梁子湖水体P的季节变化与沉积物P释放初步研究

采用分级测定的方法对梁子湖沉积物中无机磷酸盐进行了分析,测定了梁子湖水体P的季节变化,并以室内模拟的方法研究梁子湖沉积物在pH值和温度控制下P的释放特征。研究表明,梁子湖水体P的含量呈明显的季节变化,冬季高,夏季低。沉积物无机磷(P i)中以钙磷(Ca—P)为主(55%~61%),铁磷(Fe—P)次之(28%~33%),铝磷(A l—P)最少(3%~5%)。在梁子湖的入水口和出水口,由于沉积环境影响到P的形态,P的释放明显较湖心高。在试验初期,由于扰动的影响,使得P的释放在第1天比第2天和第3天高,其后P的释放量则迅速增加。温度对P释放影响明显,其具体表现为,30℃时P释放达到峰值的时间比4℃时提前4 d,而且前者峰值比后者高出9倍。pH值对沉积物P释放同样有明显的影响,与正常状态下的湖水条件(pH值为8.5)相比,偏酸(pH值为5.5)和偏碱(pH值为11.5)条件下,P的释放量增加。     

毛乌素沙地臭柏、油蒿细根分解过程中养分与能量的变化

应用埋袋法对毛乌素沙地天然分布的优势种臭柏、油蒿细根分解进行研究。对两年的实验数据进行分析,结果显示,臭柏、油蒿细根分解过程中C、P、K、Mg均表现为释放,释放率油蒿＞臭柏,元素重量损失率K＞P＞C＞Mg;N在臭柏分解中表现为积累,在油蒿分解中表现为释放;Ca在臭柏、油蒿细根分解中都表现为积累的趋势,积累率为油蒿＞臭柏;能量在臭柏、油蒿细根分解过程中表现为释放。该研究为沙区土壤库中的能量转化和流动过程提供了理论依据。     

祁连山中部祁连圆柏生长与更新方式的树轮记录

选择祁连山中部50m×15m的祁连圆柏样方进行树轮生态学取样与分析。分析结果表明,样方内大部分祁连圆柏的树龄小于250年,最近几年有大量幼苗萌生。祁连圆柏的径生长方式各有异同,大部分祁连圆柏在生长过程中出现1次以上生长释放事件,1970¹980年间出现生长释放的频率最高,占总释放次数的35%,轮宽年表也显示祁连圆柏的轮宽指数自1970s以来持续上升。另外,相关分析结果表明,温度是影响采样点区域祁连圆柏径向生长的主要环境因子,较高的温度有利于树木生长,6、7月份的降水也与树木径向生长呈显著正相关。在全球变暖的背景下,如果能积极开展植树造林,并有效控制人类活动的干扰,该区域祁连圆柏林更新状况将会显著改观。     

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。     

高地温对隧道岩爆发生的影响性研究

新建拉林铁路桑珠岭隧道高地应力、高地温隧道开挖过程中岩爆灾害突出。考虑开挖卸荷与温降共同耦合作用,对隧道开挖过程中不同温度时洞周应力释放过程进行数值模拟,同时对隧道开挖后的二次应力进行现场实测,就高地温对隧道洞周应力的影响进行了比较分析,最后就不同岩爆判据下高地温对岩爆发生的影响性进行了讨论。研究结果表明,采用应力释放率和温降指标反映开挖卸荷与温降共同耦合作用能合理描述高地应力高地温段开挖过程中的应力特征和岩爆发生规律。当温降超过55 ℃,应力释放率大于40%以后, 及 量值随应力释放率增大而线性增长,当应力释放率达到100%时达到最大,不同位置洞周应力拱脚处增长最快,拱顶次之,其他位置较低。在开挖中受高地温影响岩爆发生时间提前,岩爆发生等级亦不断增加。     

An EFTEM/HRTEM high-resolution study of the near surface of labradorite feldspar altered at acid pH: evidence for interfacial dissolution-reprecipitation

Using an approach combining high-resolution and energy-filtered transmission electron microscopy (HRTEM and EFTEM), we have studied with Å to nm-spatial resolution the interfacial region that delimits the near-surface altered zone and non-altered labradorite feldspar after dissolution under acid pH conditions. The interface is characterized by extremely sharp and spatially coincident changes in structure and chemistry. The 500-nm-thick altered zone is depleted in interstitial cations (Ca, Na, K) and Al, a framework element, whereas it is enriched in H, O, and Si. Modeling H⁺-alkali interdiffusion within a 500-nm-thick altered zone shows that volume interdiffusion cannot reproduce the sharp chemical interfaces measured by EFTEM. Based on these new data, we propose that the near-surface altered zone is a result of interfacial dissolution-reprecipitation, and not of preferential leaching of cations and interdiffusion with H⁺. This implies an intrinsic dissolution process that is stoichiometric, where the breaking of bonds and release of interstitial cations and framework elements (Al, Si, and O) to solution occur contemporaneously at equal relative rates from the original fluid–mineral interface.     

打造我国主体能源(煤炭)升级版面临的主要问题与对策探讨

矿井水铁超标将腐蚀配水管道、工业设备,损害人体肝脏,威胁人类健康。煤系铁的含量、赋存形态及其在水–煤/岩作用过程中的溶解释放决定了矿井水中铁的富集或贫化。通过采集东部草原某矿区煤及岩石样品18组,利用等离子电感耦合质谱仪、X射线衍射、带能谱的扫描电镜、逐级化学提取,分析煤系铁的含量、赋存形态、赋存载体,开展室内水−煤/岩模拟试验,研究煤/岩中铁的释放机制。结果表明：煤与顶板砂岩中的铁含量均较高,18组煤/岩样中铁的富集因子均大于1;煤与砂岩中铁的赋存形态主要以残渣态为主,有机结合态次之,碳酸盐结合态与可交换态最少。煤中残渣态、碳酸盐结合态、可交换态铁的赋存载体分别为高岭石、菱铁矿、伊利石;砂岩中残渣态、碳酸盐结合态、可交换态铁的赋存载体分别为绿泥石、菱铁矿、伊利石。水–煤/岩相互作用过程中,煤与砂岩中铁的最大释放量分别为1.26、2.75 mg/L,显然砂岩中铁的释放量大于煤中。对比水−煤/岩作用前后煤/岩中铁的赋存形态变化可知,残渣态、有机结合态及铁锰氧化物结合态的铁含量基本不变,可交换态及碳酸盐结合态的铁含量均减小,这2种形态的铁稳定性差,迁移性强,易于释放进入水中,是导致矿井水中铁富集的主要原因,将为高铁矿井水的处理与利用提供基础。

     

Density effects on solute release from streambeds

Contaminants that entered the streambed during previous surface water pollution events can be released to the stream, causing secondary pollution of the stream and impacting its eco-environmental condition. By means of laboratory experiments and numerical simulations, we investigated density effects on the release of solute from periodic bedforms. The results show that solute release from the upper streambed is driven by bedform-induced convection, and that density effects generally inhibit the solute release from the lower streambed. Density gradients modify the pore water flow patterns and form circulating flows in the area of lower streambed. The formation of circulating flows is affected by density gradients associated with the solute concentration and horizontal pressure gradients induced by stream slope. The circulating flows near the bottom of the streambed enhance mixing of the hyporheic zone and the ambient flow zone.