基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象,采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy,PXRF)原位快速获取土壤重金属(镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)及汞(Hg))含量,在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上,对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断,并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明:(1)异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01),土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01);(2)土壤含水量为150 g·kg^(-1)~200 g·kg^(-1)时,Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01);(3)土壤Cd和Cu的超标现象较为突出,其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg·kg^(-1),约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高;(4)土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1,由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg,内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言,土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断,并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素,研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。

抚仙湖流域典型农田土壤质量状况及烟草种植障碍因素

以云南抚仙湖北岸澄江市约1130 hm^(2)农田土壤为研究对象,通过调查分析土壤物理、化学性质,评价了研究区土壤质量状况,并进一步利用空间分析、相关分析与主成分分析对研究区烟草种植的主要土壤障碍因子进行了分析。结果表明:研究区土壤整体偏黏(平均黏粒含量496.7 g/kg)、偏碱(pH均值7.45)、有机质含量较高(均值28.55 g/kg)、大中微量营养元素有效态含量也整体偏高(水解性氮均值119.10 mg/kg、有效磷均值68.85 mg/kg、速效钾均值208.44 mg/kg、有效锰均值28.14 mg/kg),但各土壤性质在空间上变异较大。土壤基础地力、人为施肥管理、质地、酸碱性、有效锰是影响该地区土壤肥力的主要障碍因素,这些因素可通过有机质、速效钾、黏粒、pH、有效锰等指标进行评价,并指导烟草种植的土壤管理。烟草种植过程中应根据土壤性质、烟草养分需求,结合土壤养分空间变异采取相应的土壤改良措施。

基于时序InSAR技术的工业园区地表形变监测

工业园区作为城市经济发展的核心区,对园区进行地表形变监测尤为重要。目前,对工业园区形变机制的研究较少,且传统的监测手段成本高、效率低。因此,本文提出利用时序合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术构建园区的综合监测模型,在提升监测效率的同时节约了成本。以白银区银西工业园为例,基于2018年6月—2021年4月34景Sentinel-1A数据,利用StaMPS-PS与SBAS-InSAR技术获取了园区地表形变信息,并对两种技术获取的形变信息从时空分布的角度进行交叉验证。结果表明,两种技术获取的形变特征点均对应于实地勘察照片中形变位置,再利用585个相同经纬度点进行精度验证,发现两者相关性较好,决定系数R^(2)达0.82,均方根误差RMSE为2.20 mm/a,形变速率范围也高度一致。由于StaMPS-PS技术识别出的形变点数量比SBAS-InSAR技术多47%,因此StaMPS-PS技术在园区的适用性更好。最后分析并讨论了园区地表形变的地质条件及诱因,为更好了解园区形变机制及预警灾害发生提供了参考依据。

排水管网检查井死水区对溶质纵向离散影响综述

在排水管网中,下沉式检查井的底部区域或者出现超载情况的平流式检查井,均可为可溶性物质提供滞留死水区,显著改变溶质的输运及混合过程,对其纵向离散有重大影响。综述了排水管网检查井死水区内溶质混合扩散过程的相关理论及模型研究进展,并梳理了相关学者的研究成果,揭示了检查井死水区对溶质纵向离散的影响,详细刻画了超载检查井内死水区对溶质混合扩散的滞留效应,量化了检查井超载深度与直径的比值,并根据不同的水文条件给出了两个水力临界值。针对当前水质模型忽略死水区滞留效应而导致水质预测存在误差的现状,提出了排水系统内溶质输运离散过程精确预测模型进一步研究的重点方向。

基于SWMM-贝叶斯耦合方法的排水管网污染溯源

为解决雨水管道中未经处理的污水直接排放造成的一系列水污染问题和排水管网环境复杂性导致的反问题不确定性问题,基于暴雨洪水管理模型(SWMM)模拟的排水管网水质变化,采用MatSWMM工具箱构建了基于贝叶斯-马尔可夫链蒙特卡罗法的SWMM-贝叶斯溯源模型,估算每个潜在污染源的位置、排放量和排放时间的概率分布。实例验证结果表明:在推理单污染源单个未知参数的情况下,SWMM-贝叶斯溯源模型可准确判断未知参数的真实值;当单污染源3个参数均未知时,由于存在多种组合性,溯源准确度将显著降低,只能判断出近似范围,但可以通过增加适当的水质监测点,提高SWMM-贝叶斯溯源模型的准确性和效率;对于最大污染源为2个的情况,SWMM-贝叶斯溯源模型容易陷于局部最优解,通过利用似然函数对迭代过程的初始值进行择优处理的方法改进溯源模型,可以有效解决局部最优解的问题。

江苏典型富硒区表层土壤硒空间分布及影响因素分析

为探究江苏省宜兴市这一典型天然富硒区土壤硒的空间分布及影响因素,采集表层土壤(0~20 cm)4 461件,利用统计学和相关分析方法研究土壤硒的空间分布特征和影响因素。结果表明:研究区表层土壤硒含量范围为0.06~1.74 mg·kg^(-1),均值为0.42 mg·kg^(-1),是全国土壤硒元素背景值(0.29 mg·kg^(-1))的1.45倍,是江苏表层土壤硒含量均值(0.20 mg·kg^(-1))的2.1倍。土壤硒含量的变异系数为43.47%,表明土壤硒元素呈中等程度变异。半方差函数分析显示,土壤硒空间分布的最优模型为球状模型,块金效应值为0.568,具有较强空间相关性,变程为30 250 m,空间自相关范围较大。研究区土壤硒总体空间分布特征为南部低山丘陵显著高于北部太湖堆积平原,碎屑岩类成土母质风化形成的土壤硒含量高,同时土地利用方式为园林地、海拔较高、地形起伏大的丘陵山区的土壤硒含量也相对较高。土壤理化性质、人类活动对土壤硒的分布也有影响,pH低、有机质含量高的土壤硒含量高,距离金属矿点近、距离湖泊河流越远的土壤硒含量高。通过分析土壤硒含量的影响因素可知,在选取地区开发利用富硒土地资源、发展富硒特色产业时优先考虑的因素是成土母质,其次为土壤理化性质和地形地貌。

历史遗留矿区农田土壤重金属输入输出平衡研究

为探究矿区农田土壤重金属输入与输出通量特征,本试验以长江下游某典型遗留硫铁矿区小流域为研究区域,分析研究区土壤重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr)的空间分布特征,并设置监测田块,核算研究区土壤重金属输入与输出通量及构建含量预测模型。结果表明:硫铁矿区小流域土壤重金属污染元素主要是Cd、Cu、Zn,分别有5.88%、33.99%和13.07%的土壤样品超过农用地土壤污染风险筛选值(GB 15618—2018),水稻籽粒中Cd和Cr超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中限量值的点位比例分别为36.00%和13.33%;土壤Cd、Cu、Zn的空间分布呈现上游矿坑周边及下游水库入口处含量高的趋势,且三者间存在显著正相关关系(P<0.01),而Pb和Cr的空间分布与之不同,其中Cr与其他元素呈现负相关关系;根据监测田块核算,研究区Cd、Cu、Pb、Zn、Cr的年输入通量分别为15.62、86.63、292.92、325.89、90.30 g·hm^(-2)·a^(-1),年输出通量分别为2.85、0.32、37.20、196.15、5.94 g·hm^(-2)·a^(-1),土壤重金属呈现不断累积的特征;预测Cd和Cu在未来20 a间含量会明显增加,Pb、Zn、Cr反之。综上,加强上游矿区的水源治理,提倡下游农田科学灌溉,减少灌溉水中Cd等重金属输入是土壤重金属污染源头防控的关键。

基于神经网络的排水管道破损诱发地陷风险评价

城市地面塌陷威胁居民生命财产安全,为甄别地面塌陷影响因素、筛查风险区域、减少潜在损失,建立了地面塌陷风险评价方法。以衡阳市为例,收集整理了排水管网基础数据,采用人工神经网络算法预测管网破损尺寸,并通过逻辑回归算法预测管网管周地面塌陷风险发生率。结果表明:人工神经网络模型训练集预测值与真实值的平均方差为0.026,逻辑回归模型预测的地面塌陷风险与管道破损位置高度相关;衡阳市城西排水分区及酃湖排水分区地面塌陷发生率高,地面塌陷诱因包括管道破损、路面荷载、极端降雨、高速水流等。研究成果可为长江中游城市管网管周地面塌陷的防治工作提供科学依据。

局部淤堵排水管道水力冲击特性的CFD模拟研究

在市政排水管道中,长时间运行会导致排水管道发生局部淤堵,降低过流能力,对排水管道正常运行产生影响.本文针对存在局部淤堵的圆形截面排水管道构建了水汽两相流数值模型,利用CFD手段模拟研究了非恒定入流边界下的局部淤堵排水管道水力特性,量化分析了不同初始条件下淤积或障碍物的受力情况.结果分析表明:在干管初始条件下,冲击瞬间障碍物受力达到最大值,该冲击力可用射流公式近似计算,相对误差小于10%;而在湿管条件下,水流对于障碍物的冲击力相较干管有显著下降.此外在湿管条件下,障碍物受水流冲击的强度还与初始条件下障碍物的淹没条件密切相关.

激光熔覆FeCoCrxNiB高熵合金涂层的组织结构与耐磨性

为探究Cr元素对高熵合金涂层组织结构和性能的影响,在45钢基体上用激光熔覆方法制备了FeCoCrxNiB高熵合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度和耐磨测试等方法研究了Cr含量对FeCoCrxNiB激光熔覆高熵合金涂层组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:熔覆态高熵合金的组织均由先共晶M2B相和共晶组织(面心立方结构相(FCC)+M2B相)组成。随着Cr含量的增加,共晶组织含量增多,M2B相减少,先共晶硼化物形态呈现不规则颗粒状到树枝状再到条块状的变化,共晶组织形貌由蜂窝状向片层状转变。涂层平均硬度随着Cr含量增加逐渐降低,FeCoCr0.5NiB涂层平均硬度最高为860HV0.2。涂层的耐磨性能与硬度呈正相关关系,即FeCoCr0.5NiB涂层耐磨性最高,FeCoCr3NiB涂层耐磨性最低。

武夷山中段加里东期混合岩的特征及成因讨论

武夷山中段出露的加里东期混合岩中广泛发育交代结构，可划分出钠－钙交代、钾交代和磋交代等三个阶段．岩石中微斜长石为最大微斜长石．浅色体与基体内外长石的Ａｎ值明显不同，且无环带构造．黑云母成分与围岩中的黑云母接近．岩石化学成分的变化与交代作用的类型有关．微量元素具有与围岩相似的特征，仅重稀土含量高于围岩．质量平衡计算表明，它们形成于开放体系中，矿物颗粒呈聚集分布．这些特征表明它们是由原来的变质岩经减质流体交代形成的。

武夷山中段加里东早期交代改造型花岗岩类的特点及形成的碰撞造山环境

武夷山中段加里东早期混合花岗岩类为英云闪长岩-斜长花岗岩-富斜花岗岩-花岗闪长岩-二长花岗岩组合,交代结构非常发育,微斜长石或正长石的Or含量较高,属铝过饱和系列,锶同位素初始比大于0.710,总体上是改造型花岗岩特征。但部分岩性偏中性,黑云母MF值>0.38,轻稀土富集而铕亏损较小,Rb/Sr<1,这些特征却接近同熔型花岗岩,继承了围岩特征。与碰撞型花岗岩相比又有明显相似性,因此它们是同碰撞造山花岗岩。

第三代移动通信系统干扰共存研究

本文介绍了第三代移动通信系统将受到的各种干扰,阐述了干扰共存的研究方法和策略,并且给出了第三代移动通信系统共存时的各种干扰结论,最后展望了未来研究重点和需要进一步开展的工作。

基于虚拟样机技术的受电弓/接触网系统研究

结合受电弓的开发过程,把虚拟样机技术运用到受电弓/接触网系统的研究中。建立其从轨道、机车、受电弓到接触网三维仿真模型,重点分析了弓网耦合系统的动力学特性、轨道激励对弓网振动特性的影响以及接触网的动应力分析。通过应用虚拟样机技术,阐述了虚拟样机技术对研究弓网系统动态受流和开发高速受电弓的作用和优点。

遥测胶囊微带天线的设计

针对遥测胶囊工作在人体消化道中的特点,为遥测胶囊设计了一种新型的微带天线,用于和外部数据接收存储器通信,工作频率为915 MHz波段(ISM波段).为了模拟天线在人体消化道内的工作环境,计算模型采用了真实的三维人体数字模型.基于时域有限差分算法,讨论了天线的设计参数,分析比较了天线在自由空间中和人体消化道内的谐振频率、方向图等特性,计算了天线在人体消化道内的比吸收率,求出了最大允许输入功率.结果表明,该天线完全满足遥测胶囊的实际应用要求.

天山荒漠景观内土壤机械地球化学垒的研究

天山荒漠景观内土壤中存在两种形式的机械地球化学垒,即由水流流速变化形成的机械地球化学垒和由于空气流速变化形成的机械地球化学垒.由于地球化学垒内土壤中粘粒的聚集,使得铁族元素Ti、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn及Li、K、B、F等元素在其内聚集.B、Cu、Fe等元素的有效性随其全量的增加而增加,F元素的有效性除与全量有关外,还受其它因素影响,变化较复杂.

瑞士生态农业措施治理水体富营养化及其效果介绍

本文介绍了瑞士自20世纪60年代以来,通过生态农业措施治理湖泊富营养化的情况,分别介绍了政府决策、基础研究、治理措施、治理效果等方面的内容。并就我国环境治理工作提出了一些看法。

天山及其邻近地区土壤某些元素的地球化学分异初探

本文在３４个土壤剖面１８１个样品大量元素和３６个剖面１７６个样品的Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｎ、Ｃｏ、Ｖ等微量元素分析资料的基础上，讨论了天山及其邻近地区土壤成土的地球化学过程、这些元素的空间分异。认为天山及其邻近地区土壤的形成存在着三个主要的成土地球化学过程，即脱盐基过程、镁、钙积过程、钠积过程；随海拔高度的降低，水分减少、温度升高，元素的空间分异表现为：盐基自高山淋溶后，朝着盆地方向，按它们的盐类溶解度大小．分别富集钙、镁、钠等的盐类；微量元素含量自高山至盆地逐渐减少。

天山荒漠景观内蒸发地球化学垒的研究

天山荒漠景观内的蒸发地球化学垒可分为碳酸盐蒸发垒、石膏蒸发垒和易溶盐蒸发垒。这些蒸发垒沿天山山脉呈带状分布 ,自天山山脉至两侧盆地依次分布碳酸盐蒸发垒、石膏蒸发垒和易溶盐蒸发垒。土壤中碳酸盐的积聚导致Mn、Ti、Fe、V、Sc、Cu、Co和B等元素含量的降低。石膏的富集常伴随着土壤中B和Sr含量的增加。随易溶盐的大量积累 ,元素B的聚集非常明显 ,而Mn、Fe、Ti、V、K、Ba、Li、F和Zn等元素含量则明显降低。蒸发地球化学垒对元素的生物有效性也有较明显的影响。碳酸盐的积累明显减低了Fe、Cu、B等元素的生物有效性 ,F元素在碳酸盐蒸发垒内CO2 -3 和HCO-3 含量较高的土壤中生物有效性较高。

用彼此相切圆弧等误差逼近非圆曲线

阐述用彼此相切圆弧等误差逼近非圆曲线的方法,是一种节点计算在理论上精确的,误差带位置和允许误差大小可事先控制而无需重复计算的,相邻逼近圆弧之间平滑(相切)连接,且能保证逼近段数最少的方法。