湖南澧阳平原黑褐色土的稀土元素地球化学特征及其环境意义

通过对澧阳平原大量的野外考察、典型剖面玉成(YC)黑褐色土壤剖面的系统取样和室内粒度、稀土元素地球化学分析,以及OSL和AMS14C年代测定,探讨了黑褐色土的稀土地球化学特征,揭示了黑褐色土的形成年代、形成过程与形成环境.研究结果表明,黑褐色土层XREE变化范围分布在184.63-264.261μg·g-1,其平均值为207.93μg·g-1;低于剖面的∑REE总平均值219.87Pμg·g-1,与洞庭盆地的红土∑REE平均值(211.6μg·g-1)大体相当,但明显高于镇江下蜀黄土(207.7μg·g-1)和黄土高原黄土(159.2μg·g-1),表明YC剖面黑褐色土上经过了相对较强的风化成壤作用.YC剖面黑褐色土的稀土分布模式与该剖面黄土层、黄土高原黄土、镇江下蜀黄土和洞庭盆地风成红土等典型风成沉积物的分布模式具有一致性,而与河流沉积物、湖泊沉积物和基岩风化红土在稀土的分布模式上具有明显差别.而且,YC剖面沉积物粒度频率曲线呈明显的单峰分布,与典型河流相的双峰粒度频率分布存在显著差异;YC剖面位于澧阳平原中部台地上,比周边高5-10m,不可能是洪水作用沉积物;野外调查进一步表明,沉积物无水流作用痕迹;OSL和AMS14C年代测定表明,黑褐色土层形成的年代对应于23.8-10.6 ka BP,此年代对应于末次冰期的晚期,其形成于相对冷湿的气候环境.因此,黑褐色土层及其上、下部的黄土层均为风成堆积物.     

酸性矿山废水污灌区水稻土重金属的形态分布及生物有效性

通过野外采样调查和实验分析,对粤北大宝山矿山下游酸性矿山废水污灌区水稻土中重金属（Cd、Zn、Pb、Cu）的形态分布特征和生物有效性进行了研究.运用TCLP（toxicity characteristic leaching procedure）和BCR（community bureau of reference）连续提取法研究了土壤中重金属的生物有效性问题,并运用多元逐步线性回归分析进行对比.结果表明,酸性矿山废水污灌区水稻土中Cd以酸提取态和残渣态为主;Cu各形态含量的分配顺序为：残渣态>可还原态>酸提取态>可氧化态,以残渣态为主;Pb以可还原态和残渣态为主,占总量的86.54%;Zn主要以残渣态的形式存在、占总量的50%以上,各形态含量的分配顺序为：残渣态>酸提取态>可还原态>可氧化态.TCLP提取的重金属Cd、Cu、Pb和Zn含量分别为：0.17～0.89、 8.12～70.33、 3.16～90.33和10.24～106.85 mg·kg^-1,其平均值分别为0.41、 36.60、 15.97和50.78 mg·kg^-1.水稻籽粒中重金属Cd、Cu、Pb、Zn含量范围分别为：0.183～0.947、 3.542～5.997、 0.285～1.532和17.54～41.10 mg·kg^-1.参照卫生部颁布的食品中重金属元素限量卫生标准评价水稻籽粒重金属污染情况,其结果表明,Cu和Zn含量未出现超标现象,而Cd和Pb含量超标现象很严重,其超标率分别为87.50%和81.25%.逐步回归分析结果表明,水稻籽粒中的Cd和Zn含量显著地受到土壤中酸提取态Cd和Zn含量的影响,Cu含量显著地受到酸提取态和可氧化态Cu含量的影响,Pb含量显著地受到可还原态Pb和有机质含量的影响.水稻籽粒中重金属含量受到TCLP提取重金属含量的显著影响,重金属总量、pH和有机质对其的影响不显著.TCLP法适于对酸性矿山废水污灌区水稻土重金属生物有效性进行快速简单地评估.     

改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征

研究了改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的吸附特性,并从类分形动力学规律、颗粒吸附染料前后的表面分形特征变化等方面对上述吸附过程进行了探讨.结果表明,颗粒对染料的吸附可分为快速的边缘覆盖和缓慢的晶层吸附2个过程.整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程,并且染料进入晶层的吸附阶段具有类分形特征.除MMT35-直接大红4BE染料吸附体系外,Freundlich、Langmuir吸附等温模型的非线性方程、不同形式的线性方程及分形Langmuir模型对其余3个吸附体系(050823-直接耐晒黑G、050823-直接大红4BE、MMT35-直接耐晒黑G)等温线数据的模拟均取得了较好的效果,其中,非线性方程是获得统一模型参数较好的方法.此外,染料分子主要通过静电引力/斥力和范德华引力的综合作用吸附在颗粒上,并通过晶层膨胀和开孔作用,使颗粒表面粗糙度增加,相应的表面分形维数Ds升高.     

乐安江河滩表层土中重金属的分布和残留分析

流经亚洲最大露天铜矿(德兴铜矿)的乐安江,其三条支流被由采矿行为而产生的酸性矿山废水AMD和一个活性炭厂排出的废液所污染,以至其河滩表层土中有高浓度的Cd、Cu、Pb、Zn。根据中国土壤环境质量标准判断,乐安江河滩表层土有4个地方被Cu所污染,3个地方被Pb和Zn所污染。而对于Cd、Cr、Ni来讲,所有采样点的浓度都比较低。4个高浓度金属离子的采样点表层土表明了它们受到了人为活动的污染。计算出的污染指数也表明受到污染的表层土呈局部分布,与4个污染源(德兴铜矿、银山铅锌矿、火力发电站和捕鱼区、金属高炉)的位置相对应。尽管4个污染源中的后面两个被清理有十几年了,但历史遗留下来的污染物仍残留在表层土中。     

超临界干燥制备TiO_2/蒙脱土光催化剂及性能研究

文章采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2/蒙脱土光催化剂,以苯酚光催化降解为反应模型,探讨了煅烧温度、不同用量的蒙脱土对光催化活性的影响。研究结果表明,煅烧温度为600℃,蒙脱土为44.1%时制的TiO2/蒙脱土光催化剂的光催化性能最好。并用XRD、TEM等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在。由超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,光催化活性高等特点。     

赤泥-电石渣-磷石膏固化铜污染土性能

为了研究在浸泡条件下赤泥-电石渣-磷石膏3种固废物混合料对铜污染土的固化效果,本文对其混合料固化土的无侧限抗压强度、应力-应变、重金属形态、浸出毒性及微观结构进行了检测.结果表明,固化土强度随养护龄期的增加而增大,且掺加固废物对其强度有明显改善作用.混合料固化土中铜的存在形式以铁锰氧化态为主,其浸出毒性随龄期增加而降低,且其浓度值均低于水泥固化土.此外,混合料固化土中水化产物以水化硅酸钙/水化硅铝酸钙和钙矾石为代表.水化产物对固化土内部结构起填充作用,可改善固化土强度.同时,水化硅酸钙/水化硅铝酸钙对铜离子有吸附作用,钙矾石可与铜离子发生阳离子置换作用.因此,固废物的添加可对铜离子产生固化作用.     

非饱和黄土土水特征及其强度指标

以多种理论模型对非饱和土三轴仪实测数据进行了拟合评价;并在此基础上,引入非饱和土最新理论,反演和解析了土体脱湿与吸湿条件下的边界土-水特征曲线、渗透系数函数以及吸应力特征曲线;进一步从强度本构入手,结合不同基质吸力的三轴剪切试验结果,探究了基于吸应力的强度特性。研究结果表明:非饱和土三轴仪所测数据点及其三种模型拟合曲线均落在水力边界曲线(SWCC、HCF、SSCC)范围之内,表明了试验结果的正确性和合理性,以及非饱和土中水分的能量和数量的关系因路径差异而具可变性,即基质吸力不再是含水率的单值函数,而是一个范围体系;同时采用吸应力特征曲线的统一有效应力原理来描述土体在非饱和条件下的抗剪强度性质是合理的、普遍有效的,并且验证了土体处于饱和或者无基质吸力时,吸应力不为零,此时的吸应力对应的是土体在剪切破坏时的表观粘聚力这一结论。     

基于等效桁架模型的基坑双排桩结构计算模型研究

在基坑双排桩支护体系中,由于前、后排桩桩间土的存在,导致其受力及变形机理变得非常复杂,而当前规程及其它常见的双排桩计算模型中,仅采用水平构件等效桩间土的作用不够完善。通过引入等效桁架模型,将前、后排桩桩间土等效为平面桁架结构,进而提出一种基坑双排桩支护结构的改进计算模型。再利用MATLAB自行编制相应的计算程序包,将该计算程序包应用到1个典型的算例分析中,对提出的基坑双排桩改进计算模型的合理性及可行性进行验证。结果表明,引入桩间土等效桁架模型后,由于考虑了桩间土的剪切变形效应和桩侧摩阻力,基坑双排桩计算模型的计算精度和合理性有了进一步提高。     

降雨作用下考虑膨胀推力的膨胀土边坡稳定性分析

为研究膨胀力作用下膨胀土边坡的稳定性,通过合理假设,在传统剩余滑坡推力法中引入膨胀力项,得出了适用于膨胀土边坡的滑坡稳定性系数计算公式。基于该公式对某膨胀土坡的离心模型降雨试验进行了模拟和计算,通过计算结果和试验结果的对比验证了该法的可行性;同时分析了膨胀力施加与否、不同裂隙分布位置和深度、不同降雨历时和降雨强度下膨胀土边坡的稳定性,得出了安全系数的变化规律。结果表明,降雨条件下考虑膨胀力时膨胀土边坡的安全系数相对于未考虑膨胀力时大幅下降,符合膨胀土边坡降雨破坏的实际情况;裂隙位于坡中时膨胀土边坡较裂隙位于坡顶时更危险;降雨强度和降雨历时也对膨胀土边坡的稳定性造成了影响,但超过一定程度时这种影响会受到限制。该方法为工程中膨胀土边坡稳定性的计算提供了参考。     

Rapid degradation of bensulfuron-methyl upon repeated application in paddy soils

Rapid degradation of bensulfuron-methyl upon repeated application in paddy soils was studied. The results showed that the DT50 of bensulfuron-methyl was reduced from 16 d to 9 d in soil with one-year bensulfuron-methyl application. Rapid bensulfuron-methyl degradation was happened to previously untreated soil by addition 5% rapid bensulfuron-methyl adapted soil and was inhibited following pre-treatrnent with broad-spectrum antibiotic chloramphenicol. In bensulfuron-methyl adapted soil mineralisation of ^14C labeled bensulfuronmethyl to ^14CO2 occurred at a faster rate than with previously untreated soil. It was concluded that rapid bensulfuron-methyl degradation upon repeated application is probably linked to the adaptation of soil bacteria which can utilize bensulfuron-methyl as a source of carbon and energy.