人造甜味剂（ASs）等新污染物层出不穷，其环境与健康风险日益受到关注。近日，国际癌症研究机构将一种典型的人造甜味剂阿斯巴甜列为“可能致癌物”，引发人们对这类物质的广泛担忧。构建和规范新污染物监测体系迫在眉睫。现有新污染物的环境监测方法耗时、耗力，存在基质干扰大、不确定性大等问题。梯度扩散薄膜（DGT）技术是一种原位、高效的绿色采样技术，近年来被广泛用于新污染物的环境监测领域。
【内容简介】
陈长二团队通过简单混合策略制备了一种对4种典型的人造甜味剂（三氯蔗糖、糖精、安赛蜜和甜蜜素）具有高效吸附性能的新型水凝胶，基于此开发了一种用于原位采集和检测环境水体中人造甜味剂的DGT被动采样器，并对该DGT采样器的洗脱策略、扩散系数、采样动力学、环境抗干扰能力、可靠性和稳健性进行了系统研究。该论文题为“Development of Diffusive Gradients in Thin-films with Mixed Binding Gels for in-situ Monitoring of Artificial Sweeteners in Waters”，发表在期刊 Environmental Science: Advances 上，并被选做期刊的外封面文章。
【要点1】测试了DGT各组件对于ASs的潜在吸附情况。基于此，挑选出聚丙烯酰胺水凝胶作为扩散层，聚醚砜（PES）滤膜为过滤层，WAX-XDA1(3:1, w/w)混合树脂作为吸附层中使用的吸附剂。对WAX-XDA1混合吸附胶的吸附容量测试发现每片吸附胶至少可以吸附20.6 mg ASs。
【要点2】WAX-XDA1-DGT在5天的实验室模拟部署时间内保持线性吸收，并且实测吸收量（黑色点）与理论计算的吸收量（红色实线）接近。这表明，本研究提出的DGT配置能严格遵循DGT理论。
【要点3】采用单因素影响实验研究了不同pH(5-8)、离子强度(0-0.5 M)和DOM浓度（0-10 M）对WAX-XDA1-DGT测量结果的影响，发现在上述环境条件下WAX-XDA1-DGT均可准确测定水中ASs。
【要点4】野外应用表明，WAX-XDA1-DGT可以获得与抓取采样相当或更低的结果。
【总结展望】
未来水质污染监测将依赖于现场部署的设备来原位测量潜在的有害污染物，这些设备可以获取动态水环境中浓度波动的化学品浓度。与抓取式采样相比，DGT技术的新颖之处在于，分析物在通过滤膜和扩散凝胶时会被预先去除掉不溶颗粒物。并且，DGT采样器有助于解决在极端天气条件下的采样安全问题。此外，由于其测量的是时间加权平均浓度，DGT技术可提供有关目标化学品偶发性排放的重要数据。总之，基于DGT的方法可以被认为是抓取式采样的重要补充，并且它更快、更简单、更灵敏。
本研究得到国家自然科学基金（NSFC 22006042/42277457）和广东省化学品污染与环境安全重点实验室(2019B030301008)的支持。
文章引用:
Hussain Ijaz,§ Jin-Xin Zi,§ Si-Si Liu,* Qi-Si Cai, Sheng-Ming Cheng, Zong-Xi Zhao, Guang-Guo Ying, Andy J. Sweetman and Chang-Er Chen*. Development of Diffusive Gradients in Thin-films with Mixed Binding Gels for in-situ Monitoring of Artificial Sweeteners in Waters, Environmental Science: Advances, 2023, DOI: 10.1039/D2VA00320A.