原位被动采样技术*

本文介绍了近些年来环境监测中三种新的原位被动采样技术-透析装置（Dialysis peepers）法、薄膜扩散平衡 (DET) 技术和薄膜扩散梯度 (DGT) 技术。综述了三种技术的原理、装置和特点。着重论述了三种技术在环境中的应用研究,包括透析装置以及DET 技术和DGT联用技术测量水体和沉积物孔隙水中可溶性金属的浓度;DGT技术可以作为一种预测重金属生物可利用性的新方法。DGT技术与其他技术（如DET、高离子选择电极、配体交换法、HPLC-ICP-MS等）联用可以更好地测量环境中重金属的形态。最后展望了原位被动采样技术未来的发展。     

薄膜扩散梯度技术在环境监测中的应用进展

介绍了薄膜扩散梯度(DGT)技术的基本原理,着重评述了其在环境监测中测定重金属有效态和预测重金属生物有效性的应用研究,并展望了DGT技术的发展趋势(引用文献43篇)。     

薄膜梯度扩散技术结合相研究进展

薄膜梯度扩散(DGT)技术是一种新型原位被动采样技术,已被广泛应用于水体、土壤、沉积物中目标物的采集与测量。结合相是DGT技术的重要组成部分,决定了与目标物的结合能力、结合速度、结合容量以及目标物的形态选择性等。DGT结合相分为固态结合相和液态结合相。本文重点综述了树脂、氧化物、无机盐、活性炭、改性硅胶、分子印迹、共聚物、复合、液态等结合相在DGT技术中的应用,展望了DGT结合相的发展前景。     

巯基改性聚乙烯醇为结合相的薄膜扩散梯度技术

利用巯基乙酸改性了聚乙烯醇,制得了巯基聚乙烯醇(PVA-SH).研究了以1.0 mmol/L PVA-SH溶液为结合相的薄膜扩散梯度(DGT)装置(PVA-SH DGT)对Cd2+测量的有效性; 考察了pH值、离子强度对PVA-SH DGT累积Cd2+的影响; 测量了PVA-SH DGT对Cd2+的饱和累积容量.实验表明: 巯基乙酸成功地接枝到PVA上,巯基含量为1.65%(wt%); PVA-SH DGT对Cd2+的饱和累积容量为0.234 mol/L;当pH值在5.5～9.9范围内、离子强度在0.0001～0.7 mol/L内基本不影响PVA-SH DGT对Cd2+的累积; PVA-SH DGT能够定量测定水中的Cd2+,回收率为100.7%,线性相关系数r=0.9812.结果表明: PVA-SH可以作为DGT技术新的液态结合相.     

薄膜梯度扩散-原子吸收光谱法富集测量水中痕量镉

建立了薄膜梯度扩散-原子吸收光谱(DGT-AAS)法富集测量水中痕量镉的分析方法。先以海藻酸钠(SA)溶液为结合相的DGT技术(SA DGT)原位分离富集水中Cd~(2+),再以AAS法测定DGT结合相中镉的含量,最后依据DGT方程计算水中Cd~(2+)浓度。DGT-AAS法测得配制水中Cd~(2+)的回收率为95.6%~102.7%,相对标准偏差(RSD)为1.5%~3.1%;测得河水和人工湖水中加标Cd~(2+)的DGT有效态分数分别为22.46%和15.19%。当采样时间为48h,SA DGT对水中Cd~(2+)的富集倍数为20倍,可显著降低分析方法的检测限,实现水中痕量Cd~(2+)的定量检测。     

薄膜梯度扩散-分光光度法富集测量水中痕量Cr(Ⅵ)

建立了薄膜梯度扩散(DGT)-二苯碳酰二肼(DPC)分光光度法富集测量水中痕量Cr(Ⅵ)的分析方法.先以聚季铵盐(PQAS)溶液为结合相的DGT技术(PQAS DGT)原位分离富集水中Cr(Ⅵ),再以DPC分光光度法测定DGT结合相中Cr(Ⅵ)的含量,最后依据DGT方程计算水中Cr(Ⅵ)的浓度.DGT-DPC法测得配制水中Cr(Ⅵ)的回收率为95.1％～101.3％,相对标准偏差为1.60％～3.58％;测得工业废水中Cr(Ⅵ)的浓度为18.54 ～ 137.61μg/L,加标回收率为94.3％～101.8％.当采样时间为48h,PQAS DGT对水中Cr(Ⅵ)富集近10倍,可显著降低分析方法的检测限,实现水中痕量Cr(Ⅵ)的定量检测.     

新型薄膜扩散梯度技术定量采集高盐度水体中的铵离子

设计了一种基于铁氰化钴钠的新型薄膜扩散梯度(DGT)被动采样装置, 将其应用于高盐度水体中铵离子的定量采集. 采用双滴加法制备铁氰化钴钠, 并利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)仪和氮气吸 附-脱附测试对其表面形貌、 晶体结构和孔结构特征进行表征. 研究了铁氰化钴钠对铵离子的吸附速率和吸附容量. 建立了以琼脂糖凝胶为扩散相、 铁氰化钴钠为结合相的DGT被动采样装置. 研究了采集时间、 水体pH值和共存阳离子对基于铁氰化钴钠的DGT技术采集铵离子的影响. 实验结果表明, 铁氰化钴钠吸附铵离子在60 min时基本达到了吸附平衡; 当铵离子初始浓度为300 mg/L时其吸附容量为90 mg/g. DGT装置结合铵离子的质量随着布置时间的增加呈现线性增长(0~24 h, r²=0.994). 当pH=4~8, Na⁺浓度为0~10000 mg/L, K⁺浓度为0~25000 mg/L, Mg²⁺浓度为0~20000 mg/L, Ca²⁺浓度为0~25000 mg/L时, DGT装置累积的铵离子质量没有明显的变化. 实验结果表明, 使用基于铁氰化钴钠的DGT装置可以准确有效地采集高盐度水体中的铵离子.     

薄膜梯度扩散-分光光度法富集测量水中痕量Mo (VI)

建立了薄膜梯度扩散(DGT)- 硫氰酸钾(PT)分光光度法(DGT-PT法)富集测量水中痕量Mo (VI) 的分析方法。本研究先以聚季铵盐(PQAS)溶液为结合相的DGT技术 (PQAS DGT) 原位分离富集水中Mo (VI),再以PT分光光度法测定DGT结合相中Mo (VI)的含量,最后依据DGT方程计算水中Mo (VI)的浓度。DGT-PT法测得配制水中Mo ( VI) 的回收率为96.3% ~ 101.3%,相对标准偏差(RSD)为1.3% ~4.0%;测得工业废水中Mo (VI) 的浓度为27.13 ~ 121.79mg/L,加标回收率为96.0% ~ 101.6%。当采样时间为48h,PQAS DGT对水中Mo (VI) 富集近18倍,可显著降低分析方法的检测限,实现水中痕量Mo (VI) 的定量检测。     

薄膜梯度扩散-分光光度法富集测量水中痕量Cr(VI)

建立了薄膜梯度扩散(DGT)-二苯碳酰二肼(DPC)分光光度法富集测量水中痕量Cr(VI)的分析方法。先以聚季铵盐(PQAS)溶液为结合相的DGT技术(PQAS DGT)原位分离富集水中Cr(VI),再以DPC分光光度法测定DGT结合相中Cr(VI)的含量,最后依据DGT方程计算水中Cr(VI)的浓度。DGT-DPC法测得配制水中Cr(VI)的回收率为95.1%~101.3%,相对标准偏差为1.60%~3.58%;测得工业废水中Cr(VI)的浓度为18.54~137.61μg/L,加标回收率为94.3%~101.8%。当采样时间为48h,PQAS DGT对水中Cr(VI)富集近10倍,可显著降低分析方法的检测限,实现水中痕量Cr(VI)的定量检测。     

碱式碳酸镁为新结合相的薄膜梯度扩散技术原位富集测定富营养水体中的磷

薄膜扩散梯度技术(Diffusive gradients in thin films technique, DGT)是近年来应用于自然水体、沉积物和土壤中活性磷原位测定的一种新技术。利用含碱式碳酸镁的聚丙烯酰胺凝胶膜为 DGT 新结合相,探讨了初始浓度、放置时间、pH 值及离子强度对组装后 DGT 吸附性能的影响。用10 mL 0.25 mol/ L H2 SO4对结合相进行洗脱,洗脱率为85%±5%。组装后 DGT 对磷的测定不受溶液 pH 值(4.10~9.15)和离子强度(0.001~0.05 mol/ L)的影响。在温度25℃,pH 7.00,磷初始浓度为2 mg/ L 时, DGT 对磷的最大吸附容量为20.4μg。初始磷浓度为0.001~20 mg/ L 时,新 DGT 测定值与磷钼蓝比色法测定值一致。本方法对磷的检出限为102.4 ng/ L。将碱式碳酸镁-DGT 和商品化的 Ferrihydrite-DGT 应用于合成海水、厦门近岸海水、易海、巢湖水和南淝河中的对比检测,结果表明,碱式碳酸镁-DGT 能更准确测定不同水体中磷浓度。     

薄膜扩散梯度技术——一种原位富集采样技术

本文介绍了薄膜扩散梯度技术的原理、研究现状、应用领域以及发展前景。     

Determination of Ni~(2+) in Waters with Sodium Polyacrylate as a Binding Phase in Diffusive Gradients in Thin-films

An aqueous solution containing sodium polyacrylate(PAAS) was used in diffusive gradient in thin-films technique(DGT) to measure DGT-labile Ni2+ concentrations.The DGT devices(PAAS DGT) were validated in four types of solutions,including synthetic river water containing metal ions with complexing EDTA or that without complexing EDTA,natural river water(Ling River,Jinzhou,China) spiked with Ni2+,and an industrial wastewater (Jinzhou,China).Results show that only free metal ions were measured by PAAS DGT,recov...     

High resolution characterization of uranium in sediments by DGT and DET techniques ACA-S-12-2197

Diffusive equilibrium (DET) and diffusive gradient in thin film (DGT) techniques with an inductively coupled plasma mass spectrometry detection of elements were applied to characterize uranium, manganese, iron and ²³⁸U/²³⁵U isotopic ratio depth profiles in sediment pore water at high spatial resolution and to monitor uranium uptake/remobilization processes in uranium spiked sediment core samples under laboratory, well controlled conditions. Modified constrained sediment DGT probes, packed with Spheron-Oxin^® resin gel, were employed for selective uranium measurements. Spatially resolved DET and DGT responses were indicative of local redistribution of uranium in naturally uranium poor and rich sediments.     

Diffusive gradients in thin films technique for uranium measurements in river water

The diffusive gradients in thin films technique (DGT) was used for uranium measurements in water. DGT devices with Dowex resin binding phase (Dow DGT) were tested in synthetic river water, which gave 84% response to total uranium concentration. The devices were also deployed in natural river water and compared to devices with other types of binding phases, Chelex 100 resin beads imbedded in polyacrylamide hydrogel (Chelex DGT) and DE 81 anion exchange membrane (DE DGT), deployed in the same location at the same time. The measurement by Dow DGT was the lowest among the different types of the DGT devices, 45% of total uranium, while measurement by DE DGT was the highest, 98% of total uranium. The results achieved by the three types of DGT devices were explained by three DGT working mechanisms, equilibrium between complexes of resin/uranyl carbonates and complexes of resin/competitive ligands in water, effective reduction of uranyl carbonate concentration by the binding phase and dissociation of UO₂(CO₃)₂²⁻ and UO₂(CO₃)₃⁴⁻ within the diffusive layer in a DGT device. It is hoped that by deploying the DGT devices with different binding phases in natural waters, additional information on uranium speciation could be obtained.