薄膜扩散梯度（DGT）应用案例：环保措施对重金属累积的差异化影响

本次分享一篇中国科学院成都山地灾害与环境研究所吴艳宏团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的一篇学术论文：Environmental protection measures mitigate Pb but not Cd accumulation in soils: Evidence from a 49-year soil chronosequence in an industrial and mining city in Southwest China。这篇文章主要研究了中国西南地区一个工业和矿业城市——攀枝花市的土壤中铅（Pb）和镉（Cd）的积累模式及其主要的人为驱动因素。研究通过分析49年的土壤年代序列，探讨了环境管理措施对这两种重金属积累的影响。

为了解决人为活动导致的严重土壤铅（Pb）和镉（Cd）污染问题，政府实施了各种环境管理措施。然而，这些措施在限制工业和矿业城市土壤中Pb和Cd积累方面的效果尚不清楚。在这里，我们研究了中国西南攀枝花市的土壤中Pb和Cd的积累模式，并使用Pb和Cd同位素确定了它们的主要人为驱动因素。Pb的积累最初放缓然后增加，而Cd则显示出持续加速。交通和燃煤发电分别是土壤中Pb和Cd积累的主要人为强迫因素。环境防护措施，特别是无铅汽油的禁令，显著减少了1980年至2008年期间与交通相关的Pb对土壤的贡献。然而，由于消耗的煤中Cd含量高、空气污染物控制措施效率低下以及燃煤发电的急剧增加，环境管理措施无法实际减轻土壤中Cd的积累。因此，本研究表明控制热力发电的Cd排放至关重要。此外，小型工业和矿业城市在经济转型和环境政策实施过程中面临的挑战值得更多关注。

在这篇文章中，DGT（薄膜扩散梯度）技术被用来评估土壤中重金属（特别是铅Pb和镉Cd）的生物可利用性。DGT技术能够表征土壤中生物可利用金属的动态补给过程，即在生物可利用金属被消耗时，从固态相中释放出来的金属的动态过程。这项技术与乙酸酸提取方法相结合，可以互补地评估金属的生物可利用性。具体来说，DGT技术在这项研究中的作用包括：

动态金属补给的表征：DGT技术可以捕捉到土壤中生物可利用金属的动态变化，这对于理解土壤中重金属的迁移和转化过程至关重要。

生物可利用性评估：通过DGT技术，研究人员能够评估土壤中重金属的生物可利用性，即那些可能被植物吸收或通过其他途径进入食物链的金属。

补充乙酸酸提取方法：乙酸酸提取方法可以反映土壤中生物可利用重金属的总量，而DGT技术则提供了关于这些金属动态释放的信息，两者结合使用可以更全面地了解土壤中重金属的生物可利用性。

环境风险评估：了解重金属的生物可利用性对于评估其对环境和人类健康的风险至关重要，DGT技术提供了这一评估所需的关键数据。