化學(xué)平均值原理范文

導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇化學(xué)平均值原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]化學(xué)計(jì)算 平均值

在化學(xué)計(jì)算中,有關(guān)判斷混合物組分的選擇題或填空題是中學(xué)化學(xué)計(jì)算中常見的題型,而學(xué)生解這類題目普遍因缺少方法無(wú)從下手而感到困難,用“平均值法”解此類計(jì)算題可達(dá)到深入淺出、簡(jiǎn)便快捷的效果。

一、“平均值法”的數(shù)學(xué)原理

若干個(gè)不等的實(shí)數(shù)A1、A2……An的算術(shù)平均值為K,則這些實(shí)數(shù)中,至少有一個(gè)數(shù)大于K和一個(gè)數(shù)小于K。使用該數(shù)學(xué)原理解化學(xué)題的方法姑且稱為“平均值法”。

二、“平均值法”在判斷混合物組分的計(jì)算中的具體應(yīng)用

1.平均“價(jià)量比”法

對(duì)金屬與無(wú)氧化性酸的稀溶液(或活潑金屬與水)的反應(yīng),不難導(dǎo)出金屬質(zhì)量和產(chǎn)生氫氣質(zhì)量的關(guān)系式:,式中金屬化合價(jià)和金屬相對(duì)原子質(zhì)量的比值簡(jiǎn)稱為“價(jià)量比”。用此關(guān)系式解題的方法稱之為“價(jià)量比”法。

[例1]有一種不純的鐵,含有鎂、鋁、鋅三種雜質(zhì)中的兩種,取該樣品2.8 g與足量的稀硫酸反應(yīng),得到0.1 g氫氣,則這種鐵中一定含有的金屬雜質(zhì)是。

[解析]金屬的平均價(jià)量比=0.1克2.8克=128,而Fe、Mg、Al、Zn的價(jià)量比分別為256、224、227、265,Mg、Al價(jià)量比都大于128,鐵的價(jià)量比恰為128,只有鋅的價(jià)量比小于128,所以本題答案為Zn。

練習(xí): 56g不純的鐵粉與足量的稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生2g氫氣,則鐵粉中含有的雜質(zhì)可能是:

A.碳和鎂B. C和Zn

C. AlD. Zn

2.平均“R值”法

[例2]使27g CuCl2樣品在溶液中與足量AgNO3溶液反應(yīng),得到AgCl58 g,則樣品中一定含有的鹽是:

A.NaClB.KCl

C.BaCl2D.MgCl2•6H2O

[解析]把氧化物都看成“RCl“的形式(符號(hào)R也代表其式量,將此式量稱為R值)

RCl～ AgCl

R+35.527克=143.558克解得:R≈31.3

而CuCl2、NaCl、KCl、BaCl2和MgCl2•6 H2O的R值分別為:32、23、39、68.5和66,只有NaCl的R值小于平均值31.3,故選(A)。

[例3]在Fe2O3和另一種金屬氧化物(可能是MgO、Al2O3、CaO、CuO中的某一種)組成的混合物,若取16 g該混合物,使其與足量的稀鹽酸完全反應(yīng)后,生成5 g水,則另一種金屬氧化物的化學(xué)式為。

[解析]把金屬氧化物的化學(xué)式均看成RO,則有:

RO～ H2O

R+1616=185克解得:R≈41.6

而Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO和CuO的R值分別為:37(56×2/3)、24、18、40和64,只有CuO的R值大于41.6,故答案為CuO。

練習(xí): 10g含有某種雜質(zhì)的CaCO3樣品的與足量稀鹽酸完全反應(yīng),產(chǎn)生二氧化碳4.4 g.則樣品中所含雜質(zhì)是:

A.K2CO3B.Na2CO3

C.NaHCO3D.MgCO3

3.平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)法

[例4]某硝酸銨樣品中混有一種其它氮肥,經(jīng)分析知樣品中含36%的氮,那么該樣品中混有的氮肥是:

A.NH4HCO3B.(NH4)2SO4

C.NH4ClD.CO(NH2)2

[解析] NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4Cl和CO(NH2)2中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為35%、17.7%、21.2%和46.7%。36%是含氮35%的NH4NO3和另一種氮肥含氮量的平均值,顯然,只有含氮量大于36%的CO(NH2)2符合題意,故選(D)。

[例5]由氧化鎂和另一種金屬氧化物組成的混合物4 g,經(jīng)測(cè)定知其中含氧元素1.8 g,則另一種金屬氧化物是

A.CaO B.Fe2O3 C.Al2O3 D.CuO

[解析] 4/1.8=45%,而MgO含氧40%,在提供的選項(xiàng)中只有Al2O3 的含氧量超過(guò)了45%,故選(C)。

練習(xí):乙烯是石油煉制的重要產(chǎn)物。常溫常壓時(shí),乙烯是一種氣體,它與另一種氣體組成的混合物中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87%,則另一種氣體可能是

A. H2 B.CH4 C.C2H2 D.CO

4.平均元素質(zhì)量比法

[例6]某氣體可能由初中化學(xué)常見的一種或多種氣體組成,經(jīng)測(cè)定其中只含有碳、氧兩種元素且碳、氧兩種元素的質(zhì)量比為1:2,則關(guān)于該氣體的說(shuō)法正確的是:

A.一定是CO2

B.一定是CO與CO2組成的混合物

C.一定是CO與CO2組成的混合物

D.該氣體最多可能有3種

[解析]碳的氧化物有兩種:CO和CO2 。其中碳、氧質(zhì)量比分別為3:4和3:8,而題設(shè)條件為1:2即3:6,而氧氣不含碳,碳、氧質(zhì)量比為零,故該氣體最多可能由3種組成:

(1)CO與CO2 (2)CO2和O2

(3)CO、CO2和O2

練習(xí):在一密閉容器里盛有碳和氧氣,完全反應(yīng)后,冷卻得到氣體混合物,若測(cè)得其中碳、氧質(zhì)量比為1:3,那么混合氣體的成分是:

A.CO2和O2B.CO、CO2和O2

C.COD.CO2

5.平均質(zhì)量法

[例7]鎂、鋁、鋅組成的混合物與足量的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生氫氣0.25g,則混合物的質(zhì)量可能是

A.2 g B.4 g C.8.5 g D.10 g

[解析]計(jì)算可知:生成0.25g(看成平均值),氫氣需要Mg、Al、Zn的質(zhì)量分別是3g、 2.45g、8.125g,因此鎂、鋁、鋅組成的混合物的質(zhì)量(相當(dāng)于平均質(zhì)量)應(yīng)在2.45g和8.125g之間,故只有B選項(xiàng)符合。

練習(xí):鎂粉和鐵粉各34g,分別跟足量的稀硫酸反應(yīng),都生成1.1g氫氣。下列說(shuō)法正確的是:

A.鎂純,鐵不純B.鐵純,鎂不純

C.鎂、鐵都不純D.鎂、鐵都純

6.平均化學(xué)式法

[例8]兩種氣態(tài)烴組成的混合物共0.1摩,完全燃燒得3.58L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2氣體和3.6g水,下列說(shuō)法正確的是:

A.一定含有乙烯B.一定含有甲烷

C.一定沒有乙烷D.是甲烷

[解析]設(shè)混和氣體的平均分子組成為CxHy,則:

,即混合氣體的平均分子組成為C1.6H4,由此可知兩種氣態(tài)烴之一是分子中含有一個(gè)碳原子的烴――甲烷,另一種烴分子中,碳原子數(shù)不少于2個(gè),氫原子數(shù)只能是4個(gè),故答案為(B、C)。

篇2

    生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究最早主要是針對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)開展的,海洋生態(tài)學(xué)家和地球化學(xué)家應(yīng)用了化學(xué)計(jì)量學(xué)原理指導(dǎo)養(yǎng)分限制和養(yǎng)分循環(huán)的研究已有50多年的歷史了[1]。生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)主要探究生物系統(tǒng)能量和多種元素的平衡,是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)問題[2-3],關(guān)于碳(C)、氮(N)、磷(P)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的研究最多,主要是因?yàn)樘际墙Y(jié)構(gòu)性物質(zhì)[4],而氮和磷是生物生長(zhǎng)的限制性養(yǎng)分[5],三者密切相關(guān)。生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)能更好地揭示生態(tài)系統(tǒng)各組分——包括植物、凋落物和土壤等養(yǎng)分比例的調(diào)控機(jī)制,能夠幫助我們更充分的認(rèn)識(shí)養(yǎng)分比例在生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程中的功能作用,而且可以更明確的闡明生態(tài)系統(tǒng)碳、氮、磷平衡的元素化學(xué)計(jì)量比格局,對(duì)于揭示生源要素各元素間的相互作用與制約變化規(guī)律,實(shí)現(xiàn)自然資源的可持續(xù)發(fā)展和利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[6]。

    1材料與方法

    1.1樣品的采集本次研究地點(diǎn)為遼河口濕地,它由大遼河、外遼河、大凌河等河流入海沖積而形成的一個(gè)河口三角洲,是我國(guó)四大河口三角洲之一(黃河、長(zhǎng)江、珠江、遼河),總面積達(dá)30×104hm2,是亞洲最大的暖溫帶濱海濕地,也是我國(guó)北方濱海濕地和灘涂分布最集中的區(qū)域。根據(jù)植被的生長(zhǎng)情況及受人類干擾的程度,將濕地劃分為非退化區(qū)和退化區(qū)。其中非退化區(qū)包括翅堿蓬區(qū)(6個(gè))和蘆葦區(qū)(13個(gè))兩種區(qū)域類型,共計(jì)19個(gè)站位。退化區(qū)包括翅堿蓬退化區(qū)和蘆葦退化區(qū)兩大類退化區(qū),根據(jù)分布特點(diǎn)將翅堿蓬退化區(qū)分為灘涂赤堿蓬退化區(qū)和翅堿蓬蘆葦退化區(qū),由于蘆葦區(qū)存在油井,為考慮油井對(duì)濕地的影響,將蘆葦退化區(qū)分為葦田退化區(qū)和油井區(qū)葦田,每一類小退化區(qū)布設(shè)3個(gè)站點(diǎn),共計(jì)12個(gè)站位。采樣時(shí)間為2009年5月,樣品采集后經(jīng)自然風(fēng)干、磨碎,混勻后過(guò)80目篩,裝入聚乙烯袋內(nèi)冷凍(4℃)保存直至分析。

    1.2樣品分析有機(jī)碳和油類的測(cè)定方法參照國(guó)標(biāo)GB17378.5-2007[7]進(jìn)行。用凱氏法測(cè)定土壤中總氮含量。用消解-鉬抗銻抗分光光度法測(cè)定樣品中的總磷含量。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中選擇20%的樣品進(jìn)行平行雙樣測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于4%。土壤的鹽度和pH值采用電位法測(cè)定,分別使用DDS-307型電導(dǎo)儀和PHS-3C精密酸度計(jì)完成分析。

    1.3數(shù)據(jù)處理與方法運(yùn)用軟件Excel2003、suffer8.0、SPSS13.0和Origin7.5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和繪圖處理。

    2結(jié)果與討論

    2.1非退化區(qū)濕地土壤生源要素計(jì)量學(xué)特征

    2.1.1濕地壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征赤堿篷濕地土壤的碳、氮、磷元素的變化范圍分別為0.19%~0.36%,0.07%~0.10%,0.41‰~0.53‰,平均值為0.28%、0.09%、0.47‰,變異系數(shù)為22.2%,14.0%和10.9%,氮和磷元素的空間變異性低于碳。此外,相關(guān)分析表明,碳與氮元素間存在著明顯的相關(guān)關(guān)系(P<0.01),而碳和磷、氮和磷元素間不存在明顯相關(guān)性(P>0.05)。其中,碳和氮元素之間呈現(xiàn)良好的線性擬合關(guān)系,其R2值為0.9611,二者幾乎同步變化,碳和磷(R2值為0.4374)、氮和磷(R2值為0.4244)之間的線性擬合程度相對(duì)較低。赤堿篷濕地土壤C/N比為2.65~3.60,平均值為3.20,變異系數(shù)為10.1%;C/P比為4.53~7.18,平均值為5.92,變異系數(shù)為18.2%;N/P比為1.57~2.14,平均值為1.84,變異系數(shù)為10.9%,土壤C/N、N/P比變化相對(duì)較小,而C/P比變化較大。蘆葦濕地土壤的碳、氮、磷元素的變化范圍分別為1.11%~3.18%,0.12%~0.29%,0.42‰~0.66‰,平均值為1.70%、0.16%、0.56‰,變異系數(shù)為30.7%、25.6%和12.6%,在空間變異性性上碳>氮>磷。相關(guān)分析表明,碳與氮元素間均存在著明顯的相關(guān)關(guān)系(n=13,P<0.01),碳與磷、氮與磷元素間不存在相關(guān)關(guān)系(n=13,P>0.05)。此外,碳和氮元素元素之間呈現(xiàn)良好的線性擬合關(guān)系,其R2值為0.9605,二者幾乎同步變化,碳和磷(R2值為0.0108)、氮和磷(R2值為0.0229)之間的線性擬合程度較低。蘆葦濕地土壤C/N比為5.37~6.93,平均值為6.00,變異系數(shù)為7.5%;C/P比為10.55~29.28,平均值為17.95,變異系數(shù)為29.9%;N/P比為1.97~4.60,平均值為2.96,變異系數(shù)為24.7%,土壤C/N比變化相對(duì)較小,而C/P、N/P比變化較大。

    2.1.2兩種濕地對(duì)比分析從數(shù)值上看,蘆葦濕地在TOC、TN、TP方面均比赤堿篷濕地高。蘆葦濕地TOC含量為1.63%,赤堿篷濕地TOC含量為0.31%,蘆葦濕地在TN含量上是赤堿篷濕地5倍;蘆葦濕地TN含量為0.16%,赤堿篷濕地TN含量為0.08%,蘆葦濕地在TN含量上是赤堿篷濕地2倍;蘆葦濕地TP含量為0.068%,赤堿篷濕地TP含量為0.056%,蘆葦濕地在TP含量上是赤堿篷濕地1.21倍。由于赤堿篷濕地與蘆葦濕地植被的不同是導(dǎo)致TOC方面存在高達(dá)5倍差異的主要原因。相對(duì)于翅堿蓬,蘆葦憑借其發(fā)達(dá)的根系和植物枯落物為表層土壤積累了較高含量的有機(jī)碳[8-9]。在TN方面,兩種濕地同樣存在較大差異,分析原因認(rèn)為除植被因素外,由于赤堿篷濕地生長(zhǎng)在海邊灘涂區(qū),受漲落潮影響,在較短的干濕交替周期作用下,有助于濕地脫氮[10],其全氮含量較低。農(nóng)田灌溉水、工業(yè)及生活廢水的排放等人為擾動(dòng)因素,在一定程度上縮小了兩種濕地在TN上的差異。相比TOC、TN,兩種濕地TP含量差別較小,可以認(rèn)為TP的含量與植被類型不大。原因是濕地自然土壤中的磷主要來(lái)源于成土母質(zhì)以及動(dòng)植物殘?bào)w,其含量主要受到區(qū)域氣候條件和土壤類型的影響[11]。羅先香[12]等通過(guò)對(duì)遼河口濕地研究認(rèn)為,總磷含量的變異系數(shù)比較小,總磷在整個(gè)區(qū)域分布較均勻,這表明土壤中磷含量與該地區(qū)的成土母質(zhì)密切相關(guān)。

    2.1.3影響土壤碳氮磷比變化的因子分析土壤元素的生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征受到氣候母質(zhì)地形和生物等成土因素的影響,本次調(diào)查的蘆葦生長(zhǎng)區(qū)的土壤類型是鹽化草甸土、濱海沼澤鹽土,赤堿篷生長(zhǎng)區(qū)的土壤類型是濱海潮灘土。這里主要從土壤理化性質(zhì)的角度進(jìn)行分析。土壤C/N、C/P、N/P比除受到各自比例元素的影響外,還受到土壤pH、鹽度、油類(調(diào)查區(qū)周邊存在油井)等因子的調(diào)控。利用SPSS13.0軟件分別進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算,不同類型下的土壤元素生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征其影響因子也不一致。由表2-1的計(jì)算結(jié)果可知,pH與兩種濕地的C/N、C/P比存在顯著的相關(guān)性,與N/P比存在顯著的相關(guān)性;鹽度與蘆葦濕地的C/N、C/P比存在顯著的相關(guān)性,與N/P比存在顯著的相關(guān)性;由于赤堿篷本身是一種耐鹽植物,對(duì)鹽度的變化反應(yīng)不明顯,相關(guān)性分析證實(shí)了這一點(diǎn),鹽度與赤堿篷濕地的C/N、C/P、N/P比無(wú)關(guān);石油類與兩種濕地沒有明顯的相關(guān)性。

    2.2退化區(qū)土壤生源要素計(jì)量學(xué)特征

    2.2.1赤堿篷濕地退化區(qū)土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征土壤的碳、氮、磷元素的變化范圍分別為0.19%~0.25%,0.07%~0.10%,0.41‰~0.44‰,平均值為0.22%、0.08%、0.42‰,變異系數(shù)為10.7%,14.5%和2.8%,磷元素的空間變異性低于碳和氮。在赤堿篷退化區(qū),碳、氮、磷之間的不存在顯著的相關(guān)關(guān)系(n=6,P>0.05),線性擬合程度很低。翅堿蓬濕地土壤C/N比為2.19~3.07,平均值為2.63,變異系數(shù)為11.1%;C/P比為4.32~6.08,平均值為5.16,變異系數(shù)為11.8%;N/P比為1.63~2.43,平均值為1.98,變異系數(shù)為15.4%,土壤N/P比變化相對(duì)較小,而C/N、C/P比變化較大。如圖3-1,在TOC、TN、TP含量方面,非退化區(qū)比退化區(qū)要高,這表明蘆葦濕地植被對(duì)C、N、P有一定程度貢獻(xiàn)。相關(guān)性方面,退化區(qū)與非退化區(qū)的表現(xiàn)差異性較大。在非退化區(qū),碳與氮元素間存在著明顯的相關(guān)關(guān)系,而碳與磷,氮與磷元素間存在明顯相關(guān)性,而在退化區(qū),碳、氮、磷元素之間的不存在顯著的相關(guān)關(guān)系,線性擬合程度很低。分析原因可能是由于在翅堿蓬退化區(qū)植被較少,對(duì)碳、氮、磷元素的含量的控制力較弱,其更多的受到人類活動(dòng)的影響,人類活動(dòng)的不確定性致使碳、氮、磷元素之間相關(guān)性較小。

    2.2.2蘆葦濕地退化區(qū)土壤碳、氮、磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征土壤的碳、氮、磷元素的變化范圍分別為:0.51%~1.36%,0.11%~0.20%,0.44‰~0.66‰,平均值為0.89%、0.15%、0.54‰,變異系數(shù)為33.4%,21.8%和18.5%,氮和磷元素的空間變異性低于碳。此外,通過(guò)對(duì)三種元素的關(guān)聯(lián)性研究表明,碳與氮元素間存在著極顯著的相關(guān)關(guān)系(n=6,P<0.01),碳與磷元素間存在著極顯著的相關(guān)關(guān)系(n=6,P<0.01),而氮與磷元素間存在明顯相關(guān)性(n=6,P<0.05)。碳和氮元素(R2值為0.9548)之間、氮和磷(R2值為0.9046)之間呈現(xiàn)良好的線性擬合關(guān)系,二者幾乎同步變化,碳和磷(R2值為0.8237)線性擬合程度相對(duì)較低。蘆葦濕地土壤C/N比為4.64~6.82,平均值為5.75,變異系數(shù)為13.4%;C/P比為11.60~20.65,平均值為16.33,變異系數(shù)為19.0%;N/P比為2.50~3.03,平均值為2.82,變異系數(shù)為7.5%,土壤N/P比變化相對(duì)較小,而C/N、C/P比變化較大。如圖3-2,同翅堿蓬濕地類似,在TOC、TN、TP含量方面均表現(xiàn)出非退化區(qū)>退化區(qū),這表明蘆葦濕地植被對(duì)C、N、P有一定程度貢獻(xiàn),特別的是在TOC方面,由于凋落物分解的原因,使土壤中有機(jī)碳含量提高較為明顯。由于取樣點(diǎn)LH27、LH28、LH29離油井距離較近,但其在TOC方面并未表現(xiàn)出明顯高于周邊站位的現(xiàn)象,說(shuō)明目前石油開發(fā)沒有發(fā)生泄漏現(xiàn)象,尚未對(duì)周邊環(huán)境造成明顯影響。相關(guān)性方面,蘆葦濕地退化區(qū)與非退化區(qū)類似,其TOC與TN表現(xiàn)出同步的變化趨勢(shì),具有極顯著的相關(guān)性(P<0.01),而在翅堿蓬濕地,TOC與TN沒有表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì),可認(rèn)為不存在相關(guān)性(P>0.05)。通過(guò)對(duì)比兩種濕地退化區(qū)可以發(fā)現(xiàn),同樣受到人類活動(dòng)的干擾而出現(xiàn)植被的退化,蘆葦表現(xiàn)出對(duì)碳、氮、磷元素更強(qiáng)的維持平衡的能力。在蘆葦濕地退化區(qū),碳、氮、磷元素依然有著顯著的相關(guān)性及較高的其線性擬合,這說(shuō)明蘆葦較強(qiáng)的維持碳、氮、磷元素平衡的能力,而在翅堿蓬濕地,碳、氮、磷元素不存在相關(guān)性,線性擬合較低,表現(xiàn)出較差的抗干擾能力,在翅堿蓬退化的情況下保持碳、氮、磷元素之間的平衡能力不足,人類活動(dòng)對(duì)碳、氮、磷的含量的影響較大。

篇3

一、把混合物假設(shè)為純凈物

（1）用極端假設(shè)法確定物質(zhì)的成分：在物質(zhì)組成明確，列方程缺少關(guān)系無(wú)法解題時(shí)，可以根據(jù)物質(zhì)組成進(jìn)行極端假設(shè)得到有關(guān)極值，并結(jié)合平均值原理確定答案。

（2）用極端假設(shè)法確定混合物的組成：在混合物成分分析時(shí)，可以將可能的成分極值化考慮，結(jié)合平均值原理與實(shí)際比較即可迅速判斷出混合物的組成。

二、把可逆反應(yīng)假設(shè)為不可逆反應(yīng)確定某物質(zhì)的取值范圍

由于可逆反應(yīng)總是不能完全進(jìn)行到底，故在可逆反應(yīng)中分析反應(yīng)物、生成物的量時(shí)利用極端假設(shè)法把可逆反應(yīng)看成向左或向右進(jìn)行完全的反應(yīng)，這樣可以準(zhǔn)確、迅速得出答案。

三、把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)

四、用極端假設(shè)法把多個(gè)可能發(fā)生的反應(yīng)假設(shè)為某一反應(yīng)進(jìn)行過(guò)量分析

（1）當(dāng)反應(yīng)物以混合物的總質(zhì)量或總物質(zhì)的量已知時(shí)，可以利用極值假設(shè)全部是某一反應(yīng)物，然后假設(shè)全部是另一反應(yīng)物，再假設(shè)兩者則好完全反應(yīng)，從而得到解題的線索。

（2）在關(guān)于反應(yīng)物的量不同可以發(fā)生不同反應(yīng)的化學(xué)方程式的計(jì)算中，若題目已給出生成物的總質(zhì)量或總物質(zhì)的量時(shí)，可以利用極值法假設(shè)為全部發(fā)生某一反應(yīng)求出產(chǎn)物的量，在結(jié)合題目所給數(shù)據(jù)判斷最終產(chǎn)物，進(jìn)而結(jié)合守恒關(guān)系可以求出各產(chǎn)物的量。

篇4

關(guān)鍵詞：鑄鐵 標(biāo)準(zhǔn)樣品 碳硫?qū)Ｓ?/p>

中圖分類號(hào)：0652.4；TQ421.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（a）-0077-02

鑄鐵具有耐磨、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于紡織、汽車、電力、家電、造船及國(guó)防等行業(yè)，其在生產(chǎn)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品質(zhì)量直接影響到下游產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。鑄鐵碳硫?qū)Ｓ脴?biāo)準(zhǔn)樣品，是具有足夠的均勻性和很好的確定了化學(xué)成份的物質(zhì)，它作為成份分析的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于驗(yàn)證化學(xué)分析方法的可靠性，提高化學(xué)成份分析的準(zhǔn)確性都有著重要的作用和意義，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量的質(zhì)量保證、產(chǎn)品的質(zhì)量管理、測(cè)量方法的評(píng)價(jià)以及相關(guān)法規(guī)的科學(xué)制定與有效實(shí)施[1]。

1 標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

1.1 成分設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)樣品的成分設(shè)計(jì)一般是根據(jù)產(chǎn)品的成分要求對(duì)主成分、次成分進(jìn)行含量設(shè)計(jì)。該標(biāo)準(zhǔn)樣品主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 718-2005的鑄鐵產(chǎn)品成分要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能滿足現(xiàn)有產(chǎn)品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的要求，方便分析者使用。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品的冶煉

樣品采用中頻爐冶煉，冶煉原料采用碳含量2%、硫含量0.02%的生鐵，石墨為增碳劑，硫化鐵為增硫劑。澆鑄模具采用管式急冷模具，底部澆鑄。熱開模后進(jìn)行熱處理。

1.3 化學(xué)成分的符合性檢驗(yàn)及均勻性初檢

隨機(jī)選取1根鑄錠鉆屑樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，碳、硫采用紅外吸收法。結(jié)果表明，碳、硫均完全滿足成分設(shè)計(jì)要求。

隨機(jī)抽取3根鑄錠鉆屑樣采用紅外法進(jìn)行碳、硫化學(xué)成分分析，結(jié)果表明，不同鑄錠間的分析數(shù)據(jù)差小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許差（GB/T20123-2006），不存在明顯偏差，鑄錠間不存在明顯偏析。

隨機(jī)抽取1根鑄錠，在頭部、尾部及橫截面的邊部、半徑1/2處、中心部位等不同部位鉆屑樣，采用紅外法進(jìn)行碳、硫化學(xué)成分分析。數(shù)據(jù)表明，鑄錠沿軸向和徑向測(cè)量數(shù)據(jù)間的偏差小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許差（GB/T20123-2006），不存在明顯偏析，均勻性滿足要求。

隨機(jī)抽取1根鑄錠進(jìn)行金相檢驗(yàn)，樣品無(wú)石墨析出，其組織結(jié)構(gòu)主要為萊氏體+珠光體+碳化物，后期切削加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生石墨剝離的現(xiàn)象，有利于保障均勻性不發(fā)生改變。

電子探針分析結(jié)果表明，樣品中的夾雜物主要以硫化鐵的形式存在，硫化鐵夾雜物析出均勻，粒度不大于20μm，對(duì)后期加工不會(huì)產(chǎn)生不利影響。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品的加工

本批標(biāo)準(zhǔn)樣品去掉表面4 mm，從5 mm處開始收集樣品。加工成的屑樣分別采用0.850 mm（20目）和0.180 mm（80目）篩網(wǎng)篩分，棄去0.850 mm篩上和0.180篩下部分，然后混勻機(jī)內(nèi)混勻。

2 均勻性檢驗(yàn)

樣品在混樣機(jī)混勻后，隨機(jī)抽取抽取20瓶樣品，采用高頻燃燒紅外吸收法，對(duì)20瓶樣品在控制同樣的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測(cè)量，每瓶獨(dú)立分析三次，得到等精度數(shù)據(jù)20組，共60個(gè)數(shù)據(jù)。稱樣量為0.2 g。

均勻性檢驗(yàn)采用單因素方差分析法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，若F≤Fα，則可認(rèn)為樣品是均勻的[2]。均勻性檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1的數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)≤F0.05，Sbb（瓶間不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差）小于定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，本標(biāo)準(zhǔn)樣品的均勻性檢驗(yàn)合格。

3 標(biāo)準(zhǔn)樣品的定值分析

3.1 定值分析及分析方法

共有八個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與定值分析，研制負(fù)責(zé)單位出具兩組不同方法的數(shù)據(jù)，其它實(shí)驗(yàn)室各出具一組分析數(shù)據(jù)。定值采用的分析方法見表2。

3.2 定值分析數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理

3.2.1 分析數(shù)據(jù)的有效性的確認(rèn)

各協(xié)作分析單位報(bào)來(lái)四個(gè)獨(dú)立分析數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析數(shù)據(jù)的極差值均小于方法重復(fù)性r的1.3倍（無(wú)分析方法重復(fù)性的依據(jù)GB/T 20123-2006），表明全部數(shù)據(jù)有效。

3.2.2 異常值檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室間分析數(shù)據(jù)用Crubbs、Cochran檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法檢查其是否存在異常值。經(jīng)檢驗(yàn)，無(wú)異常值。

3.2.3 定值數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗(yàn)

計(jì)算各試驗(yàn)室數(shù)據(jù)的平均值，組成一組新的數(shù)據(jù)，用夏皮羅―威爾克法考察各組平均值的正態(tài)性，計(jì)算其統(tǒng)計(jì)量W，當(dāng)統(tǒng)計(jì)量W>W0.05時(shí)，則分析數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布。經(jīng)檢驗(yàn)，9組數(shù)據(jù)的分布都呈現(xiàn)良好的正態(tài)分布。

3.2.4 定值參數(shù)的確定

將每個(gè)實(shí)驗(yàn)室、每種測(cè)量方法所測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值視為單次測(cè)量值，構(gòu)成一組新的數(shù)據(jù)，計(jì)算其總平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值。所有定值分析數(shù)據(jù)計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)偏差，標(biāo)準(zhǔn)偏差按只進(jìn)不舍的原則修約，保留一位有效數(shù)字。

3.2.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)估

不確定度包含定值統(tǒng)計(jì)的平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差、均勻性檢驗(yàn)計(jì)算出的瓶間不均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差和穩(wěn)定性統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)計(jì)算出的瓶間不穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)偏差。因鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)樣品的穩(wěn)定性良好，所以不穩(wěn)定性產(chǎn)生的瓶間不穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)偏差可以忽略不計(jì)[4]。標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、測(cè)量組數(shù)及擴(kuò)展不確定度見表3。

4 結(jié)論

本標(biāo)準(zhǔn)樣品本標(biāo)準(zhǔn)樣品的化學(xué)成分設(shè)計(jì)、冶煉、加工工藝合理；經(jīng)化學(xué)成分均勻性檢驗(yàn)，結(jié)果表明本標(biāo)準(zhǔn)樣品的均勻性良好；由九個(gè)實(shí)驗(yàn)室采用不同原理、準(zhǔn)確可靠的分析方法定值分析，碳和硫均采用兩種或兩種以上的定值分析方法進(jìn)行定值，確定的標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)確、可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T15000《標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則》[S].

[2] YB/T082―1996《冶金產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范》[S].

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關(guān)鍵詞：穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)；統(tǒng)計(jì)量

1、前言

統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一套科學(xué)原理和技術(shù)，統(tǒng)計(jì)是從眾多數(shù)據(jù)中挖掘有用的信息，然后得出有關(guān)這個(gè)領(lǐng)域的某些特征或結(jié)論，進(jìn)而用以指導(dǎo)實(shí)踐，來(lái)創(chuàng)造更好的數(shù)據(jù)的科學(xué)。然而，傳統(tǒng)的用以描述數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分布特征的統(tǒng)計(jì)量在許多情況下都不具有很強(qiáng)的代表性，使得分析結(jié)果與實(shí)際不符，據(jù)此制定相關(guān)政策用于指導(dǎo)實(shí)踐時(shí)，必定會(huì)產(chǎn)生不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況。由于穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)方法不受實(shí)際數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布條件的束縛，與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法相比，具有更強(qiáng)的抵抗異常值影響的能力，更能夠反映實(shí)際情況，所以它一問世就有著很強(qiáng)的生命力，并逐漸地被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)以及地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域，成為人們處理各種問題的重要思想和工具。

穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容非常廣泛，任何涉及到與實(shí)際問題和假定條件有偏離有關(guān)的傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法中，都會(huì)有穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)成長(zhǎng)的空間，都會(huì)有待于對(duì)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)一步完善的必要。本文將主要分析幾種代表總體平均水平的穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)量的穩(wěn)健性，并與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)量如樣本平均數(shù)等進(jìn)行比較，從而揭示穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)量的優(yōu)勢(shì)所在。由于篇幅所限，對(duì)穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)的其他方面的討論不在本文范圍之內(nèi)。

2、統(tǒng)計(jì)量的穩(wěn)健性比較分析

2.1傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)量

人們普遍會(huì)感覺官方公布的人均收入或人均工資之類的指標(biāo)明顯偏高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，除了統(tǒng)計(jì)誤差和統(tǒng)計(jì)口徑上的不同以外，對(duì)人均收入指標(biāo)主觀上認(rèn)為偏高的主要原因在于收入分布是一種偏態(tài)的分布，而且隨著貧富差異原因的增多，偏態(tài)有日益嚴(yán)重的態(tài)勢(shì)。同時(shí)收入分布中存在著異常極端的離群大值，也會(huì)導(dǎo)致收入平均值的不正常上升。舉一個(gè)極端一點(diǎn)的例子，如果收入數(shù)據(jù)中有一個(gè)值趨于無(wú)窮大，不管是由于操作失誤還是實(shí)際情況的真實(shí)反映，據(jù)此計(jì)算出來(lái)的平均收入也會(huì)趨于無(wú)窮大，由此可見，運(yùn)用非常普遍的平均數(shù)絲毫不具有抵御離群值的能力。這也就意味著在正態(tài)假定下性能表現(xiàn)非常良好的平均數(shù)，當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)并不是呈正態(tài)分布時(shí)所表現(xiàn)出的代表性不強(qiáng)的缺陷。這就引發(fā)人們?nèi)ニ伎计渌慕y(tǒng)計(jì)量，要求這樣的統(tǒng)計(jì)量滿足以下兩個(gè)條件：第一，當(dāng)實(shí)際分布未知或雖然已知但不是正態(tài)分布時(shí)，這樣的統(tǒng)計(jì)量應(yīng)該能夠比較好地描述所研究現(xiàn)象的實(shí)際情況；第二，當(dāng)數(shù)據(jù)中存在正常的或是非正常的離群值時(shí)，這樣的統(tǒng)計(jì)量不會(huì)偏離實(shí)際情況太遠(yuǎn)，也即不會(huì)因?yàn)殡x群值的存在而對(duì)所要說(shuō)明的問題以及想要得出的結(jié)論造成災(zāi)害性的影響。

切尾均值是對(duì)均值的一種變通方法。均值對(duì)異常值或離群值非常敏感，它會(huì)由于數(shù)據(jù)集合中的一個(gè)或多個(gè)異常值的出現(xiàn)而失真。在這種情況下，離群值會(huì)使均值偏向自己的一方以尋找平衡點(diǎn)，因而也就歪曲了均值作為平均水平度量的意義。這時(shí)就需要對(duì)均值的計(jì)算方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兺ǎ怪^為穩(wěn)健。通常用到的就是切尾均值，其做法是去掉最大的和最小的數(shù)據(jù)，然后對(duì)其余的作平均。

2.2幾種穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)量

從數(shù)理角度分析，許多統(tǒng)計(jì)量都是通過(guò)極小化某一目標(biāo)函數(shù)而得到的結(jié)果。例如熟悉的樣本均值就是極小化目標(biāo)函數(shù)Q（xi，t）=Eni=1（xi-t）2所得的t值，其中xi，i=1，，，n是某一獨(dú)立同分布的樣本，t是估計(jì)值，Q表示目標(biāo)函數(shù)。解此問題的方法是先求Q關(guān)于t的導(dǎo)數(shù)7（在Q可導(dǎo)的情況下），7（xi，t）=Qc（xi，t）=Eni=1（xi-t）（去掉常數(shù)因子），然后求t，使之滿足Eni=1（xi-t）=0。通過(guò)求解得t=Eni=1xiPn，也就是樣本均值。同樣，樣本中位數(shù)是最小化目標(biāo)函數(shù)Q（xi，t）=Eni=1|xi-t|的解。已經(jīng)看到，基于殘差平方目標(biāo)函數(shù)的樣本平均值的統(tǒng)計(jì)量對(duì)于離群值過(guò)于敏感，即由于經(jīng)過(guò)平方，使得數(shù)據(jù)分布的尾部有太大的權(quán)數(shù)；而基于絕對(duì)殘差目標(biāo)函數(shù)的樣本中位數(shù)雖然克服了樣本平均值對(duì)離群值敏感的缺陷，但卻對(duì)數(shù)據(jù)的中間估計(jì)值太敏感。于是，Huber（1964）提出了一種新的目標(biāo)函數(shù)，作為樣本平均值和樣本中位數(shù)的折衷。這個(gè)目標(biāo)函數(shù)就是極小化上述目標(biāo)函數(shù)的解就是HuberM統(tǒng)計(jì)量。樣本中位數(shù)和平均數(shù)分別是HuberM統(tǒng)計(jì)量的極端情況，k稱作細(xì)調(diào)參數(shù)，它決定著Huber統(tǒng)計(jì)量的性質(zhì)。在實(shí)際運(yùn)用中選擇適當(dāng)?shù)膋，能給統(tǒng)計(jì)量在某個(gè)范圍上合理的性能表現(xiàn)。k越小，Huber統(tǒng)計(jì)量越接近于樣本中位數(shù)，即對(duì)離群值的抵抗能力就越強(qiáng)，反之，就越接近于樣本平均值。Huber統(tǒng)計(jì)量是一種比較容易計(jì)算的穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)量，是對(duì)樣本平均值的穩(wěn)健性的提高和改善。但是與下面三種更穩(wěn)健的M統(tǒng)計(jì)量相比較，Huber統(tǒng)計(jì)量的穩(wěn)健性有時(shí)也不能夠滿足實(shí)際需要。

根據(jù)M統(tǒng)計(jì)量7函數(shù)（即目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)）的形狀，人們把Huber統(tǒng)計(jì)量稱作單調(diào)的，統(tǒng)計(jì)量，另外三種比較常見的M統(tǒng)計(jì)量：圖基（Tukey）雙權(quán)M統(tǒng)計(jì)量、漢佩爾（Hampel）回降M統(tǒng)計(jì)量和安德魯斯（Andrews）正弦波M統(tǒng)計(jì)量都是回降統(tǒng)計(jì)量。也就是說(shuō)，HuberM統(tǒng)計(jì)量的7函數(shù)是單調(diào)遞增的，而后面三種M統(tǒng)計(jì)量的7函數(shù)最終都要回到水平軸，其函數(shù)形式均比較復(fù)雜，這里從略。需要強(qiáng)調(diào)指出的是，M統(tǒng)計(jì)量之所以較平均數(shù)穩(wěn)健，是因?yàn)橄鄬?duì)于平均數(shù)對(duì)所有觀察值都賦權(quán)數(shù)以1的情形，M統(tǒng)計(jì)量最終的目標(biāo)是根據(jù)觀察值離數(shù)據(jù)分布中心的遠(yuǎn)近而賦大小不等的權(quán)數(shù)，即觀測(cè)值距離數(shù)據(jù)分布中心越遠(yuǎn)，賦予它的權(quán)數(shù)就越小，反之就越大。從而提高統(tǒng)計(jì)量的全局效率和整體耐抗性。不同的M統(tǒng)計(jì)量具有不同的加權(quán)體系。HampelM統(tǒng)計(jì)量和Andrews正弦波M估計(jì)量的權(quán)重函數(shù)的形狀與Tukey雙權(quán)M統(tǒng)計(jì)量大體上類似，都是中間部分權(quán)數(shù)較大，以后逐漸遞減，到兩側(cè)的某一點(diǎn)減小到零。所不同的是，如同HuberM統(tǒng)計(jì)量中的k一樣，不同的統(tǒng)計(jì)量具有不同的細(xì)調(diào)參數(shù)，從而也決定了權(quán)重函數(shù)走勢(shì)變化的分界點(diǎn)。

表1 是筆者利用SPSS 軟件對(duì)某市近幾年的居民實(shí)際支出原始數(shù)據(jù)計(jì)算的四種M 統(tǒng)計(jì)量（為節(jié)省篇幅， 只列出每隔一年共6 年的計(jì)算結(jié)果） ， 并列出了平均支出和中位數(shù)支出以供比較。

表1 基于居民實(shí)際支出數(shù)據(jù)的四種M 統(tǒng)計(jì)量比較

通過(guò)上表對(duì)六種統(tǒng)計(jì)量的比較發(fā)現(xiàn)，四種M統(tǒng)計(jì)量均低于平均實(shí)際支出，而與中位數(shù)實(shí)際支出的大小關(guān)系不固定。由于實(shí)際支出數(shù)據(jù)中有一定量的離群值存在，所以平均實(shí)際支出是對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的一種偏高估計(jì)，這是毫無(wú)疑問的，又由于位數(shù)附近可能出現(xiàn)的分布離散性，使得中位數(shù)在整體上是對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的一種偏低估計(jì)。而M統(tǒng)計(jì)量反映了支出數(shù)據(jù)主體部分的更多信息，因而能夠更準(zhǔn)確地體現(xiàn)實(shí)際支出的一般水平。

篇6

一、類比發(fā)散法

在元素化合物及有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)中,我們注意這些章節(jié)的內(nèi)容安排有一個(gè)共同特點(diǎn),都是先派一種典型的代表物做“先行官”,介紹其結(jié)構(gòu)性質(zhì)制法,接踵而至的“大部隊(duì)”就是它的同族元素或同系物。我們只要重點(diǎn)學(xué)習(xí)透徹掌握代表物的性質(zhì),即可根據(jù)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),結(jié)構(gòu)相似性質(zhì)相似”的化學(xué)原理大膽預(yù)測(cè),充分推斷同族其余元素或同系物的性質(zhì)。并與課本上的內(nèi)容加以印證。

二、具體化手法

元素周期律一章練習(xí)中有許多排序問題,如:原子半徑大小,離子半徑大小,最高氧化物對(duì)應(yīng)的水合物酸鹼性,氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性,金屬性(非)強(qiáng)弱的排序等。習(xí)題里不會(huì)具體給出是什么元素的微粒,而是一些字母代號(hào),這就需要學(xué)生通過(guò)分析題意,將未知粒子一一對(duì)應(yīng)于兩組“靶心”粒子,然后對(duì)照討論,這兩組離子是:具有氖原子結(jié)構(gòu)的 O 2-,F - ,Na + ,M g 2+ ,Al 3+ 和具有氬原子結(jié)構(gòu)的 S 2- ,Cl - ,K + ,C a 2+ 。當(dāng)然,學(xué)生對(duì)兩組離子的性質(zhì)必須有充分的認(rèn)識(shí)。假如所給離子是 X n+ ,Y m+ ,Z n- ,電荷絕對(duì)值m > n,且三種離子M電子層的電子數(shù)均為奇數(shù),然后要求選擇性質(zhì)排序,我們只要把 X n+ ,Y m+ ,Z n- 當(dāng)成 N a+ ,Al 3+ , F- 問題不就簡(jiǎn)單多了?

三、聯(lián)系實(shí)際法

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),因而與日常生活的關(guān)系非常密切,生活中的化學(xué)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)大部分是未開拓領(lǐng)域,學(xué)生對(duì)此有極大的興趣,當(dāng)他們明白其中蘊(yùn)藏的化學(xué)原理后,興奮之情溢于言表,決不亞于因蘋果砸到牛頓頭上而發(fā)現(xiàn)“萬(wàn)有引力”?；谶@點(diǎn),我在教學(xué)中利用實(shí)物、圖片、實(shí)驗(yàn)以及參觀工廠等手段,著意加大學(xué)生探究生活化學(xué)的力度。講完鐵與水蒸氣的反應(yīng),就讓學(xué)生討論鐵匠鋪中打鐵時(shí)“淬火”的原理;講了明礬的性質(zhì),就讓學(xué)生探討“炸油條”時(shí)加入明礬和小蘇打的作用,并解釋上面許多小洞的成因。最終目的是要讓學(xué)生養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的好習(xí)慣。

四、口訣法

有些理論性較強(qiáng)的章節(jié)如“氧化還原反應(yīng) ”“周期律”等,概念多易混淆,而且關(guān)系復(fù)雜,辨證性較強(qiáng),采用此法即可免去學(xué)生學(xué)習(xí)中“陰差陽(yáng)錯(cuò)”之苦。在“氧化還原反應(yīng)”初期教學(xué)中,就讓學(xué)生掌握八字訣“升 ―失 ― 氧―還,降―得―還―氧”。乃至后期深入學(xué)習(xí)時(shí)采用更有趣的“繞口令”如:“還原性強(qiáng)的原子失電子后變?yōu)檠趸匀醯碾x子”其相對(duì)應(yīng)的另外一句話讓學(xué)生自己說(shuō)出。因此,在學(xué)習(xí)中起到理順關(guān)系,提示引導(dǎo)的作用。其他的如原子核口訣:體積核小原子大,質(zhì)量核大原子小。電量相抵呈中性,質(zhì)量數(shù)作原子量。

五、冠名法

針對(duì)教學(xué)中的一些重點(diǎn)難點(diǎn),教師如果一味地強(qiáng)調(diào)重要,結(jié)果往往適得其反。冠名的目的就是要為這些重點(diǎn)難點(diǎn)貼標(biāo)簽,加“綽號(hào)”。這樣聽起來(lái)響亮,奇特,可以增強(qiáng)學(xué)生注意力,一提名字則可代表一種方法,一類題目或一部分知識(shí)。如學(xué)生在學(xué)習(xí)“化學(xué)平衡”時(shí)對(duì)于“勒氏”原理壓強(qiáng)變化的認(rèn)識(shí),往往張冠李戴,模糊不清,其原因是能引起壓強(qiáng)變化的手段很多,可以是: 1.恒容,改變氣體的物質(zhì)的量(包括參與反應(yīng)的與不參與反應(yīng)的), 2. 恒容,改變溫度。 3. 體積改變,氣體物質(zhì)的量不變。只要讓學(xué)生認(rèn)清正宗的勒氏壓強(qiáng)變化指的是第三種情況,而其余則是“假冒偽劣產(chǎn)品”。

六、偏微分法

好的解題方法與好的學(xué)習(xí)方法并不矛盾,更不對(duì)立,后者包含前者,前者是后者的重要組成部分,數(shù)學(xué)有公式可尋,物理有定律可依,化學(xué)在這方面略顯欠缺,因此歸納解題方法,并使之定型,已成為化學(xué)解題過(guò)程中的重要手段。“偏微分”是高等數(shù)學(xué)的一個(gè)名詞,其運(yùn)算原則是將一個(gè)函數(shù)中的兩個(gè)變量分別討論,將一個(gè)變量作常量時(shí),討論另一變量的變化所引起的函數(shù)變化。我們不妨借用這種思維方式,解決化學(xué)平衡當(dāng)中的有關(guān)圖像問題。如出現(xiàn)溫度 -- 壓強(qiáng) -- 轉(zhuǎn)化率關(guān)系圖,我們只要固定溫度,分析壓強(qiáng)變化引起的轉(zhuǎn)化率變化,則可解決可逆反應(yīng)前后的計(jì)量數(shù)大小關(guān)系。若固定壓強(qiáng),分析溫度變化引起的轉(zhuǎn)化率變化,可以解決可逆反應(yīng)的吸放熱問題。

篇7

2011年10月3日至11月27日在研究區(qū)進(jìn)行了野外取樣,共采取162組淺層地下水水樣,取樣位置見圖1。對(duì)全部水樣進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試水溫、pH和電導(dǎo)率,并在中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心陜西測(cè)試研究所進(jìn)行水質(zhì)全分析。其中:Na+、K+采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)試;Ca2+、Mg2+采用EDTA滴定法測(cè)試;SO42-、Cl-采用離子色譜法測(cè)定;HCO3-、CO32-采用酸堿滴定法測(cè)定。

研究方法與結(jié)果分析

面對(duì)大量的水化學(xué)分析數(shù)據(jù),數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法相對(duì)其他方法具有更為快捷地認(rèn)識(shí)地下水水化學(xué)成分特征及演化規(guī)律的優(yōu)勢(shì)。因此本文選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法中的描述性分析、相關(guān)性分析、主成分分析,利用SPSS軟件,對(duì)地下水中的常量離子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.描述性分析

對(duì)研究區(qū)162件水樣的水化學(xué)成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)特征值分析(表1)。分析結(jié)果表明,(1)渭河以南陽(yáng)離子以Ca2+為主,平均值由大到小排序?yàn)镃a2+>Na+>Mg2+,渭河以北陽(yáng)離子以Na+為主,平均值由大到小排序?yàn)镹a+>Mg2+>Ca2+,整個(gè)研究區(qū)內(nèi)陰離子都是以HCO3-為主,平均值由大到小的排序?yàn)镠CO3->SO42->Cl-;(2)渭河以北水化學(xué)參數(shù)的變異系數(shù)都較渭河以南大,表明渭河以北地下水的水化學(xué)性質(zhì)在空間上變異性大。受地形地貌、含水層介質(zhì)和人類活動(dòng)等因素的影響較大,渭河以南地下水則受影響較少;(3)渭河以北和渭河以南地下水中的TDS平均值分別為1292.81mg/L和658.45mg/L,渭河以北是渭河以南的1.96倍,渭河以北TDS絕對(duì)含量較高;(4)地下水中HCO3-、Ca2+、Mg2+的變異系數(shù)相對(duì)較小,說(shuō)明它們?cè)诘叵滤械暮肯鄬?duì)比較穩(wěn)定。(5)地下水中Cl-、SO42-的變異系數(shù)比較大,說(shuō)明它們?cè)诘叵滤泻孔兓^大,是隨著氣候和人類活動(dòng)變化的敏感性因子,是決定地下水鹽化的主要變量。

2.相關(guān)性分析

相關(guān)分析是研究隨機(jī)變量之間相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)方法,用于判斷變量之間是否存在依存關(guān)系,并探討具有依存關(guān)系變量的相關(guān)方向以及相關(guān)程度,揭示各個(gè)變量相似相異度及來(lái)源的一致性、差異性。當(dāng)相關(guān)系數(shù)r>0時(shí),呈正相關(guān);r<0時(shí),呈負(fù)相關(guān);當(dāng)|r|=1時(shí),稱為完全相關(guān);當(dāng)0.7<|r|<1時(shí),稱為高度線性相關(guān)或強(qiáng)線性相關(guān);當(dāng)0.4<|r|<0.7時(shí),稱為顯著線性相關(guān);0<|r|<0.4時(shí),稱為低度線性相關(guān);當(dāng)r=0時(shí),完全不相關(guān)。各個(gè)變量相關(guān)性顯著,說(shuō)明具有相似的形成機(jī)制或相同的來(lái)源方式[13]。本文利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)算關(guān)中盆地淺層地下水的Person相關(guān)系數(shù),相關(guān)系數(shù)均通過(guò)顯著性雙尾檢驗(yàn),結(jié)果見表2。從表2可以看出,渭河以南地區(qū)Mg2+和HCO3-有很好的相關(guān)性,Na+、Ca2+和Cl-、SO42-,Mg2+和Cl-有顯著的相關(guān)性;渭河以北地區(qū)Na+、Mg2+和Cl-、SO42-具有很好的相關(guān)性,Ca2+和HCO3-呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。整個(gè)研究區(qū)地下水中總?cè)芙庑怨腆wTDS與Mg2+、Cl-、SO42-之間相關(guān)性較高,而在渭河以南TDS與Ca2+,渭河以北TDS與Na+高度線性相關(guān)。表明在渭河以南地區(qū)主要以風(fēng)化-溶濾的物理化學(xué)作用為主,渭河以北地區(qū)主要是以蒸發(fā)濃縮作用為主。

3.主成分分析

主成分分析是將大量的彼此之間可能存在相關(guān)關(guān)系的變量,轉(zhuǎn)換成比較少的彼此之間不相關(guān)的綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計(jì)方法[10]?；驹頌槔媒稻S的思想,將多個(gè)變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量(主成分),其中每個(gè)主成分都是原始變量的線性組合,各主成分之間互不相關(guān),從而這些主成分能夠反映變量的絕大部分信息,且所含的信息互不重疊[10]。應(yīng)用到水化學(xué)成分特征及形成機(jī)理的研究時(shí),可在原始大量水化學(xué)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,將多個(gè)變量綜合轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)幾個(gè)因子,然后再對(duì)這幾個(gè)因子變量進(jìn)行解釋,賦予它們真正的水文地質(zhì)意義。本文通過(guò)對(duì)研究區(qū)162個(gè)水化學(xué)樣本進(jìn)行主成分分析,根據(jù)因子貢獻(xiàn)率的百分比確定主因子個(gè)數(shù)(表3)。以便可以從本質(zhì)上抓住影響地下水水化學(xué)成分形成特征及機(jī)理的主要作用與因素。本文利用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS計(jì)算關(guān)中盆地淺層地下水的因子貢獻(xiàn)率、旋轉(zhuǎn)后的因子載荷值,分析結(jié)果見表3-表5。在進(jìn)行主成分分析的過(guò)程中,根據(jù)特征值累積方差貢獻(xiàn)率,在渭河以南和以北地區(qū)選取的主因子個(gè)數(shù)為3和2,累積方差貢獻(xiàn)率分別為86.338%和88.482%。由表3-表5可知,渭河以南第一主因子F1的方差貢獻(xiàn)率為55.258%,主要是由Ca2+、Cl-、SO42-和Mg2+組成,反映了溶濾作用和鎂鹽溶解對(duì)地下水化學(xué)成分的影響。第二主因子F2的方差貢獻(xiàn)率為17.261%,主要是由HCO3-和Mg2+組成,反映了碳酸鹽和硅酸鹽溶解對(duì)地下水成分的影響。第三主因子F3的方差貢獻(xiàn)率為13.819%,主要是由Na+和SO42-組成,反映了蒸發(fā)鹽溶濾作用對(duì)地下水化學(xué)成分的影響。渭河以北第一主因子F1的方差貢獻(xiàn)率為69.479%,主要是由Ca2+、SO42-、Cl-、HCO3-組成,反映了碳酸鹽、硅酸鹽和蒸發(fā)鹽溶解作用對(duì)地下水化學(xué)成分的影響。第二主因子F2的方差貢獻(xiàn)率為19.003%,主要是Na+和Cl-組成,反映了蒸發(fā)濃縮作用對(duì)地下水化學(xué)成分的影響。

4.地下水化學(xué)特征的水文地球化學(xué)機(jī)理

由描述性分析可知,地下水中的Cl-、SO42-的含量受環(huán)境影響比較大,以蒸發(fā)濃縮作用影響為主,同時(shí)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活污水的排放也會(huì)引起Cl-、SO42-濃度升高;在渭河以北地區(qū),地下水化學(xué)類型除受蒸發(fā)濃縮和人類活動(dòng)影響外,渭北煤田水的補(bǔ)給,也會(huì)造成地下水中硫酸鹽濃度的增加[14]。由相關(guān)性分析、主成分分析可知,渭河以南地區(qū)水文地球化學(xué)形成作用主要是以礦物溶解為主,渭河以北地區(qū)主要是以礦物溶解和蒸發(fā)作用為主。在渭河以南靠近秦嶺山區(qū),地下水還接受南部山區(qū)孔隙水的補(bǔ)給,加上本區(qū)含水層以礫巖為主,其中大量的方解石、白云石和硅酸鹽等礦物的風(fēng)化或水解使水中Ca2+含量不斷累積增加。渭河以北山前洪積扇前緣及塬區(qū),含水層以砂巖為主,黏土含量比較高,有利于地下水中Ca2+與黏土中的Na+發(fā)生陽(yáng)離子交換,致使水中的Na+富集。地下水在入滲、徑流過(guò)程中,從補(bǔ)給區(qū)至排泄區(qū),水文地球化學(xué)作用主要是以溶濾為主,與含水層中的碳酸鹽、硅酸鹽和硫酸鹽等相互作用,發(fā)生溶解[15]。

結(jié)論

篇8

關(guān)鍵詞：土壤；理化特性；研究

中圖分類號(hào)： S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1674-0432（2013）-22-02-1

1研究?jī)?nèi)容

本研究根據(jù)土壤物理學(xué)、土壤化學(xué)和土壤礦物學(xué)的原理，通過(guò)野外調(diào)查采樣和室內(nèi)試驗(yàn)分析相結(jié)合的技術(shù)方法，選擇吉林省主要耕作土壤黑土、鹽堿土和白漿土的典型地區(qū)為研究對(duì)象，對(duì)不同土地利用方式下土壤的物理化學(xué)及礦物組成進(jìn)行研究。

2試驗(yàn)材料

本次研究的采樣區(qū)選擇在吉林省的公主嶺市、松原市及永吉縣。公主嶺市南崴子鎮(zhèn)地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較高；蓄水量大；pH值適中，一般在6.5～7.5 之間；養(yǎng)分含量豐富。松原市前郭縣是吉林省典型鹽堿土區(qū)，土壤沙化堿化日益嚴(yán)重，養(yǎng)分含量偏低；pH值偏堿，一般在7.5～8.5之間；陽(yáng)離子交換量大，保肥能力弱。吉林市永吉縣是吉林省典型白漿土區(qū)，該區(qū)土質(zhì)黏重，抗逆和抗旱澇災(zāi)害的能力差；養(yǎng)分含量適中；pH值偏酸，一般在5.5～6.5之間。

土壤混合樣品主要為土壤表層樣品，由6～8個(gè)混合點(diǎn)組成，它實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)平均數(shù)，借以減少土壤差異。其采樣原則如下：土壤樣品采集深度控制在0～20厘米之間；每一點(diǎn)采取的土樣厚度、深淺、寬窄應(yīng)大體一致；各點(diǎn)隨機(jī)決定，但應(yīng)保證采樣點(diǎn)的微區(qū)域小地形一致；在采集過(guò)程中，旱田用鐵鍬采集，水田用土鉆采集；樣品重量1千克左右。

3分析與討論

3.1土壤顆粒組成的研究

黑土、鹽堿土和白漿土三種土壤的土壤質(zhì)地以砂粘壤土和砂壤土為主。其中，鹽堿土旱田土壤質(zhì)地為砂土，黏粒為5.54%；鹽堿土開墾年限10、20、30和40年水田和白漿土旱田土壤質(zhì)地都為砂壤土，黏粒分別為5.71%、5.83%、5.89%、5.91%、5.98%、13.77%、13.23%和14.89%；白漿土開墾年限3、10、20和30年水田和黑土旱田及水田10年土壤質(zhì)地為砂粘壤土，黏粒分別為15.43%、15.91%、16.56%、16.67%、21.34%和23.19%；黑土開墾年限10年和20年水田土壤質(zhì)地為砂粘土，黏粒分別為25.04%和26.79%。三種土壤質(zhì)地差異主要是由于地理位置和氣候的差異決定的。

3.2土壤pH值的研究

我國(guó)土壤的酸堿度范圍，一般pH值為4～9。大多數(shù)作物都喜歡在中性、微酸性或微堿性的環(huán)境中生長(zhǎng)。由表1可以看出以下特征：黑土pH值范圍在7.28～7.61之間，平均值為7.44；鹽堿土pH值范圍在8.14～8.89之間，平均值為8.39；白漿土pH值范圍在6.06～6.31之間，平均值為6.19。根據(jù)我國(guó)土壤的酸堿度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分為強(qiáng)酸性（pH>4.5）、酸性（pH4.5～5.5）、弱酸性（pH5.5～6.5）、中性（pH6.5～7.5）、弱堿性（pH7.5～8.5）和堿性（pH>8.5）。黑土屬于中性土壤，白漿土屬于弱酸性土壤，鹽堿土屬于弱堿性土壤。由顆粒組成分析得知，土壤質(zhì)地愈粗，pH值愈高；粘粒愈多，pH值愈低。另外，有機(jī)質(zhì)有助于降低土壤的酸堿度，黑土的有機(jī)質(zhì)含量要高于白漿土和鹽堿土。

3.3土壤主要養(yǎng)分的研究

不同土壤有機(jī)質(zhì)平均含量由高到低為：黑土>白漿土>鹽堿土。三種土壤樣品中堿解氮含量的變化趨勢(shì)為：黑土>白漿土>鹽堿土。其主要原因是：土壤有機(jī)質(zhì)是氮素的主要來(lái)源，黑土的有機(jī)質(zhì)含量最高。另外，pH值在8以上影響土壤氮素的釋放，鹽堿土平均pH值是8.39較高，因此氮素含量少。采用碳酸氫鈉――鉬銻抗比色法進(jìn)行試驗(yàn)。黑土速效磷變化范圍在21.21毫克/千克～26.12毫克/千克之間，平均為23.67 毫克/千克；鹽堿土速效磷變化范圍在6.95毫克/千克～8.54毫克/千克之間，平均為7.73毫克/千克；白漿土速效磷變化范圍在16.42毫克/千克～24.46毫克/千克之間，平均為21.31毫克/千克。三種土壤樣品中速效磷含量的變化趨勢(shì)為：黑土>白漿土>鹽堿土。這是因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)是磷素的主要來(lái)源，有機(jī)質(zhì)含量高低直接影響土壤中磷素含量高低。采用醋酸銨-火焰光度法測(cè)定土壤的速效鉀含量。黑土速效鉀變化范圍在129.54毫克/千克～144.11毫克/千克之間，平均為136.04毫克/千克；鹽堿土速效鉀變化范圍在90.23毫克/千克～112.22毫克/千克之間，平均為101.17毫克/千克；白漿土速效鉀變化范圍在121.94毫克/千克～129.41毫克/千克之間，平均為113.88毫克/千克。三種土壤速效鉀含量的變化趨勢(shì)為：黑土>白漿土>鹽堿土。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明：黑土旱田和開墾10年的水田土壤質(zhì)地屬于砂粘壤土；鹽堿土旱田土壤質(zhì)地屬于砂土；白漿土旱田土壤質(zhì)地都屬于砂壤土；不同土壤的pH值差異很明顯，黑土屬于中性土壤，白漿土屬于弱酸性土壤，鹽堿土屬于弱堿性土壤；不同土壤的主要養(yǎng)分含量差異很明顯：黑土>白漿土>鹽堿土。

參考文獻(xiàn)

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論文摘要:深層攪拌法具有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單和效益好的優(yōu)點(diǎn)，在條件適宜時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。本文介紹了深層攪拌法加固地基的原理，并結(jié)合實(shí)際工程介紹了該方法的施工工藝和加固效果。

深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。深層攪拌法處理地基可增加地基承載力、減小沉降差、提高邊坡穩(wěn)定性及擋水等。

深層攪拌法處理后的地基承載力提高1～1.5倍。深層攪拌法是相對(duì)于淺層攪拌而言，淺層攪拌法主要用于路基，凍漲土和邊坡穩(wěn)定的處理。深層攪拌分水泥系深層攪拌和石灰系深層攪拌。下面介紹的是水泥系深層攪拌法及其工程應(yīng)用實(shí)例。

國(guó)外自二次大戰(zhàn)以來(lái)開始研制用于深層攪拌樁的深層攪拌機(jī)械，到70年代，已廣泛應(yīng)用深層攪拌法處理地基，我國(guó)從70年代末開始進(jìn)行深層攪拌的室內(nèi)試驗(yàn)和攪拌機(jī)械的研制工作，1979年在塘沽新港進(jìn)行機(jī)械考核和攪拌工藝試驗(yàn)，并獲得成功。80年代初推廣使用深層攪拌法，至今在上海、南京、連云港、唐山、昆明及內(nèi)陸部分地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。我們?cè)诩闻d某寫字樓（筏基）工程的地基處理中采用了深層攪拌法，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

一、水泥加固土的原理

軟土與水泥采用機(jī)械攪拌加固的原理是基于水泥土的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，它與混凝土的硬化機(jī)理有所不同。在水泥加固土中，由于水泥的摻量很?。ㄕ急患庸掏林氐?%—15%），水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定活性介質(zhì)——土的圍繞下進(jìn)行，硬化速度緩慢且作用較復(fù)雜，所以水泥加固土的強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)程也比較緩慢。

（一）水泥的水解和水化作用

硅酸鹽水泥的主要成分是由氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵及三氧化硫組成，而這些氧化物又分別組成了不同的水泥礦物：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、硫酸鈣等。用水泥加固軟土?xí)r，水泥顆粒表面的礦物很快與軟土中的水發(fā)生水解和水化反應(yīng)，生成氫氧化鈣、含水硫酸鈣、含水鋁酸鈣和含水鐵酸鈣等化合物。其中，硅酸三鈣在水泥中含量最高（50%左右），是決定強(qiáng)度的主要因素；硅酸二鈣含量較高（25%），主要產(chǎn)生后期強(qiáng)度；鋁酸三鈣占水泥重量10%，水化速度快，能促進(jìn)早凝；鐵鋁酸四鈣占水泥重量10%，能提高早期強(qiáng)度；硫酸鈣占水泥重量3%，能和鋁酸三鈣一起與水發(fā)生反應(yīng)，生成一種水泥樣菌，對(duì)高含水量的軟土強(qiáng)度增加有特殊意義。

（二）粘土顆粒與水泥水物的作用

1、離子交換和團(tuán)化作用。通過(guò)離子交換，較小的土顆粒結(jié)合可形成較大的土團(tuán)粒；土團(tuán)粒的進(jìn)一步結(jié)合形成水泥土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，并封閉各土團(tuán)之間的空隙，形成堅(jiān)固的聯(lián)結(jié)，也就使水泥土的強(qiáng)度得到大大提高。

2、凝硬反應(yīng)。隨著水泥水化反應(yīng)的深入，逐漸生成不溶于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物。這些化合物在水中、空氣中逐漸硬化，增加了水泥土的強(qiáng)度，而且其結(jié)構(gòu)也比較密實(shí)，水分不容易侵入，從而使水泥土具有足夠的水穩(wěn)性。

（三）碳酸化作用

水泥水化物中的氫氧化鈣，吸收水中和空氣中的二氧化碳發(fā)生碳酸化反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣。這種反應(yīng)能提高水泥土的強(qiáng)度，但速度較慢，幅度較小。

二、工程實(shí)例

（一）工程概況

嘉興市某寫字樓建筑面積近一萬(wàn)平方米，層數(shù)九層，結(jié)構(gòu)型式為框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸為6.3m×7.2m(縱向)、6.3m×3.6m(縱向)、2.4m×7.2m(縱向)、2.4m×3.6m(縱向)，所處場(chǎng)地為瀏陽(yáng)河沖積平原、地表土層為1.9m～2.0m厚的人工填土，以下為第四紀(jì)沉積層，地層從上到下分別為：第①層粉土，濕至很濕，疏松到稍密，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=115KPa，壓縮模量平均值Es=11（MPa）、層厚3.9～4.0m；第②層粘土夾粉土，飽和，軟塑至可塑狀，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=110KPa，壓縮模量平均值Es=7.0(MPa)、層厚2.3～3.7m；第③層粉土，很濕，中密，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=120（MPa），壓縮模量平均值Es=15.42(MPa)，層厚1.0～1.3m；第④層粘土飽和，可塑至硬塑狀，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=120KPa，壓縮模量平均值Es=6.5(MPa)，層厚3.5～3.8m；第5層粘土，飽和，硬塑狀，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=140KPa，平均壓縮模量Es=7.5(MPa)，本層揭示最大厚度4.2m。場(chǎng)地地下水屬孔隙潛水類型，地下隱定水位14.5m，但由于粘性土的隔水作用。上部土體已達(dá)飽和狀態(tài)。經(jīng)檢測(cè)，地下水無(wú)侵蝕性。

（二）加固方案的比較

1、灌注樁。因場(chǎng)地土呈軟塑流塑狀態(tài)，成孔很困難，需要有較高施工技術(shù)水平來(lái)保證施工質(zhì)量，且造價(jià)高、工期長(zhǎng)。

2、碎石樁。工期短，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低；因受場(chǎng)地條件的限制而不能采用。

3、預(yù)制樁。能較好地滿足所需要的承載力，但工期長(zhǎng)，施工噪音大影響周圍居民的正常生活；其造價(jià)經(jīng)測(cè)算約54萬(wàn)元。

4、深層攪拌樁。施工速度快，工期短，施工方便，能較好地保證施工質(zhì)量，造價(jià)約23萬(wàn)元，僅是預(yù)制樁的42.6%。

經(jīng)方案比較，決定選用深層攪拌樁處理地基。地基處理后的承載力標(biāo)準(zhǔn)值F=250KP。

（三）深層攪拌樁的施工

1、室內(nèi)試驗(yàn)

軟土地基深層攪拌加固法是基于水泥對(duì)軟土的加固作用，而目前這項(xiàng)技術(shù)無(wú)論設(shè)計(jì)計(jì)算方法，還是施工工藝都不太成熟，因此，應(yīng)特別重視水泥土的室內(nèi)外試驗(yàn)。試驗(yàn)步驟：1）為保證試驗(yàn)準(zhǔn)確性，將現(xiàn)場(chǎng)挖掘的天然軟土立即封裝在雙層厚塑料袋內(nèi)，基本保持天然含水量；2）根據(jù)施工要求的試驗(yàn)程序、配方，分別稱量土、水泥、外摻劑和水，放在容器內(nèi)攪拌均勻，按要求進(jìn)行振動(dòng)，制成試塊后，蓋上塑料布，防止水份蒸發(fā)過(guò)快，并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。本工程經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)得出如下結(jié)論，水泥土的容重比原狀土僅增加2.7%，因此，其加固部分對(duì)于下部未加固部分不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的附加荷重，水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.12MP ，大于設(shè)計(jì)要求的F =2.0MP 的要求，滿足設(shè)計(jì)要求。

2、施工要求

目前，對(duì)深層攪拌法加固質(zhì)量的檢驗(yàn)缺少簡(jiǎn)便可靠的辦法，因此，我們要求施工單位嚴(yán)格按照建筑地基處理技術(shù)規(guī)范《JG79—91》有關(guān)要求進(jìn)行施工，并提出以下要求：(1)每根樁均應(yīng)確保均勻和足額的噴灰量，送灰時(shí)要密切注意電子稱計(jì)量變化，如發(fā)現(xiàn)噴灰量不足，應(yīng)及時(shí)采取復(fù)噴或補(bǔ)噴等措施，每根樁應(yīng)保證送灰連續(xù)、均勻、不得間斷；（2）考慮到與基礎(chǔ)接觸部分的攪拌樁頂部受力較大，因此，要求對(duì)樁頂1.5m范圍內(nèi)復(fù)攪、復(fù)噴。因設(shè)計(jì)時(shí)考慮樁端承載力，因此，應(yīng)確保樁端質(zhì)量，除應(yīng)復(fù)攪、復(fù)噴外，鉆頭至樁底時(shí)，應(yīng)原位旋轉(zhuǎn)1～2分鐘，以便葉片對(duì)土的壓實(shí)及水泥的充分拌和，并以慢檔提升0.5～1.0m。

三、結(jié)語(yǔ)

寫字樓投入使用一年多，經(jīng)觀測(cè)基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定，總沉降量為5.9cm，完全滿足使用要求，從施工情況看，在含水量較高的軟土地區(qū)，深層攪拌法處理地基比較適合，且施工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理，效益好。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞： CO-UBAF 回流比

引言

CO-UBAF（前置生物膜反硝化+上流式曝氣生物濾池）是曝氣生物濾池的一種改良工藝，采用前置生物膜反硝化+曝氣生物濾池工藝，既可以達(dá)到去除污水中COD、TN、SS，也無(wú)濾料板結(jié)現(xiàn)象，而且產(chǎn)泥量少，不需要對(duì)反硝化池反沖洗；后續(xù)的BAF工藝可節(jié)省二沉池，出水水質(zhì)好，需要的時(shí)候工藝可作為三級(jí)處理運(yùn)行；BAF裝置采用新型礦物濾料，提高系統(tǒng)的去污效率實(shí)驗(yàn)裝置和方法。

1 試驗(yàn)裝置與方法

1.1 試驗(yàn)裝置

CO-UBAF工藝小試裝置都是鋼結(jié)構(gòu)制成，各個(gè)構(gòu)筑物尺寸及設(shè)備如下表：

工藝流程如圖1：

主要工藝單元有接觸氧化池和兩個(gè)Φ600曝氣生物柱：兩組接觸氧化池分別填裝SVA濾料（填裝高度0.5m）和彈性填料（填裝高度1.0m）；曝氣生物柱分別填裝陶粒濾料和SVA濾料，填裝高度2.5m，填裝容積為0.7065m3 。

1.2 試驗(yàn)方法

原水取自新會(huì)龍泉污水處理廠水解酸化池出水，原水水質(zhì)情況如下表：

污水首先進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行生化反應(yīng)，經(jīng)過(guò)沉淀分離后上清液進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池混合均勻，由提升泵輸送到高位水箱，再由高位水箱重力流入上向流曝氣生物柱，曝氣生物柱出水重力流至清水池，部分出水可回流到接觸氧化池進(jìn)行反硝化。接觸氧化池底部進(jìn)氣，采用下灣式穿孔管曝氣，曝氣生物柱采用長(zhǎng)柄濾頭曝氣和配水，反沖洗水利用清水池出水，從曝氣生物柱底部進(jìn)入，反沖洗排水直接排入地溝。反沖洗采用氣水聯(lián)合式，按實(shí)際運(yùn)行處理效果確定其強(qiáng)度和頻率，周期一般為48～72h。

實(shí)驗(yàn)分別在不同的回流比下進(jìn)行，氣水比為3：1，水溫為20～25℃，定時(shí)測(cè)定系統(tǒng)內(nèi)原水、接觸氧化池水樣、出水的COD、NH3-N、TN、NO3-N、SS、DO等來(lái)考察系統(tǒng)去除有機(jī)物和硝化反硝化效能，同時(shí)對(duì)濾料的處理效果進(jìn)行對(duì)比分析。

2 結(jié)果分析

2.1 處理效果

① COD

CO-UBAF工藝對(duì)COD的去除效果見圖2

由圖2可以看出，進(jìn)水COD偏小而且不穩(wěn)定，最小值僅為22.1影響了COD的正常處理，但總體去除率平均65%相對(duì)此原水去除率算比較好。從較高的進(jìn)水COD來(lái)看去除率仍有80%以上。圖2分為三塊分別是回流比100%、80%和50%（一下圖表均為此三部分構(gòu)成）從圖不難看出回流對(duì)COD的去除影響并不大。

② NH3-N

由圖3可知，CO-UBAF對(duì)NH3-N保持很高的去除率，平均值為85.3%，回流比為100%時(shí)去除率比其他更穩(wěn)定更高，平均為90.9%；回流比為80%時(shí)去除率最低只有81.2%；回流比為50%時(shí)去除率為87.6%。這說(shuō)明高的回流比延長(zhǎng)了污泥齡，有利于硝化細(xì)菌的培養(yǎng)和生長(zhǎng)，得到了較好的去除效果，因此在此工藝中回流比因盡可能大于或等于100%。

③ TN

從圖4分析來(lái)看（TN數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)測(cè)定時(shí)間不一，偏少），TN去除率僅為40%左右，總體不是很理想，可能是接觸氧化池厭氧段DO（0.5mg/l左右）控制過(guò)高，影響了反硝化過(guò)程的進(jìn)程和反硝化菌的培養(yǎng)。

2.2 結(jié)果分析

根據(jù)傳統(tǒng)的生物脫氮原理，脫氮過(guò)程分為氨化、硝化和反硝化。原水中NH3-N平均值為18.9mg/L，而TN平均值為21mg/L，說(shuō)明原水中TN基本由NH3-N構(gòu)成，出水中NO3-N平均值僅為6.5mg/L，出水NH3-N也僅為2.7mg/L，但TN去除率卻不高，從進(jìn)出水質(zhì)分析COD進(jìn)水指標(biāo)就比較低，BOD值相應(yīng)也比較低。因此導(dǎo)致回流液中的碳源不足，影響到了反硝化反應(yīng)的進(jìn)程。

4、結(jié)論

（1）CO-UBAF工藝對(duì)氨氮的去除率十分明顯，平均去除率達(dá)到85.3%，說(shuō)明在培養(yǎng)硝化菌群中比傳統(tǒng)工藝有較大的優(yōu)勢(shì)，在試驗(yàn)中NH3-N負(fù)荷為0.36-0.48Kg/（m3.d），實(shí)際污水的負(fù)荷可能要高于此值，那時(shí)去除率還能進(jìn)一步提升。

（2）清水池回流比率對(duì)硝化和反硝化有一定的影響，在試驗(yàn)中高的回流比可以取得更好的處理效果，在實(shí)際運(yùn)用還需根據(jù)具體情況進(jìn)行制定來(lái)。

（3）此次小試中各進(jìn)水水質(zhì)都比較好，在反硝化中碳源不足，影響了一部分TN去除?？傮w上出去率應(yīng)該能在各項(xiàng)負(fù)荷增加而增加。

（4）SVA濾料在CO-UABF工藝中的運(yùn)用，應(yīng)該是取得了預(yù)計(jì)的效果，克服了普通陶粒濾料的不足，抗磨性和吸附性都優(yōu)于普通濾料。

（5）有關(guān)CO-UBAF工藝在污水處理的運(yùn)用已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，整體的處理效果和運(yùn)行管理都有其獨(dú)特的效果，因此有關(guān)如何提高脫氮效能、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件的優(yōu)化研究將更具更重要的工程意義和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

1、張自杰 排水工程（四）下冊(cè) 北京 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 220-221，306-312