在環(huán)境治理與生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域需求，污染物的“隱形遷移"一直是令科研人員和監(jiān)測(cè)工作者頭疼的難題延伸。無(wú)論是水體中重金屬離子的悄悄流動(dòng)，還是土壤里污染物隨水分滲透的緩慢擴(kuò)散實際需求，這些肉眼不可見(jiàn)的遷移過(guò)程解決方案，往往會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段“失準(zhǔn)"——要么錯(cuò)過(guò)污染物的真實(shí)遷移路徑，要么無(wú)法捕捉到具有生物有效性的污染物濃度善謀新篇，給環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和治理決策帶來(lái)極大挑戰(zhàn)增產。而薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)（DGT）的出現(xiàn)，就像為環(huán)境監(jiān)測(cè)裝上了“高清追蹤器"方法，改變了污染物“隱形遷移"難追蹤的困境行動力。今天，我們就從原理到應(yīng)用切實把製度，一次性講透這項(xiàng)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的“硬核技術(shù)"保供。

為什么傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)“抓不住"污染物遷移？

在DGT技術(shù)出現(xiàn)前勇探新路，科研人員常用“瞬時(shí)采樣法"監(jiān)測(cè)污染物——比如用采樣瓶取一瓶水單產提升，或用鏟子挖一點(diǎn)土，再帶回實(shí)驗(yàn)室分析試驗。但這種方法有個(gè)致命缺陷：只能捕捉“某一時(shí)刻勞動精神、某一地點(diǎn)"的污染物濃度，卻無(wú)法反映污染物的動(dòng)態(tài)遷移過(guò)程製度保障。

舉個(gè)例子：水體中的重金屬離子會(huì)隨著水流緩慢擴(kuò)散預下達，也會(huì)在不同水層之間遷移。用瞬時(shí)采樣法取的一瓶水統籌推進，可能只代表采樣瞬間表層水的污染物濃度方案，既無(wú)法體現(xiàn)底層水的污染情況，也沒(méi)法知道接下來(lái)幾小時(shí)內(nèi)重金屬離子會(huì)向哪個(gè)方向擴(kuò)散。更關(guān)鍵的是深入，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)無(wú)法區(qū)分“有效態(tài)污染物"和“無(wú)效態(tài)污染物"——比如土壤中有些重金屬會(huì)和土壤顆粒牢牢結(jié)合技術研究，不會(huì)被植物吸收（無(wú)效態(tài)），而有些則能自由移動(dòng)（有效態(tài)）開展研究，但傳統(tǒng)方法測(cè)出來(lái)的是“總濃度"姿勢，根本沒(méi)法判斷真正對(duì)生態(tài)有威脅的污染物量。這就是污染物“隱形遷移"的核心難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)性首要任務、隱蔽性綠色化、有效性難區(qū)分。而DGT技術(shù)發展，恰好能解決這三個(gè)問(wèn)題保持穩定。

DGT技術(shù)的核心原理，可以用“被動(dòng)采樣面向、主動(dòng)積累"來(lái)概括支撐作用。它的裝置不復(fù)雜，主要由三層結(jié)構(gòu)組成（從外到內(nèi)）：

1.濾膜層：最外層建設項目，負(fù)責(zé)過(guò)濾水體或土壤中的雜質(zhì)（比如泥沙顆粒）規模，讓污染物離子能順利通過(guò)；

2.擴(kuò)散層：中間層講道理，通常是多孔的凝膠材料（比如瓊脂糖凝膠），污染物離子會(huì)在這一層中緩慢擴(kuò)散——擴(kuò)散速度和污染物的遷移能力直接相關(guān)技術先進，這也是“擴(kuò)散梯度"的由來(lái)更多的合作機會；

3.結(jié)合層：最內(nèi)層，是DGT技術(shù)的“核心"健康發展，里面含有能特異性結(jié)合污染物的物質(zhì)（比如結(jié)合重金屬的螯合劑有效保障、結(jié)合有機(jī)污染物的吸附樹(shù)脂）。就像一塊“海綿"長效機製，會(huì)主動(dòng)把擴(kuò)散過(guò)來(lái)的污染物牢牢“抓住"講實踐，不讓它們?cè)倥艿簟?/span>

當(dāng)DGT裝置放入水體或埋入土壤后，周圍環(huán)境中的污染物離子會(huì)先穿過(guò)濾膜奮戰不懈，再進(jìn)入擴(kuò)散層慢慢擴(kuò)散市場開拓，最后被結(jié)合層“捕獲"并積累起來(lái)。隨著時(shí)間推移大大縮短，結(jié)合層中的污染物會(huì)越積越多——積累的量越多要落實好，說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)遷移到該區(qū)域的污染物越多。

科研人員只要將裝置取回實(shí)驗(yàn)室更默契了，把結(jié)合層中的污染物提取出來(lái)先進技術，再用儀器分析其含量，就能通過(guò)公式計(jì)算出：在裝置放置的這段時(shí)間里不合理波動，環(huán)境中污染物的“平均有效濃度"宣講手段，以及污染物的遷移速率和方向重要工具。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，DGT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：它不是“拍一張快照"配套設備，而是“錄一段視頻"——能連續(xù)幾小時(shí)更優質、幾天甚至幾周監(jiān)測(cè)污染物的遷移，還能只捕捉“能自由移動(dòng)的有效態(tài)污染物"對外開放，避開(kāi)無(wú)效態(tài)污染物的干擾技術創新。

關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)：3個(gè)維度，解決“隱形遷移"追蹤難題

相比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)資料，DGT技術(shù)之所以能成為污染物遷移追蹤的“利器"廣泛應用，主要靠這3個(gè)核心優(yōu)勢(shì)：

1.原位監(jiān)測(cè)，不破壞環(huán)境：DGT裝置可以直接放入水體或埋入土壤橫向協同，不需要采集大量樣品帶回實(shí)驗(yàn)室哪些領域，不會(huì)干擾污染物的自然遷移過(guò)程——比如不會(huì)因?yàn)槿∷畬?dǎo)致水流擾動(dòng)，也不會(huì)因?yàn)橥谕疗茐耐寥澜Y(jié)構(gòu)不斷創新，能真實(shí)反映污染物的原位遷移情況建立和完善；

2.動(dòng)態(tài)積累，反映遷移規(guī)律：由于結(jié)合層會(huì)持續(xù)積累污染物規模，裝置放置時(shí)間越長(zhǎng)（只要結(jié)合層沒(méi)飽和）穩定發展，積累的污染物量就越能反映這段時(shí)間內(nèi)污染物的平均遷移水平。比如在水體中放7天聯動，就能知道這7天里重金屬離子的平均擴(kuò)散速度和方向增持能力，比瞬時(shí)采樣更有代表性；

只抓“有效態(tài)"行業內卷，精準(zhǔn)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)：結(jié)合層只結(jié)合“能自由擴(kuò)散的有效態(tài)污染物"——無(wú)效態(tài)污染物因?yàn)闊o(wú)法自由移動(dòng)追求卓越，根本沒(méi)法穿過(guò)擴(kuò)散層到達(dá)結(jié)合層。這就意味著參與能力，DGT測(cè)出來(lái)的污染物濃度合理需求，直接對(duì)應(yīng)“對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有威脅的量"，比傳統(tǒng)的“總濃度"更能指導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估充分發揮。

實(shí)際應(yīng)用：從水環(huán)境到土壤高質量，DGT技術(shù)能幫我們做什么？

目前選擇適用，DGT技術(shù)已經(jīng)成為環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的“多面手"機構，在水體、土壤交流、沉積物等場(chǎng)景中都有廣泛應(yīng)用基礎，尤其在追蹤污染物遷移方面，發(fā)揮著不可替代的作用。

1.水體污染：追蹤重金屬“游走"路徑

在河流高產、湖泊等水體中信息化技術，DGT技術(shù)可以用來(lái)追蹤重金屬（比如鉛、鎘良好、汞）的遷移路徑逐步顯現。比如，科研人員在河流不同斷面放置DGT裝置引領，一段時(shí)間后分析結(jié)合層中的重金屬含量自動化裝置，就能判斷重金屬是從上游往下游擴(kuò)散，還是在某一區(qū)域富集應用前景；還能通過(guò)擴(kuò)散速度有很大提升空間，預(yù)測(cè)重金屬可能到達(dá)的范圍，為應(yīng)急污染治理爭(zhēng)取時(shí)間首次。

比如2023年可能性更大，某流域發(fā)生重金屬泄漏事故，科研團(tuán)隊(duì)用DGT技術(shù)在泄漏點(diǎn)下游5公里增幅最大、10公里共享應用、15公里處分別布設(shè)裝置，24小時(shí)后發(fā)現(xiàn)：10公里處的DGT裝置中重金屬積累量最高標準，說(shuō)明泄漏的重金屬已經(jīng)擴(kuò)散到該區(qū)域示範推廣，且遷移速度約為每小時(shí)0.4公里〖磳⒄归_；谶@個(gè)數(shù)據(jù)積極參與，環(huán)保部門及時(shí)在15公里處設(shè)置攔截設(shè)施，成功阻止了重金屬進(jìn)一步擴(kuò)散培養。

2.土壤污染：監(jiān)測(cè)污染物“向下滲透"風(fēng)險(xiǎn)

土壤中的污染物（比如農(nóng)藥殘留、重金屬）會(huì)隨著雨水或灌溉水向下滲透更加完善，可能污染地下水——這是典型的“隱形遷移"形式。傳統(tǒng)方法只能挖不同深度的土壤樣品分析，既破壞土壤支撐作用，又無(wú)法反映滲透的動(dòng)態(tài)過(guò)程日漸深入。而DGT技術(shù)可以埋入不同深度的土壤中，比如在地表下10厘米同時、30厘米互動式宣講、50厘米處分別放置裝置，監(jiān)測(cè)污染物在土壤剖面中的遷移情況模式。

比如在農(nóng)田土壤監(jiān)測(cè)中自動化，DGT技術(shù)發(fā)現(xiàn)：某些農(nóng)藥在雨后會(huì)快速向下滲透，3天內(nèi)就能從地表下10厘米擴(kuò)散到30厘米處，而這個(gè)深度恰好是作物根系的主要分布區(qū)——這就提醒農(nóng)戶不折不扣，雨后要減少農(nóng)藥使用支撐能力，避免作物吸收過(guò)多農(nóng)藥殘留。同時(shí)高效利用，也能判斷污染物是否有滲透到地下水的風(fēng)險(xiǎn)特征更加明顯，為土壤污染修復(fù)提供依據(jù)。

3.沉積物污染：破解“底泥-水界面"的遷移秘密

水體底部的沉積物（底泥）是污染物的“儲(chǔ)存庫(kù)"講理論，有些污染物會(huì)在底泥中積累的可能性，遇到合適的條件（比如水溫升高、水流擾動(dòng)）又會(huì)重新釋放到水體中服務為一體，造成二次污染問題。這個(gè)“底泥-水界面"的污染物遷移過(guò)程，用傳統(tǒng)方法很難監(jiān)測(cè)新模式。

而DGT技術(shù)可以精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)這個(gè)界面的污染物遷移：將裝置垂直放置在底泥和水的交界處實現，一半在水中，一半在底泥中組織了。一段時(shí)間后服務體系，通過(guò)分析結(jié)合層中污染物的分布，就能知道：是底泥中的污染物在向水體釋放搶抓機遇，還是水體中的污染物在向底泥沉積分析。比如在某湖泊監(jiān)測(cè)中，DGT技術(shù)發(fā)現(xiàn)：夏季水溫升高時(shí)全面闡釋，底泥中的磷會(huì)大量釋放到水體中非常激烈，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇——這就為湖泊治理提供了關(guān)鍵方向：不僅要控治水面污染源，還要治理底泥中的磷污染引人註目。

從傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的“被動(dòng)捕捉"到DGT技術(shù)的“主動(dòng)追蹤"領域，這項(xiàng)技術(shù)改變了我們對(duì)污染物“隱形遷移"的認(rèn)知。它不僅能讓我們看清污染物的動(dòng)態(tài)遷移路徑好宣講，還能精準(zhǔn)識(shí)別對(duì)生態(tài)有威脅的“有效態(tài)污染物"註入新的動力，為環(huán)境監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和治理決策提供了更可靠的依據(jù)。

隨著技術(shù)的不斷升級(jí)雙重提升，現(xiàn)在的DGT裝置已經(jīng)越來(lái)越小型化、便攜化——比如有的裝置只有硬幣大小事關全面，可以直接放入小型水體或盆栽土壤中表現明顯更佳；還有的能實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)"，通過(guò)無(wú)線傳輸將污染物濃度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回實(shí)驗(yàn)室技術節能。未來(lái)指導，DGT技術(shù)還會(huì)在更多場(chǎng)景發(fā)揮作用廣泛認同，比如地下水污染追蹤、海洋污染物監(jiān)測(cè)等增持能力，成為守護(hù)生態(tài)環(huán)境的“隱形衛(wèi)士"共同努力。