隨著工業(yè)化進程的加速和城市化的發(fā)展，水體環(huán)境污染問題日益嚴重，其中重金屬污染已成為全球性的環(huán)境問題。重金屬在環(huán)境中的遷移、轉化和積累，不僅影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還可能通過食物鏈進入人體，對人類健康構成威脅。因此，如何高效、準確地監(jiān)測水體中的重金屬污染，成為了環(huán)境科學領域的重要課題。薄膜擴散梯度（DGT）技術的崛起，為水體中重金屬污染的監(jiān)測提供了新的解決方案。

DGT技術是一種基于菲克第一擴散定律的環(huán)境監(jiān)測技術，它通過測量特定時間內(nèi)穿過特定厚度擴散膜的離子的定量化擴散，從而獲取離子的濃度值。DGT裝置主要由內(nèi)外兩層聚酰胺凝膠、微孔濾膜及其他輔助部分組成。外層凝膠作為擴散凝膠層，允許離子自由擴散；內(nèi)層凝膠則嵌入不同的捕獲劑，實現(xiàn)對特定元素的選擇性測量。這種設計使得DGT技術能夠在不破壞環(huán)境介質(zhì)的情況下，原位、被動地采樣和測量目標離子。

在水體環(huán)境監(jiān)測中，DGT技術被廣泛應用于重金屬的監(jiān)測。其工作原理是利用重金屬離子在濃度梯度作用下的擴散作用，通過擴散膜進入DGT裝置內(nèi)部，被固定膜捕獲。由于重金屬離子在擴散層內(nèi)形成線性梯度分布，因此可以通過測量固定膜上重金屬離子的積累量，結合DGT裝置的暴露時間、擴散層厚度以及重金屬離子在擴散層中的擴散系數(shù)等參數(shù)，計算得到水體中重金屬離子的濃度。

DGT技術在重金屬監(jiān)測中的優(yōu)勢在于其原位、非破壞性和高時空分辨率的特點。傳統(tǒng)的重金屬監(jiān)測方法往往需要采集水樣帶回實驗室進行分析，不僅操作繁瑣，而且可能受到樣品保存、運輸和處理過程中的污染和干擾。而DGT技術則可以在現(xiàn)場直接進行監(jiān)測，避免了樣品采集和保存過程中的誤差。同時，DGT技術的高時空分辨率使得其能夠捕捉到重金屬濃度在時間和空間上的微小變化，為重金屬污染的預警和治理提供了更為準確和及時的數(shù)據(jù)支持。

此外，DGT技術還能夠提供重金屬的生物有效態(tài)信息。生物有效態(tài)是指能夠被生物體吸收和利用的重金屬部分，它更能反映重金屬的生態(tài)風險和生物可利用性。傳統(tǒng)的重金屬監(jiān)測方法往往測量的是總濃度，而總濃度中包含了難以被生物體吸收和利用的部分，因此無法準確評估重金屬的生態(tài)風險。而DGT技術則能夠測量重金屬的生物有效態(tài)濃度，為制定有效的污染控制措施提供更為科學的依據(jù)。

薄膜擴散梯度技術在水體環(huán)境監(jiān)測中的重金屬監(jiān)測應用中具有顯著的優(yōu)勢。它能夠原位、非破壞性地測量水體中重金屬的濃度和生物有效態(tài)信息，為重金屬污染的預警、評估和治理提供了更為準確、及時和科學的依據(jù)。隨著DGT技術的不斷發(fā)展和完善，相信它將在水體環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮越來越重要的作用。