水體污染是當(dāng)今全球面臨的重要環(huán)境問題之一,其中重金屬污染因其持久性和生物累積性而備受關(guān)注。鎘(Cd)作為一種典型的有毒重金屬,即使在低濃度下也可能對水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成嚴(yán)重危害。因此,準(zhǔn)確監(jiān)測水體中的鎘含量對于評估污染程度和制定治理措施至關(guān)重要。DGT(薄膜擴散梯度)技術(shù)作為一種創(chuàng)新的被動采樣方法,在水體鎘污染監(jiān)測中展現(xiàn)了獨--特的優(yōu)勢。
DGT技術(shù)的核心原理是通過擴散作用將目標(biāo)物質(zhì)從環(huán)境中吸附到特定結(jié)合相上,從而實現(xiàn)污染物的原位采樣和定量分析。在監(jiān)測水體中的鎘含量時,DGT裝置通常由三層組成:擴散層、結(jié)合層和支撐膜。擴散層允許水中的鎘離子自由擴散,而結(jié)合層則通過特定的吸附材料(如智感環(huán)境的Chelex)將鎘離子牢固地固定住。支撐膜則用于保護裝置的結(jié)構(gòu)完整性。
在實際應(yīng)用中,DGT裝置被放置在水體中,通常固定在浮標(biāo)或支架上,以確保其能夠穩(wěn)定地暴露于目標(biāo)水體中。隨著時間的推移,水中的鎘離子通過擴散作用進入DGT裝置,并被結(jié)合層吸附。通過測量一定時間內(nèi)吸附的鎘總量,結(jié)合擴散系數(shù)和暴露時間,可以計算出水體中鎘的濃度。這種方法不僅能夠提供時間加權(quán)平均濃度,還能夠反映鎘的生物有效性,即能夠被生物吸收利用的部分。
與傳統(tǒng)的水樣采集和分析方法相比,DGT技術(shù)在監(jiān)測水體鎘含量方面具有顯著優(yōu)勢。首先,DGT技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)原位采樣,避免了樣品在采集、運輸和儲存過程中可能受到的污染或損失。其次,DGT技術(shù)能夠提供時間加權(quán)平均濃度,而不是瞬時濃度,從而更準(zhǔn)確地反映水體中鎘的長期暴露水平。此外,DGT技術(shù)還能夠測量鎘的有效態(tài)濃度,這對于評估鎘對水生生物的毒性效應(yīng)具有重要意義。
以某工業(yè)區(qū)附近的河流為例,研究人員利用DGT技術(shù)監(jiān)測了河流中鎘的含量。通過將DGT裝置放置在河流的不同位置,研究人員發(fā)現(xiàn),靠近工業(yè)排放口的水體中鎘濃度顯著高于下游區(qū)域。這一結(jié)果不僅幫助識別了鎘污染的主要來源,還為制定針對性的污染控制措施提供了科學(xué)依據(jù)。此外,DGT技術(shù)還揭示了鎘濃度在不同季節(jié)的變化規(guī)律,為評估污染物的遷移和轉(zhuǎn)化提供了重要信息。
除了工業(yè)區(qū),DGT技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)區(qū)和城市水體的鎘污染監(jiān)測。例如,在農(nóng)業(yè)區(qū),DGT技術(shù)被用于研究農(nóng)田排水對附近水體的鎘污染貢獻。通過長期監(jiān)測,研究人員發(fā)現(xiàn),農(nóng)田排水中的鎘濃度在施肥和灌溉期間顯著升高,這為優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理措施以減少鎘污染提供了重要參考。在城市水體中,DGT技術(shù)被用于評估城市徑流和污水處理廠排放對水體鎘含量的影響,為城市水環(huán)境管理提供了數(shù)據(jù)支持。
智感環(huán)境推出的的四大系列DGT共30余種產(chǎn)品,不僅為科學(xué)家提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持,還為制定科學(xué)合理的污染控制措施奠定了基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的不斷進步,DGT技術(shù)有望在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為改善水體質(zhì)量、保護水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康作出更大貢獻。在未來,DGT技術(shù)將成為水體污染監(jiān)測的重要工具,助力實現(xiàn)水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
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