近年來，以薄膜擴散梯度（DGT）為代表的高分辨分析技術發展迅速，逐步成為表征土壤/沉積物生化異質性的有效方法。將微尺度采樣技術與高分辨化學分析手段相結合，可在毫米-亞毫米分辨率下進行二維化學/生物成像，能夠準確地理解土壤/沉積物生物地球化學過程和污染特性。本文將結合一些應用案例為大家介紹該技術在環境微尺度研究中的使用方法。

案例一：STE：強化的機理和性能優化：使用硝酸鹽劑量策略控制下水道中的甲烷和硫化物

研究內容

近80年來，硝酸鹽一直被用作是控制下水道系統中有問題氣體的化學品。然而，很少有研究探索使用不同策略同時控制下水道的生物膜和沉積物。本研究介紹了一種硝酸鹽劑量控制方法，包括初始高沖擊，然后是低水平劑量，在實驗室規模的下水道反應器中以兩種不同的頻率進行測試<110天。長期研究表明，當應用相同的每小時劑量30 mg N/L時，更頻繁的間隔20分鐘給藥略優于間隔1小時給藥方法(硫化物對照:98.3%±1.7% vs 97.9%±1.5%;甲烷控制:89.8±4.5% vs 83.4±6.7%)。

案例二：WR：海岸退化調控磷在沉積物-水界面的可利用性和擴散動力學機制及環境影響

研究內容

沿海濕地在全球范圍內經歷了相當大的損失和退化。然而，在亞熱帶沿海生態系統中，海岸退化如何調節沉積物磷（P）轉化及其潛在機制在很大程度上尚不清楚。本研究使用高分辨率薄膜擴散梯度（HR -DGT）和擴散平衡（HR-Peeper）技術以及基于DGT計算的沉積物通量（DIFS）模型進行了季節性現場監測，評估了P從原始濕地到中度和重度退化場地的退化梯度。

案例三：STE：氧化還原敏感金屬在河口沉積物-水界面和孔隙水中的原位二維高分辨率分布

研究內容

受污染沉積物中的金屬可能對底棲生物構成高環境風險和生態威脅。具有不同氧化態的氧化還原敏感元素的溶解度隨沉積物水環境的氧化還原狀態而變化。本研究利用新型高分辨薄膜擴散梯度(HR-ZCA DGT)技術原位獲取了河口沉積物中DGT有效態S(-II)、P(V) 和六種氧化還原敏感金屬（Fe、Mn、V、Cu、Ni 和Zn）在沉積物-水界面中的亞毫米二維分布信息，發現其受人為活動的影響較大。我們使用V轉向值（V/Fe 比約為 0.03）來準確識別實際的SWI 界面。Ni，Cu和Zn的擴散邊界層（DBL）厚度與溶解氧微電極法測定的一致，在SWI上方3-6 mm。

采用HR-ZCA DGT結合LA-ICP-MS法測定的DGT有效態V、Ni、Cu、Zn（μg L?1）的二維分布和一維垂直剖面

高分辨DGT技術簡介

智感環境經過10余年的技術積累與沉淀，研發出多項高分辨DGT技術。將DGT與電腦密度成像計量技術（CID）相結合，測定磷和硫的二維高分辨信息（42.3*42.3μm）；通過DGT固定相的改進，研制出高分辨DGT，與激光剝蝕等離子體質譜儀（LA-ICP-MS）相結合，測定重金屬二維高分辨信息。