2008年，我有幸被中国国家留学基金委录取为公派研究生，派送到美国西北大学（Northwestern University）土木与环境工程系进行博士研究工作。在西北大学，我加入到了Aaron Packman教授的研究团队里，从事利用X射线差异微断层扫描技术（X-ray difference microtomography）对孔隙介质中的含砷沉积物进行成像研究，并对控制其沉积过程的空间结构和机理等进行分析。

众所周知，水生系统中的高浓度砷已成为一个全球性的问题。由于地球表层矿物的风化等因素，从南亚的印度，孟加拉国到南美的智利，世界上许多自然水体被砷污染了。而饮用水中的高含砷量，往往会对饮用者的身体造成严重伤害。如何消除水体中的砷，成为关乎该地区居民生活质量和身体健康的重要难题。在美国自然科学基金（U.S. NSF）和智利科学基金（CONICYT）的共同赞助下，一只由美国西北大学和智利天主教大学（Pontificia Universidad Católica de Chile）组成的国际研究小组在智利阿塔卡玛沙漠（Atacama）的Rio Loa流域开展了一项野外科学考察，重点对该流域水中的含砷量等污染情况进行了深入研究。作为该区域唯一的河流，Rio Loa为420,000余名居民和当地的采矿业提供了生活用水和工业用水。但是由于其上游存在El Tatio温泉，大量的含砷矿物质通过一条名为Salad的支流流入到了Rio Loa并对其水质造成了严重污染：Río Loa的盐度极高（总溶解固体量约为11g/L），砷含量均值为1400 mg/l，硼含量均值为21,000 mg/l。研究小组从该流域采集了许多沉积物样品，以求对砷的沉积机理及如何有效地去除水中的砷进行研究。

我们利用一项全新的技术，X射线差异微断层扫描技术（X-ray difference microtomography，简称XDMT），来获取砷在沉积物中的分布情况，并获得相关数据，从而对其进行分析。利用XDMT技术，我们不仅可以得到砷的相关数据，而且还能获得背景沉积物的空隙结构，这有助于对其进行三维重建。通过对扫描数据进行计算机重建，我们可以很直观的观察到该孔隙介质中砷的分布情况及其几何形态：大量的含砷细微颗粒聚集在背景介质的空隙中，并以覆盖层（coating）的方式附着在介质颗粒的表面。为了能够量化的描述砷的分布情况，我们利用两点修正法（two-point-correlation）从XDMT扫描结果中提取了样品中的纵向和横向的砷含量和背景介质空隙率等数据。利用地理统计学中的变异法（variography techniques），对上述数据进行分析和建模。通过绘制实验变量图和拟合最佳的数学模型，我们定量地描述了含砷颗粒在样品中的纵向和横向分布情况。两个方向的变量图都显示了很明显的空间分布情况。纵向变量图表现为一条近似周期性变化曲线，这与我们的计算机三维重建中观察到的结果是一致的，即砷颗粒聚集在背景介质的空隙结构中。利用变异分析法，其结果揭示了砷的沉积与背景空隙介质之间存在着一定的空间相关性。为了进一步的量化其相关程度，我们采用了快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform）和小波分析（Wavelet Transform）等方法对相关数据进行分析，并试图确定出控制砷在孔隙介质中沉积过程的相关系数。

在Packman教授的资助下，我参加了两次国际学术会议，分别是AGU 2009 Fall Meeting和GeoX 2010 3rd International Workshop。在这两次会议中，我以poster的形式把我的研究成果和进展向参会的相关研究领域的科学工作者进行了汇报，并与许多科学家和研究人员进行了交流。通过参加这些会议，不但开拓了我的眼界，更获得了许多有用信息，对我的工作起到了很大的帮助。至此，我在西北大学的研究工作将告一段落，现在我正在编写相关学术论文，计划在今年能够发表出2-3篇高水平文章，并将其作为我的博士论文工作的重点部分。回到交大后，我将继续我的博士论文工作，并将我在国外所学到的技术和方法应用到国内相关项目中去。

最后，感谢国家和学校给予我的这次留学机会，有了两年的海外学习经历，我相信我会更加努力的致力于科学研究工作，为祖国的科研事业奉献终生！