重金属污染黏性土电阻率影响因素分析及其预测模型

采用改进的电阻率测试设备,对3种室内人工配制的重金属(Zn,Pb,Cd)污染黏性土进行正交试验研究.探讨了4种因素(污染物掺量N、孔隙湿密度md、体积含水量Pr和污染种类S)对重金属污染黏性土电阻率的影响.结果表明:重金属污染黏性土电阻率随孔隙湿密度和体积含水量的增大呈指数函数减小,随污染物掺量的增大而减小,并且相同离子化合价的重金属离子对土体电阻率的影响规律基本一致.方差法和极差法分析表明,4种影响因素对重金属污染黏性土电阻率的影响程度不同,其影响程度大小依次为:N,m_d,P_r,S.此外,为将Archie电阻率预测模型的应用范围进行拓展,建立了适用于重金属污染黏性土的电阻率预测模型.该电阻率预测模型可以用于特定区域重金属污染场地的定量评价.     

有机污染土固化强度及电阻率特性

为揭示污染物含量及养护龄期对水泥固化有机物污染土的影响,以腐殖酸、风积沙及水泥模拟固化污染土,通过一系列室内试验,分析其无侧限抗压强度及电阻率的变化规律。研究发现：固化污染土电阻率及抗压强度随污染物含量增大而减小,随养护龄期增大而增大;电阻率与污染物含量及养护龄期分别呈良好的三次函数与对数函数关系;固化土抗压强度随电阻率增大而增大,呈现明显的相关关系,利用二次函数拟合,效果较好。可见固化污染土电阻率及无侧限抗压强度与腐殖酸含量的相关性,主要由于腐殖酸有较强吸水性,使得孔隙增加,以及有机物中主要官能团中H⁺与水泥水化反应产物碱性阳离子(Ca²⁺、Al³⁺)进行交换,产物包裹水泥颗粒,抑制水泥水化反应。     

闽南水泥土电阻率特性的试验研究

将某工地的三种土体(淤泥、粉质粘土和砂土)分别与一定量的水泥砂浆混合制备水泥土试样,测试不同龄期和不同掺量水泥土的电阻率,并分析其相关关系.研究发现,水泥土电阻率随龄期、水泥掺量和强度的增大而增大,并且,所制备的水泥土电阻率按淤泥、粉质粘土和粉砂的顺序依次增大.用本文建立的水泥土电阻率计算公式,可以计算不同龄期和不同掺量时水泥土电阻率值,进一步换算可得水泥土无侧限抗压强度值.     

木质素磺酸钙改良粉土抗硫酸盐侵蚀性能研究

粉土是路基工程中常见的土体填料，其结构性差，在硫酸盐侵蚀环境下易受到侵蚀.为改善粉土的抗硫酸盐侵蚀性能，采用木质素磺酸钙来加固土体，通过无侧限抗压强度与抗硫酸盐侵蚀试验，分析木质素磺酸钙掺量、养护龄期和硫酸盐环境下浸泡天数对改良粉土无侧限抗压强度的影响.结果表明：改良粉土的无侧限抗压强度随木质素磺酸钙掺量的增加先增大后减小，随养护龄期的增长逐渐提高.其他条件相同下，当掺量为5%养护龄期为28 d时，试样的无侧限抗压强度最大为394.6 kPa,是未处理粉土的5.46倍.同时，此时改良粉土的抗硫酸盐侵蚀性能最好，在硫酸盐环境下浸泡28 d后改良粉土的无侧限抗压强度是侵蚀后素粉土的4.9倍.SEM试验结果表明，掺入适量木质素磺酸钙可对土体内部孔隙进行填充，使土体强度、抗硫酸盐侵蚀性能增强.     

磷酸镁水泥固化铜污染土的工程特性

为研究不同水泥固化重金属污染土的处理效果和工程特性,取掺重金属铜的高岭土作为研究对象,考虑磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)掺量、养护龄期、初始铜离子浓度三种因素,研究了MPC固化后重金属铜污染土的固化效果及特性.基于无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,分析了三种因素对固化铜污染土的强度和微观结构的影响,并得到固化土抗压强度与内部孔隙所占百分比之间的关系.无侧限强度试验结果表明,MPC固化铜污染土的效果显著;随着MPC掺量的增多和养护龄期的增长,固化土的抗压强度增大;随着初始铜离子浓度的增大,固化土的抗压强度减小,且当污染土中铜离子浓度过高时,固化效果降低.微观试验结果表明,固化过程中既有物理包覆又有化学反应,随着MPC掺量的增多、养护龄期的增长,固化土的孔隙百分比降低,结构变得更加致密,随着初始铜离子浓度的增大,孔隙所占百分比增大,土体结构变得疏松,固化土体强度降低.     

木质素改良粉土基本工程特性试验研究

将工业副产品木质素应用于粉土改良.通过界限含水率、颗分、击实、无侧限抗压强度和电阻率等室内试验,对素土及掺木质素改良土的基本物理力学性质、p H值和电学特性等进行对比研究,明确改良土的基本工程特性变化规律和改良效果,并采用扫描电子显微镜(SEM)对土体微观结构变化进行对比分析,阐述了木质素与土体的相互作用机理.试验结果表明:木质素可有效改善粉土的颗粒级配,降低土体的塑性指数;改良后粉土的最大干密度增加,最佳含水率减小,同时干密度对含水率变化的敏感性增强;改良土的无侧限抗压强度优于素土,p H值低于10,龄期和含水率对强度影响显著,对p H值无明显影响;胶结物质填充孔隙并联结土颗粒,改良土微观结构更为稳定.这说明木质素可有效改善粉土的基本工程特性.     

洗衣粉污染土压缩特性及电阻率的试验研究

采用人工拌和方法制备4种不同洗衣粉含量的污染粉土,通过常规土工试验、压缩试验和电阻率测试,研究洗衣粉含量对土体稠度指标和压缩性的影响以及电阻率变化特性。试验结果表明:洗衣粉污染土的液、塑限随洗衣粉含量的增加而增大;当洗衣粉质量分数9g/kg时,污染土的液、塑限值小于无污染土的液、塑限值,洗衣粉污染土的塑性指数均大于无污染土,塑性指数随洗衣粉含量增加而增大;当含量达到9g/kg时,塑性指数达到最大值;之后随洗衣粉含量进一步提高,塑性指数减小。压缩试验表明,除洗衣粉含量为1.5g/kg的污染土外,当压力区间在600kPa以内时,污染土的压缩性均高于无污染土;当压力小于400kPa时,随洗衣粉含量提高,污染土的压缩性先增大后减小;随着压力增大,污染土与无污染土的压缩性均表现出减小的趋势,当压力为600~800kPa时,污染土的压缩性与无污染土的压缩性趋于相同,后者略大于前者。污染土的电阻率与洗衣粉含量存在负指数相关,基于阿尔奇电阻率模型,建立了推广的洗衣粉污染土的电阻率模型。     

电阻率法研究氯化钠对水泥砂浆强度的影响

以掺加不同氯化钠质量浓度的水泥砂浆为研究对象,经过不同龄期的标准养护,考虑电流频率对电阻率值的显著影响,研究了其在不同频率下的电阻率和无侧限抗压强度,建立了水泥砂浆的无侧限抗压强度与电阻率的定量关系。结果表明：不同龄期、不同氯化钠质量浓度下,水泥砂浆试块的电阻率均随电流频率的增大而明显降低,合理的电流测试频率范围以50 kHz 为宜;不同氯化钠质量浓度下,水泥砂浆试块的无侧限抗压强度与电阻率均随龄期的增加经历快速增长和缓慢增长两个阶段;不同龄期下,水泥砂浆试块的无侧限抗压强度与电阻率均随氯化钠质量浓度的增加历经增强、平稳和减小3个阶段。     

水泥固化重金属污染膨胀土物理性质试验研究

重金属污染对生态环境和工程安全均造成严重不利影响,而对重金属污染膨胀土的固化研究还处于初级阶段。采用南阳地区膨胀土,通过室内添加硝酸铅和硝酸镉溶液分别配制3种不同浓度的重金属污染膨胀土,并采用水泥进行固化。在不同的水泥固化剂掺量下,对固化的重金属污染膨胀土进行击实、液塑限和自由膨胀率试验研究。比较分析干密度、自由膨胀率和液塑限随重金属浓度、水泥掺量的变化规律。试验表明,随着重金属Pb、Cd浓度的增加,污染膨胀土的干密度和自由膨胀率增大,而液塑限降低;掺入水泥后,污染膨胀土的干密度和自由膨胀率随着水泥掺量的增加而降低,液塑限提高,并且水泥对铅污染膨胀土的固化效果优于镉污染膨胀土。     

冻融作用下水泥固化煤化工废水污染土的强度特性及微观结构

为了解水泥固化煤化工废水污染土的强度特性及微观结构,以凹凸棒土为外掺剂,通过室内试验的方法研究了冻融循环作用下固化土的无侧限抗压强度、质量损失率及T2谱分布曲线.结果表明:养护28 d后,随外掺剂掺量增加,固化土的强度逐渐降低;随冻融循环次数增加,固化土的强度先增长后降低;掺加外掺剂固化土相比无外掺剂固化土,其强度明显降低;掺加外掺剂、无外掺剂和无苯酚无外掺剂三类固化污染土的累计质量损失率随循环次数的增加而增大,且呈相似的变化规律;在冻融循环3次时,固化土的孔隙减小且孔径变小,冻融循环5次和10次时,固化土的孔隙增加且孔径变大.由此可见,凹凸棒土虽使固化土强度降低,但因特殊的性质,对污染物的固化稳定化效果增强;固化土的强度变化与其内部孔隙和孔径有关.     

施用沼液对农林土壤生态系统影响的研究进展

目前,沼液排放量逐年增加,对农林土壤的影响也在增大,笔者就施用沼液对土壤的影响研究现状进行了综合分析,总结归纳施用沼液对农林土壤理化与生物学特性的影响及其机制。认为:①适当沼液施用条件下农林土壤动物、微生物的数量,全氮、全钾、全磷、速效氮、速效磷和速效钾的含量都有所提高; ②土壤的理化性质和结构及施用沼液的质量浓度、用量、使用时间都是影响农林土壤生态系统的重要因素; ③施用沼液可能增加土壤重金属含量,不同土层各种重金属含量增加程度不一; ④不同的沼液处理方式、发酵时间,对农林土壤的重金属积累、土壤动物的影响各异,稀释后的沼液比原沼液灌溉土壤更易造成Cd、Cu的积累,新鲜沼液比陈放沼液对土壤动物的抑制作用更明显。因此,施用沼液是资源可持续循环利用的重要途径之一,合理施用沼液不仅可以提高农林土壤生产力,也可以保护生态环境; 同时,因土壤生物学特性、理化性质等不同,长期施用沼液对不同类型农林土壤的影响结果有所不同,尤其对土壤生态系统的生物学与生态学的过程与机制尚不清楚。在研究施用沼液对农林土壤的影响及其响应机制过程中,一方面要做2 a甚至更长时间的定位观测与分析; 另一方面要考虑不同处理沼液的理化性质以及实验土壤的理化和生物学特性的差异,深入探究沼液内含物在土壤中的迁移、转化过程以及吸附作用,以达到长期维持土壤生产力的目的。     

盐碱土改良对土壤生态环境的影响

盐碱土在经过客土法与新土源法改良后，土壤生态环境会显著得到改善．能显著提高土壤微生物数量、增强土壤生物活性，能降低土壤盐分、增加土壤有机质含量、改善土壤肥力．通过客土法改良，土壤生物化学作用强度较高。新土法改良后土壤微生物数量较多，新土源更有利于微生物生长繁殖．     

藻类对土壤肥力的影响

通过完全蔽光和正常光照两个对照实验组，研究了光照、植物和藻类3个因子对土壤有机质、有效灰、微生物的影响，由极差分析知，混合藻对有效磷的变化和微生物数量的提高起主导作用。作者认为在80d内，混合藻类是藻类数量和有机质变化的主要原因；80d后，光照起主要的作用，在各处理组中，混合藻和光照的作用都强于植物的作用。土壤藻类对土壤肥力有明显的影响，与高等植物共同作用，对土壤肥力的提高效果明显。     

利用土壤微藻改良贫瘠土壤的研究

将自然条件下肥沃土壤中的微藻接种到贫瘠土壤中，分别在黑暗和光照条件下进行培养，结果显示：黑暗条件下的微藻在30d内进入休眠状态或死亡；在光照条件下，微藻的数量在第30d以后迅速增殖，随着藻类的生长，土壤pH值也发生了一定变化，且藻类数量的变化与土壤有机质和土壤有效磷的变化至极显著相关，说明土壤微藻能改善贫瘠土壤的微生态环境和提高土壤肥力，上述结果可为藻类用于农业生产和沙漠治理等提供理论依据．     

于田绿洲盐渍化土壤分动态变化特征分析

土壤含盐量对作物的生长有较大影响．分析土壤盐分动态变化对防止土壤次生盐渍化和提高农怍物产量有较大意义．对塔里木盆地南缘克里雅河流域于田地区典型盐溃化地进行两次野外调研,在GPS定点,土壤采样及室内分析的基础上,借助Excel,SPSS等统计软件对研究区不同时期土壤含量盐及pH进行比较．结果表明：土壤平均pH为9．18,属于碱土,盐分含量表聚强烈,同3月份比较,5月份土壤剖面盐分含量及pH呈上升趋势．土壤阳离子主要以Na＋、K^＋、Ca^2＋和Mg^2＋为主,各阴离子在土体中的含量依次为Cl^-〉CO3^-〉SO4^2-〉HCO3^-,以氯化盐最为活跃,硫酸盐次之,碳酸盐较稳定．以0cm-20cm为例对盐离子进行相关性分析可知,3月份和5月份各离子之间及各离子与总可溶性盐之间的相关性水平不同．     

生物覆盖技术对盐碱地的影响

2001年—2003年的试验、示范结果表明,盐碱地生物覆盖后土壤有机质和土壤有效钾含量明显提高,耕层含盐量明显下降,有效地阻止了土壤水分的蒸发和散失,改善了土壤结构。生物覆盖田比不覆盖田一般增产21%～46%,收到了明显的经济效益、生态效益和社会效益。     

火烧对草原土壤养分状况的影响

根据野外的实地调查资料，同时参阅国内外的有关文献，就火烧对草原土壤养分状况的影响进行了初步探讨，结果表明：火烧会减少表层土壤的有机质含量，其中以连年重复火烧最为明显，而火烧当年表层土壤的有机质含量减少较少。根据草原植物的自然分解速率，表层土壤有机质含量的恢复约需２～３年，另外，土壤中、下层中的有机质含量在火烧后略有增加．在矿质养分中，火烧会增加土壤中交换性钙的含量，而交换性镁和速效磷的含量则无规律性的变化，因此，本项工作对探讨火烧对草原土壤的影响效应，以及在草原管理和草场改良等生产活动中制定合理的用火措施都有一定的参考价值和指导意义。     

设施栽培对土壤环境质量的影响

为了解决设施栽培土壤退化问题，以沈阳西郊不同种植年限的蔬菜温室为研究对象，采用实地采样分析的方法，对设施栽培土壤环境质量状况进行了研究。结果表明，不同种植年限的温室土壤全盐、硝酸盐含量均显著高于露地土壤，并随着种植年限呈增加的趋势。温室土壤pH值与露地土壤相比呈下降的趋势。在温室蔬菜不同生长季，随着番茄的生长，土壤盐分及硝态氮含量均呈增加的趋势，土壤pH值呈下降的趋势。温室土壤环境质量随着种植年限增加而逐渐下降。从工程、生物和农艺措施方面提出了解决设施栽培土壤退化问题的建议。     

土壤有机质含量对土壤入渗能力影响的试验研究

基于大田土壤水分入渗试验,分析了相同土壤质地(壤土)条件下,有机质含量对大田土壤水分入渗能力的影响;研究了在土壤有机质含量水平相近条件下,土壤水分入渗能力对土壤结构、土壤质地的反应。研究表明:土壤有机质对大田土壤入渗能力的影响十分明显;土壤累积入渗量随着土壤有机质含量的增加而增加;在土壤有机质含量水平相近条件下,土壤入渗能力随土壤密实程度的增大而减小,土壤质地由重到轻,土壤入渗能力增加。研究结果对于指导大田地面灌溉具有重要意义。     

火成因子对生态系统非生物因子的影响

选择均匀平坦草地作为样地,将其分成7个10m×10m的样区,定量测定羊草草地的每平方米枯落量,并测定土壤水分、pH值、电导率、N、P、K、Ca、Na、Mg含量,进行分析。实验结果表明,火期间增加了地表温度,而火后黑色的灰分又使很长时间地表温度高于对照地;火降低了地表的水分,增加了土壤表层的pH值与电导率,随着植物的生长利用,pH值逐渐降低,火烧降低了地表养分。