压裂钻孔孔壁破坏行为与注水流量相关性试验研究

为分析流量对水力压裂钻孔起裂特征的影响,开展了不同注水流量水力压裂实验,得到了煤体起裂过程的孔壁压缩应变-水压曲线。结果表明,流量的增大使破裂形态趋于复杂,表现在裂缝的数目及宽度会变多增大,而原煤则更易于沟通原生裂隙;对于无明显节理的配比型煤,随着注水流量增大,孔壁应变速率和起裂压力均增高;对于含明显节理的原煤,孔壁应变速率及起裂压力变化具有一致性,但与流量变化不一致,原煤内部的节理会影响试块起裂行为,降低钻孔内能量积聚速率和煤体破裂强度。研究成果对于揭示钻孔起裂行为具有重要理论意义,为水力压裂实验研究提供了一种新思路。     

环境浓度水平的镍对不同生命阶段秀丽线虫(Cae-norhabditis elegans)体长与运动的刺激效应

毒物兴奋效应(hormesis)受到广泛关注。本文以秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)的L1(自虫卵开始培养10 h)、L3阶段(36 h)和年轻成虫阶段(72 h)为起始暴露阶段,进行环境浓度(3.18E-3、3.18E-2、3.18E-1和3.18μmol·L-1)水平的72 h镍暴露试验,以体长与行为学指标为终点研究了不同生命阶段对毒物兴奋效应的影响。在所有暴露浓度下,镍对L1线虫的体长均表现出显著的刺激效应,3个较高浓度下(3.18E-2、3.18E-1和3.18μmol·L-1)的刺激效应相似,均表现为比空白多23.6%(P0.05)的水平;L3线虫的体长在低浓度受到刺激,在高浓度受到抑制,表现为毒物兴奋效应;年轻成虫在所设4个浓度下均没有显著响应。在所有暴露浓度下,镍对L1线虫的身体弯曲运动无显著效应;镍对L3线虫的身体弯曲频率表现为刺激效应,并且该刺激效应随暴露浓度增加,先增加后减小,在3.18E-2μmol·L-1表现出最大刺激效应,比空白多59.0%(P0.05);镍对年轻成虫的身体弯曲频率表现为比空白多17.7%~30.1%(P0.05)的刺激效应,该刺激效应在不同浓度下不具有显著性差异。镍对L1线虫的倒退运动表现出显著的、随暴露浓度增加而增加的刺激效应,在3.18μmol·L-1表现出最大刺激效应,比空白多187.0%(P0.05);镍对L3线虫的倒退运动在3.18μmol·L-1下表现为比空白多22.7%(P0.05)的刺激效应;镍对年轻成虫的倒退运动在较高的3个浓度下(3.18E-2、3.18E-1和3.18μmol·L-1)表现为比空白多46.7%~86.7%(P0.05)的刺激效应。研究揭示环境浓度水平的镍暴露对不同生命阶段秀丽线虫的体长与运动具有不同程度的刺激效应。     

拉裂式崩塌的运动特征分析——以陕西延长县为例

利用离散元法对延长县拉裂式岩质崩塌进行了数值模拟,研究了拉裂式崩塌的运动过程,分析了其运动规律。根据崩塌的受力形式和运动特点,拉裂式崩塌的运动过程分为岩体原有节理的开裂变形、崩塌体与基岩碰撞的落体运动、崩塌体相互碰撞与堆积、坡体的二次变形破坏四个阶段。由于影响崩塌运动的因素很多,其运动形式也非常复杂,数值模拟得出崩塌的运动速度小于理论计算结果,运动距离与实际调查结果基本一致。因此数值模拟结果可用于预测该类型崩塌的影响范围,同时对工程实践具有指导意义。     

Characterization of phosphorus species and modeling for its organic forms in eutrophic shallow lake sediments,North China

Variations of phosphorus （P） and its species in surface sediment of Baiyangdian Lake, a eutrophic shallow lake located in North China, were investigated through combination of field survey and numerical calculation based on cluster analysis. P fractionation was performed by a sequential extraction scheme, categorized as loosely bound P （NH4Cl-P）, reductant soluble P （BD-P）, metallic oxide bound P （NaOH-P）, calcium bound P （HCl-P） and organic P （Org-P）. P concentrations exhibited regional similarities and a total of four sub-areas were identified in which the same rank was HCl-P 〉 Org-P 〉 BD-P ,=NaOH-P 〉NH4Cl-E NH4Cl-P, BD-P and Org-P were found to contribute to P enrichment in overlying water column. Specifically, labile Org-P acted as a potential pool with a greater contribution in aerobic layer compared to anaerobic layer. A hysteresis （lag = 4 months） existed when labile Org-P concentration was negatively correlated with aerobic layer thickness. In view of magnitude of identified P contributors in sub-areas, higher potential of P release was present in Fuhe River and Tang River estuary areas. On the basis of calibration and verification, the mathematical model with parameter settings applied in this study was improved to serve as a tool for limnology management and eutrophic control.     

夹皮沟金矿区土壤汞的赋存形态及污染特征

使用改进的BCR连续提取法和电感耦合等离子质谱(ICP-MS),测定夹皮沟金矿区土壤样品中汞元素的赋存形态及含量。结果表明,三个深度的土壤汞元素形态分布趋势相似,均以残渣态为主,其次为可氧化态和可还原态,酸溶/可交换态和水溶态所占比例较少,各形态汞的分配系数依次为:残渣态(48.28%)可氧化态(25.68%)可还原态(13.35%)酸溶/可交换态(8.38%)水溶态(4.33%)。垂直方向上,20~40 cm的中层土壤中的汞含量略高于0~20 cm的表层土壤,40~60 cm的下层土壤则含量最低。不同深度土壤中的有效态汞与总汞的含量具有较高的相关性,但三层土壤不具有相同的相关趋势。     

泉州湾洛阳江河口潮滩表层沉积物中重金属赋存形态分析

对比3种重金属形态提取方法,其中稀HCl法提取率比EDTA法高,改进的BCR四步提取法提取率最高.用改进的BCR法分析泉州湾洛阳江河口潮间带沉积物中重金属的4种形态(弱酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态)的含量.结果表明,大部分金属元素(V、Cr、Co、Ni、Zn、Fe和Cd)主要以残渣态存在,Mn主要以弱酸溶态存在,Pb和Cu则以可还原态存在.各形态与其总量间的相关性分析结果表明,Fe受人类活动的影响相对较小,而Cr、Co、Ni、Pb、Cd和Cu的前三态与其总量之间呈现极显著的正相关,说明它们主要污染源来自人类活动.     

水体、土壤和沉积物中铊的化学形态研究进展

铊(TI)是一个典型性的毒害重金属元素,在环境中的迁移转化行为、富集机制、毒性和生物效应与其赋存化学形态密切相关.本文对水体、土壤和沉积物中Tl化学形态分布、演化特征和化学形态分析方法作了系统总结和评述,并对Tl化学形态分析存在问题及未来发展趋势进行了展望.     

粤西某硫铁矿尾矿库下农田土壤重金属的形态分布及生物有效性

硫化物矿床的开采,使得大量有毒有害重金属释放进入环境,给周围土壤、水体、植物、大气等造成了严重的环境问题.粤西某硫铁矿地处广东省西部,矿石的淋滤实验[1]表明,其所含微量元素的化学活动性极强,各元素的浸出比例均高于50%.矿石中的Cd含量较低,而Pb则相对较高[2].本文采用元素-铅同位素方法[3],对该研究土壤中的Cr、Cu、Mn、Ni     

改良剂对土壤Pb、Zn赋存形态的影响

采用室内模拟培养修复方法研究海泡石、骨炭、油菜秸秆和生石灰对土壤Pb、Zn赋存形态的影响,结果表明,酸性土壤中添加这4种改良剂均显著性地提高土壤的pH.添加油菜秸秆和生石灰处理可显著地降低土壤酸可提取态Zn含量,培养2个月后,土壤酸可提取态Zn含量分别比对照降低17.4%和34.6%.4种改良剂中,除了海泡石外,油菜秸秆、骨炭和生石灰处理均可以显著地降低土壤中酸可提取态Pb含量.添加油菜秸秆、骨炭和生石灰可使土壤可交换态Pb比对照分别降低87.1%、82.6%和25.6%(培养1个月),93.7%、73.3%和39.0%(培养2个月).油菜秸秆和骨炭是具有修复Pb污染土壤的潜力材料.     

洱海沉积物中不同形态磷的时空分布特征

为揭示洱海沉积物磷形态变化的影响因素及其内源磷负荷状况,研究了洱海沉积物中不同形态磷的空间分布和季节性变化特征. 结果表明,洱海表层沉积物中w(TP)为418.71～1108.34mg/kg,空间分布总体呈中部湖区＞南部湖区＞北部湖区;w(IP)为302.35～871.00mg/kg,分布趋势与w(TP)相同;w(Fe/Al-P)为36.22～406.40mg/kg,与w(IP)分布趋势相同;w(Ca-P)为172.34～420.38mg/kg,北部最高;Fe/Al-P和Ca-P是IP的主要形态. 夏季(7月)w(TP)、w(IP)和w(Fe/Al-P)升高,w(labile-P)(labile-P为弱吸附态磷)和w(Fe/Al-P)季节性差异显著. 沉积物柱状样w(TP)、w(OP)、w(labile-P)和w(RSP)(RSP为可还原态磷)随着沉积物深度的增加呈下降趋势,表层富集明显;w(IP)、w(Fe/Al-P)和w(Ca-P)随深度的增加呈上升趋势. 洱海沉积物磷时空分布主要受外源磷输入影响,随水深增加沉积物中w(TP)呈升高趋势,不同形态磷分布受水生生物活动影响较大. 与长江中下游湖泊相比,洱海沉积物中w(TP)高,其中w(IP)及其所占w(TP)的比例较小,磷内源可释放量较低,Fe/Al-P和RSP等生物可利用磷的质量分数及其占w(TP)的比例较大,释放风险较高.