模拟扰动条件下太湖表层 沉积物磷行为的研究
模拟扰动条件下太湖表层
沉积物磷行为的研究Ξ
张 路 范成新 秦伯强 杨龙元
(中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008)
提 要 利用恒温震荡器构筑的模拟扰动环境,研究了太湖水-沉积物界面的磷释放和吸
附行为.结果表明:表层沉积物的磷酸盐释放作用在模拟扰动条件下并不十分明显,在低强度的扰动条件下未观察到释放现象,模拟高强度扰动后,出现一个相对较强的释放过程.最大释放时沉积物上覆水浓度约为低强度扰动时的3倍.最大释放时间(T max )可能受磷酸盐形态分布的不同而有所差异.相比较而言,磷酸盐的吸附作用表现得十分明显且迅速,沉积物上覆水磷酸盐浓度在0.5h 后分别由0.229mg/L 和0.215mg/L 下降为0.05mg/L 和0.013mg/L.可以看出当上覆水磷酸盐浓度较高时,吸附作用的强度远大于释放作用.在25℃,模拟中等强度(100rpm )的模拟扰动条件下,当初始磷酸盐浓度为1.01mg/L 时,梅梁湾和五里湖的表层沉积物吸附容量分别为每克干重吸附0.042mg 和0.050mg 磷酸盐.这种较高的吸附能力对浅水湖泊的磷酸盐缓冲作用能起到积极作用.
关键词 沉积物再悬浮 磷 释放和吸附 太湖
分类号 P512.3
太湖位于长江三角洲经济发达地区,面积2338km 2,平均水深为2.0m 左右,属典型的浅水湖泊.近年来,全湖平均营养程度上升明显,已由十年前的中营养-中富营养转变成现在的中富营养-富营养.部分湖区,如五里湖湖区及梅梁湾的北部湖区出现过极富营养状况,大量蓝藻曾导致无锡市自来水厂滤池堵塞[1].全湖平均氮磷比为35∶1[2],生物营养限制因子为磷[3].因此,开展磷元素行为的研究对太湖富营养化形成机理及制定湖泊生态恢复对策具有重大意义.
湖泊沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径.对太湖这样的大型浅水湖泊而言,营养盐一旦进入湖泊,就会在沉积物和水体之间反复多次循环.在较长一段时间内,沉积物一般充当营养盐的吸收剂,导致营养盐在沉积物中的蓄积.由于风力和湖流引起湖泊底部沉积物的扰动使沉积物处于再悬浮状态,这种再悬浮状态会强烈地影响磷在沉积物-水界面间的再分配,并有助于营养盐的释放或再生[4].因此,为研究再悬浮状态下磷酸盐在沉积物-水界面间的释放和吸附能够比较真实地反映湖泊底泥中磷酸盐的归趋,即了解磷酸盐在沉积物中是被保留还是被释放,并了解自然条件下沉积物对水体磷酸盐的贡献,本实验将利用恒温震荡仪模拟再悬浮条件进行这方面的探讨.
对于沉积物营养元素释放作用的研究,国内通常采用静态释放法.吴根福[5]等人研究了杭州西湖底泥的释磷情况.尹大强[6]等通过改变环境因子对五里湖沉积物进行了磷释放研
第13卷第1期2001年3月 湖 泊 科 学J OU RNAL OF LA KE SCIENCES
Vol.13,No.1Mar.,2001Ξ中国科学院资源与环境“九五”重点课题(KZ -952-J1-212)以及江苏省自然科学重点基金(B K99204-2)资助.收稿日期:2000-09-10;收到修改稿日期:2000-10-10.张路,男,1975年生,硕士.
究.这些方法未考虑因扰动造成的再悬浮状况对沉积物磷行为的影响.由于静止状态在自然条件下几乎不可能存在,因此不能真实反映浅水湖泊底泥在自然条件下的磷酸盐释放的实际情况.本实验在这方面进行了改进.
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 沉积物 根据太湖梅梁湾湖区及五里湖湖区沉积物分布的特点及富营养化现状,利用全球卫星定位系统(GPS)定位,分别在太湖梅梁湾区Ⅰ(31°28′31″N,120°11′39″E)及五里湖东部湖区Ⅱ(31°30′55″N,120°15′04″E)选取了两个采样点(图1).用彼得生采泥器采集样点表层
沉积物大约1000g(厚度约为5cm),匀化后装入清洁的聚乙烯保鲜袋中备用
.
图1 梅梁湾及五里湖采样点示意图Fig.1 Sampling locations in the
Meiliang Bay and Wulihu Lake 1.1.2 水样 用有机玻璃采样器采集样点沉积物上覆水约2升,装入清洁的聚乙烯瓶中并使不留气泡.回实验室后立即经孔径为0145μm的玻璃纤维滤膜(Whatman GF/C)过滤.过滤后的上覆水样置于冰箱内4℃保存备用.两采样点上覆水体磷酸盐浓度分别为0.035、0.037mg/L.
1.1.3 实验仪器 生化恒温振荡培养器(恒温0-50℃(±1℃),转速:0-250rpm);低速离心机(0-4000rpm);7210紫外-可见分光光度计(上海分析仪器厂).
1.2 实验方法
1.2.1 磷形态分析 对两个点沉积物样品的磷形态按照溶解态磷(DP)、铝磷(AlP)、铁磷(FeP)、钙磷(CaP)、闭蓄态铁磷(OFeP)、闭蓄态铝磷(OAlP)及有机磷(orgP)分类,以了解太湖表层沉积物磷元
素的形态组成.分析方法按《湖泊富营养化调查规范》[7]进行.
1.2.2 磷释放 分别称取两个样点各5.00g(湿重,并另取鲜泥样进行含水率测定)表层沉积物于10个250mL锥形瓶中,各加入100mL过滤后的上覆水样,放入恒温振荡培养箱内,在25℃条件下,敞口蔽光培养.扰动强度的变化通过调节恒温振荡培养箱转速(rpm)来达到.实验条件及实验流程为:
0h 每3h取样一次
60rpm
12h
9h后取样
停止扰动,静置
21h
保持静置
24h
每3h取样一次
140rpm
48h
其中,培养时间为0h的样品为过滤后的原上覆水水样.
1.2.3 磷吸附 太湖整体在不同时空上的水体磷酸盐浓度分布有较大差异,1998年水体磷
63湖 泊 科 学 13卷
酸盐浓度为0.001-0.146mg/L ①.由于点源排放的极端情况,梅梁湾湖区曾检测到0.29mg/L 的峰值浓度[2].为了提高实验的准确度,将吸附前的初始浓度设置在实际情况下的浓度最大值附近,另外考虑到吸附后浓度的明显下降以及保证用钼-锑-抗分光光度法比色测定所得结果的相对误差较小,故采用0.2mg/L 作为吸附实验的水体磷酸盐起始浓度.
用50mg/L 的磷酸二氢钠溶液和样点上覆水配制吸附水样,使磷酸盐浓度在0.2mg/L 左右.同样称取各5.00g (湿重)表层沉积物于10个250mL 锥形瓶中.加100mL 此水样至锥形瓶中.在100rpm 的中等转速条件下,恒温25℃,敞口、蔽光培养.取样流程同上.此处吸附量为表观吸附量,由上覆水磷酸盐浓度变化差值求得.
1.2.4 吸附容量实验 由于污染物的排放,可能使局部湖区的磷酸盐浓度突然增大.通过容量实验可以了解太湖沉积物对磷酸盐浓度峰值的削减能力.选取了四组浓度:组Ⅰ(0.1mg/L ),组Ⅱ(0.2mg/L ),组Ⅲ(0.5mg/L ),组Ⅳ(1.0mg/L )进行吸附容量实验.在恒温振荡培养箱内以100rpm 的转速使沉积物处于悬浮状态,培养24h.通过培养前后磷酸盐浓度的对比来计
算表层沉积物在再悬浮状态下对PO 3-42P 的吸附容量.
1.3 分析方法
经预定时间培养后的水样,取出50mL 置于离心管中,在低速离心机中以3500rpm 的转速
离心20min ,再将上层清液经0.45μm 的玻璃纤维滤膜过滤后测定PO 3-42P 的浓度.PO 3-42P 的
分析方法参照《湖泊富营养化调查规范》[7],采用钼-锑-抗分光光度法进行.
2 结果与讨论
2.1 模拟扰动条件下表层沉积物的磷酸盐释放
自然条件下,沉积物对磷酸盐既有吸附作用,又有解吸作用,两者同时发生.在风力、生物扰动引起的磷酸盐释放强度超过湖泊底泥的吸附力时,沉积物的磷酸盐表观释放量为释放和吸附量的差值.
如图2所示,梅梁湾湖心和五里湖湖心表层沉积在60rpm 的轻微扰动条件下,沉积物的释放作用并不十分明显,甚至观察到有轻微的吸附作用.在12h 和24h 间的静止期,释放曲线呈一平台.24h 后,当扰动强度增大到140rpm 时,两个样点均出现了一个明显的释放过程,最大释放浓度约为60rpm 条件下的3倍.在本实验中,虽然不能确定实验室条件下的模拟扰动强度与自然条件下的风力、湖流及生物扰动的绝对强度间的定量关系,但这种相对性并不妨碍作者就沉积物中磷酸盐在扰动条件下的总体行为作一探索.
图2中两样点的表层沉积物再悬浮释放曲线在达到峰值后均呈下降趋势,这与氵鬲湖[8]沉积物柱状样品磷酸盐的释放研究中发现的情况类似.原因可能是再悬浮沉积物在动力扰动下向水体释磷过程达到一定程度后,磷释放进入一种“枯竭”状态,此时沉积物中磷向水体的释放过程与水体中的磷向沉积物上沉积和吸附过程达到一种动态平衡所致.
样点Ⅰ与样点Ⅱ沉积物在到达最大释放的时间(T max )上并不一致.T max ,Ⅰ>T max ,Ⅱ,可能是由于沉积物中磷的形态分布不同所致(表1).
溶解态磷(DP )能够迅速地溶解进入上覆水体,而且在湖泊沉积物中含量往往很少,对释731期 张 路等:模拟扰动条件下太湖表层沉积物磷行为的研究①中国科学院太湖湖泊生态系统研究站1998年报
图2 梅梁湾和五里湖沉积物在模拟扰动条件下的PO 3-42P 释放
Fig.2 Sediment release curves of phosphorus at the Meiliang Bay
and the Wulihu Lake under simulative dsiturbing conditions
放平衡时间的影响不大.其余形态为结合态磷,可能通过天然水体中生物和化学的水解作用转化为溶解态无机磷[9].其中,铝磷(AlP )可以通过化学水解作用转化为溶解态磷,但在样点沉积物中含量甚微(分别只占总量的0.012%和0.015%),因此不是影响磷酸盐释放平衡的主要因素.
表1 沉积物中磷形态分布(
μg/g )Tab.1 Distribution of the phosophorus conformation in sediments
样点
样品名称DP AlP FeP CaP OFeP OAlP orgP Ⅰ
Ⅱ梅梁湾五里湖 1.912.630.650.64204.79300.74180.13181.582263.462042.44 2.115.982589.91652.1
有机态磷可在水中溶解态磷酸酶的催化作用下转化为可溶性磷酸盐,随着水体中磷酸盐浓度的增加,其转化速度会由于竞争性抑制作用而进一步变慢[10],而且有机态磷在本实验的沉积物中其含量是主要的,因此是影响磷酸盐平衡的主要因素之一.而其他形态的磷,如闭蓄态磷、钙磷(CaP )等在扰动条件下很难水解进入上覆水体,故亦不是释磷平衡的主要因素.由于(orgP )Ⅰ>(orgP )Ⅱ,故样点Ⅰ磷释放平衡所需时间要大于样点Ⅱ,表现为释放曲线到达最大释放的时间要滞后.
2.2 模拟扰动条件下表层沉积物对磷酸盐的吸附作用
沉积物对磷酸盐的吸附作用和释放作用对于计算湖泊内源磷负荷非常重要.国内的研究较偏重沉积物的磷释放问题.现在,越来越多的证据表明,湖泊沉积物对于磷酸盐有较强的吸附作用,特别是在磷酸盐含量普遍较高的富营养化湖泊中,沉积物对于磷酸盐在更大程度上是“汇”,而非“源”.
83湖 泊 科 学 13卷
如图3所示,在中等强度的扰动条件,即100rpm 恒定转速模拟下,水体磷酸盐浓度在实验开始后的30min 内迅速下降,五里湖样点由0.229mg/L 降至0.05mg/L ,降低78%;梅梁湾样点由0.215mg/L 降至0.013mg/L ,降低94%.此后磷酸盐浓度下降速度明显趋缓.4h 后趋于稳定浓度.可以看出,梅梁湖和五里湖两个样点在模拟扰动条件下均呈现出强烈的吸附作用,从吸附后上覆水磷酸盐浓度看,两个样点的沉积物在相同扰动强度的模拟条件下均趋于0.02mg/
L.
图3 梅梁湾及五里湖沉积物模拟扰动条件下PO 3-42P 吸附曲线
Fig.3 Sediment absorption curves of the Meiliang Bay and
the Wulihu Lake under simulative disturbing condition
自然条件下,湖泊水体的磷酸盐浓度削减是由底泥吸附、生物吸收、微生物分解等多种化学生物过程共同作用造成的.但在本实验中,观察到吸附作用在30min 内即基本达到平衡,而
如此短的时间内生物作用是微乎其微的,且实验水样已经过0.45
μm 的滤膜过滤,水体中的藻类等微生物已被除去.所以吸附作用是造成磷酸盐浓度削减最主要的因素,此处把磷酸盐浓度的表观削减量近似等同于吸附作用量.但并不是说在此过程中就没有释放了,释放与吸附是可逆的过程,将同时发生在一个体系中.表观削减量实际上是两个过程的综合结果.
2.3 吸附容量实验
模拟扰动条件下,本实验观察到太湖沉积物有明显的吸附作用.这种吸附作用对水体磷酸盐具有显著的缓冲能力.当由入湖河流点源污染的输入造成局部湖泊水体的磷酸盐浓度突然增大时,湖泊沉积物的吸附缓冲作用将迅速减轻磷酸盐对局部湖泊水体的环境压力.这种缓冲作用在短时间内比磷酸盐的自然稀释和生物吸收作用更明显.通过吸附容量实验可以了解沉积物对磷酸盐的缓冲作用的大小.
吸附容量实验表明(图4):在初始磷酸盐浓度相同时,梅梁湖和五里湖两样点吸附后上覆水样磷酸盐浓度非常相近.说明两个样点沉积物对磷酸盐的吸附能力差异不显著.
表层沉积物(干重)模拟扰动条件下的吸附容量Q (10-3mg/g )按下式计算(表2).
931期 张 路等:模拟扰动条件下太湖表层沉积物磷行为的研究
图4 表层沉积物模拟扰动24h 后水体磷酸盐浓度
Fig.4 Phosphorus concentrations under simulative disturbing condition
表2 不同外部负荷模拟扰动条件下的磷吸附容量3
Tab.2 Absorption capacity of phosphorus under simulative disturbing condition at different external loadings 湖区
梅 梁 湾五 里 湖初始浓度(mg/L )
1.010.5140.2130.104 1.010.5140.2130.104结束浓度(mg/L )
0.0480.0460.0210.0170.0410.0320.0190.016吸附容量Q (10-3mg/
g )42.2±0.420.9±0.38.44±0.2 3.78±0.150.0±0.525.3±0.310.3±0.2 4.74±0.1 3梅梁湾湖区及五里湖东湖区表层沉积物含水率分别为55%和62%.
Q =(C 0-C t )×V
W ×(1-μ)式中,C 0为上覆水样磷酸盐初始浓度(mg/L );C t 为模拟扰动24h 后水样磷酸盐浓度(mg/L );V 为样品上覆水样体积(0.1L );W 为沉积物湿重(g );μ为沉积物含水率(%).
2.4 扰动条件对藻类生物量的影响
以1998年为例,太湖水体磷酸盐的峰值期为12月—次年1月,平均浓度为0.045mg/L.低值期在4-5月,平均浓度为0.012mg/L.在7-9月的藻华易发期,磷酸盐平均浓度为01015mg/L.应该可以这么说,在蓝藻大量繁殖期间,水体磷酸盐处于较低水平.相反,在磷酸盐水平相对较高时,藻类生物量的表征值———叶绿素a 含量却很低.
1998年太湖14个测点的叶绿素a 含量与溶解性活性磷酸盐(SRP )浓度的关系如图5、图6所示.
发现除了高含量叶绿素a ,高PO 3-42P 浓度的情况未出现外,其他情况都有出现.冬季叶绿
素平均含量较低时,磷酸盐在高低浓度均有分布,但平均浓度较高.由于温度条件的限制,藻类生物量较低,造成磷酸盐在生物利用率减低而使磷酸盐浓度处于较高水平.夏季叶绿素a 平均含量约比冬天高5-10倍,藻类生长吸收了大量溶解性磷酸盐,使其保持较低水平.同时,由于夏季强风过境频频,湖流波浪使沉积物处于扰动状态,再悬浮强烈,沉积物释磷作用显著,这些释放的磷酸盐对藻类的持续暴发起了一个后续营养库的作用.因此扰动条件下的释磷作用可能是藻类生物量在夏季能居高不下的主要原因之一.
04湖 泊 科 学 13卷
图5 太湖1-2月叶绿素a -PO 3-42P 关系Fig.5 Relationship between chlorophyll 2a and PO 3-4
-P of Taihu Lake from Jan.to Feb.3 结论
在模拟扰动条件下,表层沉积物的
磷酸盐释放作用受扰动强度的影响十分
明显.在低扰动强度下几乎观察不到释
放现象,当扰动超过一定的强度后,释放
作用才会明显发生.在模拟强扰动强度
下,两样点最大释放浓度分别为
01110mg/L 和0.089mg/L ,约为低强度
扰动条件下的3倍.说明自然条件下风
力、湖流和生物的扰动变化对磷酸盐释
放的影响较大.在进行湖泊底泥疏浚时,
应考虑疏浚扰动引起的磷酸盐释放及可
能造成的不利环境影响.
沉积物在模拟扰动条件下,对磷酸
图6 太湖7-9月叶绿素a -PO 3-42P 关系
Fig.6 Relationship between chlorophyll 2a and PO 3-42P of Taihu Lake from J ul.to Se p.盐的吸附作用表现得十分明显.开始的
0.5h 内吸附作用最为强烈,后逐渐趋
缓.并在4h 后趋于稳定,且吸附强度远
大于释放.说明:在扰动条件下,上覆水
磷酸盐浓度较高时,沉积物在更大程度
上是磷酸盐的“汇”,而非“源”.
由此看来,沉积物的磷释放和吸附
作用是同时存在的,何种作用为主取决
于上覆水体中磷酸盐的浓度及扰动强度
等因素的综合作用.扰动强度增大、上覆
水磷酸盐浓度较低有利于磷的释放,反
之当外部磷酸盐浓度较高时,则吸附作用是主要的.沉积物-水构成了湖泊磷酸盐的天然缓冲体系:当水体磷酸盐负荷较低时,沉积物处于释磷状态,释磷强
度随扰动强度的加大而增加;反之当水体磷负荷较高时,沉积物则充当磷吸收剂.释磷过程相对较缓慢,故夏季湖泊水体磷释放峰值往往滞后于一次风情过程,而吸附过程则较为迅速.
沉积物在扰动条件下的释磷作用对夏季藻类的持续暴发起了一个推波助澜的作用.同时由于藻类的大量繁殖又反过来控制了水体溶解性磷酸盐的浓度处于一个相对较低的水平.
在25℃,100rpm 的中等扰动强度下,磷酸盐初始浓度为1.01mg/L 时,两样点每克干泥各能吸附42.2×10-3mg 及50.0×10-3mg 磷酸盐.考虑到太湖底泥总蓄积量的可观性,太湖整个对磷酸盐的吸附缓冲容量相当可观.在制定湖泊疏浚、生态保护计划时,应针对不同湖泊的实际情况,按照环境、经济效益最大化原则,避免既破坏环境、又浪费资金的盲目疏浚清淤.
141期 张 路等:模拟扰动条件下太湖表层沉积物磷行为的研究
24湖 泊 科 学 13卷
参 考 文 献
1 舒金华.我国主要湖泊富营养化程度的评价.海洋与湖沼,1993,24(6):616-620
2 孙顺才,黄漪平主编.太湖.北京:海洋出版社,1993
3 黄漪平,范成新等.太湖水质现状及变化趋势.中国科学院南京地理与湖泊研究所集刊(第9号).北京:科学出版社, 1993.27-35
4 Sven2Olof Ryding,Water Rast编.湖泊与水库富营养化控制.北京:中国环境科学出版社,1992
5 吴根福,吴秀昌等.杭州西湖底泥释磷的初步研究.中国环境科学,1998,18(2):107-110
6 尹大强,谭秋荣.环境因子对五里湖沉积物磷释放的影响.湖泊科学,1994,6(3):240-244
7 金相灿,屠清瑛主编.湖泊富营养化调查规范.第二版.北京:中国环境科学出版社.1990
8 范成新.氵鬲湖沉积物理化特性及磷释放模拟.湖泊科学,1995,7(4):341-350
9 晏维金,亢 宇,章 申等.磷在土壤中的解吸动力学.中国环境科学,2000,20(2):97-101
10 周易勇,付永清.水体磷酸酶:来源、特征及其生态学意义.湖泊科学,1999,11(3):274-282
Phosphorus R elease and Absorption of Surf icial Sediments
in T aihu Lake under Simulative Disturbing Conditions
ZHAN G Lu FAN Chengxin Q IN Boqiang YAN G Longyuan (N anji ng Instit ute of Geography&L i m nology,Chi nese Academy of Sciences,N anji ng,210008,P.R.Chi na)
Abstract
The phosphorus release and absorption of surficial sediments in Taihu Lake was studied under simulative disturbing conditions.The results showed that the sediment release effects of the Wuli2 hu Lake and the Meiliang Bay were not as remarkable as expected.Under lower disturbing inten2 sities,the release processes were not obvious.As the disturbing intensity became greater,an ob2 vious release process was observed.The time needed in getting maximal release was distinct be2 cause of the different phosphorus constitutions.
The phosophorus absorption was obivous under simulative condition.The phosphorus con2 centrations of upper water of surficial sediments in Taihu Lake were reduced from0.229mg/L and0.215mg/L to0.05mg/L and0.013mg/L under disturbing condition of100rpm and25℃, respectively.The experiment showed that the absorption intensity was much greater than the re2 lease intensity in higher phosphorus concentration of upper water of surficial sediment.Under 25℃and moderate disturbing intensity(100rpm),when the initial phosphorous concentration was1.01mg/L,the absorption capacity of surficial sediments of the Meiliang Bay and the Wulihu Lake could be up to0.042mg and0.050mg phosphorus per gram dry sediment.This huge ab2 sorption capability of surifical sediment may play a positive role in phosphorus buffering in shallow lakes.
K ey Words Resuspension,sediment,release and absorption,Taihu Lake
底泥中磷释放的影响因素
底泥中磷释放的影响因素 罗玉兰，徐颖 河海大学环境科学与工程学院 （210098） E-mail ：loulan0624@https://www.360docs.net/doc/eb1654044.html, 摘 要：综述了水体底泥中磷的化学形态以及磷素释放的影响因素。化学形态有水溶性磷、铝磷、铁磷、钙磷、还原态可溶性磷、闭蓄磷、有机磷等。磷素释放的影响因素有：溶解氧、温度、pH 值、磷存在的形态、微生物作用、沉积物-水界面磷的浓度梯度、盐度以及扰动。这些因素具有关联性。 关键词：底泥 化学形态 磷释放 影响因素 1 引言 P 是造成湖泊水质富营养化的关键性的限制性因素之一[1]。一般认为当水体中磷浓度在0.02 mg ·L - 1以上时,对水体的富营养化就起明显的促进作用[2 ] 。由于近年来大量未经处理的生活污水加上农业面源氮磷的大量流失，造成河流尤其是河口富营养化趋势的逐年加剧 [3 -4 ]。大量的磷在河流等水体中沉积下来，其在适宜的条件下会重新释放进入水体，从而延 续水体的富营养化过程并加剧了水体的恶化[5 - 8 ] 。 沉积物-水界面是水体和沉积物之间物质交换和输送的重要途径，沉积物中的磷可能通过有机质的矿化分解作用、铁氧化物解吸作用和沉积物扰动等形式向水体释放。本文根据国内外研究富营养化水体磷释放的有关资料，综述了水体底泥中磷的化学形态以及底泥中磷释放的影响因素，对于今后研究水体中磷行为、抑制水体富营养化、改善水质具有深远的意义及参考价值。 2 沉积物中磷的含量和存在形态 沉积物中磷形态通常分为水溶性磷( P sol ) 、铝磷(P Al ) 、铁磷(P Fe ) 、钙磷(P Ca ) 、还原态可溶性磷、闭蓄磷(P o-p ) 、有机磷(P org ) 等7 种化学形态[9 ] 。闭蓄磷表面有一层不溶性的 Fe (OH) 3 或Al (OH) 3 胶膜,包括一部分P Al 和P Fe ,溶解度极小，含量较小，这部分磷被认为 是生物不能利用的。水溶性磷和还原态可溶性磷可以通过物理溶解作用进入水体，在沉积物中的含量也不会太高，但它们是最先被释放出来的，可以很方便地被水生生物吸收利用[10 ]。 沉积物中P 的结合态及形态之间的相互转化是控制沉积物P 迁移和释放的主要因素。P 释放量是由不同的迁移和转化过程决定的，控制沉积物P 迁移（释放和形态转化）的环境参数的相对重要性首先取决于沉积物中P 的化学形态[11]。沉积物释P 量的多少并不与沉积物中的总 P 量成比例关系，释放进入间隙水中的P 大部分是无机可溶性P [12，13]。在厌氧释放过程中，
3高中物理竞赛模拟试题三及答案
1、一条轻绳跨过一轻滑轮(滑轮与轴间摩擦可忽略)，在绳的一端挂一质量为m 1的物体，在另一侧有一质量为m 2的环，求当环相对于绳以恒定的加速度a 2′ 沿绳向下滑动时，物体和环相对地面的加速度各是多少?环与绳间的摩擦力多大? 2.如图（a ）所示，一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h 高度后进入水平传送带，传送带的运行速度大小为v ＝4m/s ，方向如图。滑块离开传送带后在离地H 高处水平抛出，空气阻力不计，落地点与抛出点的水平位移为s 。改变h 的值测出对应的 s 值，得到如图（b ）所示h ≥0.8m 范围内的s 2随h 的变化图线，由图线可知，抛出点离地高度为H ＝__________m ，图中h x ＝__________m 。 3 (12分）过山车质量均匀分布，从高为h 的平台上无动力冲下倾斜轨道并 进入水平轨道，然后进入竖直圆形轨道，如图所示，已知过山车的质量为M ，长为L ，每节车厢长为a ，竖直圆形轨道半径为R, L > 2πR ，且R >>a ，可以认为在圆形轨道最高点的车厢受到前后车厢的拉力沿水平方向，为了不出现脱轨的危险，h 至少为多少？（用R ．L 表示，认为运动时各节车厢速度大小相等，且忽略一切摩擦力及空气阻力） 4．（20分）如图所示，物块A 的质量为M ，物块B 、C 的质量都是m ，并都可看作质点，且m ＜M ＜2m 。三物块用细线通过滑轮连接，物块B 与物块C 的距离和物块C 到地面的距离都是L 。现将物块A 下方的细线剪断，若物块A 距滑轮足够远且不计一切阻力，物块C 落地后不影响物块A 、B 的运动。求： （1）物块A 上升时的最大速度； （2）若B 不能着地，求m M 满足的条件； （3）若M ＝m ，求物块A 上升的最大高度。 5．（12分）如图所示，一平板车以某一速度v 0 匀速行驶，某时刻一货箱（可视为质点）无初速度地放置 s x （b ）
(答案1)波动光学习题..
波动光学习题 光程、光程差 1.在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ A ］ 2.在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ C ］ 3.如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ B ］ 4.如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1＜n 2＞n 3，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反 射光在相遇点的相位差为 (A) 2πn 2e / ( n 1 λ1)． (B)[4πn 1e / ( n 2 λ1)] + π． (C) [4πn 2e / ( n 1 λ1) ]+ π． (D) 4πn 2e / ( n 1 λ1)． ［ C ］ 5.真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 6.如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而 且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ A ］ P S 1S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 3λ1 n 1 3λ
《大学物理学》波动光学习题及答案
一、选择题(每题4分，共20分) 1．如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为2n 的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉。若薄膜厚度为e ，而且321n n n >>，则两束反射光在相遇点的位相差为（B （A ） 22πn e λ ； （B ） 24πn e λ ； （C ） 24πn e πλ -； （D ） 24πn e πλ +。 2．如图示，用波长600λ=nm 的单色光做双缝实验，在屏P 处产生第五级明纹，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P （A ）5.0×10-4cm ；（B ）6.0×10-4cm ； （C ）7.0×10-4cm ；（D ）8.0×10-4cm 。 3．在单缝衍射实验中，缝宽a =0.2mm ，透镜焦距f =0.4m ，入射光波长λ=500nm 位置2mm 处是亮纹还是暗纹？从这个位置看上去可以把波阵面分为几个半波带？（ D ） (A) 亮纹，3个半波带； (B) 亮纹，4个半波带；(C) 暗纹，3个半波带； (D) 暗纹，4个半波带。 4．波长为600nm 的单色光垂直入射到光栅常数为2.5×10-3mm 的光栅上，光栅的刻痕与缝宽相等，则光谱上呈现的全部级数为（B ） (A) 0、1±、2±、3±、4±； (B) 0、1±、3±；(C) 1±、3±； (D) 0、2±、4±。 5． 自然光以60°的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则（ B ） (A) 折射光为线偏振光，折射角为30°； (B) 折射光为部分偏振光，折射角为30°； (C) 折射光为线偏振光，折射角不能确定； (D) 折射光为部分偏振光，折射角不能确定。 二、填空题(每小题4分，共20分) 6．波长为λ的单色光垂直照射在空气劈尖上，劈尖的折射率为n ，劈尖角为θ，则第k 级明纹和第3k +级明纹的间距l = 32s i n λn θ 。 7．用550λ=nm 的单色光垂直照射牛顿环装置时，第4级暗纹对应的空气膜厚度为 1.1 μm 。 8．在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小。若1600nm λ=为入射光，中央明纹宽度为 3m m ；若以2400nm λ=为入射光，则中央明纹宽度为 2 mm 。 9．设白天人的眼瞳直径为3mm ，入射光波长为550nm ，窗纱上两根细丝之间的距离为3mm ，人眼睛可以距离 13.4 m 时，恰能分辨。 10.费马原理指出，光总是沿着光程为 极值 的路径传播的。 三、计算题(共60分) 11.（10分）在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m ，试求：(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，计算此单色光的波长；(2)相邻两明条纹间的距离． 解：(1)由λk d D x = 明知，23 0.26002110 x nm λ= =??， 3 n e
高中物理模拟试卷
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2010年乐化高中高考模拟试卷大重组(八) 物理 第一卷（选择题共40分） 一、选择题(本题包括 10小题．每小题给出的四个选项中．有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分．选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同，阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论是 A ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 B ．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关 C ．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 D ．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1=20，R 2=30，C 为电容器．已 知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则 A ．交流电的频率为0.02Hz B ．原线圈输入电压的最大值为200V C ．电阻R 2的电功率约为6.67 W D ．通过R 3的电流始终为零 3．如图所示，两个质量分别为m 12kg 、m 2 = 3kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F 1=30N 、F 2=20N 的水平拉力分别作用在m 1、m 2上，则 A ．弹簧秤的示数是25N B ．弹簧秤的示数是50N C ．在突然撤去F 2的瞬间，m 1的加速度大小为5m/s 2 D ．在突然撤去F 1的瞬间，m 1的加速度大小为13m/s 2 4．如图所示为竖直平面内的直角坐标系．一个质量为m 的质点，在恒力F 和重力 的作用下，从坐标原点O 由静止开始沿直线OA 斜向下运动，直线OA 与y 轴负方向成θ 角（θ>π/4）．不计空气阻力，重力加速度为g ，则以下说法正确的是 /s 图甲
(完整word版)波动光学复习题及答案
第九章波动光学 9.1 在双缝干实验中，波长λ =500nm 的单色光入射在缝间距 d=2×10-4 m的双缝上，屏到双缝的距离为2m，求： （1）每条明纹宽度；（2）中央明纹两侧的两条第10 级明纹中心的间距；（3）若用一厚度为e=6.6 × 10 m的云母片覆盖其中一缝后，零级明纹移到原来的第7 级明纹处；则云母片的折射率是多少？ 9 解：（1）Δχ=D = 2 500 140 m=5×10-3m d 2 10 4 （2）中央明纹两侧的两条第10 级明纹间距为 20Δχ =0.1m （3）由于e（n-1）=7 λ , 所以有 n=1+7 =1.53 e 9.2 某单色光照在缝间距为d=2.2 ×10-4的杨氏双缝上，屏到双缝的距离为D=1.8m，测出屏上20 条明纹之间的距离为9.84 × 10-2m，则该单色光的波长是多少？ 解：因为x Dy d 2 x 20 x 9.84 10 m 2.2 10 4 9.84 10 2 20 1.8 所以601.3nm 9.3 白光垂直照射到空气中一厚度e=380nm的肥皂膜（n=1.33）上，在可见光的范围内400～760nm），哪些波长的光在反射中增强？
r 2 r 1 k 干涉加强。所以 λ = 4ne 2k 1 在可见光范围内， k=2 时，λ =673.9nm k=3 时 , λ =404.3nm 9.4 如题图 9.4 所示，在双缝实验中入射光的波长为 550nm ， 用一厚度为 e=2.85 ×10-4cm 的透明薄片盖住 S 1缝，发现中央明纹 解：当用透明薄片盖住 S 1 缝，以单色光照射时，经 S 1缝的光程， 在相同的几何路程下增加了，于是原光程差的中央明纹位置从 O 点向上移动，其他条纹随之平动，但条纹宽度不变。依题意，图 中 O ' 为中央明纹的位置，加透明薄片后，①光路的光程为 r 1 e ne r 1 (n 1)e ；②光路的光程为 r 2 。因为点是中央明条纹的 位置，其光程差为零，所以有 r 2 [r 1 (n 1)e] 0 ，即 r 2 r 1 (n 1)e ⑴ 在不加透明薄片时，出现中央明条纹的条件为 解：由于光垂直入射，光程上有半波损失，即 2ne+ 2=k λ时， 。试求：透明薄片的折射率。
波动光学大学物理答案
习题13 13、1选择题 (1)在双缝干涉实验中,为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采取的办法就是[ ] (A) 使屏靠近双缝. (B) 使两缝的间距变小. (C) 把两个缝的宽度稍微调窄. (D) 改用波长较小的单色光源. [答案:C] (2)两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色平行光垂直入射.若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微小转动,则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小,并向棱边方向平移. (B) 间隔变大,并向远离棱边方向平移. (C) 间隔不变,向棱边方向平移. (D) 间隔变小,并向远离棱边方向平移. [答案:A] (3)一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为[ ] (A) λ / 4 . (B) λ / (4n ). (C) λ / 2 . (D) λ / (2n ). [答案:B] (4)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n ,厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了[ ] (A) 2 ( n -1 ) d . (B) 2nd . (C) 2 ( n -1 ) d +λ / 2. (D) nd . (E) ( n -1 ) d . [答案:A] (5)在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n 的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ,则薄膜的厚度就是 ［ ］ (A) λ / 2 . (B) λ / (2n ). (C) λ / n . (D) λ / [2(n-1)]. [答案:D] 13、2 填空题 (1)如图所示,波长为λ的平行单色光斜入射到距离为d 的双缝上,入射角为θ.在图中的屏中央O 处 (O S O S 21=),两束相干光的相位差为 ________________. [答案:2sin /d πθλ] (2)在双缝干涉实验中,所用单色光波长为λ＝562、5 nm (1nm ＝10-9 m),双缝与观察屏的距离D ＝1.2 m,若测得屏上相邻明条纹间距为?x ＝1.5 mm,则双缝的间距d ＝__________________________.
高中物理竞赛复赛模拟试题(有答案)
复赛模拟试题一 1.光子火箭从地球起程时初始静止质量（包括燃料）为M 0，向相距为R=1.8×106 1.y.（光年）的远方仙女座星飞行。要求火箭在25年（火箭时间）后到达目的地。引力影响不计。 1）、忽略火箭加速和减速所需时间，试问火箭的速度应为多大？2）、设到达目的地时火箭静止质量为M 0ˊ，试问M 0/ M 0ˊ的最小值是多少？ 分析：光子火箭是一种设想的飞行器，它利用“燃料”物质向后辐射定向光束，使火箭获得向前的动量。求解第1问，可先将火箭时间 a 250=τ（年）变换成地球时间τ，然后由距离 R 求出所需的火箭速度。火箭到达目的地时，比值00 M M '是不定的，所谓最小比值是指火箭刚 好能到达目的地，亦即火箭的终速度为零，所需“燃料”量最少。利用上题（本章题11）的结果即可求解第2问。 解：1）火箭加速和减速所需时间可略，故火箭以恒定速度υ飞越全程，走完全程所需火箭时间（本征时间）为 a 250=τ（年） 。利用时间膨胀公式，相应的地球时间为 22 1c υττ- = 因 υ τR = 故 22 1c R υτυ - = 解出 () 1022 022 20210 96.0111-?-=??? ? ??-≈+ = c R c c R c c ττυ 可见，火箭几乎应以光速飞行。 （2）、火箭从静止开始加速至上述速度υ，火箭的静止质量从M 0变为M ，然后作匀速运动，火 箭质量不变。最后火箭作减速运动，比值00 M M '最小时，到达目的地时的终速刚好为零，火箭 质量从M 变为最终质量0M '。加速阶段的质量变化可应用上题（本章题11）的（3）式求出。 因光子火箭喷射的是光子，以光速c 离开火箭，即u=c ，于是有 2 1011???? ??+-=ββM M （1）
波动光学模拟试卷及答案2
波动与光学模拟试卷 一、填空题（3*10=30） 1. 简谐振动t x π2cos =的周期为____________。 2. 简谐振动t x π2sin -=的速度的初相为_____________。 3. 简谐振动t x π2sin 2=的最大速度为____________。 4. 简谐振动t x πsin 1=，t x πcos 2=的相位差为____________。 5. 平面简谐波()x t y -=πcos 的周期_________，相速度为________，波长为_________。 6. 劲度系数为k ，质量为m 的弹黄振子的固有频率为_________。 7．考虑简谐振动t x πsin 1=，()?π+=t x cos 22的合振动当=?______________时其振幅为最小，最小值为_________。 8. 平面简谐波()x t y 2cos 2-=π在密度为1kg/m 3的介质中传播，其平均能量密度为 _________，波的强度为______________。 9. 平面简谐波()x t y -=πcos 1的传播方向为__________，它和()x t y +=πcos 2合成波为________________。 10. 声强级表示声音的强弱，用声强12 010-=I W/m 2作为测定声强的标准，6 10-=I W/m 2 的声强级为___________dB 二．名词解释 （4*5=20） 11 同相 反相 12品质因数 13横波 纵波 14波的叠加原理 15 恢复力 三．证明题（5*2=10） 16从弹黄振子能量守恒推导出其动力学微分方程 17材料发生体积压缩形变时弹性势能密度为弹性模量和体应变平方的乘积的一半。 四．计算题（40） 18如图所示，一轻弹簧的右端连着一物体，弹簧的劲度系数k =1N/m ，物体的质量m =40g.
太湖底泥与污染情况调查
《太湖高级论坛交流文集》2004年 太湖底泥与污染情况调查 成新江溢蒋英姿 太湖流域水资源保护局，上海，200434 摘要：根据2002年10月至12月的野外测量及随后5个多月的实验室化验与室内整理分析，得出了太湖底泥深、蓄积量及污染情况的空间分布状况，为太湖治理与污染底泥疏浚决策提供了基础依据。 关键词：太湖底泥污染调查 太湖是我国第三大淡水湖，是流域内最大的水体，水域面积2338km2，南北长68.5km，东西平均宽34km，湖岸线总长405km。太湖自西向东在无锡、苏州地区依次分布有竺山湖、梅梁湖、贡湖、漫山湖、胥湖及东太湖等湖湾。太湖是一座天然的平原调蓄水库，正常水位下容积为44.3亿m3，平均水深1.89m，最大水深约2.6m，多年平均年吞吐量52亿m3，水量年交换系数1.2，换水周期约300天，具有蓄洪、供水、灌溉、航远、旅游等多方面功能。太湖又是流域内最重要供水水源地，不仅担负着无锡、苏州和湖州等大中城市的城乡供水，还有向上海等下游地区供水并改善水质的作用。 一、调查目的意义 20世纪80年代前，太湖水质良好，以II类、中营养-中富营养为主，符合饮用水源地的水质要求。据1981年调查，太湖水域69%的面积为II类水，30%的面积为III类水，只有1%的面积为IV类水；83%的面积为中营养，只有16.9%为中富营养。 到90年代，太湖水质下降，特别是西北部五里湖、梅梁湖、竺山湖等湖湾，水质基本劣于V类；全湖富营养化水平也上升到以富营养为主。目前太湖富营养化及其所导致的蓝藻爆发已经成为太湖主要水环境问题。
“九五”以来，在国务院的统一领导下，通过两省一市及中央各部（委）的共同努力，太湖水质恶化趋势得到初步遏制，总磷、氨氮、高锰酸盐指数等主要指标均有所好转，但北部湖湾水质仍为V类-劣于V类，大部分水域仍处于富营养化状态。 太湖水污染问题引起了党和政府的高度重视。2001年国务院批准了《太湖水污染防治“十五”计划》，提出了“积极推进产业结构调整，大力推行清洁生产，有效控制入湖污染物总量，实施截污、减排、清淤、引水、节流等有效措施。”明确水利部统一管理、合理配置太湖流域水资源；严格取水许可管理。采取节水、调水、清淤、水土保持等综合措施，加大流域水资源保护的力度；对引江济太和湖底清淤组织进一步论证，提出计划并组织实施。 研究表明，太湖水体污染及富营养化的污染来源分外源和内源，沉积在底泥中的污染物属内源。内源是太湖主要污染源之一，即使其外源得到了有效的控制，污染底泥释放仍有可能对水体造成二次污染，导致水污染、富营养化和藻类爆发，影响饮用水安全。 因此，有必要对太湖底泥及其污染情况进行全面调查，查清太湖底泥淤积量、分布及其污染程度和污染范围，初步分析底泥生态疏浚范围和疏浚量，为底泥生态疏浚提供依据。通过对污染底泥进行生态清淤，达到改善太湖水质的目标。 二、调查方式与方法 2002～2003年太湖局组织进行了太湖底泥与污染情况调查，调查工作分为底泥测量与采样、底泥样品化验及测量化验数据系统整理和综合分析三大部分。 1、野外测量和采样 为便于对太湖底泥分布、淤积量以及污染情况进行统计分析，结合太湖湖体和湖湾分布情况，将太湖划分为15个湖区。各分区情况详见图1。 调查布设的测量点进行了水深、淤泥深度和平面坐标测量；采样点进行样品的采集、记录、编码、保存和送样（为保证实验室分析化验结果的客观可靠性，送检实验室的均为无方位编码样）；对所采样品上部土层用数码相机进行拍照留存。对各测点处的土性分布及具体位置都作了详细记录，并在各采样点及部分测量点
底泥磷释放实验报告
实验题目:湖塘底泥磷的释放 姓名：学号： 班级：组别： 指导教师： 1.实验概述 1.1实验目的及要求 ⑴了解湖泊底泥磷释放的过程； ⑵观察湖泊各采样点所采集的底泥的形态特征； ⑶熟练掌握湖泊底泥的最大释磷量的计算； ⑷熟悉总磷的测定原理及操作方法。 1.2实验原理 城市浅水湖泊的富营养化是我国湖泊普遍存在的环境污染问题。各种来源的营养盐进入湖泊，经过一系列物理、化学及生物化学作用，其中一部分或大部分逐渐沉积到湖底，当湖泊外部环境条件发生变化，沉积物中的营养盐又释放出来进入水中，成为湖泊营养盐的内负荷，并延续湖泊的富营养化，因此，控制内负荷对于湖泊治理具有十分重要的意义。 在天然水和废（污）水中，磷主要以各种磷酸盐和有机磷化合物（如磷脂等）的形式存在，也存在与腐殖质颗粒和水生生物中。本实验主要用钼酸铵分光光度法测定10号湖塘水中底泥磷释放量与时间的关系，在酸性条件下，水样中溶解性正磷酸盐与钼酸铵酒石酸锑氧钾反应，生磷钼杂多酸，再被抗坏血酸还原生成蓝色络合物（磷钼蓝），于波长700nm处测量吸光度，用标准曲线法定量。方法测定范围为0.01~0.6mg/L,适用水样类型包括地表水、废（污）水。 1.3实验仪器 (1) 烘干机 (2) DSX-90恒速数显电动搅拌机
(3) 搅拌棒 (4) PHS-3C pH计 (5) JPB-607溶解氧仪 (6) JJ300、AB104-N电子天平 (7) 722光栅分光光度计 (8) 10mm比色皿 (9) 高速离心机 (10) WXJ-Ⅲ微波消解仪 (11) 消解罐 2.实验内容 2.1实验方案设计 湖塘底泥的磷主要为正磷酸盐，但也含有其它价态的磷酸盐，底泥中还含有各种有机物和悬浮物，因此本次实验的设计思路是：对底泥进行搅拌使磷释放 ；进而进行离心，取得上清液；再进行微波消解，破坏有机物，溶解悬浮物，将各种价态的磷元素氧化成单一高价态的磷；接下来是定容显色；最后通过分光光度计测定各时间段的磷的吸光度，得出磷释放量。 2.2实验过程 实验步骤： ⑴采泥：底泥采样点与水样布点一致，采出的底泥应去除树叶，树枝等杂质，底泥装瓶后带回实验室。 ⑵离心:取6支离心管装入底泥，要求管中泥量约2/3即可，对角线上的2支离心管的重量不能超过1g，将装好的离心管放入离心机中进行5000转、5min的离心。最后将离心管取出，倒去上清液，只取底泥装入烧杯混匀（此为湿泥），冷藏备用。 ⑶测量含水率：用AB104-N电子天平称取10-15g湿泥于玻璃皿中，放入烘干机中烘3-4h之后取出，放入干燥器中冷却至室温再称量，记下读数，再将湿泥放入烘干机中烘30min后放入干燥器中冷却至室温再称量，记下读数，直到前后2
高中物理学业水平考试模拟试卷
高中物理学业水平考试 模拟试卷 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
B A C D 高中物理学业水平考试模拟试卷 （全卷满分为100分，考试时间为90分钟） 一、 单项选择题I （本大共15个小题，每题2分，共30分，每个小题列出四个选 项，只有一个符合题目要求，多选、选错都不得分） 1．下列关于质点的说法正确的是（ ） A ．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以没有多大意义 B ．只有体积很小的物体才能看作质点 C ．凡轻小的物体，皆可看作质点 D ．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关，即可把物体看作质点 2．下列物理量中属于矢量的是( ) A ．温度 B ．加速度 C ．路程 D ．时间 3．下列有关自由落体运动说法正确的是（ ） A 、物体竖直向下落的运动就一定是自由落体运动。 B 、物体只要从静止开始下落就一定是自由落体运动。 C 、物体只要加速度为g 向下落就一定是自由落体运动。 D 、物体只在重力的作用下，由静止开始下落就叫自由落体运动。 4．如右图所示，物体沿边长为x 的正方形由如箭头所示的方向A —B---C---D 运动到D ，则它的位移和路程分别是( ) A ．0，0 B ． x 向下，3x 向下 C ．x 向上，3x D ．0，3x 5、下列关于惯性的说法正确的是（ ） A 、战斗机战斗前抛弃副油箱，是为了增大战斗机的惯性 B 、物体的质量越大，其惯性就越大 C 、火箭升空时，火箭的惯性随其速度的增大而增大 D 、做自由落体运动的物体没有惯性 6、人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( ) A 、半径越大，速度越小，周期越小。 B 、所有卫星的速度均是相同的，与半径无关。 C 、半径越大，速度越小，周期越大。 D ．所有卫星角速度都相同，与半径无关。 7、如上右图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心 力是 （ ） A 、重力 B 、弹力 C 、静摩擦力 D 、滑动摩擦力 8．一天小明同学居住的小区停电，电梯无法运行，他只好步行从五楼走到 一楼，此过程中重力做了6×103Ｊ的功，则（ ） A ．小明的重力势能减小了6×103Ｊ
波动光学精彩试题 问题详解版3
标准文档 实用文案波动光学 一、概念选择题 1. 如图所示，点光源S置于空气中，S到P点的距离为r，若在S与P 点之间置一个折射率为n（n＞1），长度为l的介质，此时光由S传到P 点的光程为（D） （A）r （B）lr? （C）nlr?（D）)1(??nlr 2. 在相同的时间内，一束波长为?的单色光在空气中和在玻璃中（ C）（A）传播的路程相等，走过的光程相等； （B）传播的路程相等，走过的光程不相等； （C）传播的路程不相等，走过的光程相等； （D）传播的路程不相等，走过的光程不相等。 3. 来自不同光源的两束白光，例如两束手电筒光照射在同一区域内，是不能产生干涉图样的，这是由于（C） （A）白光是由不同波长的光构成的（B）两光源发出不同强度的光 （C）两个光源是独立的，不是相干光源（D）不同波长,光速不同4. 真空中波长为?的单色光，在折射率为n的均匀透明媒质中，从A点沿
某一路径传播到B点，路径的长度为l, 则A、B两点光振动位相差记为??, 则（C） （A）当l = 3 ? / 2 ,有?? = 3 ? （B）当 l = 3 ? / (2n) , 有?? = 3 n ?. （C）当 l = 3 ? /(2 n) ,有?? = 3 ? （D）当 l = 3 n ? / 2 , 有?? = 3 n ?. 5. 用单色光做双缝干涉实验，下述说法中正确的是（A） （A）相邻干涉条纹之间的距离相等 （B）中央明条纹最宽，两边明条纹宽度变窄 （C）屏与缝之间的距离减小，则屏上条纹宽度变窄 （D）在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距6. 用单色光垂直照射杨氏双缝时，下列说法正确的是（C） （A）减小缝屏距离，干涉条纹间距不变 （B）减小双缝间距，干涉条纹间距变小 （C）减小入射光强度, 则条纹间距不变 （D）减小入射波长, 则条纹间距不变 7. 一束波长为?的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使透射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为（D） （A）? / 4 （B）? / (4 n) （C）? / 2 （D）? / (2 n) 8. 有两个几何形状完全相同的劈尖：一个由空气中的玻璃形成，一个由
波动光学大学物理答案
习题13 选择题 （1）在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是[ ] (A) 使屏靠近双缝． (B) 使两缝的间距变小． (C) 把两个缝的宽度稍微调窄． (D) 改用波长较小的单色光源． [答案：C] （2）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射．若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的[ ] (A) 间隔变小，并向棱边方向平移． (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移． (C) 间隔不变，向棱边方向平移． (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移． [答案：A] （3）一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为[ ] (A) ． (B) / (4n )． (C) ． (D) / (2n )． [答案：B] （4）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n ，厚度为d 的透明薄片，放入后，这条光路的光程改变了[ ] (A) 2 ( n -1 ) d ． (B) 2nd ． (C) 2 ( n -1 ) d + / 2． (D) nd ． (E) ( n -1 ) d ． [答案：A] （5）在迈克耳孙干涉仪的一条光路中，放入一折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是 ［ ］ (A) ． (B) / (2n )． (C) n ． (D) / [2(n-1)]． [答案：D] 填空题 （1）如图所示，波长为的平行单色光斜入射到距离 为d 的双缝上，入射角为．在图中的屏中央O 处 (O S O S 21=)，两束相干光的相位差为 ________________． [答案：2sin /d πθλ] （2）在双缝干涉实验中，所用单色光波长为＝ nm (1nm ＝10-9 m)，双缝与观察屏的距离D ＝1.2 m ，若测得屏上相邻明条纹间距为x ＝1.5 mm ，则双缝的间距d ＝ θ λ S 1 S 2 d
高中物理模拟试题及答案1[1]
第Ⅰ卷（选择题 共 40 分） 一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示，甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙相互作用过 程中无机械能损失，下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大，则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子，笼内有一只质量为 m 的猴子.当 猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F 1；当猴以同样大小的 加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为 F 2（如图Ⅰ-3），关于 F 1 和 F 2 的 大小，下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2＞(M + m )g B.F 1＞(M + m )g ,F 2＜(M + m )g C.F 1＞F 2＞(M + m )g D.F 1＜(M + m )g ，F 2＞(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时，分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即U ab = U bc ， 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 7.如图Ⅰ-5所示，L 为电阻很小的线圈，G 1 和G 2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计. 当开关 K 处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当K 断开时，将出现 图Ⅰ -3 图Ⅰ-4 图Ⅰ-2
2019-2020年高二物理竞赛模拟习题之《波动光学》(含答案)
) 5(选择填空题高中物理竞赛模拟试题《波动光学》 一、选择题、填空题 1. 在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中： 【 C 】 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等； (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等； (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等；(D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等。 2. 如图，如果S 1、S 2 是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1、r 2和，路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一 介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于： 【 B 】 1 122111222111222111222t n t n )D (; )t n r ()t n r ()C (];t )1n (r []t )1n (r [)B ();t n r ()t n r ()A (-----+--++-+ 3. 如图所示，在双缝干涉实验中SS 1 = SS 2用波长为λ的光照射双缝S 1、S 2，通过空气后在屏幕E 上形成干涉条纹，已知P 点处为第三级明条纹，则S 1、S 2到P 点的光程差为λ3。若将整个装置放于某种透明液体中，P 点为第四级明条纹，则该液体的折射率33.1n =。 4. 一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1.0mm ，若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为mm 7 5.0。(设水的折射率为4/3) 5. 如图所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜厚度为e ，而且n n n 123<>，λ1为入射光在折射率为n 1的媒质中的波长，则两束反射光在相遇点的位相差为： 【 C 】 )A (112n e n 2λπ； )B ( πλπ+1 11n e n 4； )C ( πλπ+112n e n 4； )D ( 1 12n e n 4λπ )2(选择填空题) 3(选择填空题
南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探
第32卷 第8期 2010年4月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.32 No.8 Apr.2010DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.08.018 南湖底泥污染物垂直分布及释放潜力初探 魏明蓉1,2,3,姜应和2,叶 舟2,李翠华2,刘秋雨 3(1.广西环境工程与保护评价重点实验室,桂林541004; 2.武汉理工大学土木与 建筑工程学院,武汉430070;3.桂林工学院资源与环境工程系,桂林541004) 摘 要: 通过对武汉南湖5个柱状底泥样品分析,发现有机质、总氮和总磷垂直分布规律为随泥样深度增加含量下降,上层底泥污染物含量最高,40cm 以下污染物含量渐趋稳定;幸福村排污口附近的柱样各污染物含量要高于其它样点。通过对12个上覆水样和12个间隙水样pH 值、总氮、总磷、氨氮的测定,发现就空间分布而言,上覆水总氮和氨氮各样点之间差别不大而总磷差别较大,间隙水总氮总磷氨氮均呈现排污口附近污染物含量高于其它各样点;间隙水和上覆水相比,总氮和氨氮含量高而总磷含量低,表明底泥中总氮和氨氮有向上覆水中静态释放的潜力,而总磷静态释放的可能性不大。 关键词: 武汉南湖; 柱状底泥; 上覆水; 间隙水 中图分类号: X 52文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)08-0068-04 Research on Vertical Distribution and Release Potential of Contaminants in Sediment of Nanhu Lake WEI Ming -rong 1,2,3,JIAN G Ying -he 2,YE Zhou 2,LI Cui -hua 2,L I U Qiu -yu 3 (1.T he Guangx i Key L aboratory of Env ironmental Engineer ing ,Pro tection and Assessment,Guilin 541004,China; 2.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of T echnology,Wuhan 430070,China; 3.Depar tment of Resources and Env ironmental Engineer ing ,Guilin Institute of T echnology ,Guilin 541004,China) Abstract: Five samples of sediment columns in N anhu L ake of Wuhan were co llected and analy zed,the results show ed that the concentration of Organic M atter (OM )、T otal N itrogen(T N )and T otal Phosphorus(T P)decr eased along depth and stab-i lized gradually under 40cm,w ith the maximum appear ing in the top sediment;the contaminants content in the sediment co-l umn near Xingfucun sewage outlet w er e the highest.T he value o f pH 、T N 、T P and Ammonium -Nitrogen(NH +4-N )in ov er lying water and por e water w ere tested.T he results show ed that in horizontal distribution the concentrations o f T N and N H +4-N w ere similar but T P v ar ied distinctively fo r overlying w ater ,T N 、T P and NH +4-N content in pore w ater near Xingfucun sew ag e outlet are the highest;the concentr at ions of T N and NH +4-N are hig her and T P are less in por e water than that in overlying water ,which mean t hat T N and N H +4-N in sediment could release into water and T P couldn .t.Key words: N anhu Lake o f W uhan; sediment columns; o ver lying w ater; pore water 收稿日期:2009-12-31. 基金项目:广西环境工程与保护评价重点实验室研究基金(桂科能0704K 037)和广西高校人才小高地建设/环境工程0创新团队资助计划项目(桂教人[2007]71号). 作者简介:魏明蓉(1976-),女,博士生,讲师.E -mail:w eimingr ong @g https://www.360docs.net/doc/eb1654044.html, 南湖位于武汉市洪山区,属于武昌汤逊湖水系,水体面积763.96hm 2,汇水面积4470hm 2 ,为武汉重要