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题名利用高低频土壤介电常数预测土壤Cd质量比研究
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作者
石英
黄忭
罗焱瑾
宋艳梅
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机构
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期2855-2864,共10页
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基金
国家重点研发计划项目(2018YFC800400)。
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文摘
通过研究Cd质量比对土壤相对介电常数影响的变化规律,为地质雷达快速无损地探测重金属污染程度提供理论依据。首先在100 MHz和15 MHz频率下,使用高频Q表对已知含水率(0.05 cm^(3)/cm^(3)、0.13 cm^(3)/cm^(3)、0.16 cm^(3)/cm^(3)、0.20 cm^(3)/cm^(3)、0.25 cm^(3)/cm^(3)和0.28 cm^(3)/cm^(3))和Cd质量比(0、15.2 mg/kg、68.4 mg/kg、83.6 mg/kg、100 mg/kg、152 mg/kg、190 mg/kg和250 mg/kg)的土壤样品进行相对介电常数的测量。在剔除异常值后,使用最小二乘法对所获得的数据进行拟合得到在100 MHz下的相对介电常数与含水率之间的关系,并在15 MHz的相对介电常数条件下得到2个经验公式,即不同含水率下的Cd质量比与相对介电常数的关系式。最后在100 MHz和15 MHz 2个频率下测试了验证组土壤样品的相对介电常数,并使用经验公式对验证组样品的含水率和Cd质量比进行预测计算。结果表明:1)测量频率为100 MHz时,土壤介电常数与水分含量的拟合系数高达0.9984;2)测量频率为15 MHz时,各含水率下的土壤介电常数与Cd质量比的拟合系数在0.85以上;3)使用验证组数据对前述两组定量公式的校验结果表明,含水率的预测值和实测值差异在0.01 cm^(3)/cm^(3),Cd质量比的预测值和实测值差异约为6 mg/kg。因此,使用多个频率测定土壤的相对介电常数,并根据得出的经验公式可以定量分析相对介电常数与含水率和Cd质量比的数量关系,这为定量估算土壤中重金属质量比提供了新途径。
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关键词
环境工程学
镉污染土壤
镉质量比预测
相对介电常数
定量分析
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Keywords
environmental engineering
cadmium-contaminated soils
cadmium mass ratio prediction
relative permittivity
quantitative analysis
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分类号
X53
[环境科学与工程—环境工程]
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