DGT(薄膜扩散梯度)技术是一种用于原位监测环境中重金属等目标物含量的先进方法

2025-03-03

DGT(薄膜扩散梯度)技术是一种用于原位监测环境中重金属等目标物含量的先进方法。以下是DGT检测重金属的方法,按照逻辑顺序组织:

1. DGT技术原理

DGT技术基于自由扩散原理(Fick第一定律),通过定义扩散层的梯度扩散及其关联过程研究,获得目标离子在土壤、水体和沉积物等环境介质中的扩散通量、(生物)有效态含量和固-液交换动力学的信息。

2. DGT装置构成

DGT装置主要由固定膜、扩散膜和滤膜组成。固定膜用于捕获目标离子,扩散膜控制离子的扩散速率,滤膜则保护内部组件并允许目标离子通过。

3. 重金属检测步骤

3.1 装置组装与保存

  • 组装‌:根据检测对象(如土壤、沉积物)选择合适的DGT装置外壳(如圆形双模式、平板式),并按照说明书组装固定膜、扩散膜和滤膜。

  • 保存‌:DGT装置应在室温下保存,避免长时间暴露于空气中或受到污染。某些类型的DGT装置(如AgI DGT)需要避光保存。

3.2 装置部署

  • 土壤检测‌:采用内腔模式放置土壤,避免人为误差。调整土壤含水量至最大田间持水量的80%,然后将DGT装置插入土壤中。

  • 沉积物检测‌:将DGT装置垂直插入沉积物中,确保装置有效部分完全埋入沉积物中。对于现场原位检测,需使用界面标记装置标记沉积物-水界面。

3.3 装置回收与固定膜提取

  • 回收‌:按预定时间(如24小时)回收DGT装置,小心去除表面泥土或沉积物,避免损坏固定膜。

  • 固定膜提取‌:将固定膜从装置中取出,根据需要进行切片处理(对于沉积物检测)。使用适当的提取剂(如HNO3)提取固定膜上的重金属离子。

3.4 重金属测定

  • 提取液处理‌:将提取液稀释至适当浓度,准备进行测定。

  • 测定方法‌:采用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)等高精度仪器测定提取液中的重金属离子浓度。ICP-MS具有灵敏度高、线性范围宽、多元素同时测定等优点,非常适合DGT技术中重金属的检测。

4. 数据处理与分析

  • 根据DGT技术的公式计算重金属离子的浓度(CDGT),考虑扩散层厚度、扩散系数、放置时间等因素。

  • 分析重金属离子的空间分布、时间变化及与环境因素的关系,为环境评估和污染控制提供科学依据。

5. 注意事项

  • 在整个检测过程中,需严格控制实验条件,避免污染和误差。

  • 根据不同的重金属离子和目标环境介质,选择合适的固定膜和提取条件。

  • 定期对DGT装置进行校准和维护,确保其准确性和可靠性。

通过以上步骤,DGT技术可以有效地检测环境中的重金属含量,为环境保护和污染控制提供有力的技术支持。

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