在湖泊、河流、土壤乃至根際微區(qū)這些環(huán)境中，重金屬、抗生素、汞等污染物常常會(huì)悄無聲息地“挪窩"。它們的遷移方式多樣，有時(shí)會(huì)向下穿透沉積物，有時(shí)會(huì)沿著植物根系進(jìn)入食物鏈，還可能在水與土的界面之間反復(fù)交換。這種看不見、摸不著的“隱形遷移"，用傳統(tǒng)監(jiān)測方法很難準(zhǔn)確捕捉——傳統(tǒng)方法不僅在采樣過程中對環(huán)境的擾動(dòng)較大，監(jiān)測分辨率也低，而且只能獲取到污染物的“靜態(tài)濃度"，無法得到反映其動(dòng)態(tài)遷移過程的“動(dòng)態(tài)通量"。而薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）技術(shù)的出現(xiàn)，為破解這一監(jiān)測難題提供了有力的工具。

那么，DGT技術(shù)究竟是如何“看見"污染物隱形遷移的呢？從裝置結(jié)構(gòu)來看，DGT由三層薄膜和外殼組成。最外層的濾膜能夠擋住環(huán)境中的顆粒物，只允許真正具有“生物可利用性"的溶解態(tài)污染物進(jìn)入裝置內(nèi)部；中間的擴(kuò)散膜（通常為水凝膠材質(zhì)）會(huì)形成可控的納米級擴(kuò)散通道，為污染物的遷移提供特定路徑；最關(guān)鍵的結(jié)合膜中含有Chelex、Zr-oxide等特異性吸附材料，能夠?qū)⒛繕?biāo)污染物牢牢“抓住"，防止其再次擴(kuò)散。在工作原理方面，DGT技術(shù)遵循被動(dòng)采樣中的“菲克定律"，根據(jù)菲克第一擴(kuò)散定律，當(dāng)外界環(huán)境中污染物濃度高于結(jié)合膜表面濃度（結(jié)合膜表面濃度近似為0）時(shí)，污染物會(huì)持續(xù)向結(jié)合膜擴(kuò)散并在膜上富集。科研人員通過測定結(jié)合膜上污染物的累積量，就可以反算出污染物的時(shí)間加權(quán)平均通量和有效濃度，進(jìn)而獲取“污染物補(bǔ)給動(dòng)力學(xué)"的相關(guān)信息。在空間和時(shí)間分辨率上，DGT技術(shù)也表現(xiàn)出色，空間上，商用的超薄擴(kuò)散膜能將監(jiān)測分辨率壓縮到亞毫米級，可直接觀察到根際區(qū)域的二維影像；時(shí)間上，僅需幾小時(shí)到數(shù)天的監(jiān)測，就能得出污染物的平均通量，有效避免了因瞬時(shí)波動(dòng)導(dǎo)致的誤判。

DGT技術(shù)的應(yīng)用場景十分廣泛，四大核心應(yīng)用場景值得關(guān)注。

在沉積物-水界面監(jiān)測中，DGT技術(shù)能夠鎖定污染物內(nèi)源釋放的熱點(diǎn)區(qū)域。以太湖為例，科研人員利用DGT技術(shù)獲取了有效態(tài)磷和鐵的二維分布情況，發(fā)現(xiàn)兩者在空間上高度重疊，由此揭示了“鐵結(jié)合態(tài)磷"的耦合釋放機(jī)制，為太湖富營養(yǎng)化治理鎖定了關(guān)鍵區(qū)域。

在根際微區(qū)監(jiān)測中，DGT技術(shù)可追蹤植物與重金屬之間的“暗渠"。比如在水稻根際監(jiān)測中，科研人員使用DGT-PO“三明治"裝置，同步描繪出氧氣（O?）、酸堿度（pH）以及砷（As）、鉛（Pb）的二維圖像，證實(shí)了水稻根尖分泌的氧氣會(huì)驅(qū)動(dòng)二價(jià)鐵（Fe(Ⅱ)）氧化，進(jìn)而對痕量金屬的再活化與吸收起到控制作用。對于汞、抗生素等新型污染物，DGT技術(shù)也能發(fā)揮重要作用，針對汞，納米復(fù)合吸附膜的應(yīng)用讓DGT技術(shù)能夠檢測到納克每升（ngL?1）級別的二價(jià)汞（Hg2?）和甲基汞，同時(shí)借助DIFS模型還能預(yù)測汞的遷移潛力；

不僅如此，DGT技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)用還能實(shí)現(xiàn)“1+1>2"的跨尺度監(jiān)測效果。將DGT與DET/Peeper技術(shù)聯(lián)用，能夠在毫米級別獲取營養(yǎng)鹽、硫化物等物質(zhì)的同步分布情況；DGT與平面光極（PO）技術(shù)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)秒級監(jiān)測氧氣（O?）、酸堿度（pH）與金屬之間的耦合動(dòng)態(tài)；而DGT與LA-ICP-MS技術(shù)聯(lián)用，則能將原本的二維影像升級為三維體分布，進(jìn)一步揭示微孔隙、化學(xué)梯度與生物活性之間的三維關(guān)聯(lián)真相。