中国环境科学

作者：王泽亚, 徐亚, 董路, 能昌信, 潘永泰, 刘玉强

单位：1. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院, 北京 100083; /\r\n2. 中国环境科学研究院土壤与固体废物研究所, 北京 100012

关键词：相位,介电特性,物探,联合反演

基金：

国家重点研发计划（2018YFC1800902）；国家自然科学基金资助项目（51708529）；中央级院所基本科研业务专项重点项目（2016YSKY14）

为研究不同污染情况下土壤复电阻率的时间变异特征及控制机制，设计了人工砂土和水2种不同的介质作对照，以NaCl、MnCl2和模拟海水作为污染物分别模拟海水入侵和金属离子污染场景，测量100~103Hz范围内的相位变化并观测其时变特性.结果显示，无论在纯液相介质中还是在土壤介质中，相位值都随着污染物浓度的增大而减小，随频率的增大而增大.随着污染物浓度的变化，土壤介质中的相位比水相介质中更加敏感.在土壤和水的背景环境下，通入1g/L的NaCl溶液，在1Hz条件下测量，土壤相位下降了约42%，而水相介质几乎看不出相位变化.针对固定频率进行多次测量的结果表明，水相介质中的相位值稳定而土壤介质中的相位值在中高频段（>16Hz）表现出了明显的时变特征，这种时变性也随着污染物浓度的增大而减小.在102Hz时，测得沙柱背景值的相位浮动范围在-4.05~-11.67mrad，方差达到4.8，而在水相溶液中方差仅为0.09.复电阻率法对金属离子污染土壤的反应很灵敏，有较好的指示意义，其参数变化主要与孔隙水中金属离子含量有关.但由于多相介质的相界面特征以及孔隙结构的复杂性，使得交变电流下电荷载流子在介质中的迁移极化规律混乱，造成相位波动.

来源：2019年第3期

《中国环境科学》期刊编辑部

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