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偶联高分辨DGT和平面光极技术研究环境微界面物质运移过程

界面过程,磷,金属,环境因子,化学成像,高分辨

4、生态与可持续发展 > 专题5：生态界面过程与生物有效性

环境中不同物相间的接触和作用形成了种类繁多的微界面，界面处环境因子和痕量元素/污染物的分布高度异质化且动态变化，相关信息的定量表征是学界难题。自上世纪90年代以来，国内外多位科学家聚焦于界面过程的二维/三维可视化表征，取得了重要突破。本报告将首先介绍2种用于环境微界面物质运移过程研究的化学成像技术，即高分辨梯度扩散薄膜技术（High-Resolution Diffusive Gradients in Thin-films, HR-DGT）和平面光极（Planar Opotode, PO）技术。HR-DGT主要用于磷和金属离子成像，而PO主要用于pH、DO、pCO2和NH4+等环境因子成像。接着介绍报告人开发的新型HR-DGT。该HR-DGT适合长期储存和野外应用，不仅对P、As等阴离子类污染物具有高吸附容量，还可以实现这些污染物的原位高分辨（亚毫米级）分布特征定量表征。采用该HR-DGT研究太湖沉积物-水界面发现，P、As、Mo和Sb等在亚毫米尺度具有共存效应和热点效应。偶联HR-DGT与PO技术同步获取了沉积物-水和植物根系-土壤等微界面阴离子类污染物与环境因子（pH、O2等）的二维变化的定量信息，从微观尺度阐述了污染物的生物地球化学行为。报告的最后将在总结界面过程可视化研究进展的基础了提出了几点展望。