[发明专利]DGT探针及使用该探针进行沉积物/水界面微区测定的方法

说明书

技术领域

本发明涉及湖泊沉积物与沉积物上覆水水界面中多污染物的DGT(薄膜扩散梯度)被动采样技术、凝胶的后续分析与数据处理技术，具体涉及一种多层固定胶DGT探针及使用该探针的微区测定技术。 

背景技术

湖泊污染尤其是湖泊的富营养化，是我国水环境研究长期面临的主要问题。磷是造成湖泊营养化的重要的限制性因子，沉积物作为湖泊营养物质的重要储蓄库，是水体磷内负荷的重要来源。深入研究并明确沉积物/水界面的磷内负荷的成因、环境过程和强度对于控制湖泊营养化发挥着重要作用。沉积物中空隙水的组成可能是发生在负载污染的沉积物颗粒和与之相接触的水相间的反应类型和程度的最灵敏的指示器。为了对沉积物中空隙水的组成进行研究，这就需要在精细的空间分辨率下对界面进行测定，并要求测定结果能够准确定量出微界面环境过程的精确位置。 

DGT(薄膜梯度扩散)技术能够用于高空间分辨率测定空隙水中污染物浓度和通量的测定，是沉积物/水界面测定和环境过程研究领域中最先进的技术之一。DGT通过引入一个对于沉积物可控制的扰动进行测试，并按照Fick’s扩散定律和DGT理论进行测定和定量计算，其测定结果(M/A,F和C)反映了沉积物对扰动的响应和界面陡峭的化学梯度。如现有技术中，中国专利文献CN101629881A公开了一种应用于薄膜梯度扩散测定技术的探针，该探针中设置有固定膜和扩散膜叠加的结构，离子以扩散的方式穿过扩散膜，随即被固定膜捕获，并在扩散膜上形成线性梯度分布，其中所述磷固定膜以二氧化锆作为吸附磷的材料。 

现有技术中的DGT探针虽然能够有效测定沉积物间隙水中的磷，但截 止目前的DGT研究通常都是用于测定一种元素，而很少用于在一次DGT测定中同时测定两类元素或是在微界面中研究它们耦合的地球化学过程，而截止目前，DGT对三类元素的同时测定并未见报道。在湖泊环境中有三类重要元素：磷、硫和金属。三种元素在界面的微环境条件(Eh-pH)下发生着复杂的界面反应：Fe/Mn还原、硫酸盐还原、Fe-P的还原释放和有机质的分解过程及其耦合过程，这些界面反应决定了以上三类元素的迁移转化和界面环境释放风险。如果能够同时实现湖泊沉积物/水界面中三类元素的同一位点的同时测定，并获得它们的高空间分辨率的浓度/通量剖面和微区图像，那么就能据此进行界面元素耦合环境过程、固/液界面磷交换动力学和贮库特征以及DGT测试的模拟与仿真的研究、内源磷负荷的成因/特征和硫微生境特征的研究等，这无疑具有十分重要的意义。因此，如何通过改进DGT探针，使其能够实现磷、硫和金属三类元素的同时测定和微区分析，是现有技术急需解决的问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中的DGT探针都只是用于测定一种元素，而无法实现磷、硫和金属三种元素的测定，进而提供一种能够同时测定三种元素的固定胶DGT探针以及使用该探针的微区测定技术。 

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为： 

一种三层固定胶DGT探针，包括贴合在一起的： 

碘化银-Chelex100固定胶，由紧贴设置的碘化银固定胶和Chelex100固定胶组成； 

水合氧化铁固定胶； 

在所述碘化银-Chelex100固定胶的内侧和所述水合氧化铁固定胶的内侧均至少设置有基板，在所述碘化银-Chelex100固定胶的外侧和所述水合氧化铁固定胶的外侧均至少设置有扩散胶，且所述水合氧化铁固定胶不设 置在所述碘化银-Chelex100固定胶的外侧。 

包括依次连接设置的：基板、水合氧化铁固定胶、碘化银固定胶、Chelex100固定胶和扩散胶。 

包括依次连接设置的：基板、水合氧化铁固定胶、Chelex100固定胶、碘化银固定胶和扩散胶。 

所述扩散胶的厚度为0.39mm；所述Chelex100固定胶的厚度为0.40mm；所述碘化银固定胶的厚度为0.60mm；所述水合氧化铁固定胶的厚度为0.40mm。 

沿所述扩散胶向外还依次连接设置有滤膜和带窗口的盖板。 

包括依次连接设置的：第一扩散胶、水合氧化铁固定胶、基板、碘化银固定胶、Chelex100固定胶和第二扩散胶。 

沿所述第一扩散胶的外侧向外依次连接设置有第一滤膜和带窗口的第一盖板；沿所述第二扩散胶的外侧向外依次连接设置有第二滤膜和带窗口的第二盖板。 

使用所述DGT探针进行沉积物/水界面微区测定的方法，包括如下步骤: 

(1)采用柱状采样器进行水体中沉积物和沉积物上覆水的采集，并将采到的柱样在与采样点同样的温度条件下进行保存；