环境中广泛存在的微界面是物质循环和能量交换的门户,显著影响元素(如S、Fe和P)的迁移转化过程与生态效应.而微界面元素分布具有高度的时空异质性,因此开发和应用原位且高分辨率的表征技术手段显得尤为必要.薄膜扩散梯度(DGT)和薄膜扩散平衡(DET)技术是研究微界面元素和化合物分布及其生化过程的利器.近30年的大量实验证据表明,DGT/DET通过扩散-吸附/平衡作用原位被动采样结合后续高分辨化学分析手段,比如一维/二维膜物理切割-化学仪器分析、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)以及计算机/比色密度成像计量法(CID),可以获取元素的高分辨浓度分布和生物有效性信息以及多元素间耦合作用的动态过程.在上述3种后续分析方法中,CID手段是最为便捷、快速和廉价的,空间分辨率与LA-ICP-MS分析相当,纵横方向均可达几十至几百微米,推广应用潜力巨大.本文在对DGT/DET和CID技术概述的基础上,总结了技术联用的思路,并依据获取二维高分辨图像的步骤差异对技术联用的进展进行了分类介绍,一类是原位即时显色成像,比如以AgI为吸附膜的DGT与CID方法联用测定硫化物,另一类是预处理后显色成像,比如以氧化锆为吸附膜的DGT与CID方法联用测定磷酸根和铬酸根、DET-CID方法测定二价铁离子和碱度.最后展望了DGT/DET与CID技术联用的发展趋势.

化学成像技术;化学异质性;原位被动采样;显色反应;铁-磷-硫

李希媛;管冬兴;李苏青;苏靖;张坚超;滕辉

天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院,天津300072;浙江大学环境与资源学院,杭州310058;天津大学天津市环渤海关键带科学与可持续发展重点实验室,天津300072

生态学杂志

[1]李希媛;管冬兴;李苏青;苏靖;张坚超;滕辉-.DGT/DET与CID技术联用获取环境微界面元素异质性分布特征:进展与展望)[J].生态学杂志,2022(02):371-381

原位被动采样,化学异质性

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