu)成像，揭(jie)示微區(qu)異(yi)質(zhi)性。

三(san)、DGT 技(ji)術的核心(xin)應(ying)用領(ling)域

DGT 技(ji)術的優勢(shi)在(zai)環境(jing)監(jian)測、機理研究(jiu)及汙染(ran)治理評(ping)估中(zhong)得(de)到(dao)充(chong)分體現(xian)，其應用已(yi)覆蓋水(shui)體(ti)、土壤、沈(chen)積物(wu)等多(duo)介質(zhi)。

1. 環境(jing)質(zhi)量監測與風險評(ping)估

DGT 可(ke)原(yuan)位測定汙染物(wu)有效態(tai)濃度，為(wei)環境(jing)質(zhi)量評(ping)價提(ti)供(gong)直(zhi)接依(yi)據(ju)。例(li)如(ru)，在太湖(hu)沈(chen)積物(wu)研究(jiu)中(zhong)，通過 DGT 獲取(qu)有效態(tai)磷(lin)、鐵的二(er)維(wei)分布(bu)，發現(xian)兩者空(kong)間分布(bu)高度壹致，揭(jie)示了(le)磷(lin) - 鐵耦(ou)合釋放(fang)機(ji)制(zhi)；在城(cheng)市(shi)汙染(ran)河(he)道(dao)監測中(zhong)，長(chang)期追(zhui)蹤(zong)有效態(tai)磷(lin)的動(dong)態(tai)變(bian)化(hua)，為(wei)富營(ying)養化(hua)治理提(ti)供數據(ju)支(zhi)撐。此外(wai)，DGT 對(dui)重(zhong)金屬(shu)生(sheng)物(wu)有效態(tai)的精(jing)準識別，可有效評(ping)估濕地(di)、農(nong)田土壤(rang)中(zhong)鎘(ge)、鉛等(deng)元(yuan)素(su)的暴露(lu)風(feng)險，其結(jie)果與生(sheng)物(wu)吸(xi)收(shou)量的相關性顯(xian)著(zhu)高於(yu)傳統(tong)總(zong)量分析(xi)。

2. 汙(wu)染物(wu)遷移(yi)動(dong)力(li)學與微區(qu)機(ji)理(li)探討

結(jie)合 DIFS（DGT-induced flux in sediments）動(dong)力(li)學模型，DGT 可(ke)解析(xi)汙(wu)染物(wu)在固 - 液(ye)界(jie)面的交換(huan)速率(lv)、響(xiang)應時(shi)間等參(can)數，預(yu)測環境(jing)質(zhi)量變(bian)化(hua)趨勢(shi)。例(li)如(ru)，在濕(shi)地轉化(hua)為(wei)水(shui)產(chan)養殖池塘(tang)的研究(jiu)中(zhong)，DGT 監(jian)測發現磷(lin)釋放(fang)通量因(yin)動(dong)力(li)交(jiao)換(huan)改變(bian)而(er)大幅增(zeng)加(jia)，結合模型擬(ni)合(he)揭(jie)示了(le)生態(tai)系統(tong)轉換(huan)對(dui)物(wu)質循環的影響(xiang)。同時(shi)，DGT 與(yu) LA-ICP-MS、平面光(guang)極等(deng)技(ji)術聯(lian)用，可(ke)同步(bu)獲取(qu)根際微區(qu)中(zhong)氧(yang)、pH 與重(zhong)金屬(shu)的分布(bu)，闡(chan)明(ming)植物(wu) - 微生(sheng)物(wu) - 汙染物(wu)的相互(hu)作(zuo)用機(ji)理。

3. 汙(wu)染治理效(xiao)果與(yu)生(sheng)態過(guo)程(cheng)解析(xi)

DGT 在(zai)汙染修(xiu)復(fu)評(ping)估中(zhong)表(biao)現(xian)突(tu)出：通過監(jian)測覆蓋劑（如(ru) Al 系材料(liao)）對(dui)沈(chen)積物(wu)中(zhong)砷的固定效(xiao)果，直(zhi)接反(fan)映(ying)治理措(cuo)施(shi)的長期有效性；分析(xi)底(di)棲動(dong)物(wu)（搖蚊(wen)幼蟲、河(he)蜆）擾動(dong)下有效態(tai)磷(lin)、鐵的分布(bu)變(bian)化(hua)，揭(jie)示生(sheng)物(wu)活動(dong)對(dui)汙染物(wu)釋放(fang)的調控(kong)作(zuo)用。此外(wai)，多(duo)元素(su)同(tong)步(bu)測定技(ji)術（如(ru)陰、陽(yang)離子(zi)同步(bu)監(jian)測 17 種元素(su)）可(ke)解析(xi)氮(dan)、磷(lin)、硫(liu)等(deng)元素(su)的協同(tong)遷移(yi)規律(lv)，為(wei)復(fu)雜生(sheng)態過(guo)程(cheng)提供(gong)全新(xin)視角。

四(si)、技(ji)術發(fa)展(zhan)與未(wei)來(lai)展(zhan)望(wang)

DGT 技(ji)術歷經數十(shi)年(nian)發(fa)展(zhan)，已(yi)從早期的單壹元(yuan)素測定邁向(xiang)多(duo)參數、高分辨、跨(kua)尺(chi)度聯用的新階(jie)段。從 1994 年(nian)的水體(ti)測定起步(bu)，到(dao)如(ru)今的二(er)維(wei)成像、多(duo)技(ji)術復(fu)合(he)（如(ru) DGT-PO 同步(bu)測定氮、磷(lin)與溶(rong)解氧(yang)），其分辨率(lv)從厘(li)米(mi)級(ji)提升至亞(ya)毫米(mi)級(ji)，應用場(chang)景從實驗(yan)室(shi)擴展(zhan)至全球(qiu)各(ge)類生態(tai)系統(tong)。目(mu)前，智(zhi)感DGT的相關研究(jiu)發(fa)文量與引用量持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)，技(ji)術培訓會在全國(guo)範(fan)圍(wei)內(nei)不定(ding)期舉(ju)辦(ban)，彰顯(xian)其(qi)學術影響(xiang)力(li)與(yu)應(ying)用價(jia)值(zhi)。DGT 技(ji)術的創新(xin)與(yu)應用，不(bu)僅(jin)推動(dong)了(le)環境(jing)監(jian)測方法的革新(xin)，更(geng)深化(hua)了人類(lei)對(dui)汙染物(wu)生物(wu)有效性及微尺(chi)度循環的認(ren)知。在(zai)汙染控(kong)制與生態修(xiu)復(fu)的實踐(jian)中(zhong)，這(zhe)壹技(ji)術將(jiang)繼續(xu)發揮關鍵作(zuo)用，為(wei)可(ke)持(chi)續(xu)發展(zhan)目(mu)標的實現貢(gong)獻(xian)力(li)量。