在环境化学与污染生态学研究中，准确掌握污染物在环境介质（如水体、沉积物、土壤）中的迁移转化规律，是进行精准风险评估与有效环境治理的基础。传统采样方法（如瞬时抓取水样或土壤孔隙水）虽能提供污染物在某一时刻的总浓度或可溶态浓度，但无法反映其动态供应过程与潜在生物有效性。梯度扩散薄膜技术（DGT）的出现，突破了这一局限。它不仅仅是一种采样工具，更是一种让污染物在环境中的迁移通量、动态过程及生物有效性实现“可视化"的强有力的原位被动采样技术。
传统方法（如瞬时水样采集、离心法获取孔隙水）提供的是污染物在采样瞬间的浓度“快照"。这种信息存在明显局限性：
无法反映动态过程：环境中的污染物浓度受多种因素（如温度、pH、水流、生物活动）影响而时刻波动。瞬时样品难以代表一段时间内的平均暴露水平，更无法揭示污染物的持续供应能力。
高估生物有效性：传统方法测得的可溶态浓度，可能包含了与胶体结合或不稳定的形态，这部分并非都能被生物直接利用，可能导致对实际风险的误判。
因此，迫切需要一种能集成时间信息、并更接近生物真实摄取过程的监测手段。
DGT技术的核心设计基于菲克第一扩散定律，通过模拟生物细胞膜对物质的被动吸收过程，实现对目标污染物（如重金属、磷酸盐、某些有机污染物）的原位、时间加权平均浓度的测量。
其基本组件与工作流程如下：
核心结构：标准的DGT装置主要由三部分组成：
结合相：一层含有选择性结合剂的凝胶（如Chelex树脂用于重金属，固定化铁氢氧化物用于磷，XAD树脂用于有机物），用于不可逆地捕获扩散而来的目标物。
扩散相：一层已知厚度（Δg）的多孔水合凝胶（通常为聚丙烯酰胺），其孔隙尺寸严格控制，只允许溶液中的自由离子或小分子通过，有效排除胶体和颗粒物的干扰。
滤膜：最外层一层保护性滤膜，防止扩散凝胶被堵塞或污染。
原位部署：将组装好的DGT装置直接放置于待测环境（如插入沉积物、悬浮于水体）中，进行固定时间的暴露（通常为48h）
工作原理：环境介质中的目标污染物自由溶解态部分，由于结合相表面形成的浓度剃度（在结合相表面浓度趋近于零），会持续地通过扩散层，最终被结合相捕获并固定。这一过程在整个暴露期内持续进行，DGT装置记录下这段时间内污染物向装置迁移的通量。
实验室分析：暴露结束后，取出DGT装置，取出结合相凝胶，用酸（针对金属）或溶剂（针对有机物）将捕获的污染物洗脱下来，使用高精度仪器（如ICP-MS, HPLC）进行定量分析。
三、DGT技术：为风险评估与管理提供新维度
更准确的生物有效性预测：DGT的测量原理更接近生物（如植物、底栖生物）对污染物的吸收方式，因此CDGT浓度往往与生物体内的富集量有更好的相关性，显著提高了生态与健康风险评估的准确性。
污染源与过程辨析：通过在不同点位、不同时间部署DGT，可以追踪污染羽流，识别主要污染源，并辨析控制污染物迁移转化的关键环境过程。
修复效果评估：在环境修复工程中，DGT可用于监测修复措施（如钝化剂添加）是否有效降低了污染物的有效性和迁移性，为评估修复效果提供灵敏指标。
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