基于ANSYS的洪水漂浮管道的有限元分析与安全评估

漂浮管道会受到洪水、重力及河岸土体抗力等多种力的共同作用,在一定范围内弯曲变形,甚至发生失效断裂。因此,研究洪水中漂浮管道的受力情况,并对其进行安全评估实际意义很大。本文引用某原油管道的漂管案例,借助ANSYS有限元分析软件,仿真计算分析了洪水冲击服役环境下,漂浮管道的受力状况。总结出漂浮长度与最大应力比率的关系,并应用极限理论得到漂浮管道的安全评定方法。     

Tannic acid and saponin for removing arsenic from brownfield soils：Mobilization, distribution and speciation

Plant biosurfactants were used for the first time to remove As and co-existing metals from brownfield soils. Tannic acid （TA）, a polyphenol, and saponin （SAP）, a glycoside were tested. The soil washing experiments were performed in batch conditions at constant biosurfactant concentration （3%）. Both biosurfactants differed in natural pH, surface tension, critical micelle concentration and content of functional groups. After a single washing, TA （pH 3.44） more efficiently mobilized As than SAP （pH 5.44）. When both biosurfactants were used at the same pH （SAP adjusted to 3.44）, arsenic mobilization was improved by triple washing. The process efficiency for TA and SAP was similar, and depending on the soil sample, ranged between 50%-64%. Arsenic mobilization by TA and SAP resulted mainly from decomposition of Fe arsenates, followed by Fe3＋ complexation with biosurfactants. Arsenic was efficiently released from reducible and partially from residual fractions. In all soils, As（V） was almost completely removed, whereas content of As（III） was decreased by 37%-73%. SAP and TA might be used potentially to remove As from contaminated soils.     

氟污染对土壤胶体稳定性影响的研究

 通过对土壤黏粒悬浮液中加入氟,研究了氟污染对1种水稻土和2种红壤胶体稳定性的影响.结果表明,氟污染使土壤黏粒的稳定性增强,土壤胶体的临界聚沉浓度增大;土壤中增加氟,对土壤胶体临界聚沉浓度增大的影响程度因土壤类型不同而不同,表现为红壤大于水稻土;氟污染使土壤胶体的临界聚沉浓度增大的机理是土壤胶体对氟的配位吸附放出羟基而使溶液的pH值升高,增大了胶体负电荷间的静电排斥力,土壤胶体趋向稳定.表明氟污染不利于土粒聚沉,且使其他污染物质易从土壤进入水体,进而污染水源.     

紫外辐射(UV-BC)对47种植物叶片的表观伤害效应

采用叶片实验法研究了模拟紫外辐射(UV-BC)胁迫对47种植物叶片伤斑面积、叶绿素含量的影响.实验结果表明,叶片伤害面积和叶绿素含量的变化与紫外辐射剂量[辐射强度(T_n)×辐射时间(d)]成正相关关系.实验确定了47种植物的紫外辐射伤害阈值,并根据叶片伤害值对植物抗紫外辐射能力进行了排序.     

大气臭氧浓度升高对农作物产量的影响

大气O₃浓度升高对农作物产量的影响是评估大气O₃造成农作物减产及经济损失的基础. 分别在北京和广东东莞建立OTC(田间开顶式气室)系统,开展大气O₃对大田冬小麦和水稻的影响研究,在整个生长期对作物进行O₃熏蒸,计算O₃暴露量,获得冬小麦和水稻产量与O₃暴露量之间的响应关系. 结果表明:东莞水稻临界水平(以AOT40计,AOT40为大于40nL/L的小时平均φ(O₃)与40nL/L差值的累计值)为4.95μL/(L·h),而北京冬小麦为2.44μL/(L·h). 根据我国已有农作物O₃暴露量-产量响应关系计算可知,我国水稻和冬小麦的AOT40分别为4.950~9.506和2.280~3.858μL/(L·h),水稻对O₃的敏感性从我国北方到南方呈逐渐增加态势,但冬小麦对O₃敏感性并无明显的地域变化规律. 在大田环境大气φ(O₃)条件下,东莞水稻相对产量损失为2.70%〔AOT40=2.68μL/(L·h)〕,北京冬小麦的相对产量损失为12.85%〔AOT40=6.72μL/(L·h)〕. 我国农作物生长环境多样,作物种类繁多,需要继续开展试验研究来建立本地化O₃暴露量-产量响应关系,用于合理评估区域农作物产量损失.      

基于不同测试终点的土壤锌毒性阈值及预测模型

采用基质诱导硝化(PNR)、大麦根伸长、西红柿及小白菜生长毒性测试方法,结合Log-logistic模型,对我国16种典型土壤中锌(Zn)的毒性阈值(ECx)进行了测定,同时对Zn毒性与土壤主要影响因子间的量化关系及其预测模型进行了研究.结果表明:我国土壤中Zn的毒性阈值在不同测试物种间存在较大差异,以小白菜、大麦、西红柿及土壤微生物(PNR)测试的EC10均值分别为322,356,336,297mg/kg,以土壤微生物测试最低,以大麦根伸长测定结果最高; EC50均值则分别为: 846,1471,1160,768mg/kg.不同测试方法对土壤中Zn毒性的敏感性顺序为:土壤微生物(PNR)>西红柿>小白菜>大麦,而不同测试方法的稳健性顺序则相反,表明PNR法是土壤Zn毒害最敏感的测试方法,而西红柿则是对土壤Zn污染胁迫最敏感的植物品种; 不同毒性测试结果显示,EC50阈值的测定结果要敏感于EC10,而EC10测定结果的变异系数普遍大于EC50的测定结果.pH值是影响土壤Zn毒性阈值最为重要的因子,而基于土壤pH值,CEC,有机碳含量的归趋化预测模型可以很好地预测土壤中Zn的生态风险阈值.     

辽河下游草甸棕壤重金属环境容量及其应用

以土壤生态为研究中心,以污水灌溉为研究对象,基于草甸棕壤基本性质,通过污染现状调查,敏感作物盆栽试验,依据土壤-植物、土壤-微生物、土壤-水体系各项指标,提出了汞、镉、铅、砷、铬的土壤临界含量。结合田间物质平衡试验,建立土壤容量数学模型,综合计算出草甸棕壤五种重金属环境容量。根据土壤容量,在污灌地区,制定了水质标准和污泥施用量,并进行了土壤环境的预测。     

洞庭湖临界入湖洪量变化及对防洪的影响

本利用实测资料分析了在高水期入湖洪量较大时洞庭湖调蓄量变化的特点,得出由于下游流泥沙淤积造成的城陵矶水位逐渐抬高,洞庭湖在高水期开始发挥调洪削峰作用的临界入湖洪量在逐渐减小,而且随着淤积的加剧,1日调蓄量随入湖洪量增加的速度在逐渐增大的结论,以上两种不利情况是洞庭湖调蓄量被动增加的具体体现。调蓄量的增大加重了长江中游的防洪压力。     

叶菜类蔬菜土壤铬(Ⅲ)污染阈值研究

以2种典型土壤（天津潮土与江西红壤）和9种常见叶菜（油菜、茼蒿、菠菜、生菜、芹菜、空心菜、苋菜、小白菜、油麦菜）为研究对象,通过盆栽试验揭示不同铬（Cr3＋）污染土壤和叶菜Cr累积的相关性规律,寻求符合绿色蔬菜生产要求的土壤Cr（Ⅲ）污染阈值.结果表明：叶菜属于对重金属富集能力较强的蔬菜,对叶菜重金属污染的评价应该重点考察食品卫生标准的临界值.通过叶菜与潮土及红壤中Cr（Ⅲ）含量之间的回归方程,可得出符合国家食品卫生标准的土壤Cr阈值预测区间,潮土为104.387～300.741mg·kg-1,红壤为157.621～401.031mg·kg-1.芹菜、苋菜和空心菜对土壤质量的要求较高,而茼蒿在土壤Cr含量超过土壤环境质量标准3级标准的情况下仍可达标.根据计算出的阈值,可以为叶菜类蔬菜基地建设的地点选择和污染农田土壤的治理目标提供科学依据.     

基于有效硒的富硒土壤阈值及有效硒的影响因素

土壤中有效硒(Se)含量是影响作物硒含量的主导因素.为合理有效在有效硒含量高、全硒含量低的土壤中圈定富Se土壤范围并提出天然富Se作物培育理论性指导,在宁夏北部石嘴山市采集表层土壤样品8 814件和根系土-作物配套样品195件,以有效硒为分析主线,通过对表层土壤和根系土中全Se、有效Se含量和Se形态以及根系土配套作物硒含量的综合研究,确定适合研究区的基于有效Se的富Se土壤阈值,建立有效Se的多元回归模型确定影响有效Se的主要理化指标以期通过提高有效硒的方式提高作物富硒率.结果表明,根系土-作物中Se的特征可代表表层土壤全Se和有效Se特征,根系土全Se、有效Se及作物Se含量的协调性分析确定0.24mg·kg^-1的全Se含量作为富Se土壤界定阈值;有效Se的多元回归模型显示,土壤中全Se和土壤肥力元素含量的增加可促进有效Se的富集.