铬污染土壤电阻率和复电阻率实验方法研究

摘要

近年来，中国工业发展的脚步越来越快，但是工业快速发展过程中的一些环境污染问题也随之产生，尤其是重金属对土壤的污染。因此开展重金属对土壤的污染调查已经成为环境保护中的一项重要工作。地球物理方法由于具有快速、高效、经济等特有的优点，已经被用于土壤重金属污染的调查研究中。由于土壤相对于岩石，有着与岩石相似而又不能完全等同于岩石的属性。土壤质地松散，含水率升高之后，土粒间的孔隙度随之变化，因此土壤有它特有的复杂性。　　本研究在收集和分析国内外相关研究资料的基础上，研制了一套室内电阻率和复电阻率测量的时-频域测量实验装置，并对该装置每个实验环节进行了大量的实验验证，为保证测量精度，对土壤样品处理和制样流程进行了规范。研发的装置分为时域测量和频域测量部分。时域方面：对“米勒盒”的供电电极AB、测量电极MN、充放电时间、放电曲线做了系统的实验研究。频域方面：基于Labview，建立复电阻率测量装置平台，统一了供电波形、供电频率、测量采集模式。利用已经建立的室内复电阻率测量装置测量平台进行物理模拟实验。具体方法是：配10份土样，按照土样配置标准，依次配置成10个不同污染物浓度的土样，每个土样又分3种不同的孔隙度和4种不同的含水率。所能测得的物理参数有:电阻率、极化率、幅值、相位，通过参数分析，得出了这些物理参数随土壤含水率、孔隙度、污染物浓度变化的相关性。利用室外建立铬污染模拟场地，将钢电极和不极化电极按照预先设计好的测线点位放置，并与时-频域测量装置连接，同时进行时域电阻率和频域复电阻率测量。复电阻率方法（即频域）研究的重点在超低频段（2-5～26Hz）内，得出铬污染土壤在不同含水率、污染物浓度和孔隙度条件下的幅值、相位频散特性。实验结果表明，铬污染土壤复电阻率的幅值随频率增大呈递减趋势，相位随频率变化而变化，相频曲线呈一水平放置的S形曲线。含水率、铬污染浓度和孔隙度的改变都会对土壤复电阻率幅值和相位产生影响，然而相位峰值位置改变对含水率及孔隙度的变化较敏感，与铬浓度关系不大。在不移动电极的情况下，接上AGI高密度电法仪进行电阻率测量。将高密度电阻率二维反演结果与时-频域装置实验数据进行对比，结果表明，两者十分吻合，说明研制的室内电阻率和复电阻率测量的时-频域测量实验装置准确可靠。

目录

声明

1绪论

1.1选题背景及研究意义

1.2复电阻率法研究的现状

1.3本文技术路线

1.4本文创新点

1.5本文工作数据量

2铬污染土壤复电阻率特性基础理论

2.1土壤电导率研究

2.2土壤激发极化机理研究

2.3环境地球物理方法

2.4电法勘探常用装置

2.5土壤的时域特性

2.6土壤的频域特性

3室内电阻率、复电阻率测量装置实验研究

3.1土样统一配置标准

3.2污染土样的人工配置方法

3.3铬污染土壤浸出液配置

3.4重庆民丰化工厂铬污染场地土壤电阻率实验

4装置的改进

4.1供电电极AB和测量电极MN的处理对比实验

4.2回路短接实验

4.3电极确定实验

4.4充电时间确定实验

4.5供电波形确定实验

4.6放电曲线及其可重现性测试实验

4.7时-频域测量平台的建立

5室内电阻率和复电阻率实验

5.1 实验材料

5.2实验装置和测量仪器

5.3 实验内容

5.4时域实验结果分析

5.5频域实验结果分析

6室外时-频域装置场地实验

6.1时-频域装置测量实验

6.2AGI高密度电法仪测量

6.3结论

7结论和建议

研究生阶段参加的科研项目及发表的学术论文

致谢

参考文献