一、DGT技術基本原理與特點
1.1 基本原理
薄膜擴散梯度技術(DGT)基于菲克第一定律,通過目標物在凝膠層中的擴散和結合相的吸附來實現(xiàn)原位采樣和分析。該技術利用三層結構實現(xiàn)污染物的選擇性采集:
濾膜層:防止顆粒物進入裝置,保護內層凝膠
擴散凝膠層:控制目標物的擴散速率,形成濃度梯度
結合相層:包含吸附材料(如Chelex樹脂、鐵氧化物凝膠等),不可逆吸附目標物
目標物通過擴散作用穿過凝膠層,被結合相捕獲,根據擴散系數、暴露時間和累積量可計算環(huán)境中的有效態(tài)濃度。
2.1 產品系列與規(guī)格
智感環(huán)境開發(fā)了4大系列共30余種DGT產品,覆蓋不同環(huán)境介質和監(jiān)測需求:
多參數同步測定:可同時分析重金屬(Cd、Pb、Cu 等)、營養(yǎng)鹽(P、N)及稀土元素等 30 余種目標物,無需對同一環(huán)境樣品進行多次采樣和分析,大大提高了監(jiān)測效率,節(jié)省了時間和人力成本,同時也減少了因多次采樣帶來的誤差。
高空間分辨率:平板式高分辨系列實現(xiàn)亞毫米級二維分布分析,能夠清晰地揭示環(huán)境中微界面過程(如土壤 - 植物根系界面、水體 - 沉積物界面等)的物質遷移和轉化規(guī)律,為深入研究環(huán)境污染物的行為機制提供了有力的工具。
寬適用范圍:從低背景環(huán)境(如未受污染的自然保護區(qū)、原始森林等)到高污染場地(如工業(yè)廢渣堆場、重金屬污染農田等)均可應用,檢測范圍 0.1-60ppm,能夠滿足不同環(huán)境條件下的監(jiān)測需求,具有很強的實用性。
快速響應:檢測速度<30秒,能夠快速獲取監(jiān)測結果,及時掌握環(huán)境中目標物的濃度變化情況。同時,支持長達 1 個月的原位實時監(jiān)測,可連續(xù)記錄目標物的動態(tài)變化,為環(huán)境風險預警和應急處理提供及時的數據支持。
低環(huán)境干擾:原位采樣減少對環(huán)境介質的擾動,避免了因采樣過程導致的污染物形態(tài)變化和濃度分布改變,保持了污染物的原始形態(tài)和在環(huán)境中的真實分布狀態(tài),使監(jiān)測結果更具代表性和可靠性。
3.1 土壤重金屬污染評估
在土壤重金屬污染評估中,DGT 技術發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的土壤重金屬檢測方法往往需要采集大量土壤樣品,帶回實驗室進行消解和分析,不僅操作繁瑣,而且難以反映土壤中重金屬的生物有效性。而 DGT 技術能夠原位測定土壤中有效態(tài)重金屬的濃度,該濃度與植物吸收的重金屬量具有良好的相關性,能夠更準確地評估土壤重金屬對植物和生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害。
例如,在某重金屬污染農田的評估中,科研人員使用智感環(huán)境的土壤專用 DGT 產品進行了監(jiān)測。通過在農田不同區(qū)域布設 DGT 裝置,經過一段時間的暴露后,分析結合相層中重金屬的累積量,計算出土壤中有效態(tài)重金屬的濃度分布。結果顯示,該農田中 Cd、Pb 等重金屬的有效態(tài)濃度在靠近污染源的區(qū)域較高,隨著距離的增加逐漸降低,這一結果與農田中作物的生長狀況和重金屬含量檢測結果一致,為該農田的污染治理和修復提供了科學依據。
DGT 技術在水體與沉積物監(jiān)測中也有著廣泛的應用。對于水體監(jiān)測,該技術能夠實時監(jiān)測水體中重金屬、營養(yǎng)鹽等目標物的濃度變化,及時發(fā)現(xiàn)水體污染事件。在某河流的監(jiān)測中,使用智感環(huán)境的水體專用 DGT 產品,連續(xù)監(jiān)測了一個月,發(fā)現(xiàn)河流中 N、P 等營養(yǎng)鹽的濃度在雨季有明顯上升趨勢,結合氣象數據和周邊污染源調查,確定了雨季農田面源污染是導致營養(yǎng)鹽濃度升高的主要原因,為河流的富營養(yǎng)化防治提供了針對性的建議。
在沉積物監(jiān)測方面,DGT 技術能夠揭示沉積物中污染物的釋放規(guī)律和界面交換過程。例如,在某湖泊沉積物的研究中,采用智感環(huán)境的沉積物專用 DGT 產品,測定了沉積物 - 水界面處重金屬的濃度梯度。結果發(fā)現(xiàn),在某些區(qū)域,沉積物中的重金屬會向上覆水體釋放,對水體質量造成潛在威脅,這一發(fā)現(xiàn)為湖泊的生態(tài)修復和污染控制提供了重要的參考。薄膜擴散梯度技術(DGT)作為一種原位被動采樣技術,在環(huán)境監(jiān)測領域具有較大優(yōu)勢。它能夠實現(xiàn)原位、精準、高效的采樣和分析,為環(huán)境監(jiān)測工作帶來了革命性的變化。
智感環(huán)境開發(fā)的系列 DGT 產品通過技術創(chuàng)新,在產品系列的豐富性、技術性能的先進性等方面不斷突破,實現(xiàn)了多場景、多指標的高分辨測定,為土壤重金屬污染評估、水體富營養(yǎng)化監(jiān)測等提供了可靠工具。智感環(huán)境憑借本土化優(yōu)勢和高性價比產品,在國內環(huán)境監(jiān)測市場快速拓展,其產品已應用于全國多個省市的土壤污染詳查項目。在這些項目中,智感環(huán)境的 DGT 產品以其精準的監(jiān)測結果和穩(wěn)定的性能,得到了相關部門和科研機構的高度認可,為我國土壤污染防治工作提供了有力的技術支持。