冻融过程中污染物在湖泊冰水双介质体系迁移作用及机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51669022
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:39.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E1007.环境污染治理与修复
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:赵胜男; 冯素珍; 杨芳; 吴用; 刘禹; 宋爽; 田伟东; 孙驰; 赵东源;
- 关键词:
项目摘要
Freezing and thawing caused the lake water phases change, the mechanism is the function of hydrogen bonds between water molecules, and this process is in the company of energy conversion. Energy is the one of important driving factors of physical motion. So, energy gradient is caused by freeze-thaw action and will lead to substance movement. Taking Ulansuhai Lake of Inner Mongolia as our research area, firstly, it analyzes the characteristics of energy conversion and ice-water dual media structural in process of freezing and thawing. Secondly, based on first-principles, it calculates ion’s adsorption capability in two water phases and binding energy of same ion, and compares substance structural stability in the ice-water dual media. Then, according to the difference in certain ion’s concentration of two media, it works out the theory transport capacity of the ions. Further, coupling these two energy systems of water phase change and ion’s transportation in ice- water medium, and using the water quality data from simulation experiments and field monitoring, revises and verifies the theoretical parameters of transportation. In conclusion, it discloses the unique characteristics of contaminants transport during the freezing and thawing in cold area lakes, and reveals the contaminant transport capacity and contribution on freeze-thaw effect. So, it provides a scientific foundation of cold area lakes environmental protection and management for choosing the best time and optimum plan.
冻融作用引起湖泊冰、水双介质相互转化,其机理是水分子中氢键的缔合与断裂,在此过程中伴随着能量转化,能量又是推动物质运动的唯一驱动因素,因此冻融作用造成的能量梯度必然引起物质迁移运动。项目以内蒙古乌梁素海湖泊为研究区,首先,分析冻融过程中冰、水介质结构变化及能量转化特征。然后,通过第一性原理计算液态水与固态水对同一离子的吸附作用及结合能,进而比较物质在冰、水双介质体系中的结构稳定性,获得同一离子在两种环境下吸附浓度的差异,计算冻融过程双介质中的理论迁移量。进一步,将冰、水转化过程的能量值与物质在两种介质中的结合能进行耦合关联,通过实验模拟及实地监测的冰、水介质特征指标进行理论迁移量的参数修订与验证。最终,摸清寒区湖泊在冻融过程中污染物独特的迁移特征,明确由冻融作用引起污染物迁移的能力与贡献作用,为寒区湖泊环境保护、治理的最佳时间与方案制定提供科学依据。
结项摘要
冻融作用引起湖泊冰、水双介质相互转化,其机理是水分子中氢键的缔合与断裂,在此过程中伴随着能量转化,能量又是推动物质运动的唯一驱动因素,因此冻融作用造成的能量梯度必然引起物质迁移运动。项目以内蒙古乌梁素海湖泊为研究区,分析了冻融过程中冰、水介质结构变化及能量转化特征。通过第一性原理计算液态水与固态水对同一离子的吸附作用及结合能,并比较不同离子在冰、水双介质体系中的结构稳定性,获得同一离子在两种环境下吸附浓度的差异,计算冻融过程双介质中的理论迁移量。利用物质在两种介质中的结合能及物质分配系数计算了不同离子在冰、水介质间的迁移量。得出了寒区湖泊在冻融过程中污染物独特的迁移特征,明确由冻融作用引起污染物迁移的能力与贡献作用。
项目成果
期刊论文数量(22)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
寒旱区乌尔逊流域春季水体氢氧同位素与水化学特征研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:干旱区研究
- 影响因子:--
- 作者:郭子扬;史小红;李畅游
- 通讯作者:李畅游
乌梁素海盐分在冰—水—沉积物间的分布及迁移特征
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:湖泊科学
- 影响因子:--
- 作者:姜涛;张生;史小红
- 通讯作者:史小红
First-Principles Study on the Migration of Heavy Metal Ions in Ice-Water Medium from Ulansuhai Lake
乌兰素海冰水介质中重金属离子迁移的第一性原理研究
- DOI:10.1088/1748-0221/5/11/c11015
- 发表时间:2018
- 期刊:Water
- 影响因子:3.4
- 作者:Chi Sun;Changyou Li;Jianjun Liu;Xiaohong Shi;Shengnan Zhao;Yong Wu;Weidong Tian
- 通讯作者:Weidong Tian
A modified QWASI model for fate and transport modeling of mercury between the water-ice-sediment in Lake Ulansuhai
乌兰素海湖水-冰-沉积物之间汞的归宿和迁移模拟的改进 QWASI 模型
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:Chemosphere
- 影响因子:8.8
- 作者:Liu Yu;Li Changyou;shi xiaohong
- 通讯作者:shi xiaohong
Seasonal varieties and influential factors of heavy metals in sediments of Wuliangsuhai Lake
乌梁素海沉积物重金属季节变化及影响因素
- DOI:10.2166/ws.2020.122
- 发表时间:--
- 期刊:Water Supply
- 影响因子:1.7
- 作者:Weidong Tian;Guoxia Pei;Shengnan Zhao;Xiaohong Shi;Hanmeng Zhang;Biao Sun;Shuang Song;Chi Sun;Hong Ma
- 通讯作者:Hong Ma
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其他文献
乌梁素海覆冰特征及其对营养盐分布的影响分析
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:水力发电学报
- 影响因子:--
- 作者:李畅游;杨芳;史小红;孙标;赵胜男;岑睿
- 通讯作者:岑睿
Mullite Oxidation Resistant Coating for SiC-coated Carbon/Carbon Composites by Supersonic Plasma Spraying
超音速等离子喷涂SiC涂层碳/碳复合材料莫来石抗氧化涂层
- DOI:10.1103/physrevd.101.012007
- 发表时间:--
- 期刊:Journal of Materials Science & Technology
- 影响因子:--
- 作者:马超;韩志海;李贺军;吴恒;付前刚;孙粲;史小红;张雨雷;张振中;陶珺
- 通讯作者:陶珺
2016-2017年乌梁素海夏季水体营养状态及影响因子研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:湖泊科学
- 影响因子:--
- 作者:全栋;史小红;赵胜男;张生;刘晶晶
- 通讯作者:刘晶晶
封闭型内陆湖泊夏季氮素赋存特征——以达里诺尔湖为例
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:农业环境科学学报
- 影响因子:--
- 作者:杨旭;李畅游;李文宝;史小红;王旭阳;赵胜男
- 通讯作者:赵胜男
乌梁素海沉积物中有机质与营养元素分布特征研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国农村水利水电
- 影响因子:--
- 作者:赵胜男;李畅游;史小红;李卫平;孙标
- 通讯作者:孙标
其他文献
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