[发明专利]一种微孔梯度扩散薄膜装置及其用途

说明书

本发明涉及一种微孔梯度扩散薄膜(DMA‑DGT)装置及其用途，该装置包括微孔阵列(2)、扩散相(3)、吸附相(4)、滤膜(5)、压盖A(61)、压盖B(62)、凹槽(7)与凸柱(8)。本发明DMA‑DGT装置能够定制化/或同时测量不同深度的重金属阳离子、重金属阴离子、硫化物和间隙水等目标物，能够大幅度减少扩散膜和吸附膜用量，减少DGT技术应用成本。使真正意义上的土壤原位采样成为可能。

【技术领域】

本发明属于环境科学技术领域。更具体地，本发明涉及一种微孔梯度扩散薄膜(DMA-DGT)装置，还涉及所述微孔梯度扩散薄膜(DMA-DGT)装置的用途。

【背景技术】

As、Pb、Cd等(类)金属元素在还原条件下可从土壤含Fe矿物中溶解出来，并以特定形态从根系进入植株中。通常采用土壤消解等方法评估土壤中这些(类)金属元素的植物有效性，但这些方法得到的元素总量并不能代表其能被植物吸收的形态和含量。

元素形态分析都是异位分析，由于这种分析难以保证土壤中氧化还原电位和含水率等原位参数在采集、运输、处理和分析过程中不发生变化，因此难以真实反映目标元素的植物有效性。目标元素植物有效组分的原位采样或分析方法虽然能够克服这种缺陷，但是由于稻田土壤沿其高度上空间异质性对大范围、多平行采样或分析要求，目前现有原位方法都显得不够便捷和经济。

DGT是一种原位、非破坏性的离子含量测量新技术。自上世纪90年代由英国兰卡斯特大学David Williams和张昊发明(文献W.Davison and H.Zhang,H.In-situ speciationmeasurements of trace components in natural-waters using thin-filmgels.Nature 367:(1994),546-548.)以来，DGT技术在测定水体、土壤和沉积物中有效态金属阳离子方面得到了广泛的应用。

DGT技术被用于稻田原位分析时，其现有的长条形采样探针虽然能够便捷地提供目标元素在土壤中DGT有效态流量和间隙水浓度的精细二维分布，但对于稻田评估和管理，冗余的细节信息也增大了现有探针在大规模使用时的使用成本。现有的DGT技术由于成本问题均需要将土壤样品采集、混合后在实验室条件下应用。

同时，因为现有DGT外壳容量限制或吸附材料混合时的相互影响，一个DGT装置通常只能同时监测重金属和一至两种类金属阴离子。能同时装备2种以上DGT吸附膜的装置尚未见诸公开报道。然而像水稻田风险评价，由于土壤-植物-微生物间的复杂相互作用，常常要求对重金属、硫化物、磷酸盐、砷酸盐等有进行全面的原位监测。

因此，本发明人在总结现有技术的基础之上，通过大量实验研究与分析总结，终于完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种微孔梯度扩散薄膜(DMA-DGT)装置。

本发明的另一个目的是提供所述微孔梯度扩散薄膜(DMA-DGT)装置的用途。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种微孔梯度扩散薄膜装置，它包括固定板(1)，还包括微孔阵列(2)、扩散相(3)、吸附相(4)、滤膜(5)、压盖A(61)、压盖B(62)、凹槽(7)与凸柱(8)；

在固定板(1)内均匀地设置微孔阵列(2)，而在固定板(1)两侧面四角处设置凹槽(7)；

在固定板(1)两侧面上分别安装压盖A(61)与压盖B(62)；在压盖A(61)与压盖B(62)上设置与固定板(1)的微孔阵列(2)相应的采样窗口(9)；压盖A(61)与压盖B(62)都设置与固定板(1)凹槽(7)紧密配合的凸柱(8)；