DGT原理简介

什么是DGT？

DGT是梯度扩散薄膜技术（Diffusive gradients in thin-films）的英文缩写DGT。简单来说，DGT属于被动采样技术的一种。它可以在原位，以可控、不可逆的方式富集可溶态的目标化合物。通过后续分析DGT中目标物的富集量，我们能通过菲克第一定律计算出富集时间段内介质中的目标物的平均浓度。

DGT是如何工作的？

DGT是一种非常简单易用的工具。经典的DGT装置包括滤膜、扩散膜和吸附膜。目标化合物以可知的速率通过滤膜和扩散膜后，被不可逆的富集到吸附膜中。因为目标化合物在扩散层中的扩散系数只与温度和扩散膜本身的特性有关，所以DGT装置采样完成后，无需任何实验室校正就可以定量的测量介质中目标物的可溶态浓度。

原位监测

DGT装置简单坚固，不容易损坏，可以用于原位监测。与胶卷相机类似，DGT装置原位富集特定形态的目标化合物后，能够通过实验室分析和后续计算定量地还原出投放期间目标化合物的浓度。

可监测目标化合物

理论上，DGT可以监测任何能被对应吸附相高效吸附的可溶态化合物。具体可监测的化合物类型可以参考相关的产品目录，或联系我们提供支持。

有效监测浓度

通过改变DGT的放置时间或者扩散层的厚度，DGT可用于 ppt (ng/L) 至ppm (mg/L) 级别监测中。通常来说，与ICP-MS联用时，一天的投放时间可以让大多数金属的检测限达到ppt级别。对于装配了Chelex-100的常规DGT采样装置，其一天的最大检测限大致为0.5 mmol/L (30 to 100 mg/L)。


水体中的应用

通常，DGT可以被用于监测溶解态目标化合物的时间平均浓度和生物有效态浓度。包括了无机态和有机络合态。但是，DGT无法监测被水中固相物质吸附的化合物（因为这些形态的化合物无法穿过扩散膜被吸附膜固定）。该特性使DGT采样器能够很好的用于水质，特别是生物有效态化合物的监测。前沿研究也尝试利用DGT技术获取化合物在溶液中的动力学过程信息。

DGT特点：

l 不受流速、pH和离子强度的影响

l 不受溶液性质的影响 (比如油污和表面活性剂等)

l 受场地影响小（可用于排污管道、尾矿、地下水等场景）

l 记录小时至数礼拜的时间平均浓度信息

l 简单易用，牢固可靠

l 原位预富集、处理简单、无需实验室校正

l 获取形态和生物有效性信息

沉积物中的应用

DGT技术可以用于监测有效态化合物进入到DGT装置内的通量。通过公式计算，可以把该通量转换成DGT装置表面与沉积物界面处的时间平均浓度。通常，该浓度近似于孔隙水浓度。


DGT 沉积物采样器可以直接投放到沉积物中。回收后，我们可以根据需要，利用刀片对吸附膜进行分辨率在1mm以上的切割，也可以通过显色技术或者激光剥蚀ICP-MS联用技术获得微米级别的分辨率。


相关研究显示，DGT对Cu的测量值与Cu在底栖生物中的富集量有较好的相关性。

土壤中的应用

在DGT土壤监测中，CE（DGT界面有效态浓度）反应了孔隙水中目标化合物在被DGT消耗后，从固相和远处液相的再补充能力。


同时，CE通常与金属在植物中富集量有很好的相关性，这主要可以归因为在界面处目标化合物的持续性消耗以及后续微小范围内的动态再平衡过程中，DGT能够有效的模拟植物吸收。


DGT技术也可以用于，以微米级的分辨率对植物根际微生境中发生的地球化学变化进行高分辨观测。


由DGT技术发展而来的数值模型（DIFS）可以用于模拟在饱和土壤和沉积物中DGT的吸附过程。据此计算相关的热力学和动力学常数。