薄膜擴散梯度（DGT）技術作為環(huán)境監(jiān)測領域的前沿手段，憑借其特殊的原位采樣及高分辨率分析優(yōu)勢，在復雜環(huán)境介質研究中發(fā)揮著關鍵作用，以下為您詳細介紹其在不同環(huán)境場景中的典型應用案例。

水體污染監(jiān)測

在汞污染的研究中，中國科學院地球化學研究所利用DGT技術實現(xiàn)了對水體汞同位素組成的測定。汞作為全球性污染物，在水生生態(tài)系統(tǒng)中部分可轉化為甲基汞，經(jīng)食物鏈富集危害人類健康。天然水體中游離態(tài)Hg2?及其不穩(wěn)定絡合物具有生物可利用性且易受甲基化影響 。傳統(tǒng)方法采集、保存和運輸水樣時，易出現(xiàn)降解與污染問題，且難以長期監(jiān)測汞轉化過程。DGT技術能夠原位收集、富集和保存不穩(wěn)定汞組分，降低樣品污染風險。實驗表明，DGT吸附Hg(II)過程產生約 - 0.2‰質量分餾，不產生非質量分餾，且溫度對分餾效應影響小。野外驗證中，DGT與傳統(tǒng)抓取采樣的汞非質量分餾（Δ1??Hg）特征一致，且能準確捕捉水稻生長過程中不同時期汞同位素信號變化，為剖析汞的生物地球化學循環(huán)奠定基礎。   

土壤污染研究

在鉛鋅冶煉區(qū)Tl污染研究中，四川省生態(tài)環(huán)境科學研究院等單位聯(lián)合攻關，將薄膜梯度擴散技術（DGT）與DIFS動力學模型結合。鉛鋅冶煉產生的 Tl 污染土壤，其在土壤中的環(huán)境行為復雜，傳統(tǒng)分析方法難以精準刻畫。研究團隊以四川典型鉛鋅礦區(qū)原料及冶煉廢渣為對象，自主設計土壤柱淋溶裝置模擬酸雨條件下 Tl 從工業(yè)物料向土壤的釋放過程。通過DGT技術，實現(xiàn)了對土壤中活性 Tl 1厘米級高分辨率空間分布的精準刻畫，發(fā)現(xiàn) Tl 在土壤固 - 液界面存在快速吸附 - 解吸行為，其響應時間僅0.128秒，揭示了 Tl 在土壤微界面的快速再補給機制，為高風險場地 Tl 污染防控提供關鍵科學依據(jù)。 

沉積物及濕地生態(tài)研究

廈門大學潘峰副教授團隊利用DGT技術研究紅樹林濕地底棲蟹類生物擾動對硫氧化還原循環(huán)以及砷和銻遷移轉化的影響。紅樹林濕地對海洋生態(tài)系統(tǒng)至關重要，但全球變化影響其生態(tài)系統(tǒng)健康。底棲蟹類的生物擾動改變沉積物 - 孔隙水特性。研究通過DGT技術對紅樹林生物擾動沉積物中硫化物、As和Sb進行高分辨率刻畫，發(fā)現(xiàn)沉積物中還原的硫化環(huán)境利于As活化釋放，導致Sb沉淀鈍化；夏季活躍的生物擾動改善表層沉積物氧化條件，使還原/有機結合態(tài)Sb氧化釋放，As被鐵/錳氧化物吸附鈍化，二維高分辨率成像進一步證實了這一現(xiàn)象。此外，升溫激發(fā)更活躍生物擾動，使沉積物氧化，Sb活化、As鈍化；海平面上升抑制蟹類活動和生物擾動，導致沉積物還原硫化，As活化、Sb鈍化，強調了全球變化通過調節(jié)底棲生物擾動和氧化還原化學對濱海紅樹林濕地元素循環(huán)的重要影響。

中國水產科學研究院南海水產研究所團隊在柘林灣沉積物研究中，采用DGT技術獲取沉積物中稀土元素生物可利用性濃度。柘林灣海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達，但水生態(tài)系統(tǒng)受多種污染物威脅。研究團隊利用DGT技術結合已構建的聯(lián)合生態(tài)風險評價方法，對柘林灣沉積物中15種稀土元素的聯(lián)合生態(tài)風險進行評價，得出其對水生生物區(qū)系聯(lián)合生態(tài)風險概率為1.86% ，為水產養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展及海洋生態(tài)系統(tǒng)保護提供重要參考。