冻融作用下污泥固化轻质土动力特性及结构演化

冻融作用会影响污泥固化轻质土动力特性和结构特性。为研究不同冻融循环次数和冻结温度下的污泥固化轻质土动力特性及结构演化,对冻融循环作用后的污泥固化轻质土进行动三轴试验和固结试验。试验结果表明：在冻融循环作用下,污泥固化轻质土动应力-应变曲线呈弱应变硬化型。污泥固化轻质土动强度和变形随着冻融次数（n）的增加和冻结温度（T）的降低而减小。经历前4次冻融作用后,对固化土变形和动强度影响较大,经历8次冻融循环后基本趋于稳定。冻融循环对土体动力特性的影响本质上是对土体结构性的影响。固化土冻融结构势（mdσn）的变化规律与动强度类似,随冻融次数的增加和冻结温度的降低而下降。冻融循环次数是影响污泥固化轻质土动力特性和结构性的主要因素,冻结温度为次要因素。     

松嫩平原北部典型黑土剖面黏土矿物组成及其环境指示意义

通过野外调查、土壤化学成分分析、土壤黏土矿物X-射线衍射(XRD)图谱分析和土壤风化程度分析,对松嫩平原北部黑土区大豆/玉米轮作农田、林地、草地、退耕还林等多种土地利用方式土壤剖面黏土矿物组成进行研究,探究不同土地利用方式下土壤剖面化学成分、黏土矿物组成以及风化程度变化规律及其对环境的指示意义。结果表明:不同土地利用方式土壤剖面中钾、钠、钙元素含量依次为草地>耕地>林地>荒地;在剖面60 cm以上有机碳含量为耕地>林地>草地>荒地,60~80 cm以下,有机碳含量为荒地>草地>林地>耕地。研究区不同土地利用方式土壤风化程度依次为退耕、荒地>林地>耕地>草地;土壤淋溶程度为荒地>草地、林地>耕地。研究区不同土地利用类型土壤总体上黏土矿物以蒙脱石、高岭石、蛭石、水云母和绿泥石为主,其中耕地、林地以2:1型非膨胀性黏土矿物为主,草地以2:1型膨胀性黏土矿物为主,荒地以1:1型黏土矿物为主。通过研究区不同土地利用类型的黏土矿物组合及其含量对比,结合剖面的风化程度计算,得出随着风化程度和成土作用的加深,土壤中绿泥石等矿物向高岭石、蒙脱石转化,水云母向蛭石转化,而其环境条件也由干冷转为湿热气候。     

渭河平原全新世气候与季风强度变化

为探讨渭河平原全新世黄土沉积时期的气候、土壤与季风变化,本研究以2.15 m厚度的宝鸡宝陵剖面为研究对象,选取了化学元素、碳酸钙以及土壤微结构作为研究指标,对全新世气候特征、土壤类型以及季风降水与强度变化进行探讨。实验结果表明,S₀发育时期表现为中等化学风化,CaCO₃含量在S₀中下部小于1%,在全新世黄土层中的平均含量为12.14%。S₀以发育新生红色粘土胶膜的致密块状微结构为主要特征,L₀以孔隙发育的团块结构为主要特征。主要结论如下：1)晚全新世L₀黄土堆积时气候相对冷干,年均降水量为500~600 mm,冬季风增强,冬季风与夏季风强度相近,并非冬季风占主导地位;2)晚全新世L₀发育时夏季风带来的降水量占当时年降水量的50%左右,与其他来源的降水量基本相同;3)晚全新世发育的L₀黄土受成壤作用较弱,具有碱性褐色土的特征。中全新世的成壤作用较强,发育的S₀古土壤为湿润条件下的亚热带黄棕壤;4)中全新世气候温暖湿润,当时年均降水量为800 mm左右,夏季风带来的降水量明显多于其他来源的降水量,表明中全新世时期,夏季风确实占主导地位。

     

乌兰布和沙漠典型植物群落土壤风蚀可蚀性研究

为探明植被恢复对乌兰布和沙漠土壤风蚀可蚀性的影响,以乌兰布和沙漠内不同沙地固定阶段的8种典型植物群落及群落内表土作为研究对象,对土壤物理因子(可蚀性颗粒含量、土壤含水量、有机质含量)、土壤结皮因子、植被因子3类土壤风蚀可蚀性因子指标进行监测,分析土壤风蚀可蚀性因子在不同植物群落类型间、沙地固定阶段间的差异。结果表明:(1)在乌兰布和沙漠典型植物群落中,沙蓬、沙生针茅、盐爪爪等草本植物群落的土壤风蚀可蚀性最强,白刺、梭梭、沙冬青等灌木植物群落土壤风蚀可蚀性弱于草本植物群落,说明灌木林能显著降低土壤风蚀作用。(2)随着沙地的不断固定,土壤结构不断发育,土壤可蚀性不断降低,土壤风蚀可蚀性强弱表现为固定沙地<半固定沙地<流动沙地。(3)土壤可蚀性颗粒含量、土壤有机质含量、土壤含水量、土壤结皮、植被因子与植被类型及沙地固定阶段具有显著相关关系。因此,在沙区生态建设工程中,为了减少土壤风蚀量,不仅要考虑物种的选择,还要促进人工生态系统的演替和恢复,从而有效降低土壤风蚀可蚀性。研究结果可为乌兰布和沙区植被生态系统服务功能的科学评价、防沙治沙工程的建设与管理提供一定参考。     

黑龙江省讷河市土壤质量与绿色产地适宜性评价

基于东北黑土地1∶250 000土地质量地球化学调查数据,按照《土地质量地球化学评价规范》和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》,对讷河市土壤养分、土壤环境质量、土壤综合质量及绿色产地适宜性进行评价. 结果显示讷河市土地肥沃,环境清洁,适合于发展绿色农业：1）土壤养分单指标N、P、K、有机质、CaO、MgO、Fe2O3、S、B、Zn、Mn、Cu、Mo、Co、Ge、V共16项中,除Cu、Zn为较缺乏和Ge、B缺乏外,其他指标均为丰富和较丰富;土壤养分综合等级以较丰富和中等为主,分布面积分别为3 666.74 km2和2 574.11 km2,占全区面积的56.94%和39.97%. 2）土壤环境质量以一等（无风险）为主,一等区面积6 435.78 km2,占全区面积的99.94%;二等（风险可控）区面积仅4 km2,占0.06%. 3）全区土壤质量综合等级以优质为主,优质土壤面积3 806.06 km2,占全区面积的59.11%;良好级土壤面积2 574.11 km2,占39.97%;中等级土壤面积59.61 km2,占0.92%;没有四等（差等）和五等（劣等）土壤. 4）符合一级绿色食品产地的土壤面积为6 461.5 km2,占全区面积的97.5%;符合二级绿色食品产地的土壤面积为38.1 km2,占全区面积的0.58%;不符合绿色食品产地的土壤面积为65.6 km2,占全区面积的0.99%.     

福建南安市石井—东田地区土壤厚度空间分布特征及主要影响因素

在福建省南安市石井—东田地区开展了土壤垂向剖面野外地质调查,根据调查结果制作了南安市石井—东田地区土壤厚度空间分布图,探讨了该区土壤厚度空间分布特征及主要影响因素。石井—东田地区土壤厚度背景值以20 cm和15 cm的土壤层为主,其次为土壤厚度背景值为35 cm和10 cm的土壤层。福建沿海地区土壤厚度空间变异的主要影响因素为土壤成因和地面坡度。沉积环境越稳定、人为或自然干扰因素越小的区域,土壤层越厚;土壤厚度与地面坡度呈负相关,地面坡度越陡,土壤层越薄。     

豫西成矿带潭头盆地金矿区农田土壤重金属污染及来源解析

为查明豫西成矿带潭头盆地金矿区农田土壤重金属污染特征及污染来源,在该盆地农田中系统采集土壤样品,分析土壤中的重金属含量,采用聚类分析和主成分分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型对污染源进行解析并计算污染源贡献率。结果显示:研究区农田土壤重金属Hg、As、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd含量平均值均低于农用地土壤污染风险筛选值,整体土壤污染风险较低,仅部分样品Hg、As、Cu、Pb、Zn、Cd含量超过风险筛选值;Pb、Zn和Cd主要呈区域性污染,其他重金属元素主要呈孤立点状污染。Hg、Cd、Pb变异系数达到强变异水平,表明潭头盆地农田土壤中Hg、Cd、Pb元素受人类活动干扰比较强烈。综合聚类分析、主成分分析及空间分布特征,8种重金属主要来源于4类污染源:Cu、Pb、Zn和Cd污染来源于交通源(PC1);Cr和Ni污染来源于自然源(PC2);As污染来源于与金矿开采和尾矿堆存相关的矿业源(PC3);Hg污染来源于与小作坊汞溶解炼金相关的矿业源(PC4)。     

土壤中硒的生物有效性表征方法及影响因素研究进展

硒是人体必需的微量元素之一。土壤-植物体系是人体摄入硒的主要途径,但尚缺乏准确评价土壤中硒生物有效性的通用方法,且影响因素也复杂多样, 这些问题制约了富硒土地资源的利用。本文通过追踪近年来国内外研究成果,系统地总结及比较了化学提取法、梯度扩散薄膜法、区域尺度硒生物有效性评价方法的优缺点。传统的化学提取法如单一提取和顺序提取在一定程度上能够表征土壤中生物有效性硒,但提取过程中存在影响因素多和提取不完全等问题。梯度扩散薄膜技术(DGT)能够模拟植物的根系吸收过程,相比顺序提取能更好地表征硒的生物有效性,但由于复杂的自然体系和不同元素结合相的差异,野外原位表征技术上仍存在难度。通过大规模的农作物-根系土样本,建立土壤-农作物硒元素评价模型,模型参数为影响土壤硒有效性的理化指标(如土壤酸碱度、有机质含量、土壤硒总量等),能较好地预测区域尺度上硒生物有效性。本文还总结了影响植物吸收土壤中硒的因素如地形、土壤类型、硒的存在形态、土壤理化性质、植物种类、土壤老化等,认为地形和土壤类型、硒的存在形态、酸碱度和有机质是影响有效硒的主要因素,植物种类与土壤老化为次要因素。完善DGT等原位分析检测技术、改进元素形态分析方法是未来发展的重要方向。     

河南栾川钼铅锌多金属矿集区土壤重金属累积及源解析

河南栾川钼铅锌多金属矿集区内长期矿产资源开发产生了大量的重金属,目前研究区农田表层土壤重金属累积及不同种类矿业活动对其影响尚不明晰。本文选取研究区内5个典型小流域,采集河流沿岸29条水平土壤剖面上95件农田表层土壤样品,采用极谱法测定Mo,电感耦合等离子体质谱法测定Cd,X射线荧光光谱法测定Cr、Cu、Pb和Zn,原子荧光分光光度法测定Hg和As含量,通过地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法分别评价重金属的累积特征、污染程度和生态风险;采用多元统计分析和PMF模型对表层土壤重金属的来源进行解析。结果表明：研究区农田表层土壤中主要污染物为Mo,局部为Hg;除Cr外,其他重金属均不同程度地受到周边矿业活动的影响;5个流域土壤重金属富集程度依次是：北沟河＞淯河＞石宝沟＞陶湾北沟＞伊河。北沟河土壤总体为重污染,中等生态风险,其他流域土壤总体污染程度为轻度,生态风险等级为轻微;但不同流域均存在重金属污染较重和生态风险较强的点位。典型横向土壤剖面分析表明,近岸部分土壤重金属富集程度明显高于远岸土壤。研究区农田表层土壤重金属来源于自然源（32.9%）、铅锌矿矿业活动（30.6%）、钼矿矿业活动（26.8%）和金矿矿业活动（9.7%）。     

新疆典型盐渍土特征及腐蚀性对输气管道工程的影响研究

新疆煤质气管道沿线经过的新疆、甘肃等地区分布着大量的盐渍土,盐渍土的盐胀和腐蚀作用通常会导致输油输气管道发生变形甚至泄漏。因此查明盐渍土地区成因、结构特性以及对管道的腐蚀,进而提供有效的防治措施,是管道建设当前和未来发展的一个关键问题。本文主要对研究路线上盐渍土的分布、成因与微观结构进行分析,结合盐渍土对输气管道的腐蚀性室内试验研究,分析腐蚀形貌和腐蚀速率。结果表明：X80钢在盐渍土模拟溶液中发生了严重的全面腐蚀,伴随着局部的点蚀;4组试样都在腐蚀初期产生最大腐蚀速率,腐蚀速率随着温度的适当升高而加快;随着腐蚀时间的延长,模拟溶液对X80钢的腐蚀速率会逐渐下降。本文综合新疆煤制气管道沿线典型盐渍土,研究盐渍土腐蚀性对管道的影响作用,为管线建设和运营提供一定的现实依据。