土壤应变测试仪的研制

本文简要地评估了土力学现场测量中常用的连杆式应变传感器的力学匹配误差。对一种特殊的,匹配误差小的非接触互感式传感器的特性作出分析。设计了与这种传感器配用的,适合于动、静态测量的土壤应变仪,给出了它的主要性能指标。     

土壤气体采样装置的研制

准确地采集土壤气体样品是研究土壤气体特征的前提。本文报道了研制的土壤气体采集装置。该装置由钻入、去气、检验及连接收集四部分组成。     

土壤界限含水率标准物质研制

界限含水率是细粒土定名分类、评价土的工程性质的重要依据,也是黏土矿勘查和工业利用的重要评价指标。不准确的界限含水率测试结果将可能导致严重的工程安全事故,造成人身和经济财产损失。标准物质是保障分析数据准确、可比和有效的重要手段,但当前国内外尚无土壤界限含水率标准物质,可见研制土壤界限含水率标准物质具有重要的现实意义。基于以上原因,本文严格按照《一级标准物质技术规范》(JJF 1006-1994)和《标准物质定值的通用原则及统计学原理》(JJF 1343-2012)等规范和标准,研制了5个土壤界限含水率标准物质(GBW07969、GBW07970、GBW07971、GBW07972、GBW07973)。候选物样品分别采自安徽淮北、山西大同及江苏南京等地,经人工粗碎、烘干、灭菌等加工处理后,采用大型球磨机将候选物样品细碎至粒径小于0.25mm。混匀、分装后每个候选物随机抽取25瓶进行均匀性检验,F实测值均小于临界值F0.05(24,25)=1.96,相对标准偏差(RSD)介于1.16%~2.67%之间,表明均匀性良好。12个月的考察期内进行的5次长期稳定性检验和考虑两种极端环境温度(60℃、-20℃)的短期稳定性检验,均未发现统计学意义的明显变化,候选物样品稳定性良好。经9家实验室采用2种经典土壤界限含水率测试方法联合定值,10mm液限、塑限和塑性指数3个定值指标的标准值分别介于26.3%~39.9%、16.3%~22.2%、10.0%~17.7%之间,梯度系列显著,涵盖了粉质黏土和黏土两种黏性土类别。该系列标准物质可用于仪器设备校准、质量监控、能力验证等技术质量活动,为水工环地质勘查、岩土工程勘察、黏土矿勘查等工作对土壤界限含水率测试数据准确性的要求提供了保障。     

土壤热磁组分分选仪的研制

为了更好地解决化探新技术新方法研究中土壤热磁组分提取和分选问题,开发研制完成土壤热磁组分分选仪。分选仪包括线性稳流电源和串联磁路两部分,通过改变电流大小,实现了对磁感应强度的连续调整。经过分选实验验证该分选仪稳定性好,分选精度高,能够满足科研需要。     

多井测井解释软件的研制

目前,测井解释技术正逐渐由单井解释向多井解释研究发展。多井解释是基于地震、地质、测井和油藏工程等多种学科的综合解释技术,它有效降低了测井分析结果的不一致性和差错率。本次开发的多井测井解释软件是基于W indows操作系统,专门为测井解释设计的微机测井应用软件包。软件分为数据管理、数值分析、地层对比、连井剖面、储层参数分布共五大功能模块,在生产中为提高测井解释符合率和降低劳动强度提供了技术平台。     

土壤中总有机碳环境标准样品研制

土壤环境标准样品是土壤生态环境监测质量控制的重要技术工具.目前,土壤中总有机碳环境标准样品仍为中国环境标准样品体系的空缺,特别是配套燃烧氧化-非分散红外法的土壤标准样品一直未曾问世.本文以有机碳含量较高的农用地土壤为原材料,经干燥、研磨、混匀、装瓶、灭菌等加工步骤,制备获得土壤中总有机碳环境标准样品.分层随机抽取10瓶...     

我国主要覆盖区土壤地球化学标准物质的研制

覆盖区1∶25万多目标地球化学调查作为我国新一轮地质大调查的重要组成部分正在全国逐步展开.研制的覆盖区7个土壤系列地球化学标准物质,主要用作该地球化学调查样品分析的量值和质量监控标准.由全国14个水平较高的研究院所和中心实验室参加测试,采用16种不同原理的方法分析,共取得了5200多个平均值数据,定值了72种元素和成分,定为标准值的计65种元素和成分.多数元素定值的相对不确定度<5%.     

环境背景值调查研究土壤标准物质的研制

环境背景值调查研究土壤标准物质的研制，包括ＥＳＳ－１￣４四种土壤标准物质，这些植物物质是各实验室资格认证考核，质量控制和质量评价的物质标准，是质量保证工作的支柱，在环境土壤背景调查研究和日常质量监控工作中发挥着量值传递标尺的重要作用。     

高压旋喷多管喷头的研制

基于高压旋喷成桩机理以及目前市场对大桩径施工的需求,针对普通旋喷施工成桩直径小、排泥污染环境等问题,研制了一款能适应新工艺、新工法且能解决上述问题的多管喷头。通过对喷头在地下工作的实际状态进行分析,新研制的多管喷头具有地内压力检测、专用通道排泥及浆管通径大等特点,可以实现大桩径施工、泥浆可统一回收及避免施工对周边建筑的扰动。     

土壤pH值对土壤多环芳烃纵向迁移影响的模拟实验研究

影响土壤多环芳烃(PAHs)纵向迁移行为的环境因素很多。文章以氧化钙和冰乙酸改变采自徐州土壤的pH值水平,人工装填土柱进行纵向淋滤试验,研究pH值对土壤PAHs纵向迁移行为的影响。结果表明,土壤pH值的变化加强了PAHs在土柱中的纵向淋滤能力,表层土壤中的PAHs可迅速向底层转移;不同种类的PAHs淋滤特性表现不同,pH值增加更能增强低环PAHs的迁移淋滤能力,pH值降低则更能促进高环PAHs从土壤表层向深部迅速迁移。     

土壤活性组分提取剂的研制及初步试验结果

土壤的活性组分能够反映土壤实际污染状况及对环境的危害,选择适当的土壤浸提剂是准确评价土壤活性组分的关键技术,已有的提取剂局限于不同元素和不同土壤类型,提取步骤繁琐,实验周期长,重现性不高。本文研制了一种提取土壤中活性组分的新型提取剂——AIE,提取剂组成为0.25 mol/L醋酸-0.25 mol/L醋酸铵-0.005 mol/L DTPA-0.2%对苯二酚混合溶液。国家标准物质提取实验表明,AIE提取剂能够有效提取土壤中多种元素的活性组分(有效态磷、有效态钾、有效态锰、有效态铜),具有很好的通用性。AIE提取剂与三种通用提取剂(Mehlich 3、AB-DTPA、盐酸)的实验比较表明,AIE对作物营养组分盐基离子(K、Na、Ca、Mg)的提取效果高于AB-DTPA和盐酸,与Mehlich 3的提取量变化规律基本一致;对Fe、Mn、P和重金属元素的提取值70%高于或相当于其他三种提取剂。应用AIE提取土壤的活性组分,适用于提取作物营养组分和重金属元素,既可提取有效态又可提取缓效态,且样品无需针对不同元素做分别处理,多种元素提取方法一致,比已有的提取剂实验周期缩短3~5倍,有利于大批量样品的分析测试;AIE实际应用的重现性较好,大多数元素提取量的相对标准偏差低于8%;AIE的缓冲能力强,提取液的pH值升高幅度(0.07~0.9)均未超过缓冲溶液的缓冲范围,可同时适用于酸性和碱性土壤。总体上AIE通用性优于Mehlich 3和AB-DTPA提取剂,是已有提取分析方法的补充和完善。     

矿区污染场地土壤重金属元素分析标准样品的研制

我国工矿开采区及周边地区已出现土壤重污染区和高风险区,这些区域是土壤环境监测的重要区域,但在实际环境监测中缺乏基体和污染特征相一致的污染场地土壤重金属元素分析标准样品。本文针对土壤重污染区和高风险区污染特征及实际环境监测需求,采集我国南方红壤区采矿企业周边的典型农田土壤,按照GB/T 15000导则和相关标准研制了污染场地土壤重金属元素分析标准样品。采集的土壤样品经低温烘干、研磨、筛分、混匀和辐照灭菌等加工处理,分层随机抽取20瓶子样进行均匀性研究,结果表明由均匀性引起的相对不确定度在0.27%~2.1%之间,样品均匀性良好,最小取样量为0.20 g。稳定性研究采用X射线荧光光谱法,数据评价采用趋势分析法,室温避光保存条件下,在12个月稳定性跟踪考察期间样品未观察到不稳定变化趋势,由稳定性性引起的相对不确定度在0.06%~2.1%之间。经13家有资质的实验室选用两种以上不同原理的高准确度方法对标准样品中21种元素(Ag、Al、As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Se、Ti、Tl、V、Zn)联合定值,总不确定度由定值不确定度(u~(char))、瓶间均匀性不确定度(u~(bb))和长期稳定性不确定度(u~(lts))合成,除Se外,其余元素的相对扩展不确定度均小于8%,表明标准样品定值准确,不确定度水平满足日常环境检测对土壤标准样品的要求。该标准样品被批准为国家实物标准样品(GSB 07-3272—2015),可用于分析方法验证或南方红壤区采矿及洗选企业周边土壤样品中重金属监测的质量控制。     

存储式磁阻多点连续测斜仪的研制

存储式磁阻多点连续测斜仪主要解决了在钻孔测斜技术的电缆传输中，电缆笨重、易损坏、易受电磁干扰、信号传输远等问题，并以存储卡的方式解决了数据传输记录的问题。     

CQ型光电多点连续测斜仪的研制

ＣＱ型光电多点连续测斜仪为一种磁球与ＣＣＤ摄像单元相结合的多点连续测斜仪,通过地面监视器直接读取钻孔的顶角及方位角。     

基于ARM7的GPS定位便携式土壤测氡仪的研制

针对传统瞬时土壤测氡仪灵敏度低、体积大、数字化程度不高等缺点,研制出一种新型基于ARM7的GPS定位瞬时便携式土壤测氡仪。设计了全新的数据采集与控制电路,在保持测量准确性的同时,提高了仪器的灵敏度、数据采集精度和处理速度;软件设计引入嵌入式操作系统uc/OS-II,提高了仪器的稳定性和可操作性。野外测试结果表明,该仪器能够稳定、准确、快速地采集、处理数据,适用于地质和水文勘查中氡气浓度的定量测量。     

土壤及沉积物中重金属顺序提取标准物质研制

同一元素的不同形态具有不同的活性，对环境和人类健康的影响不同。定性、定量地测定样品中特定元素的形态是评价元素毒性、研究其迁移转化规律的重要依据。土壤、沉积物样品中化学反应机理复杂，成分不均匀，样品前处理步骤繁杂，直接测定对仪器和分析方法的要求较高，难度较大。因此，必须采用更为合理有效的替代方法研究土壤、沉积物中元素的循环、迁移和转化对环境质量和人体健康的影响。     

多年冻土区土壤多环芳烃污染研究进展

多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）是一种难降解、毒性强的致癌性污染物,其广泛分布于各环境介质中,陆地环境中90%的PAHs累积在土壤中。随着资源的开发,由油品泄漏、垃圾渗滤、污水排放等行为造成的多年冻土区PAHs土壤污染问题日益突显,并且在气候变化背景下,多年冻土中的PAHs具有重新释放而造成二次污染的风险,多年冻土区土壤多环芳烃污染分布特征和迁移规律研究对评估多年冻土区生态环境风险,防治土壤持久性有机物污染,保障广大多年冻土居民生命健康安全具有重要意义。通过回顾目前国内外多年冻土区土壤中PAHs污染的相关研究,分析发现多年冻土区未受污染的土壤中PAHs的污染水平远低于中低纬度人口密集区域,可代表地球土壤中PAHs的背景值;高纬度或高海拔的地理位置以及严寒的气候使得冻土区土壤中PAHs一个普遍且最重要的来源是大气远距离传输;活动层的冻融作用主要通过改变土壤理化性质和控制水分运移方向影响PAHs在多年冻土区土壤中的垂向分布特征,多年冻土的低渗透性具有阻碍PAHs垂向迁移的作用。综合分析已有研究成果,表明目前冻土区土壤PAHs污染研究还是大量集中于表层土壤中的污染分布调查和来源解析,而关于PAHs在活动层和多年冻土层中的垂向迁移研究还仅限于对其在土壤剖面中分布状况的解释性分析,冻融作用对PAHs在土壤中的迁移、转化和归宿的影响机制还不清楚。未来多年冻土区土壤中PAHs的研究将集中于迁移转化机理与污染治理技术两方面,针对PAHs在多年冻土区土壤中迁移行为的模拟模型亟待研究开发,以实现PAHs污染储量和迁移通量的定量预测;此外,多年冻土区土壤污染问题的深入研究还需要紧密联系多圈层、多界面、多介质、多要素以及多目标污染物而开展。     

10个土壤有效态成分分析标准物质研制

首批6个土壤有效态成分分析标准物质(GBW07412～GBW07417),在土壤地力评价和生态农业环境地球化学评价中发挥了重要作用,经十年广泛应用,现已用尽。为满足我国覆盖区多目标地球化学调查与评价及农业土壤地力调查与评价有效态化学成分测试质量监控的需求,2009年中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制了新系列土壤有效态成分分析标准物质(GBW07412a～GBW07417a,GBW07458～GBW07461)。该系列10个标准物质在原有6个样品采集地重新采集的基础上,新增的4个样品侧重于西部地区和石灰性土壤,使得新研制的有效态成分分析标准物质地域和土壤类型代表性更为广泛。有效态成分的浸提方法和浸提条件由农业部、国土资源部和中国科学院相关部门13家单位共同研讨,消除农林行业间个别项目分析方法的细微差异,与首批6个标准物质相比浸提方法、浸提条件与测试方法统一,定值成分全面,包括植物营养元素和重金属污染元素,定值项目达50项。