随着工业化进程的加速和城市化的发展，水体环境污染问题日益严重，其中重金属污染已成为全球性的环境问题。重金属在环境中的迁移、转化和积累，不仅影响生态系统的平衡，还可能通过食物链进入人体，对人类健康构成威胁。因此，如何高效、准确地监测水体中的重金属污染，成为了环境科学领域的重要课题。薄膜扩散梯度（DGT）技术的崛起，为水体中重金属污染的监测提供了新的解决方案。
DGT技术是一种基于菲克第一扩散定律的环境监测技术，它通过测量特定时间内穿过特定厚度扩散膜的离子的定量化扩散，从而获取离子的浓度值。DGT装置主要由内外两层聚酰胺凝胶、微孔滤膜及其他辅助部分组成。外层凝胶作为扩散凝胶层，允许离子自由扩散；内层凝胶则嵌入不同的捕获剂，实现对特定元素的选择性测量。这种设计使得DGT技术能够在不破坏环境介质的情况下，原位、被动地采样和测量目标离子。
在水体环境监测中，DGT技术被广泛应用于重金属的监测。其工作原理是利用重金属离子在浓度梯度作用下的扩散作用，通过扩散膜进入DGT装置内部，被固定膜捕获。由于重金属离子在扩散层内形成线性梯度分布，因此可以通过测量固定膜上重金属离子的积累量，结合DGT装置的暴露时间、扩散层厚度以及重金属离子在扩散层中的扩散系数等参数，计算得到水体中重金属离子的浓度。
DGT技术在重金属监测中的优势在于其原位、非破坏性和高时空分辨率的特点。传统的重金属监测方法往往需要采集水样带回实验室进行分析，不仅操作繁琐，而且可能受到样品保存、运输和处理过程中的污染和干扰。而DGT技术则可以在现场直接进行监测，避免了样品采集和保存过程中的误差。同时，DGT技术的高时空分辨率使得其能够捕捉到重金属浓度在时间和空间上的微小变化，为重金属污染的预警和治理提供了更为准确和及时的数据支持。
此外，DGT技术还能够提供重金属的生物有效态信息。生物有效态是指能够被生物体吸收和利用的重金属部分，它更能反映重金属的生态风险和生物可利用性。传统的重金属监测方法往往测量的是总浓度，而总浓度中包含了难以被生物体吸收和利用的部分，因此无法准确评估重金属的生态风险。而DGT技术则能够测量重金属的生物有效态浓度，为制定有效的污染控制措施提供更为科学的依据。
薄膜扩散梯度技术在水体环境监测中的重金属监测应用中具有显著的优势。它能够原位、非破坏性地测量水体中重金属的浓度和生物有效态信息，为重金属污染的预警、评估和治理提供了更为准确、及时和科学的依据。随着DGT技术的不断发展和完善，相信它将在水体环境监测中发挥越来越重要的作用。
