白龙江流域武都区段新发泥石流堆积物基本特征及颗粒级配分维研究∗

白龙江流域是我国泥石流的高发地区,在强降雨的激发下沟谷内堆积的大量固体松散物质易形成泥石流。 松散固体物质的颗粒级配影响着它的力学性能,进而对泥石流的启动产生较大影响。强降雨后,松散堆积体内大范围剪切破坏而转化为泥石流。以白龙江流域近期新发泥石流的 16 条泥石流沟为研究对象,取其具有代表性的堆积样品,通过室内土工实验,测试其基本物理力学参数。并通过筛分及激光粒度仪对样品的颗粒进行分析,采用统计图解法、粒度分维法和经验公式法对泥石流堆积物的特征、性质、粒度分形结构和颗粒级配关系进行分析。结果表明：1. 区内泥石流堆积体粒度分布具有良好的分形特征,粒度分维值 D 为 2.5~2.6,且粒度分维值 D 随黏粒含量 P_c的增加而增大,二者满足关系式 D=0.115 1ln(P_c )+2.509 8。2. 通过经验公式、粒度分维计算、现场称重等方式确定了白龙江流域武都区段大部分泥石流为黏性泥石流。3. 堆积物中的黏粒含量较多,但大都缺失中间粒径,级配不良,且堆积物的抗剪强度普遍不高。各泥石流堆积物的物理力学性质有着较大的差异,但其内摩擦角却大都在 27°~30°变化。说明该区域泥石流堆积物的内摩擦角具有良好的相似性。通过研究新发泥石流堆积体的物理力学特性,依据分形理论,剖析粒度分维值与粒度组成、粘粒含量、黏粒级配等相关性,为泥石流防灾减灾提供基础数据支撑。     

渗滤液中污染物的粒度分布及其应用

渗滤液是一种难于处理的废水.论述了渗滤液中污染物的粒度分布.指出了不同粒度污染物中胶体态组分富含难降解有机物和重金属,其性质稳定,含量较高,对渗滤液的处理工艺选择和去除效果影响重大.最后对渗滤液的资源化进行了初步探讨.     

在线实时监测微气泡尺寸系统的构建及效果分析

为在线监测污水处理、水体增氧和气液相化学反应过程中的气泡粒径的实时变化情况,构建了一种在线测试微气泡群的测试系统,并进行气泡粒径的实时监测;将微细气泡发生装置产生的气泡水引入到粒度分析仪的测试区样品池,形成一个稳定的动态循环流动的系统;通过调节分流阀和分散剂阀同时实现样品的均匀混合和在线取样,再将样品输送至样品池进行快速检测,实现气泡尺寸的在线实时监测。结果表明：当遮光率为10%,从样品槽混合好的样品到样品池的距离为6 cm,测试时间为10 s时,可获得测试微细气泡粒径的最佳条件,精度为±6%;溶气-释气法产生的微细气泡粒径为10～150μm;随着进气量的增加,气泡的尺寸逐渐增加,其对应的体积比逐渐较小;气泡的粒径还会受到液相水样的影响,当液相为循环水时,气泡粒径呈双峰分布;当液相为新鲜自来水时,气泡粒径呈单峰分布。微气泡尺寸在线测试平台具有具有重复性好、精度高、可控性强、操作简单等特点。本研究结果可为微气泡在污水处理、水体增氧和气液相反应等场合的应用提供参考。     

基于RS/GIS的武汉市九峰城市森林保护区景观结构特征及规划对策

大型的城市森林绿地是城市生态框架的重要组成部分,其景观结构的优化有助于城市生态系统结构与功能稳定。九峰城市森林保护区是武汉近郊最大的森林绿地。应用快鸟遥感影像并结合实地调查,在RS和GIS的支持下对九峰城市森林保护区的景观结构进行了分析,并探讨了森林景观的规划对策。结果表明：九峰城市森林保护区景观分为林地、农耕地、苗圃地、水域、建设用地、墓地、荒地、草地和裸岩9个景观类型,263个斑块,其中林地最多,占总面积的36.56%,占斑块总数的8.75%,为景观基质,但对景观过程的控制作用不强。建设用地和农耕地斑块形状最为复杂,易造成人类活动干扰的扩散。林地成片分布,破碎化程度较低,连通性较高,有利于其资源保护。九峰城市森林保护区表现出整体结构简单,局部结构复杂的特征。针对这些景观结构特征,提出了大幅提高林地比例,压缩建设用地和其他人类活动明显的景观类型面积,构建聚集间有离析的空间优化格局,加强荒地和裸岩的植被恢复,设置“踏脚石”斑块和建立保护性廊道的景观优化对策,以期为九峰城市森林保护区的规划与管理提供依据。     

昆明市街道灰尘粒度特征及其环境意义

对昆明市2008年1、3、4、5、7和9月份6次采集的街道灰尘样品进行了粒度分析。结果表明：昆明市街道灰尘粒度主要呈三峰特征,第一众数为65～125 μm,第二众数为3～15 μm,第三众数为0.15～0.3 μm,平均粒径范围在39.91～255.85 μm,平均值为87.1 μm,旱季（90.6 μm）大于雨季（83.7 μm）;粒度分布以正偏度为主,峰态为中等到偏窄且不对称,分选很差;与现代粉尘源区尘暴降尘的粒度分布模式高度相似,街道灰尘沉积是大气环流对远近不同距离粗细颗粒物的混合搬运的结果,应是风积作用的继续;灰尘细粒含量较高,≤100 μm的颗粒平均为635%,在适当的大气动力条件下,昆明市街道灰尘颗粒有60%～90%可以进入大气;灰尘主要来源于土壤风沙尘、建筑尘、工业烟尘和汽车尾气排放,灰尘中可吸入颗粒平均占25.2%,潜在危害性大。     

基于粒度分布的活性污泥胞外聚合物提取及凝聚特性分析

胞外聚合物(EPS)在活性污泥的凝聚及结构方面起着重要的作用。现有研究一般根据分离难易程度及空间分布,将EPS分为溶解型EPS(SEPS),松散结合型EPS(LB-EPS)和紧密结合型EPS(TB-EPS)。本研究提出了根据EPS功能进行分类的概念,将EPS分为絮体EPS(extra-microcolony polymeric substances,EMPS)和菌胶团EPS(extra-cellular polymeric substances,ECPS)。以活性污泥粒度分布的演变为基础,采用阳离子交换树脂法作为一次提取法,甲醛加碱法和超声-高速离心法2种方法分别作为二次提取法,对EMPS和ECPS进行分离提取,并对其功能及凝聚特性进行分析。结果显示,阳离子交换树脂法可有效提取EMPS,而超声-高速离心法可有效提取ECPS。ECPS比EMPS含有更多的蛋白质和多糖,且ECPS比EMPS具有更强的疏水性。此外,EMPS和ECPS都表现出较强的带负电特性。结果表明,活性污泥絮体层级和菌胶团层级的聚合力不同,絮体层级的絮凝主要由二价阳离子的桥联作用引起,而菌胶团层级的凝聚则是由疏水作用等其他作用力引起。     

2008年北京市PM_(10)的粒度分布分形维数变化特征

2007年11月-2008年10月间在北京市市中心和西北城区采集了不同季节的PM10样品,并借助扫描电子显微镜和图像分析软件对其进行粒度分布分形维数分析。结果表明,颗粒物中细颗粒物越多,粒度越细,则颗粒物粒度分布分形维数值越大。2008年西北城区的PM10的粒径分布分形维数较大,市中心的较小。市中心的粒度分布分形维数在1.95～2.59之间,各个季节的分形维数呈现冬季春季夏季秋季,西北城区的粒度分布分形维数在2.58～2.72,各个季节的分形维数呈现秋季夏季冬季春季,说明在市中区冬季PM10粒度较细,而在西北城区秋季的颗粒物偏细。与2005年同季相比,2008年的总体颗粒物和烟尘集合体的粒径分布分形维数较大,矿物颗粒的粒度分布分形维数较小,并且总分布的季节变化一致。2008奥运期间的PM10粒度分布分形维数在2.28～3.39之间变化,标志着颗粒物总体变细的趋势。     

腾格里沙漠东南缘春季降尘量和粒度特征

根据腾格里沙漠东南缘风沙科学观测场实测的降尘资料,对该地区春季(3~5月)降尘量和降尘粒度特征进行了研究.结果表明:该地区5月的降尘量最大,其次为4月和3月.春季降尘量的平均值为1053.3kg/hm2.研究区降尘平均粒径较粗,以沙物质为主.分选性较差至很好.偏度近对称至极正偏.峰度中等至很窄.受风速、地表粗糙度和沙源的影响,降尘粒级分布既有单峰,又有双峰和三峰,主要以双峰为主,同时,所有粒径中跃移颗粒约占90%,近距离输送的悬移颗粒占7%左右,而远距离输送的悬移颗粒仅占不到4%.因此可以认为,该地区跃移颗粒的跳跃高度高于前人的研究结果.同时,在腾格里沙漠东南缘的沙漠地区,大气降尘主要以局地的沙粒为主,远源沙尘贡献并不多.     

北京市冬季室内空气PM10微观形貌及粒度分布

探讨了北京市吸烟和非吸烟4户家庭室内外空气可吸入颗粒物(PM10)的质量浓度变化规律,利用高分辨场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术研究了室内PM10的微观形貌特征及粒径分布特点.结果表明,吸烟室内PM10浓度一般高于非吸烟室内;室内PM10一般由烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒、生物质颗粒及未知颗粒共5种颗粒物组成.吸烟和非吸烟室内PM10的粒径一般小于2.5祄,呈双峰分布,其中在吸烟室内,烟尘集合体和未知颗粒等的贡献比较大,而非吸烟室内PM10的数量-粒度分布也为双峰分布,烟尘集合体、燃煤飞灰的贡献比较大.吸烟和非吸烟室内PM10的体积-粒度分布均为单峰分布,并且集中在2.5~10祄范围,其中吸烟室内的烟尘集合体、矿物颗粒物占优势,而非吸烟的室内矿物颗粒占优势.虽然矿物颗粒对粒度粒径的贡献较小,但对体积的贡献比较大.     

汉江上游罗家滩剖面晚更新世以来沉积物粒度端元分析

通过对汉江上游旬阳段开展野外考察,在罗家滩(LJT)发现夹有古洪水滞流沉积层(slackwater deposits,SWD)的风成黄土-古土壤剖面。对采集的沉积学样品进行粒度分析,利用Gen.Weibull函数分布的参数化端元模型反演得出4个端元,结合吸湿水等环境替代指标分析,探讨了各个端元所指示的不同沉积动力环境和物质来源。结果表明:在黄土层和土壤层中,EM1代表的主要是沉积物沉积后在亚洲夏季风影响下,经历强烈风化成壤作用形成的次生黏土矿物组分;EM2代表高空西风和东亚冬季风翻越秦岭而搬运的远源细粉砂组分;EM3代表山谷风从河谷中分布的河流沉积物和坡积碎屑物中以低空短距离形式搬运而来的粉尘物质,并且受到后期气候变化控制下的淋溶作用影响;EM4则代表山谷风从近源的河流沉积物和坡积碎屑物中搬运而来的粗颗粒物质。在古洪水SWD层中,EM1、EM2和EM3主要来源于汉江上游暴雨洪水侵蚀搬运的河谷两岸分布的表层沉积物;而EM4则明确代表河流特大/大洪水环境下搬运沉积的粗颗粒悬移质泥沙。该成果能够为区域环境变化研究提供指导和借鉴。