被动采样器的部署和性能的影响因素
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2024-04-11 14:19:11
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原标题：被动采样器的部署和性能的影响因素

在自然水生环境中，被动采样器的部署和性能受到多种因素的影响，其中扩散边界层（DBL）和生物膜的形成是两个关键的考虑因素。以下是对这些因素及其对被动采样器性能影响的详细分析。

扩散边界层（DBL）的影响

  1. DBL的定义和形成：
  2. 扩散边界层是指紧贴固体表面的一层流体，其中流动受到摩擦力的影响，速度减慢，甚至可能转变为层流。在这一层中，流体的混合主要通过扩散进行，而不是对流。
  3. DBL对化合物迁移率的影响：
  4. DBL的厚度决定了分析物从水体主体向被动采样器表面的迁移速率。DBL越薄，分析物的扩散速率越快，从而提高了采样效率。
  5. 湍流对DBL的影响：
  6. 水流的湍流程度对DBL的厚度有显著影响。高湍流条件下，DBL变薄，加速了分析物的总扩散速率。

生物膜形成的影响

  1. 生物膜的形成和影响：
  2. 在自然水生环境中，被动采样器的表面可能会形成生物膜，即生物污垢。这些生物膜可能会改变DBL的特性，从而影响化合物的吸收和扩散。
  3. 生物膜对被动采样器性能的影响：
  4. 生物膜的形成可能导致对环境污染物浓度的低估。例如，在Hg-DGT（汞的扩散梯度薄膜）上观察到的生物膜形成会导致对环境汞浓度的严重低估。
  5. 防止生物污垢的措施：
  6. 为了提高长期暴露性能，研究者采用了多种方法来防止生物污垢的形成。例如，使用纳米颗粒银可以有效地抑制Hg-DGTs上生物膜的生长，而不对汞的测量产生负面影响。

DGT生物污垢的研究现状

  1. 研究不足和挑战：
  2. 尽管已有一些研究关注DGT生物污垢的问题，但这一领域仍然是研究不足的。生物膜对DGT性能的影响可能具有pH依赖性，并且其性质和厚度取决于周围的环境参数。
  3. 环境参数的影响：
  4. 形成的生物膜的性质和厚度都受到水流等环境参数的影响，这些因素可能会对分析物的吸收产生不同的影响。
  5. 长期部署的考虑：
  6. 任何长期的DGT部署都需要仔细考虑生物污垢的潜在影响，因为这些伪影可能会限制分析物的积累，从而导致数据的误解。

在自然水生环境中部署被动采样器时，必须考虑DBL和生物膜形成对采样效率和数据准确性的影响。通过理解这些因素的作用机制和环境依赖性，可以采取措施减少它们对被动采样器性能的影响。例如，通过使用纳米颗粒银等材料来抑制生物膜的生长，可以提高长期暴露性能。然而，需要更多的研究来深入理解生物污垢的形成机制和影响，以及开发更有效的防治措施。通过这些努力，可以提高被动采样器在环境监测中的准确性和可靠性。

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