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中國標準文獻分類號

團體標準

T/ACEF□□□－20□□

沉積物/濕地土壤營養鹽和重金屬的薄膜擴

散梯度（DGT）法采樣與檢測技術規程

Technicalcodefordiffusivegradientsinthinfilms(DGT)methodforsamplingand

measurementofnutrientsandheavymetalsinsediment/wetlandsoil

（征求意見稿）

20□□-□□-□□發布20□□-□□-□□實施

中華環保聯合會發布

沉積物/濕地土壤營養鹽和重金屬的薄膜擴散梯度（DGT）

法采樣與檢測技術規程

1范圍

本文件規定了沉積物和（或）濕地土壤營養鹽和重金屬的薄膜擴散梯度（DGT）法采樣

與檢測的基本規定和技術規程。

本文件適用于海洋、江河、湖泊、水庫、養殖塘等水域沉積物和（或）濕地土壤營養鹽

和重金屬的薄膜擴散梯度（DGT）法采樣與檢測。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

GB3838地表水環境質量標準

GB11893水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法

GB17378.5海洋監測規范第5部分：沉積物分析

GB18668海洋沉積物質量

GB/T603化學試劑試驗方法中所用制劑及制品的制備

GB/T6682分析實驗室用水規格和試驗方法

GB/T14581水質湖泊和水庫采樣技術指導

GB/T20260海底沉積物化學分析方法

GB/T39792.2生態環境損害鑒定評估技術指南環境要素第2部分：地表

水和沉積物

HJ535水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法

HJ776水質32種元素的測定電感耦合等離子體發射光譜法

HJ1300海水、海洋沉積物和海洋生物質量評價技術規范

HJ/T166土壤環境監測技術規范

HJ/T345水質鐵的測定鄰菲啰啉分光光度法

HJ/T346水質硝酸鹽氮的測定紫外分光光度法

2

HY/T147.2海洋監測技術規程第2部分：沉積物

HY/T172海洋沉積物標準物質研制及保存技術規范

T/SSESB3土壤和沉積物凍干法制樣技術規范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

有效態labilefraction

在沉積物中具有遷移活性和釋放潛力、能夠（部分）被生物吸收利用的組分，主要包括

溶解態和弱吸附態。

3.2

薄膜擴散梯度技術diffusivegradientinthinfilms(DGT)technique

基于自由擴散原理（Fick第一定律），通過待測目標物在擴散層的梯度擴散，獲取目標

物在沉積物和（或）濕地土壤中的有效態含量和遷移動力學信息的新型被動采樣技術。

3.3

DGT裝置diffusivegradientinthinfilms(DGT)device

由DGT固定膜、DGT擴散膜和濾膜及固定它們的外殼組成的裝置構型，包括平板式和

活塞式，其中平板式DGT是用于采集待測目標物在沉積物和（或）濕地土壤中一維（垂向）

分布信息的裝置構型。

3.4

DGT固定膜diffusivegradientinthinfilmsbindinggel(DGTbindinggel)

DGT技術中用于富集待測目標物的薄膜，由凝膠配置而成，厚度一般為0.40mm，組

裝到DGT裝置的最內層。

注：ZrO-Chelex作為固定膜的DGT裝置可同步采集和檢測沉積物和（或）濕地土壤中16

種離子，包括磷(P(V))、砷(As(Ⅲ)/As(V))、鉻(Cr(Ⅵ))、鉬(Mo(Ⅵ))、銻(Sb(V))、硒(Se(Ⅵ))、

釩(V(V))、鎢(W(Ⅵ))、鐵(Fe(Ⅱ))、鎘(Cd(Ⅱ))、鈷(Co(Ⅱ))、銅(Cu(Ⅱ))、錳(Mn(Ⅱ))、鎳(Ni(Ⅱ))、

鉛(Pb(Ⅱ))和鋅(Zn(Ⅱ))）。AMP-TH作為固定膜的DGT裝置可同步采集和檢測沉積物和（或）

濕地土壤中的氨氮(NH4-N)與硝酸鹽氮(NO3-N)。

3.5

DGT擴散膜diffusivegradientinthinfilmsdiffusivegel(DGTdiffusivegel)

3

DGT技術中用于待測目標物擴散的薄膜，由瓊脂糖或聚丙烯酰胺制作而成，厚度一般

為0.80mm，組裝在DGT裝置的中間層。

3.6

濾膜filter

DGT技術中用于保護DGT擴散膜和固定膜的薄膜，采用聚偏氟乙烯或硝酸纖維素制作

而成，組裝在DGT裝置的最外層。

注：本文件中濾膜厚度為0.10mm，孔徑為0.45μm。

3.7

DGT擴散層diffusivegradientinthinfilmsdiffusivelayer(DGTdiffusivelayer)

由DGT擴散膜和濾膜構成的復合層。

3.8

DGT擴散系數diffusivegradientinthinfilmsdiffusivecoefficient(DGTdiffusivecoefficient)

待測目標離子在單位時間每單位濃度梯度的條件下，垂直通過單位面積DGT擴散層的

質量或摩爾數。

4基本規定

4.1方法原理

DGT裝置選擇性吸收沉積物和（或）濕地土壤孔隙水中溶解態營養鹽和重金屬，造成

固相弱結合態離子的解吸和向孔隙水中的釋放，并持續被DGT裝置吸收。

DGT裝置通過采集和檢測溶解態和固相弱結合態的營養鹽和重金屬，獲取沉積物和（或）

濕地土壤中兩類目標物有效態含量和遷移動力學信息。

4.2試劑和材料

4.2.1采樣裝置與材料

平板式DGT裝置、氮氣、海綿、塑料保護薄膜、尼龍線、重力投放器、浮標、手持式

GPS儀、溫度計、塑封袋、切片刀、離心管等。

4.2.2試劑

本文件使用的實驗用水應符合GB/T6682中規定的一級水，使用的1.00mol/LHNO3、

0.20mol/LNaOH-0.50mol/LH2O2和0.01mol/LNaCl等試劑按GB/T603的規定配置。

4

4.3儀器設備

紫外分光光度計或者微孔板分光光度計、電感耦合等離子體質譜儀、原子熒光光譜儀等。

5采樣與檢測技術規程

5.1DGT裝置的準備

DGT裝置的組裝與保存步驟如下：

1）依次將固定膜、擴散膜和濾膜疊加，組裝成平板型DGT裝置。

2）將DGT裝置放在裝有少量0.01mol/LNaCl溶液的自封袋中，保持濕潤，在室溫下

密封保存，防止裝置受到污染。

3）在使用前，DGT裝置應充高純氮氣16h以上。

5.2DGT裝置投放與回收

5.2.1沉積物或濕地土壤樣品DGT裝置的投放

將DGT裝置垂直插入沉積物或濕地土壤樣品中，保留2~4cm暴露窗口在水-土界面以

上，一般靜置24h。

5.2.2野外原位DGT裝置的投放

對于水深較淺（30cm以內）的水域和濕地，將DGT裝置垂直插入沉積物和濕地土壤

中。對于水深較深（30cm以上）的水域和濕地，可借助投放器，將DGT裝置插入沉積物

和濕地土壤。DGT裝置一般靜置24h。通過浮標確定投放地點的位置，同時進行GPS定位，

記錄投放時間、水溫、水深等常規參數。

5.2.3DGT裝置的回收和保存

從沉積物和濕地土壤中取出DGT裝置，標記水-土界面位置，用去離子水清洗裝置表面。

將DGT裝置中的固定膜取出，裝入自封袋內，滴入少量去離子水保濕后，密封保存待分析。

5.3DGT樣品分析步驟

5.3.1DGT固定膜切片與提取

將固定膜按一維（垂向）方向切成長條狀（寬度1-5mm），并依次置于離心管中進行

提取。對于ZrO-Chelex固定膜，先加入1.0mol/LHNO3提取金屬陽離子，室溫靜置16h以

上，然后加入0.20mol/LNaOH-0.50mol/LH2O2提取氧化型陰離子，在4℃條件下靜置3-5h；

對于AMP-TH固定膜，加入1.00mol/LNaCl用于提取氨氮(NH4-N)與硝酸鹽氮(NO3-N)，室

溫靜置16h以上。取出固定膜后，保存提取液待測定。

5

5.3.2提取液測定

用紫外分光光度計或者微孔板分光光度計法測定磷(P(V))、氨氮(NH4-N)、硝酸鹽氮

(NO3-N)和鐵(Fe(Ⅱ))，用電感耦合等離子體質譜儀測定重金屬元素，包括砷(As(Ⅲ)/As(V))、

鉻(Cr(Ⅵ))、鉬(Mo(Ⅵ))、銻(Sb(V))、硒(Se(Ⅵ))、釩(V(V))、鎢(W(Ⅵ))、鎘(Cd(Ⅱ))、鈷(Co(Ⅱ))、

銅(Cu(Ⅱ))、錳(Mn(Ⅱ))、鎳(Ni(Ⅱ))、鉛(Pb(Ⅱ))、鋅(Zn(Ⅱ))。

1）磷(P(V))測定流程

根據GB11893規定的鉬酸銨分光光度法測定DGT提取液中磷(P(V))：吸取適量溶液樣

品至96孔酶標板微孔中，加入顯色劑，待顯色穩定后，在700nm波長下讀取微孔板的吸光

值，扣除微孔板的空白吸光值后得到每個微孔中溶液的吸光度，根據標線換算成提取液中磷

(P(V))的濃度。

2）氨氮(NH4-N)測定流程

根據HJ535規定的納氏試劑分光光度法測定DGT提取液中氨氮(NH4-N)：吸取適量溶

液樣品至96孔酶標板微孔中，加入顯色劑，待顯色穩定后，在420nm波長下讀取微孔板的

吸光值，扣除微孔板的空白吸光值后得到每個微孔中溶液的吸光度，根據標線換算成提取液

中氨氮(NH4-N)的濃度。

3）硝酸鹽氮(NO3-N)測定流程

根據HJ/T346規定的紫外分光光度法測定DGT提取液中硝酸鹽氮(NO3-N)：吸取適量

溶液樣品至96孔石英酶標板微孔中，加入鹽酸，在210nm波長下讀取吸光值，扣除微孔板

的空白吸光值后得到每個微孔中溶液的吸光度，根據標線換算成提取液中硝酸鹽氮(NO3-N)

的濃度。

4）鐵(Fe(Ⅱ))測定流程

根據HJ/T345規定的鄰菲啰啉分光光度法測定DGT提取液中鐵(Fe(Ⅱ))：吸取適量溶

液樣品至96孔酶標板微孔中，加入顯色劑和還原劑，待顯色穩定后，在520nm波長下讀取

吸光值，扣除微孔板的空白吸光值后得到每個微孔中溶液的吸光度，根據標線換算成提取液

中鐵(Fe(Ⅱ))的濃度。注意：亞鐵易氧化，樣品取出后應盡快測定，且測試全程需要用去氧

水，包括試劑配制。

5）重金屬測定

根據HJ776規定的電感耦合等離子體發射光譜法測定DGT提取液中的重金屬。

6

5.4數據計算

5.4.1固定膜中營養鹽和重金屬累積量的計算

積累量的計算按照公式（1）進行：

···············································(1)

?e(?e+?g)

e

式中：?=?

M——DGT固定膜中目標物的累積量，單位為毫克（mg）；

Ce——提取液中目標物的濃度，單位為毫克每升（mg/L）；

Ve——提取液體積，單位為毫升（mL）；

Vg——DGT固定膜體積，單位為毫升（mL）；

fe——DGT固定膜中目標物的提取率（附錄A）。

5.4.2DGT有效態含量的按照公式（2）進行：

················································(2)

??g

DGT

式中：?=???

CDGT——DGT有效態含量，單位為毫克每升（mg/L）；

?g——擴散層厚度，單位為毫米（cm）；

D——目標離子在擴散層中擴散系數（附錄B），單位為平方厘米每秒（cm2/s）；

A——固定膜切片的面積，單位為平方厘米（cm2）；

t——DGT裝置的靜置時間，單位為秒（s）。

5.5質量保證與控制要求

DGT濃度計算時應扣除DGT空白值得到樣品的準確濃度。

7

附錄A

（資料性）

DGT固定膜提取率

DGT固定膜提取率見表A.1。

表A.1DGT固定膜提取率

固定膜類型目標物提取率

釩(V(V))0.754

鉻(Cr(Ⅵ))0.948

砷(As(Ⅲ)/As(V))0.741

硒(Se(Ⅵ))0.963

鉬(Mo(Ⅵ))0.981

銻(Sb(V))0.512

鎢(W(Ⅵ))0.780

磷(P(V))0.862

ZrO-Chelex

錳(Mn(Ⅱ))0.967

鈷(Co(Ⅱ))0.975

鎳(Ni(Ⅱ))1.05

銅(Cu(Ⅱ))1.03

鋅(Zn(Ⅱ))0.88

鎘(Cd(Ⅱ))0.938

鉛(Pb(Ⅱ))0.955

鐵(Fe(Ⅱ))0.889

氨氮(NH4-N)0.843

AMP-TH

硝酸鹽氮(NO3-N)1.03

注：來源于Wangetal.,2017和Renetal.,2017。

8

附件B

（資料性）

擴散系數

B.1營養鹽和重金屬離子在DGT擴散層中的擴散系數（25℃）見表B.1。

表B.1待測目標物在DGT擴散層中的擴散系數

目標物擴散系數(×E-6cm2/s，25℃)

釩(V(V))8.64

鉻(Cr(Ⅵ))7.95

砷(As(Ⅲ)/As(V))6.56

硒(Se(Ⅵ))6.75

鉬(Mo(Ⅵ))6.90

銻(Sb(V))6.69

鎢(W(Ⅵ))7.47

磷(P(V))6.86

錳(Mn(Ⅱ))5.91

鈷(Co(Ⅱ))6.53

鎳(Ni(Ⅱ))6.54

銅(Cu(Ⅱ))6.59

鋅(Zn(Ⅱ))6.89

鎘(Cd(Ⅱ))6.38

鉛(Pb(Ⅱ))8.41

鐵(Fe(Ⅱ))6.40

氨氮(NH4-N)20.00

硝酸鹽氮(NO3-N)6.29

注：來源于Wangetal.,2017和Renetal.,2017。

B.2不同溫度下待測目標物的擴散系數按照公式B.2進行。

(B.2)

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