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引黄水库沉沙条渠沉积物的表面理化及分形特征研究
  • ISSN号:0250-3301
  • 期刊名称:环境科学
  • 时间:2011
  • 页码:1986-1993
  • 分类:X143[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]北京林业大学环境科学与工程学院,省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083, [2]北京林业大学林学院,北京100083, [3]中国城市规划设计研究院,北京100044
  • 相关基金:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07422-002-004); 国家自然科学基金项目(20977008 51078035); 国家高技术研究发展计划(863)项目(2007AA06Z301)
  • 相关项目:化学调质污泥聚集体的网络分形结构及其流体输送过程中对剪切的动态响应特征解析
中文摘要:

研究了引黄水库沉沙条渠泥沙沉积物的表面微观形貌和孔表面分形特征.采集了引黄供水鹊山水库沉沙条渠6个泥沙沉积物样品,对其粒径、形貌、孔隙结构、表面元素分布及分形特征进行分析,目的是考察由不同模型计算的颗粒孔表面分形维数和标度空间存在差异的原因,探讨这些颗粒表面微观形貌对其表面元素分布的影响.结果表明,泥沙沉积物颗粒的平均粒径约为18~83μm,主要以黏粒、粉砂和细砂粒为主;表面形貌和孔隙分布复杂多样,其BET比表面积约为8.248~31.60m^2/g,孔隙尺寸分布范围较宽(1.870~60.78 nm),平均孔径约为3.977~7.850 nm.采用热力学模型和分形FHH模型计算出的孔表面分形维数Ds约为2.67~2.89,标度空间一般在数nm到数十nm,但不同模型计算所得结果存在一定的差异,其主要原因是泥沙沉积物颗粒的孔尺寸分布不均一.基于孔尺寸分布数据计算的Ds约为2.12~2.60,其与分形FHH模型计算出的对应结果越接近,孔分布对Ds的贡献越大.此外,颗粒的复杂表面形貌对各元素分布有较强的影响,这是颗粒表面形貌的高度不均一性导致表面吸附位分布不均的结果.

英文摘要:

Surface morphology and pore surface fractal characteristics of the sediment in the desilting basin of Queshan Reservoir were studied.Six sediment samples were collected and particle size,morphology,pore structure and fractal characteristics,surface elements distribution were analyzed as well.The objectives of this study were to investigate the reason for the differences among the pore surface fractal dimensions and fractal scales on the basis of different models,and discuss the effect of surface morphology of these sediment particles on their surface elements distribution.The results showed that these sediment particles with average diameter of 18-83 μm were mainly composed of clay,silt and fine sand.Their complex surface morphology and pore size distribution were reflected by wide range of the BET surface area(8.248-31.60 m^2/g),average pore diameter(3.977-7.850 nm) and pore-size distribution(1.870-60.78 nm).Although the pore surface fractal dimensions(Ds),based on fractal FHH or thermodynamic models,were 2.67-2.89,and their fractal scales generally ranged from several nanometers to tens of nanometers,the differences were still observed in Ds values calculated from above two models because of inhomogeneity in surface pore size distribution.Therefore,the Ds based on pore-size distribution were 2.12-2.60,these values close to Ds calculated from fractal FHH models revealed that pore-size distribution could contribute significantly to Ds calculation.In addition,the heterogeneous surface adsorption sites of these sediment particles caused by much complex surface morphology had strong influence on the each element distribution on the particle surface.

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期刊信息
  • 《环境科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:赵进才
  • 地址:北京市2871信箱(海淀区双清路18号)
  • 邮编:100085
  • 邮箱:hjkx@rcees.ac.cn
  • 电话:010-62941102 62849343
  • 国际标准刊号:ISSN:0250-3301
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1895/X
  • 邮发代号:2-821
  • 获奖情况:
  • 在全国第一届和第二届优秀科技期刊评比中分别荣获...,二次荣获中国科学院优秀期刊评比一等奖,荣获中国期刊方阵双奖期刊荣誉
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国剑桥科学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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