长春市城市土壤铅同位素组成特征及其来源解析

为查明长春市土壤铅的污染来源,采集了长春市表层(0～20 cm)土壤及城市环境污染端元(燃煤尘、汽车尾气尘,建筑尘)样品,采用X荧光光谱法(XRF)测定土壤Pb含量,用质谱仪测定各样品的铅同位素组成.分析结果表明,长春市表层土壤Pb平均质量分数44.72×10-6,是长春市土壤背景值(19.06×10-6)的2.35倍,已受到一定程度铅污染;长春市土壤铅同位素208Pb/207Pb和206Pb/207Pb比值变化较大,分别为2.249～2.473和1.158～1.213;各污染端元物质铅同位素组成差异较大,能很好区别各端元物质.运用铅同位素示踪技术追踪土壤铅的污染来源结果表明,长春市中心城区土壤铅污染主要来源于以热电二厂为代表的工业燃煤排放和历史汽车尾气残留,而与当前汽车尾气排放关系不大;建筑尘也一定程度上对城市土壤产生了影响.     

固定化生物技术在合成染料废水处理中的应用

在多级折流板反应器生物处理装置中,采用活性炭为载体人工固定化生物处理合成染料废水,出水水质稳定, 出水中的烷烃肽链变短;其对COD_Cr和BOD₅的去除率可达96.46%、99.77% ;对SO^2-₄和钙镁总量的去除效率超过80.37%、78.66%;折流板反应器的容积负荷率N_v可达2.8 kg COD/(d•m³)。活性炭经生物固定化后,不仅不会影响它的处理效果,还会延长活性炭的使用寿命;当冲击性有机负荷发生时,固定化生物活性炭能够承受并能很快恢复。     

长春市城区大气湿沉降中重金属及pH值调查

为弄清长春市城区大气降水pH值及重金属湿沉降状况,于2006年8月-2007年7月在3个采样点分4季系统收集了大气降水样品12件,采用全谱直读电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了As、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr,采用原子荧光光度法(AFS)分析了Hg.结果表明:长春市大气降水年平均pH值为6.43,总体上为中性雨;降水中重金属质量浓度较低,Hg、Cr、Cu、Zn、As、Pb、Cd分别为0.042、3.59、9.25、148.6、18.44、21.71、0.933 μg/L,且受气象条件(如气温、风速、相对湿度等)影响明显,同时随区域的不同而略有差异.总体而言,除Cr外,各重金属元素质量浓度在春冬季明显高于夏秋季,汽车厂附近区域大气降水中重金属质量浓度最低.经估算,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn湿沉降通量分别为2.13、0.21、1.70、3.74、0.019、6.82、65.78 mg/(m2·a),且主要集中在3-9月.     

土石混合料剪切特性及块石破碎特征

通过室内大型直剪试验和基于PFC2D的颗粒离散元数值模型,探讨考虑块石破碎的土石混合料的剪切特性及块石破碎特征。以土石混合料室内大型直剪试验和筛分试验为基础,提出了一种能真实描述块石形态特征并准确反映块石破碎效应的土石混合料颗粒离散元数值建模方法,模拟并分析了6种含石量土石混合料在4种不同法向应力作用下的剪切特性及块石破碎特征。结果表明：土石混合料抗剪强度随含石量的增大而增大,且基本符合摩尔-库仑（M-C）强度准则,随着含石量增大,内摩擦角呈现“慢-快-慢”增长趋势,黏聚力则呈现先增后减再增大的变化趋势。剪切后土石混合料块石破碎形式可归纳为表面研磨、局部破碎、完全破裂、完全破碎4种方式。提出了一种新的颗粒破碎指标,该指标能够准确描述粒径大于5 mm的块石的破碎程度,其随含石量和法向应力的增大而增大。通过对土石混合料颗粒离散元数值模型剪切面的分析发现,剪切面出现“剪斜”现象,其起伏程度随含石量增大愈加明显,且随着含石量增大剪切面附近剪裂隙数量增多,土石混合料在剪切过程中的破坏为拉-剪混合破坏。     

基于无人机航测的丹霞地貌区危岩结构面识别与三维裂隙网络模型

丹霞地貌地区是我国地质灾害高发区,裸露的近水平红色砂岩、砾岩陡崖是其最主要的地质特征。在地质构造与包括化学溶蚀、物理风化、重力和生物等内外动力作用下,陡崖岩体节理裂隙十分发育,危岩崩滑灾害表现出变形模式复杂、破坏力强的特点,并且由于坡体结构复杂,工程勘察难度大。为此,以四面山景区滴水岩变形危岩为例,介绍了一种基于无人机勘查技术的高陡破碎岩坡表生节理面的野外快速识别方法及高精度图像建模方法,在准确把握危岩体控制结构面的空间展布特征的基础上,建立了符合丹霞地貌高位破碎危岩的三维随机裂隙网络模型。以期为地区危岩稳定性评价与防治工作提供理论指导。     

冻融循环对固化铅污染土强度与孔隙特征影响的试验研究

水泥基固化剂封闭是近年来重金属污染修复治理的主要技术手段之一。冻融循环作用是影响水泥固化重金属污染土力学特性的重要外营力。本文以人工制备的铅污染土为研究对象,结合冻融实验和室内土工试验,研究冻融循环作用对铅污染土无侧限抗压强度的影响。结果表明:随着水泥掺量的增大,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度增大,破坏应变减小;随着铅离子掺量的增大（污染程度升高）,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q_u降低,应力-应变曲线变化趋势更加相似;水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q_u随冻融频次的增大而降低;相同冻融频次条件下,随着水泥掺量的增加,水泥固化铅污染土的无侧限抗压强度q_u损失率降低。基于SEM图像对固化铅污染土进行微观结构定量分析,表明随着冻融次数的增加,试样中细颗粒（< 1 μm）和细孔隙（< 2 μm）所占比例均提高。冻融作用对土体结构的破坏可能是导致土样无侧限抗压强度q_u降低的主要原因。     

土石混合料剪切特性影响因素的离散元数值研究

土石混合料剪切特性控制着高填方边坡的稳定性。土石混合料特殊的结构、物质及粒径组成等极其复杂,为探究土石混合料剪切特性影响因素及其规律,在室内试验基础上,基于PFC2D构建了颗粒离散元数值模型,分析了颗粒级配、初始孔隙率、块石尺寸及块石形状等因素对土石混合料剪切特性的影响。结果表明:土石混合料的剪应力-剪切位移曲线主要包括4个阶段:弹性变形、局部剪切、剪切破坏以及残余变形;块石形状、颗粒级配及初始孔隙率对土石混合料的破坏模式无明显影响,破坏模式均为应变软化型;当土石混合料的颗粒级配较差时,剪应力随剪切位移的增加出现较大波动,曲线出现明显"跳跃"现象;当含石量一定时,相同法向应力条件下,块石尺寸越大,土石混合料的抗剪强度越大,且随着法向应力的增大,不同块石尺寸的试验组之间抗剪强度差值也越大,块石尺寸对土石混合料抗剪强度的影响越明显。     

长春市城区近地表灰尘粒度特征及其环境意义

为剖析长春市城区近地表灰尘粒度特征,分别沿南北和东西轴线采集了34件城市近地表灰尘样品,采用激光粒度仪对样品进行了粒度测试分析。结果表明：长春市近地表灰尘颗粒物平均中值粒径和算术平均粒径分别为21.58 μm和24.24 μm,分选极差;以粗粉粒（10.00～80.00 μm）为主,平均约占71.28%,黏粒组（<5.00 μm）和细粉粒组（5.00～10.00 μm）分别约占14.75%和13.05%。频率曲线呈正偏双峰型分布,峰态中等偏窄,与现代尘暴和城市街道灰尘分布特征相一致,反映出其起源的多元性和相对稳定性,表明近地表灰尘沉积仍是风积作用的继续。近地表灰尘颗粒物粒径均小于100.00 μm,极易在外动力条件下再次扬起并悬浮搬运,PM₁₀和PM_2.5所占比例分别为27.76%和7.32%,其生态环境效应不应被忽视。粒径分布无显著空间变化,但城市中心区域粒径变化范围小,这可能说明城市边缘区域较中心区域近地表灰尘的起源更具多源性和复杂性。     

频谱分析法在吉林西部地下水动态预报中的应用

本文应用频谱分析法对吉林西部的地下水动态进行了分析和预报,用傅立叶级数将消除趋势成分后的水位序列在一定区间上展开,分析谱参数之间的函数关系,建立预报模型。对模型进行分析可知该区地下水位存在两个主要周期(1年和6～8年) ,反映了地下水位的季节性变化和气候变化规律;2 0 0 2年以后的预报结果表明部分地区的地下水位将持续下降,应及时加以控制。为吉林西部的地下水开发和水资源管理提供了依据。     

ARC/INFO在流域水文分析中的应用

以吉林东部某山区小流域水文分析为例,将地理信息系统(GIS)与流域研究相结合,运用ARC/INFO的图像处理功能建立流域数字高程模型(DEM),利用其表面分析功能进行坡度、坡向、流线和流域识别等分析,实现GIS在流域水文分析中的应用。结果表明:运用ARC/INFO分析得到的流域坡度、坡向、流线及流域边界划分合理,输出结果直观美化,并在此基础上预测降水的汇流方向,效果较好。实现了对地形的三维化,提供了一种山区流域水文分析方法。