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Microscopic mass transfer of 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) through sand by scannig electron microscopy measurements
Cabanzo Olarte, Andrea C.
Cabanzo Olarte, Andrea C.
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Abstract
Scanning electron microscopes (SEMs) are widely used to provide three-dimensional information about the morphology and distribution of components on the surfaces of soil specimens. The transport of 2,4,6- Trinitrotoluene in soils has been found to be influenced by a number of environmental factors, such as, temperature and water content. In this work, we used a scanning electron microscope coupled with energy-dispersed X-ray (EDS) to study and describe the distribution of TNT on soil surfaces as a function of time. X-ray dot mapping was used to analyze carbon and nitrogen on surface of mixing TNT/sand on microscopic scale by comparing scanning electron microscope image of the same areas of soil samples after four days. The images obtained from SEM showed differences in the morphology and spatial distribution of the explosive on sand after sample preparation. On the other hand, EDS measurements showed a decrease in the nitrogen fluorescence signal as well as in the carbon fluorescence signal, demonstrating the movement of TNT during the time. The kinetics of surface sublimation and the kinetics of TNT through the sand were studied. According to experimental results, two theoretical models incorporate parametric equations to explain nonlinear sublimation rate of TNT on sand and diffusion rate of solid TNT through to sand surface.
Los microscopios electrónicos de barrido (SEMs) se utilizan extensamente para proporcionar información tridimensional sobre la morfologÃa y la distribución de componentes en las superficies del suelo. El transporte del 2,4,6-trinitrotolueno en suelos se ha encontrado influenciada por un número de factores ambientales, tales como, la temperatura y el contenido de humedad. En este trabajo, utilizamos microscopÃa de barrido electrónico junto con la espectroscopia de dispersión de rayos X, (EDS) para estudiar y describir la distribución microscópica de TNT en superficies del suelo en función de tiempo. Un mapa de rayos X fue utilizado para analizar carbono y nitrógeno encontrados en la superficie de la mezcla TNT/arena a escala microscópica comparando la imagen del microscopio de barrido electrónico en las mismas áreas de las muestras del suelo después de cuatro dÃas. Las imágenes obtenidas de SEM demostraron diferencias en la morfologÃa y en la distribución espacial del explosivo en la arena después de la preparación de la muestra. Por otra parte, las medidas de EDS demostraron una disminución de la señal de fluorescencia del nitrógeno asà como de la señal de fluorescencia del carbono, mostrando el movimiento de TNT durante este tiempo. La cinética de la sublimación del TNT y la cinética de difusión del TNT en arena fueron estudiadas. Con los resultados experimentales, se ajusto un modelo teórico para explicar el cambio tanto en la velocidad no lineal de la sublimación TNT en la superficie de la arena como la difusión del TNT sólido a la superficie de la arena.
Los microscopios electrónicos de barrido (SEMs) se utilizan extensamente para proporcionar información tridimensional sobre la morfologÃa y la distribución de componentes en las superficies del suelo. El transporte del 2,4,6-trinitrotolueno en suelos se ha encontrado influenciada por un número de factores ambientales, tales como, la temperatura y el contenido de humedad. En este trabajo, utilizamos microscopÃa de barrido electrónico junto con la espectroscopia de dispersión de rayos X, (EDS) para estudiar y describir la distribución microscópica de TNT en superficies del suelo en función de tiempo. Un mapa de rayos X fue utilizado para analizar carbono y nitrógeno encontrados en la superficie de la mezcla TNT/arena a escala microscópica comparando la imagen del microscopio de barrido electrónico en las mismas áreas de las muestras del suelo después de cuatro dÃas. Las imágenes obtenidas de SEM demostraron diferencias en la morfologÃa y en la distribución espacial del explosivo en la arena después de la preparación de la muestra. Por otra parte, las medidas de EDS demostraron una disminución de la señal de fluorescencia del nitrógeno asà como de la señal de fluorescencia del carbono, mostrando el movimiento de TNT durante este tiempo. La cinética de la sublimación del TNT y la cinética de difusión del TNT en arena fueron estudiadas. Con los resultados experimentales, se ajusto un modelo teórico para explicar el cambio tanto en la velocidad no lineal de la sublimación TNT en la superficie de la arena como la difusión del TNT sólido a la superficie de la arena.
Description
Date
2006