黄豆脲酶诱导碳酸钙沉淀多变量试验研究

植物源脲酶诱导碳酸钙沉淀（enzyme induced carbonate precipitation,简称EICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但在具体操作时,参数取值无对应规范,固化效果有待提升。基于黄豆脲酶,研究了温度、脲酶浓度、尿素浓度、钙浓度、pH值、钙源种类等变量对脲酶活性与碳酸钙沉淀的影响,并进行了沉淀物（碳酸钙晶体）的扫描式电子显微镜（scanning electron microscope,简称SEM）与X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）测试,在此基础上开展了黄豆脲酶固化砂的无侧限抗压强度与固化效果试验研究。结果表明：脲酶活性随脲酶浓度的增加而线性增长,但存在温度阈值,温度超过阈值后,脲酶将完全失活,且阈值随脲酶浓度的增大而降低;尿素浓度与pH值共同影响脲酶活性,二者存在一个最优组合,当尿素浓度在0.1～1.0 mol/L时最优pH值为7,当尿素浓度在1.0～1.5 mol/L时最优pH值为8。脲酶是沉淀反应的催化剂,脲酶浓度越高,反应越完全,碳酸钙沉淀率越高;尿素与钙溶液则主要通过掺入量影响碳酸钙沉淀量,掺量比例宜为1:1,且二者浓度与pH值可通过影响脲酶活性来影响碳酸钙的沉淀情况;不同钙源对碳酸钙沉淀量的影响幅度不大。不同钙源沉淀碳酸钙晶体的成分与密度基本相同,但晶体结构差异较大,氯化钙沉淀碳酸钙晶体以块状为主,表面分布球状、类球状晶体,胶结面大,可作为EICP技术中较为理想的钙源。基于黄豆脲酶和氯化钙钙源固化砂的无侧限抗压强度约为掺粉煤灰砂样的6倍,通过SEM图像可发现,沉淀碳酸钙晶体包裹并黏结砂粒成为整体,固化效果非常理想。     

内蒙古河套灌区浅层地下水化学特征和灌溉适宜性分析

随着黄河流域水资源供需矛盾加剧,我国特大型灌区——内蒙古河套灌区开始采用黄河水与地下水相结合的方式进行农业灌溉。本研究采集河套灌区内499组地下水样品和1组黄河水样品,在分析地下水和黄河水样品的水化学特征基础上,运用钠吸附比(SAR)、渗透指数(PI)、钠含量(SC)和残余碳酸钠(RSC)以及《农田灌溉水质标准(GB 5084—2021)》对地下水和黄河水的灌溉适宜性进行对比分析。结果表明,地下水与黄河水均为弱碱性水,Ca²⁺和HC0₃^-为优势离子,Gibbs图显示地下水受到岩石风化淋溶和蒸发浓缩的双重影响,对灌溉适宜性影响较大的钠盐主要来自岩盐溶解。灌溉适宜性分析结果表明,从SAR、PI和RSC指标来看,地下水的灌溉适宜性较好,从SC指标来看,不适宜灌溉的地下水主要分布在灌区北部总排干和灌区南部黄河沿岸;根据农田灌溉水质标准分析,除总砷和氯化物两项指标外,其余指标适宜灌溉样品占比均高于90%,综合评价全区共231组地下水样品适宜灌溉。地下水与黄河水灌溉适宜性对比表明,黄河水的SAR和SC指标灌溉适宜性分析结果较好,地下水的PI和RSC指标灌溉适宜性分析结果较好,根据灌溉水质标准显示黄河水所有指标均适宜灌溉。本研究为日后内蒙古河套灌区合理选用灌溉水源提供数据支撑,为该区域地下水的治理与防控提供科学依据。     

有关埃达克岩实验应用中几个问题的探讨

实验研究非常重要,是花岗岩(和埃达克岩)理论创新的源泉之一。近年来,国内在埃达克岩实验研究方面取得了很大的成绩。在这个领域,中国在国际上是处于领先水平的,虽然得到的认识并不相同,这是很正常的。本文讨论了与埃达克岩有关的一些实验研究问题,认为:1下地壳底部是缺水的,花岗岩是在缺水条件下部分熔融的,应当慎重对待在饱和水和有水加入情况下的实验结果。2要注意残留相组分中是否有斜长石出现,不能只关注石榴石,石榴石与斜长石配合起来才能得出正确的认识。3 1.0 GPa压力下石榴石出现线的真实含义是什么?它只表明与之平衡的熔体是贫Yb的。但是,贫Yb的花岗岩不只是埃达克岩,喜马拉雅型花岗岩也贫Yb,因此,还需要考虑斜长石消失的情况,如果石榴石出现而斜长石消失了,熔体是埃达克岩;如果石榴石出现而斜长石没有消失,则熔体为喜马拉雅型花岗岩。由于国外没有喜马拉雅型花岗岩的概念,因此,对国外某些在1 GPa条件下得到的实验资料应当仔细鉴别,也许其中有一些熔体并非埃达克岩,而是喜马拉雅型花岗岩。4相变反应不同于部分熔融反应,不能把相变反应的结果解释为部分熔融的结果。相变反应是在温度压力增加的情况下发生的,不是产生花岗岩的主要方式;部分熔融反应主要是在温度增加压力不变的条件下发生的,是产生花岗岩的主要方式。5实验研究得出的一个重要的结论是:与榴辉岩平衡的熔体是埃达克岩,因此,埃达克岩的真谛可能就是非常简单的一句话:源区有石榴石无斜长石。只要符合这个标志,与其平衡的熔体必然是高Sr低Yb的;只要符合这个标志,与其平衡的熔体必然是在较高的压力下形成的。高压可能就是埃达克岩最重要的构造意义。     

浅谈高温高压实验地球科学:方法和应用

在过去的二十多年间,高温高压实验地球科学研究得到了蓬勃发展,凭借其高度的灵活性和易于与其他分支学科相结合的优点,在很多不同的研究领域中都取得了令人瞩目的成果,并已发展成为国际地球科学的前沿领域和重要方向之一,同时也是固体地球科学最强有力研究手段之一。相比之下,国内的高温高压实验地球科学研究还显得相对比较薄弱,相关系统性的认识还有待增强。本文对高温高压实验研究的发展历程、方法原理、仪器设备以及在地球科学研究中的一些应用进行简单的介绍,旨在让更多的国内学者对这一领域有更深入的了解。     

ISO2394:2015 Annex D (Reliability of Geotechnical Structures)

ISO2394:2015 contains a new informative Annex D on “Reliability of Geotechnical Structures”. The emphasis in Annex D is to identify and characterize critical elements of the geotechnical reliability-based design process, while respecting the diversity of geotechnical engineering practice. This paper highlights the main features of Annex D and gaps for future work.     

Purification and characterization of an alkaline protease from Acetes chinensis

An alkaline protease from Acetes chinensis was purified and characterized in this study. The steps of purification include ammonium sulfate precipitation, ion-exchange chromatography with Q-sepharose Fast Flow, gel filtration chromatography with S300 and the second ion-exchange chromatography with Q-sepharose Fast Flow. The protease was isolated and purified, which was present and active on protein substrates (azocasein and casein). The specific protease activity was 17.15 folds and the recovery was 4.67. The molecular weight of the protease was estimated at 23.2 kD by SDS-PAGE. With azocasein as the susbstrate, the optimal temperature was 55°C and the optimal pH value was 5.5. Ion Ca²⁺ could enhance the proteolytic activity of the protease, while Cu²⁺, EDTA and PMSF could inhibit its activity.     

Stability relations of Mn–Fe–Al piemontite

Abstract Comparison of the stability relations of Fe-piemontite, Pm₁₇Ps₁₇Cz₆₆ (Ca₂Al₂Mn_0.5 Fe_0.5Si₃O₁₂(OH)), with similar experimentally determined results on Pm₃₃Cz₆₇ suggests that, at moderate f_o2, addition of Fe to piemontite raises its thermal stability and slightly decreases its sensitivity to oxygen fugacity. Reversal study of the reaction: Fe-piemontite + quartz = garnet (Gr₃₃Sp₂₇And₄₀) + anorthite + fluid at P_fluid= 2 kbar in cold-seal apparatus using solid oxygen buffers was completed. The data indicated breakdown of Pm₁₇Ps₁₇Cz₆₆ at 645°± 10° C along the Cu₂O–CuO buffer, 477°± 10° C along the Cu–Cu₂O buffer, and 365°± 10° C for the hematite-magnetite buffer. Mn-free clinozoisite and epidote have been shown to be stable to much higher temperatures than piemontite at moderate f_o2 (< Cu–Cu₂O). At very high f_o2, however, the presence of Mn⁺³ in a distorted octahedral site may permit persistence of piemontite to higher temperatures than Mn-poor epidote minerals. The compositional range of natural Fe–Mn–Al piemontites supports these results. Cation partitioning from piemontite-bearing parageneses also indicates crystallization at high f_o2, but application of the cited results should be made with caution. Synthetic phases were too fine-grained for optical or microprobe analysis, and reaction was often incomplete. The assumption that all Fe + Mn was contained in piemontite and garnet, respectively, in the low- and high-temperature assemblages is supported by the cell dimensions for these synthetic minerals, which are close to predicted values. The reaction is pseudo-univariant, as solid solution in garnet and piemontite would be f_o2-dependent in a more complex chemical system. Although bulk rock and fluid compositions may also have a marked effect on the stability of natural epidote–piemontite, f_o2 is the major control on Fe : Mn : Al in epidote minerals.     

GIS算法基础实验教学探索

GIS算法基础实验教学是引导学生透彻理解GIS算法原理,掌握GIS算法应用技术的重要环节。论文重点分析了GIS算法基础课程的内容特点,并结合笔者在GIS算法基础方面的教学经验,建立了以实验教学系统平台为基础和以算法功能设计为主体的教学内容体系,同时建立了以项目导向式为主的教学方法体系。