利用梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)（DGT）研究沉積物中重金屬生物有效性的應(yīng)用展望

高 麗，高 博，周懷東，徐東昱

（1.中國水利水電科學(xué)研究院 水環(huán)境研究所，北京 100038；2.北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，北京 100875）

利用梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)（DGT）研究沉積物中重金屬生物有效性的應(yīng)用展望

高 麗1，2，高 博1，周懷東1，徐東昱1

（1.中國水利水電科學(xué)研究院 水環(huán)境研究所，北京 100038；2.北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，北京 100875）

梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)（Dffusive grdients in thin-films，DGT）是一種新的原位被動(dòng)采樣技術(shù)，可以高分辨地測(cè)定水體、土壤和沉積物中重金屬的生物有效態(tài)，近年來在水環(huán)境領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。本文根據(jù)文獻(xiàn)、資料分析，介紹了DGT裝置、基本原理，擴(kuò)散相和結(jié)合相的發(fā)展，展望了DGT技術(shù)的發(fā)展前景。重點(diǎn)綜述DGT技術(shù)在評(píng)價(jià)沉積物環(huán)境中重金屬生物有效性的研究進(jìn)展，并認(rèn)為DGT技術(shù)為研究沉積物重金屬生物有效性提供了快速高效的方法，為水環(huán)境中沉積物-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)；DGT；沉積物；重金屬；生物有效性

1 研究背景

重金屬具有積累性、持續(xù)性和不可降解性，可以在水體沉積物中積累［1］。水體沉積物是重金屬的一個(gè)重要存儲(chǔ)庫。當(dāng)水環(huán)境變化時(shí)（如pH降低或氧化還原電位升高等），沉積物就變成重金屬的一個(gè)潛在污染源，重金屬被釋放到水環(huán)境中影響飲用水水質(zhì)，對(duì)水生生物造成威脅，并通過食物鏈對(duì)人類健康造成影響［2-3］，因此沉積物重金屬污染的生態(tài)毒性成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)重金屬毒性的方法是將重金屬總濃度與已有的沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)比較［4］，然而，有研究表明，重金屬總量在一定程度上可以反映沉積物中重金屬的污染情況，但是重金屬在水環(huán)境中的遷移性和生物有效性主要取決于重金屬的化學(xué)形態(tài)。很多研究者應(yīng)用不同的提取方法來評(píng)價(jià)沉積物或土壤中有效態(tài)的重金屬［5］，但目前對(duì)重金屬形態(tài)的分類和分析方法還不統(tǒng)一，應(yīng)用最廣泛的是Tessier等［6］提出的五步提取法和歐盟共同體提出的BCR連續(xù)提取法。雖然連續(xù)提取法在很大程度上能反應(yīng)重金屬的生物有效性，但是在采樣和提取過程中重金屬的形態(tài)有可能會(huì)發(fā)生改變，而且化學(xué)試劑缺乏選擇性，因此關(guān)于重金屬有效態(tài)的測(cè)定方法仍處于不斷地探索中。

梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)（Diffusive gradients in thin-films，DGT）是用于研究水體、土壤和沉積物中重金屬生物有效態(tài)含量和金屬從固相到液相的釋放通量的一個(gè)重要方法，是一種新的原位被動(dòng)采樣技術(shù)，由Davison等［7］首次提出，DGT不但考慮了沉積物孔隙水中重金屬總濃度，而且考慮了重金屬在土壤/沉積物固-液相的動(dòng)態(tài)供應(yīng)，是一種新型原位測(cè)量自然界中有效態(tài)重金屬的方法［8-9］。DGT最早用于水體中重金屬離子的測(cè)定，隨著研究的不斷深入與研究范圍的擴(kuò)大，逐漸應(yīng)用到土壤和沉積物中金屬、類金屬、營養(yǎng)元素（P和S）等的測(cè)定。與傳統(tǒng)的方法相比，DGT具有所需設(shè)備小、操作簡單、結(jié)果可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、適合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定、易于大面積推廣應(yīng)用等特點(diǎn)，已用于評(píng)價(jià)土壤和沉積物中重金屬的生物有效性。

2 DGT裝置及其理論基礎(chǔ)

標(biāo)準(zhǔn)化的DGT裝置［10］由吸附膜、擴(kuò)散膜、濾膜和塑料外殼組成（圖1）。其中，塑料外殼起保護(hù)和支撐作用；濾膜用于過濾環(huán)境中的顆粒物，以保護(hù)DGT裝置中的擴(kuò)散膜和吸附膜；擴(kuò)散膜能使目標(biāo)離子自由擴(kuò)散；吸附膜主要是結(jié)合擴(kuò)散過來的離子。根據(jù)不同的目標(biāo)離子選擇不同的擴(kuò)散膜和吸附膜。一般進(jìn)入裝置中的重金屬離子（如，溶解態(tài)重金屬），經(jīng)過濾膜和擴(kuò)散膜，擴(kuò)散進(jìn)入吸附膜與吸附凝膠結(jié)合，這樣就會(huì)消耗與DGT相鄰的介質(zhì)中重金屬，在擴(kuò)散凝膠層中形成濃度梯度。DGT測(cè)定的是能與吸附膜結(jié)合的形態(tài)，稱為DGT有效態(tài)，一般包括重金屬離子的游離態(tài)、無機(jī)結(jié)合態(tài)和部分小分子的有機(jī)結(jié)合態(tài)［11］。

圖1DGT裝置

Fick擴(kuò)散第一定律是DGT技術(shù)的理論基礎(chǔ)［7］。假如在特定的放置時(shí)間內(nèi)濃度梯度保持一致，那么在這段時(shí)間內(nèi)通過擴(kuò)散膜被吸附膜固定的某離子的通量F可以用下式來計(jì)算：

式中：D為被測(cè)物質(zhì)在擴(kuò)散層中的擴(kuò)散系數(shù)，cm2/s，不同溫度的擴(kuò)散系數(shù)可在相關(guān)文獻(xiàn)［12］中查出；Δg為擴(kuò)散層厚度，cm；CDGT為在一定時(shí)間內(nèi)DGT裝置界面與水或孔隙水中金屬離子的濃度，ug/L。

通量也可以由膠層在單位時(shí)間內(nèi)固定的離子總量M來確定：

式中：A為吸附膜面積，cm2；t為DGT裝置在水溶液或沉積物中的測(cè)量時(shí)間，s。結(jié)合式（1）和式（2），可以得到：

由于水溶液中金屬離子的擴(kuò)散速度通常大于其在凝膠層中的擴(kuò)散速度，因此CDGT通常等于溶液中金屬離子的有效濃度。M一般可以通過酸洗脫來確定。

DGT從水、土壤或沉積物中取出以后，用去離子水沖洗，然后用一定體積（Ve）的硝酸洗脫24 h，最后檢測(cè)洗脫液中被測(cè)物質(zhì)的濃度（Ce）。由于洗脫液中只是吸附的一部分物質(zhì)，因此計(jì)算時(shí)引入洗脫因子（fe），即洗脫液中測(cè)得的物質(zhì)含量占固態(tài)結(jié)合相中總物質(zhì)的百分比。一般重金屬洗脫效率為80%。因此，可以得到：

式中：Vgel為吸附膜的體積，mL。

3 DGT技術(shù)中擴(kuò)散相與結(jié)合相的發(fā)展

作為一種新技術(shù)，DGT憑借其簡單易操作的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展與研究的深入，從最初的以聚丙烯酰胺作為擴(kuò)散相，以螯合樹脂Chelex-100為結(jié)合相逐漸發(fā)現(xiàn)了很多成分不同的凝膠，可以在不同的環(huán)境下測(cè)定不同種類的物質(zhì)。表1中列出了已有的部分?jǐn)U散相和結(jié)合相。

表1 DGT技術(shù)的擴(kuò)散相和結(jié)合相

3.1 ．?dāng)U散相早期的DGT裝置采用聚丙烯酰胺凝膠（Polyacrylamide，PAAm）作為擴(kuò)散相，但是研究發(fā)現(xiàn)，聚丙烯酰胺中的官能團(tuán)會(huì)與重金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，因此近年來研究者提出用色譜分析紙、瓊脂凝膠和透析膜或用聚丙烯酰胺與其他膜連用作為擴(kuò)散膜，并取得了良好的試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果。

Larner等［13］利用色譜分析紙作為擴(kuò)散膜測(cè)定Cd的生物有效性，結(jié)果顯示，在NaNO3離子強(qiáng)度≤5 ×10-4mol/L時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)隨著離子強(qiáng)度的降低而增加，有可再生能力，因此色譜紙可以用于低離子強(qiáng)度的溶液中。色譜紙與多離子溶液平衡以后顯示色譜紙對(duì)Cd吸附能力差，可以提高擴(kuò)散強(qiáng)度。同時(shí)，利用商業(yè)的磷酸鹽離子交換吸附膜確定Cd、Cu、Pb、Zn、Co、Ni和Mn。顯示比聚丙烯酰胺凝膠容易組裝和處理，適用于常規(guī)檢測(cè)技術(shù)。

由于Hg與常規(guī)的聚丙烯酰胺膜中的酰胺態(tài)氮反應(yīng)，因此聚丙烯酰胺膜不能用于測(cè)定Hg。Docekalova等［14］用瓊脂凝膠作為擴(kuò)散膜，用Chelex-100和Spheron-Thiol凝膠作為吸附膜來測(cè)定水溶液中的Hg，結(jié)果顯示，用Spheron-Thiol凝膠作為吸附膜測(cè)得的河水中Hg的濃度是Chelex-100的3倍，這說明巰基與Hg（II）的結(jié)合能力更強(qiáng)，Spheron-Thiol比Chelex-100更適合測(cè)Hg。

Li等［15］在2003年以聚對(duì)苯乙烯磺酸（Poly（4-styrenesulfonate），PSS）為吸附膜，首次以透析膜作為擴(kuò)散膜測(cè)定溶液中的Cu2+和Cd2+。研究發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)的DGT裝置用透析膜作為擴(kuò)散相，被監(jiān)測(cè)物質(zhì)在透析膜中的擴(kuò)散系數(shù)小于環(huán)境中被監(jiān)測(cè)物質(zhì)的自由擴(kuò)散系數(shù)，因此擴(kuò)散邊界層對(duì)被測(cè)物質(zhì)在透析膜中擴(kuò)散系數(shù)的干擾可以減少并忽略［16］。因此透析膜技術(shù)使DGT的測(cè)定更加合理。

Panthe等［17］則用帶負(fù)電荷的Nafion膜與聚丙烯酰胺凝膠連用作為擴(kuò)散相，結(jié)果顯示，通過Nafion膜的擴(kuò)散系數(shù)大于通過聚丙烯酰胺膜，但是擴(kuò)散速率一樣。因此通過加上和去掉Nafion膜可以測(cè)定不同氧化狀態(tài)下的As。

3.2 結(jié)合相結(jié)合相與擴(kuò)散相緊密相連，含有一些官能團(tuán)（如羥基、氨基、羧基）［18］與被測(cè)物質(zhì)發(fā)生配位反應(yīng)。最早使用的結(jié)合相是螯合樹脂Chelex-100，Chelx-100能與Cu、Zn、Ni、Cd等多種重金屬反應(yīng)，而且能適應(yīng)較大的酸度范圍［9］。后來研究者發(fā)現(xiàn)柱層析固相使用的cellphos對(duì)Cu、Cd、Ni、Cr等重金屬具有很好的選擇性，可以代替Chelex-100作為新的結(jié)合相［19］。隨著DGT技術(shù)的發(fā)展，許多研究者選擇性嘗試使用有選擇性的高分子絡(luò)合物代替Chelex-100，并取得了良好的效果。例如：poly（acrylamidoglycolic acid-co-acrylamide）［poly-（AAGA-co-AAm）］［20］、PSS［15］、Whatman P81［21］、polyacrylamide-polyacrylic acid copolymer hydrogel（PAM-PAA）［22］和sodium polyacrylate（PA）［23］被用于選擇性吸附有效態(tài)Cu2+和Cd2+。Spheron-Thiol被用于測(cè)定水體和沉積物中的Hg［14，24］。Teasdale等［12］以AgI作為結(jié)合相測(cè)量水體和沉積物中的S。Ferrihydrite［25］作為結(jié)合相測(cè)定水和沉積物中的P。文獻(xiàn)［26］在2015年研制出一種新型的氧化鋯結(jié)合相來測(cè)定沉積物中的含氧陰離子P、Se、Mo、V、As和Sb，這種膜分辨率≤0.2 μm，比傳統(tǒng)的ferrihydrite小50倍，這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于研究太湖沉積物。目前，不同的結(jié)合相連用來同時(shí)測(cè)定陰陽離子已經(jīng)得到了廣泛的研究，ferrihydrite-Chelex來測(cè)定P、Mo［27］As、Cu、Zn、Pb、Cd［28］；ZrO-Chelex測(cè)定P、Fe；ZrO-SPR-IDA測(cè)定P、As、Cu、Mn、Zn；Gao等［2］利用AgI作為擴(kuò)散相，suspended particulate reagent-iminodiacetate（SPR-IDA）作為結(jié)合相同時(shí)測(cè)定S和重金屬Fe、Mn、Co來檢測(cè)還原環(huán)境下沉積物重金屬硫化物重新釋放的程度。

4 DGT在沉積物中的應(yīng)用

張昊等［33］首次將DGT用于原位測(cè)定英國Esthwaite湖表層沉積物孔隙水中Ni、Cu、Fe和Mn的通量和孔隙水中Zn和Cd的濃度，結(jié)果顯示，3種重金屬的通量分別是：Ni（0.5-1×10-15mol/cm2·s）、Cu（0.5-2.5×10-16mol/cm2·s）、Fe（1.5-2.5×10-8mol/cm2·s），而且證明孔隙水中重金屬濃度由吸附/解析過程控制而不是溶解/沉淀。DGT技術(shù)不僅提供了沉積物中有效態(tài)重金屬在水中的原位信息［7］，也測(cè)定出表層沉積物剖面的通量和濃度。

Harper等［34］通過DGT通量解釋了重金屬和沉積物固相和液相之間的離子交換動(dòng)力學(xué)過程。Leermaker等［35］用DGT技術(shù)原位測(cè)定了比利時(shí)Rypel河沉積物孔隙水剖面中可移動(dòng)（總?cè)芙鈶B(tài)和不穩(wěn)定態(tài)）重金屬。結(jié)果顯示，DGT測(cè)定的有效態(tài)Pb和Zn與離心分離測(cè)得的結(jié)果保持一致，因此這兩種金屬通過與固相快速平衡得到了很好的緩沖；Fe、Mn和Cd與固相結(jié)合很緊密，因此測(cè)得的有效態(tài)和總濃度有很大差別；Cu、Zn、Co和Ni則介于上面兩種情況。Fons等［36］用DGT技術(shù)研究了大西洋西北部春季浮游植物爆發(fā)前后沉積物中有效態(tài)重金屬Fe、Mn、Cd、Cu、Co、Ni和Zn的縱向分布規(guī)律。Gao等［37］采集了比利時(shí)Scheldt河上游和法國與比利時(shí)交界處Leie河的表層沉積物，分別測(cè)定采集沉積物有效態(tài)Fe和Co，同時(shí)考慮了沉積物的異質(zhì)性，結(jié)果顯示兩個(gè)地方或多或少表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，而且兩個(gè)地方Fe和Co的規(guī)律表現(xiàn)出良好的相關(guān)性。Merritt等［38］利用DGT技術(shù)測(cè)定了美國緬因州Penobscot河口沉積物和孔隙水中有效態(tài)Hg。范英宏等［39-40］利用DGT技術(shù)對(duì)大遼河水系表層沉積物中的Cd、Co、Cr和Cu等重金屬的釋放通量和Cu、Pb、Zn和Ni的遷移動(dòng)力學(xué)及生物有效性進(jìn)行研究，得出大遼河水系表層沉積物中重金屬的總含量及化學(xué)形態(tài)和分布特征。

利用DGT同時(shí)測(cè)定沉積物重金屬時(shí)，可能會(huì)受到其他因子和環(huán)境的影響。Mundus等［41］利用DGT測(cè)定土壤和沉積物中的Mn，并且測(cè)定了pH對(duì)測(cè)定的影響以及來自Ca和Fe離子的競爭。在高pH時(shí)，DGT能準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)Mn的吸附，但當(dāng)pH＜5.5，Ca離子濃度大于50 mg/L時(shí)，Ca2+和H+與Mn產(chǎn)生競爭吸附從而抑制DGT對(duì)Mn的測(cè)定。在強(qiáng)還原性水體沉積物中，孔隙水中Fe2+濃度很高，會(huì)代替吸附凝膠上的Mn從而產(chǎn)生結(jié)果偏差。

不同層的沉積物代表不同的年份。利用DGT測(cè)定不同剖面層中沉積物重金屬的濃度變化可以反映沉積物的成巖過程。Stockdale等［42］發(fā)明了一種新AgI-ferrihydrite DGT吸附凝膠，采集英國Esthwaite湖沉積物樣品，同時(shí)吸附P、S、V、As，通過這幾種元素的濃度變化關(guān)系來判斷沉積物的地球化學(xué)過程。在微米尺度上提高對(duì)沉積物來源以及當(dāng)?shù)貧夂蜃兓瘹v史的預(yù)測(cè)。

重金屬硫化物是沉積物重金屬存在的主要方式之一，有效態(tài)重金屬與硫化物有密切關(guān)系。而且傳統(tǒng)的吸附膜使用Chelex-100，測(cè)定一維空間，分辨率一般為5 mm。但是在毫米數(shù)量級(jí)的分辨率下，許多微觀結(jié)構(gòu)仍然不能看見，而且一維空間不能完全解決這一問題。因此，需要發(fā)展新技術(shù)來增加分辨率和維度。Gao等［2］發(fā)明了一種新的DGT技術(shù)，即結(jié)合SPR-IDA micro-Chelex吸附膜和AgI擴(kuò)散膜，利用LA-ICP-MS技術(shù)測(cè)定重金屬硫化物的變化來確定重金屬和硫化物在沉積物中的再活化作用，并形成了重金屬的二維分布圖。這種技術(shù)首次用于測(cè)定海洋沉積物孔隙水中由于長期環(huán)境過程，低濃度硫化物和重金屬的含量變化，與傳統(tǒng)的認(rèn)為硫化物濃度高時(shí)可利用重金屬濃度降低的觀點(diǎn)形成明顯的對(duì)比。

傳統(tǒng)的DGT技術(shù)在野外原位應(yīng)用后，吸附膜需要洗脫后測(cè)定，后期實(shí)驗(yàn)室處理時(shí)間一般需要幾天，這使DGT技術(shù)在原位監(jiān)測(cè)突發(fā)性事件帶來的環(huán)境影響受到限制。Chen等［43］將DGT技術(shù)和野外便攜式X射線熒光計(jì)fieldportable X-ray fluorescence（FP-XRF）結(jié)合，能在幾分鐘內(nèi)測(cè)定生物可利用的重金屬。這種技術(shù)可用于DGT快速原位測(cè)定突發(fā)性污染事件中的可利用重金屬，從而評(píng)估突發(fā)性事件的影響，這增加了DGT技術(shù)應(yīng)用的廣泛性。

為了驗(yàn)證DGT測(cè)得的有效態(tài)重金屬是否能合理預(yù)測(cè)重金屬對(duì)底棲生物的毒性作用，很多研究者通過養(yǎng)殖底棲生物，將生物毒性試驗(yàn)和DGT試驗(yàn)聯(lián)合。Amato等［44］利用DGT測(cè)定氧化型淡水河口沉積物重金屬的生物有效性。實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖Melitaplumulosa，10 d內(nèi)繁殖兩次，確定DGT測(cè)定的有效態(tài)重金屬與沉積物-水界面5 mm范圍內(nèi)重金屬對(duì)底棲無脊椎動(dòng)物致死和半致死效應(yīng)之間的關(guān)系，并對(duì)重金屬水質(zhì)基準(zhǔn)和沉積物基準(zhǔn)歸一化。結(jié)果表明，DGT測(cè)定的可利用的重金屬能很好地預(yù)測(cè)底棲無脊椎動(dòng)物的生物毒性，為制定沉積物質(zhì)量基準(zhǔn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。Yin等［45］也利用DGT方法和傳統(tǒng)的總濃度法、BCR連續(xù)提取法和AVS-SEM法來預(yù)測(cè)淡水沉積物重金屬對(duì)來自中國富營養(yǎng)化湖泊中的淡水蝸牛（Bellamya aeruginosa）的生物有效性，結(jié)果表明，DGT技術(shù)能更好的預(yù)測(cè)沉積物重金屬的生物有效性。

雖然DGT可以簡單快捷的測(cè)定沉積物重金屬的生物有效性，而且與吸附膜結(jié)合的重金屬不能再移動(dòng)。但是也有研究證明DGT也有其不確定性，它不一定能準(zhǔn)確測(cè)定底棲生物對(duì)沉積物中重金屬的毒性反應(yīng)。Costello等［46］利用大型無脊椎動(dòng)物群落作為反映受體，測(cè)定不同深度和不同時(shí)間沉積物中Ni的變化，結(jié)果表明，Ni CDGT隨著Ni濃度的增加而增加，隨著深度增加而增加，隨時(shí)間增加而減小。Ni CDGT和沉積物地球化學(xué)性質(zhì)說明沉積物中的Ni由AVS結(jié)合態(tài)向鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)變。而且DGT不能很好地預(yù)測(cè)大型無脊椎動(dòng)物對(duì)對(duì)重金屬的毒性反應(yīng)，DGT高估了生物可利用的Ni，這可能是由于固相Ni和與Ni無關(guān)的陽離子也在生物配體上競爭。因此，CDGT不能代替（SEMNi-AVS）/foc來評(píng)價(jià)大型無脊椎動(dòng)物對(duì)沉積物中Ni的毒性反應(yīng)。

5 DGT技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)展望

評(píng)價(jià)水環(huán)境沉積物中重金屬的生物有效性是一個(gè)非常復(fù)雜的工作，DGT作為一種新技術(shù)，在評(píng)價(jià)沉積物重金屬生物有效性中得到了廣泛的應(yīng)用，并且DGT與生物毒理效應(yīng)聯(lián)合試驗(yàn)?zāi)芎芎玫念A(yù)測(cè)底棲生物對(duì)重金屬的生物有效性。但是這種方法也有其局限性，比如不能預(yù)測(cè)底棲生物吞食沉積物顆粒攝入的重金屬。未來試驗(yàn)中需要將此技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用到實(shí)際環(huán)境中，并評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室和野外試驗(yàn)的區(qū)別。未來的研究還需要進(jìn)一步證明DGT測(cè)定的有效態(tài)重金屬是否能全部被生物利用，而且未來將DGT技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)用將會(huì)更有效快捷的預(yù)測(cè)沉積物重金屬的生物有效性及潛在危害?？傊珼GT技術(shù)對(duì)研究水環(huán)境沉積物重金屬的地球化學(xué)性質(zhì)有很大的潛力，需要有更多的生物毒理試驗(yàn)結(jié)合的研究來評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)中重金屬的生物有效性并建立相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)。

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Reviews of diffusive gradients in thin films and application of heavy metal bioarailability in sediments

GAO Li1，2，GAO Bo1，ZHOU Huaidong1，XU Dongyu1
（1.Department of Water Environment，China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100038，China；2.School of Environment，Beijing Normal University，Beijing 100875，China）

Diffusive gradients in thin films（DGT）was developed as a new in situ passive sampling technique for assessing the liability of metals in water，soil and sediment at high spatial resolution.DGT has been widely used in the field of water environment in recent years.In this paper，we reviewed the theory of DGT，the development of diffusive phase and binding phase along with the prospects of DGT.Researches on applications of DGT in sediments suggested that DGT was a useful method to investigate bioavailability of metals in sediment and it provided a robust technical support for the study of the water environment.

Diffusive gradients in thin films；DGT；Sediment；Heavy metal；Bioavailability

X171.5

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2015.06.011

1672-3031（2015）06-0465-08

（責(zé)任編輯：李 琳）

2015-06-17

水利部公益性行業(yè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201501019）；中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目（2015M571072，2014T70094）

高麗（1991-），女，山西呂梁人，碩士生，主要從事重金屬污染物的生態(tài)水利修復(fù)研究。E-mail：gaoli0224@mail.bnu.edu.cn

高博（1978-），男河南長垣人，博士，高級(jí)工程師，主要從事重金屬污染物的生態(tài)水利修復(fù)研究。E-mail：gaobo@iwhr.com