基于ERT技术的微生物矿化固砂过程监测研究∗

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在土体改良方面具有良好的应用前景,同时兼顾了生态环境效益。为了对MICP固砂过程进行实时监测,提出将高密度电阻率层析成像技术(ERT)与MICP相结合的方法,通过开展相应的室内试验,验证方法的可行性。试验过程中,将石英砂填入高度60 mm、直径176 mm的圆柱模具,并在四周设计了16个电极,采用喷洒工艺在砂土表面限定区域进行了三轮MICP处理,利用自主研发的ERT系统对不同处理阶段的试样进行了电阻率测试,对比分析了MICP处理过程中试样内部电性参数的空间变化规律。结果表明:(1)MICP处理过程中,处理区域呈现低电阻率特征,低电阻区的范围与电阻率大小主要与菌液和胶结液在砂土介质中的入渗扩散过程有关。(2)对MICP固化砂样进行洗盐风干后,之前处理区域由低电阻区转变为高电阻区,主要是因为微生物诱导生成的碳酸钙胶结作用导致砂土介质的密实度增大。(3)利用ERT技术可以有效追踪MICP处理过程中砂土内部电阻异常区的形成与扩展,并与MICP固砂过程与固化效果建立联系,说明采用ERT技术监测MICP固砂过程具有可行性,为研究MICP固砂机制和评价固化效果提供了新的技术思路。     

寒区多孔介质中LNAPL迁移的多场耦合模拟

建立了包含水、气、NAPL、固(冰)四相的温度场、流场及化学场多场耦合模型,适用于定量模拟LNAPL泄漏过程中发生冻结后的迁移分布.通过与非冻条件下LNAPL迁移模型对比,模拟结果显示,冻结条件下因冰的形成LNAPL会发生与非冻条件下不同的迁移行为,冰的形成阻碍LNAPL下渗,并产生冻结势使LNAPL向地表方向迁移.相...     

组合人工湿地工艺微生物群落结构及脱氮效果研究

将复合垂直流、表面流、潜流3种不同类型的人工湿地串联起来,研究每种人工湿地的脱氮微生物及其脱氮效果.结果表明,各种人工湿地池填料表面微生物数量丰富,组合人工湿地系统形成两个串联的A/O单元,脱氮效果良好,其中总氮去除率达82.61%.     

一株分离于含水层介质的好氧反硝化菌脱氮性能研究

从受氮污染的浅层地下水含水层介质中分离、纯化得到一株具有好氧反硝化能力的细菌PJ21,经过形态、生理生化特性及分子生物学鉴定为假单胞菌属门多萨菌(Pseudomonas mendocina)。菌株PJ21能在好氧(DO=6.9～7.8mg/L)条件下快速脱氮,最大硝酸盐氮脱氮速率可达27.98mg/(L·h),平均脱氮速率为4.41mg/(L·h),60h的总氮和硝酸盐氮脱氮率分别可达65.42%、95.55%。菌株PJ21的最佳碳源为柠檬酸三钠,适宜生长温度为25～35℃,最适温度为30℃,适宜生长的初始pH为6.0～8.0,最佳为7.0。培养期间菌株PJ21快速脱氮的同时未出现明显的亚硝酸盐氮累积现象,最大比生长速率、Monod生长半饱和系数分别为4.30×10~(-4)s~(-1)、142.99mg/L,衰亡速率系数为7.90×10~(-5)s~(-1),硝酸盐降解过程的产率系数为1.26。该菌株在浅层地下水氮污染修复方面具有潜在工程应用价值。     

基于FY2C卫星数据的藏北高原降水估算研究

如何确切的掌握降水的时空分布,对区域气候、水文和生态应用等至关重要。以藏北高原典型区为研究区,在大量地面实况降水观测数据与对长时间序列FY 2C 影像光谱特征和云图特征分析的基础上,获取卫星降水模拟参数特征集以刻画云降水的发生与发展过程,选用最值归一化方法对不同量纲云图特征参数进行归一化处理。构建基于三层前向型反向传播神经网络的卫星降水估算模型,用于该地域降水估算,并采用多指标体系分析模型的降水模拟精度。结果表明：静止气象卫星红外波段能较精确地揭示云的降水机理,较高时间分辨率遥感图像可以监测云图的变化细节,并获取能够反映云图降水特征的降水模拟参数;人工神经网络能较好地刻画该地域卫星降水特征的非线性规律;三层前向型反向传播神经网络卫星降水估算模型的估算结果与雨量计实测值间的相关性可以达到0.57。模型估算结果系统性的低估偏小,预示着对该地域弱降水强度将有较好的指示性     

微生物矿化作用(MICP)‑铺砂联合提高黄土抗侵蚀性试验研究

采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)?铺砂联合技术对黄土进行改性,通过开展降雨冲刷实验对其提高黄土抗侵蚀特性的可行性进行了验证。结合微型贯入和碳酸钙含量测定试验,进一步阐明了 MICP?铺砂提高黄土抗侵蚀特性的作用机理。结果表明：(1)纯 MICP 处理能提高黄土抗侵蚀性,而 MICP?铺砂联合技术相比纯 MICP 处理能更进一步提高黄土抗侵蚀性。未经 MICP 处理的土体在降雨条件下发生大面积侵蚀的时间最早,其次为纯 MICP 处理的土体,而 MICP?铺砂联合处理的土体仅表面部分土体发生侵蚀,其它部分较为完整。(2)MICP?铺砂联合改性机理是通过微生物砂防护层的高强度和被防护边坡黄土硬化壳的低渗透性有机结合,发挥砂防护层抗雨滴击溅和径流冲刷以及黄土硬化壳减渗的共同作用,从而提高黄土的抗侵蚀能力。(3)纯 MICP 处理和 MICP-铺砂联合处理土体流出液的化学指标值相差不大。(4)纯 MICP 处理和 MICP?铺砂联合处理土体的结构强度远高于未经处理的土体。(5)纯 MICP 处理和 MICP?铺砂联合处理土体的碳酸钙含量均呈现随深度增加而逐渐降低的趋势, 二者的平均碳酸钙含量相差不大。     

淮南潘一采煤塌陷区底泥沉积物氮磷形态分布特征

为了研究淮南潘一塌陷区底泥沉积物氮磷形态分布特征,在塌陷区不同采样点采集10个柱状底泥沉积物样品,分析在不同深度下总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总磷、铝结合态磷、铁结合态磷、闭蓄态磷、钙结合态磷的含量。结果表明:塌陷区底泥沉积物中氨氮>硝酸盐氮>亚硝酸盐氮,氨氮随着深度增加呈下降趋势,硝酸盐氮变化趋势不明显,亚硝酸盐氮在底层(6~8 cm)时有一明显上升过程。总磷中铝铁结合态磷含量最高,其次是钙结合态磷和闭蓄态磷,随着深度的增加铝铁/结合态磷有一下降趋势,钙结合态磷和闭蓄态磷变化不大趋于稳定。     

江南造山带东段鄣源枕状玄武岩的年代学与构造属性研究

江南造山带东段鄣源地区广泛发育呈构造岩块产出的镁铁质岩浆岩,包括空间上密切共生的蚀变枕状-块状玄武岩、辉长岩、辉绿岩等。玄武岩地球化学特征上总体富集轻稀土,亏损重稀土和高场强元素(Nb,P,Ti),类似于岛弧环境下岩浆活动的产物。SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示,枕状玄武岩形成于(832±19)Ma,与伏川蛇绿岩和庐山地区枕状玄武岩形成时代一致。结合区域资料,认为鄣源枕状玄武岩形成于弧后小洋盆环境,与其东侧的伏川蛇绿岩和西侧的庐山地区枕状熔岩同属新元古代中期弧后洋盆的产物。     

花岗岩角闪石-黑云母~(40)Ar-~(39)Ar年龄与锆石U-Pb年龄对比研究及其地球化学意义

通过国内外花岗岩体的207对角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄(tAr)与锆石U-Pb年龄(tZr)之间差值(Δt=tZr-tAr)进行的频数统计分析表明:Δt呈对称正态分布(偏度系数CSK==-0.193;峰度系数CKU=16.9);年龄差(Δt)既呈正值又有负值,其众数值为0.40Ma,均值为0.45Ma。采用最小二乘法计算,花岗岩体锆石U-Pb年龄与花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar年龄拟合出相关系数很高(R=0.995)、回归系数接近l(0.997 7)的线性回归方程(tAr=0.997 7×tZr+0.004 5)。这些统计特征表明,从总体来看,花岗岩角闪石-黑云母40Ar-39Ar定年测定结果与锆石U-Pb定年测定结果是一致的,也不存在"花岗岩角闪石40Ar-39Ar年龄>黑云母40Ar-39Ar年龄"的规律。     

隧道火灾时空温度场小波分析

提出了分布式光纤温度传感系统(DTS)时空温度场小波分析方法,完成了监测系统报警算法的设计;应用该算法,对隧道内弱风和强风条件下的模拟实验隧道火灾时空温度场进行了瞬态识别;基于隧道温度场监测数据时空矩阵的提取,对隧道的温度场变化规律做出了分析,并选取Ribo3.7小波基成功识别出隧道火灾时空温度场的奇异点.实验结果表明...