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从 “面” 到 “点” 的突破:DGT与HR-Peeper如何重构环境监测的精准维度?

更新时间:2025-05-23   点击次数:75次

DGT(薄膜扩散梯度技术)与HR-Peeper(高分辨孔隙水采样器)联用在环境监测和研究中具有诸多创新优势:

1.原位监测,减少干扰:DGT技术能对环境中化学物质进行原位、定量测定,避免传统取样对环境的干扰破坏,提供更真实的浓度信息。HR-Peeper通过在土壤或沉积物中直接采集孔隙水样本,实现原位、连续且高分辨率的采样与分析,精确测量其中溶解性物质的浓度和分布。两者联用可在不扰动环境的情况下,获取准确的环境信息。

2.高时空分辨率:DGT提供高时间分辨率,让研究者实时监测动态变化过程。HR-Peeper具有高时间分辨率和高空间分辨率,能捕捉污染物浓度瞬时变化,在微观尺度上分析其分布特征,垂向分辨率可达5mm,且仅需在沉积物中平衡2天,为沉积物孔隙水原位、高分辨获取提供便利。两者结合能从时间和空间两个维度全面、精细地呈现环境中物质的变化和分布情况。

3.评估生物有效性:DGT测量的是生物有效态的化学物质浓度,数据更接近生物吸收和积累的实际状况,对评估环境污染物的生态风险意义重大。HR-Peeper可同步测定孔隙水中30种以上溶解态目标物,包括营养元素、阴离子、阳离子、稀土元素和其他溶解态有机质等,这些物质与生物的生存和代谢密切相关,二者联用能更全面地评估环境对生物的影响。

4.操作简便与广泛适用:DGT装置易于部署和回收,无需复杂操作技能,适用于河流、湖泊、海洋等多种水体环境监测。HR-Peeper可原位或异位放置,操作简单,广泛应用于水稻田、湿地和沉积物等环境。二者联用在不同环境条件下都能发挥作用,且操作相对简便,降低了监测成本和难度。

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5.优势互补,全面监测:DGT技术可提供物质在土壤或沉积物中的浓度、扩散速率等宏观参数,HR-Peeper技术则进一步细化这些参数的空间分布特征,二者结合构建了从宏观到微观、从时间到空间的全面监测体系。例如在评估水生植物对磷元素的吸收效率时,DGT测定植物根部周围磷元素的浓度梯度,HR-Peeper分析这些磷元素在孔隙水中的具体分布形态和浓度变化,帮助研究者更准确地了解相关机制和过程。

6.深入分析元素迁移转化:在研究沉积物中元素的迁移转化时,DGT可以测定目标元素的浓度梯度来揭示其迁移转化规律,HR-Peeper能够提供孔隙水中该元素的高分辨率数据,有助于更准确地评估元素的迁移范围、程度以及元素间迁移转化的相互作用,例如研究沉积物中有效态P与溶解性P的分布与浓度变化情况,以及水稻根际有效态P、溶解性P和Fe(Ⅱ)浓度的分布,进而揭示植物根际土壤中元素的生物地球化学过程。