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當(dāng)重金屬的有效態(tài)遇見光學(xué)傳感:DGT與PO碰撞出多少生態(tài)監(jiān)測新可能?

來源:中科智感(南京)環(huán)境科技有限公司   2025年05月23日 14:00  

在環(huán)境科學(xué)這一領(lǐng)域,技術(shù)的持續(xù)革新為科研人員帶來了便利的研究工具,其中薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)(DGT)與平面光極技術(shù)(PO)的結(jié)合,堪稱近年來環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的一大創(chuàng)新。這兩種技術(shù)的融合,不僅為研究者提供了豐富的數(shù)據(jù)資源,也為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供了更加高效的手段。

DGT技術(shù),憑借其基于擴(kuò)散原理的被動采樣機(jī)制,通過特殊的薄膜材料允許目標(biāo)物質(zhì)滲透進(jìn)入,實(shí)現(xiàn)了對水體和土壤中微量元素的長時(shí)間連續(xù)監(jiān)測。其高靈敏度、操作便捷以及對環(huán)境干擾小的特點(diǎn),使其在原位監(jiān)測中表現(xiàn)出色。DGT不僅能提供一維的濃度信息,還能生成高分辨率的二維圖像,幫助研究者深入理解污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化。

而PO技術(shù),則基于光學(xué)原理,利用光化學(xué)傳感膜和熒光成像技術(shù),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測水體、沉積物、土壤以及植物根際等環(huán)境中的溶解氧、pH值和二氧化碳等物理化學(xué)參數(shù)的二維分布和動態(tài)變化。其實(shí)時(shí)性強(qiáng)、分辨率高以及環(huán)境干擾小的特性,使得對環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測更加快速和準(zhǔn)確。

在實(shí)際應(yīng)用中,DGT與PO技術(shù)的結(jié)合展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。例如,在沉積物-水界面的研究中,科研人員利用這兩種技術(shù),成功觀測了沉積物中磷的釋放過程。DGT技術(shù)準(zhǔn)確測量了沉積物中磷的濃度分布,而PO技術(shù)則實(shí)時(shí)監(jiān)測了沉積物-水界面的溶解氧和pH等環(huán)境因子的變化。研究結(jié)果表明,增加沉積物-水界面的氧氣濃度,可以有效抑制鐵礦物結(jié)合磷的還原性溶出,從而控制內(nèi)源磷的釋放。這一發(fā)現(xiàn)對于揭示沉積物中磷的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制以及制定有效的污染控制措施具有重要意義。

當(dāng)重金屬的有效態(tài)遇見光學(xué)傳感:DGT與PO碰撞出多少生態(tài)監(jiān)測新可能?

PO應(yīng)用案例


此外,在植物根際研究中,DGT與PO技術(shù)的結(jié)合也發(fā)揮了重要作用。研究者們利用這兩種技術(shù)同步測定了水稻根際的磷和氧氣濃度,發(fā)現(xiàn)根際的氧氣富集與磷的釋放存在顯著的相關(guān)性。這一發(fā)現(xiàn)揭示了根系對土壤養(yǎng)分的影響機(jī)制,為優(yōu)化植物營養(yǎng)管理提供了科學(xué)依據(jù)。

DGT與PO技術(shù)的結(jié)合,不僅在具體案例的應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)勢,更在于其全面性和實(shí)時(shí)性的監(jiān)測能力。這兩種技術(shù)能夠同時(shí)獲取多種重要參數(shù)的數(shù)據(jù),提供更全面的環(huán)境狀況評估。DGT技術(shù)的高空間分辨率能夠在微觀尺度上捕捉污染物的分布特征,而PO技術(shù)則能提供實(shí)時(shí)的環(huán)境因子變化,兩者結(jié)合使用可以更好地理解污染物的動態(tài)行為。此外,兩種技術(shù)均可進(jìn)行原位監(jiān)測,減少了樣品處理過程中的污染和誤差,確保了數(shù)據(jù)的真實(shí)性和代表性。

DGT與PO技術(shù)的結(jié)合還為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估提供了有力支持。DGT測量的活性金屬濃度是生物可利用性的良好指標(biāo),而PO提供的環(huán)境因子數(shù)據(jù)則有助于評估這些金屬的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。通過這兩種技術(shù)的結(jié)合使用,科研人員能夠更準(zhǔn)確地評估環(huán)境中的生物有效性,并監(jiān)測和預(yù)測污染物的行為。

DGT與PO技術(shù)的結(jié)合為環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域帶來了新的突破。這一結(jié)合技術(shù)不僅提高了監(jiān)測的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性,還為揭示污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制、制定有效的污染控制措施提供了有力支持。 在環(huán)境監(jiān)測與研究領(lǐng)域,DGT作為關(guān)鍵技術(shù)力量正嶄露頭角,其全稱為薄膜擴(kuò)散梯度(DiffusiveGradientsinThinfilms)技術(shù),憑借原理與顯著優(yōu)勢,為探索環(huán)境奧秘、守護(hù)生態(tài)環(huán)境提供了有力支撐。



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