Competitivity,selectivity, and heavy metals-induced alkaline cation displacement in soils

Abstract

The simultaneous incorporation of heavy metals into the soil is still a matter of great concern. Interaction (competitive sorption) between these metals and the soil solid phase may result in a deterioration of soil quality which relies basically on amounts of alkaline cations saturating soils sorptive complex. Results of this study indicate that Pb, Cu, C d, and Zn have induced solution pH decreases which were more intensive at highest metal loading rates. Partition parameters (Kd)-based sequences showed that Pb and Cu were more competitive than Cd and Zn and the overall selectivity sequence followed: Pb > Cu > Cd > Zn. Metal loadings and their competitive sorption have led to a strengthened displacement of alkaline cations (i.e. Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺), especially of Ca²⁺ as a factor “stabilizing” soil sorptive complex. Such metals impact jointly with soils acidification are of great environmental concern since tremendous amounts of alkaline cations (especially Ca²⁺) may be potentially leached out, irrespective of the degree of soil contamination, as evidenced in the current study. High and positive ΔG values implied that the studied soils were characterized by generally low concentrations of exchangeable potassium which required high energy to get displaced (desorbed). Further studies on heavy metal uncontaminated or contaminated areas should be undertaken to provide with data which should be used for predictions on changes related to soil buffering capacity as impacted by heavy metal inputs.     

不同护坡草本植物的根系分布特征及其对土壤抗剪强度的影响

为明确用于三峡库区植被构建的边坡植物物种根系特征与土壤抗剪强度之间的关系,该文以裸地为对照,应用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统对香根草(Vetiveria zizanioides(Lin.) Nash)、百喜草(Paspalum notatum Flugge)、狗牙根(Cynodon dactylon(L) Pers.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)4种护坡草本的根系特征进行定量分析.研究发现:香根草的根长密度和根表面积密度显著大于其他草本;各草本类型的根长密度、根表面积密度及根重密度均随着土壤深度的增加递减,但随深度的增加,不同草本类型的差异逐步缩小;不同草本类型土壤内摩擦角φ和粘聚力c大小均为:香根草>百喜草>紫花苜蓿>狗牙根>裸地,且随土层深度的增加而降低;随着根长密度、根表面积密度的增大,土壤内摩擦角φ呈显著的对数增长,土壤粘聚力c呈显著的线性增长,且与直径D≤5 mm不同径级的根系特征之间存在明显的相关性.结果表明:相对于裸地而言,4种草本均能显著增强土壤内摩擦角φ和粘聚力c,且根系对土壤内摩擦角φ的提高程度大于土壤粘聚力c;根长密度和根表面积密度,尤其是直径D≤5 mm径级的根长密度和根表面积密度能很好的表征土壤的抗剪强度,可作为评估土壤抗剪强度的重要参数.     

Examination of the onset of stable crack growth under fracture toughness testing of paper

Successive temperature distribution images around the notch tips during fracture toughness testing of paper were obtained by means of an infrared thermography system. Analysis of the images gave the critical times when the temperature significantly rose at the notch tip and when the distance between two maximum temperature spots started to decrease during the testing. Other successive microscopic images around the notch tips showed the relation between crack opening and displacement and the transitional point of the relation. The onset of stable or unstable crack growth as indicated in these critical times and the point agree with each other. For the specimen with a small width, an unstable crack starts to grow at the maximum load point without the stable crack growth period. On the other hand, a stable crack grows before the maximum load point unless the specimen width is small.The period of the stable crack growth increases with an increase in width. Differing from the methods based on thermal images to determine the onset of crack growth, the microscopic method is applicable at a wide range of strain rates and is thus suitable for quasistatic fracture toughness testing.This work was presented in part at the 8th annual meeting of the Society of Packaging Science and Technology, Japan, Tokyo, June 1999     

基于LS-DYNA的车辆与道路中央护栏碰撞仿真研究

通过对车辆在相同行驶初速度下,以不同角度与两种常见形式护栏进行的碰撞仿真实验,观察不同情况下车身主要碰撞部件形变情况和护栏损毁情况。利用HyperMesh进行模型的建立以及参数设置,使用Ls-Dyna运算求解,并通过HyperView对结果进行后处理、查看并分析。得出如下结论:与矩形管护栏相比,m型护栏在碰撞过程中对车辆的拦阻和保护效果更好,碰撞后无碎片散射,对对向车道行车安全影响更小。     

大坝变形预报模型应用

为更加准确地反映出大坝变形数据的内部规律,及时对大坝稳定性和安全度做出评价并采取有效措施,选择广州市李溪拦河坝为研究对象,搜集了4#静力水准仪2015年9月—2019年3月共753组数据.选取了2015年9月—2017年12月共355组数据作为模型训练集建立模型,2018年1月—2018年12月328组数据作为模型验证集,用于评判模型性能;2019年1月—3月70组数据作为模型测试集,用于模型测试.分别采用逐步回归分析模型和时间序列模型进行建模及验证分析.样本测试集预测结果表明,逐步回归分析模型测试集均方差为0.022、决定系数为0.951;时间序列模型测试集均方差为0.007、决定系数为0.985.表明运用时间序列模型在拟合、预测和误差分析方面优于逐步回归模型.     

基于矩阵奇异值分解约束型无迹粒子滤波的滑坡位移预测模型研究

[目的]通过对滑坡位移预测模型进行研究,为政府部门实施更加可靠的灾害防治决策提供科学依据。[方法]提出了一种矩阵奇异值分解(SVD)约束型无迹粒子滤波(IUPF)方法,建立基于位移参数的滑坡位移预报模型。[结果]利用改进的SVD方法有效提升了无迹粒子滤波方法中Sigma点计算的鲁棒性,从而提升了算法的预测精度,对滑坡的稳定趋势能够做出更准确的预报。将该算法在镇江市跑马山滑坡体监测工程、京港澳高速公路雨花互通南侧护坡体滑坡监测工程相关数据进行了应用和分析验证。[结论]实例验证结果表明,加入SVD约束后的无迹粒子滤波算法,能够使得滑坡位移预测更加准确,预测的数据更加准确地反映了滑坡的变形趋势。     

近10年我国烟粉虱发生为害及防治研究进展

烟粉虱是我国重要农业害虫,近10年来我国烟粉虱发生为害呈现以下特点:烟粉虱的优势生物型/隐种由B型更替为Q型;传播植物病毒(如黄化曲叶病毒、番茄褪绿病毒)成为了烟粉虱重要的为害方式;烟粉虱抗药性问题逐渐突出;化学农药尤其新烟碱类杀虫剂的广泛使用是Q型烟粉虱取代B型烟粉虱的关键因素。烟粉虱的综合防控措施日益完善,抗药性治理与非化学防控措施受到重视,但是依靠农药的现状并未完全改变。本文综述了近10年来我国烟粉虱的发生为害及防治方面的概况,探讨了今后烟粉虱防控方面的研究内容。     

移动式防洪系统力学性能及渗漏特性试验研究

移动式防洪系统是一种具备高安全性的标准化防洪方法,但在中国的城市防洪系统应用还不多,对其技术性能的研究不足是制约因素之一。该文依托某市的移动式防洪墙工程,设计移动式防洪墙综合试验基地,蓄水试验以及立柱加卸载试验,研究了移动式防洪系统的预埋件安装方法、受力性能和渗漏特性。结果表明,预埋件的直接安装法与预留槽孔法均能满足施工工艺和正常运行要求,但前者优于后者;蓄水后,移动式防洪墙存在渗漏现象,其与水位呈现指数的变化规律,当水位超过1.5 m时渗漏量会快速增大,达到1.7 m时渗漏量可达300 L/h;立柱加卸载(0~100 k N)过程中,首先会引起混凝土塑性变形,进而导致立柱产生残余位移,其受力过程表明立柱、预埋件与基座混凝土体系的破坏过程应是由预埋件两侧混凝土逐渐向迎水面发展。     

地震区油气管道的应变与位移检测技术

为了对地震区油气管道所承受的附加应力进行有效检查,提出基于惯性导航技术的应变及位移检测方法,可对油气管道全线进行有效检测,及时发现管道位移和应变集中点。通过使用搭载惯性导航单元的内检测器对管道进行检测,并与地面标记点、里程计进行组合导航数据融合得到精确的管道中心线坐标后,进一步对管道弯曲应变进行计算,可有效查找管道全线的应变变化及位移区域,并能够检测应变及位移变化量。通过牵引试验验证了应变检测的正确性及数据重复性,该方法为地震区长输油气管道的安全运行提供了有效保障。     

液压机械无级传动全功率换段过程排量比调节模型

为了解决液压机械换段过程中存在的转速波动和瞬时动力中断等问题,该文以两离合器结合重叠的五阶段全功率动力换段方法为基础,分析了液压机械全功率换段过程变排量液压元件排量比调节规律。以某等差两段式液压机械为研究对象,建立了液压机械全功率换段过程变排量液压元件排量比调节模型,通过仿真分析和全功率换段过程试验,获得了换段过程液压回路压力从当前段到目标段随排量比变化的动态响应过程。结果表明,排量比变化量的仿真与试验结果基本一致,最大偏差为8.93%,验证了模型的正确性;排量比调节模型能够根据当前段状态参量和目标段压力预测出目标段排量值;阶跃排量比调节规律能有效缩短液压回路建压时间,建压时间为0.93 s,压力波动量较小,为0.64 MPa;按阶跃调节排量比至目标值,能在换段过程完成液压回路高低压侧压力平稳互换,换段前后输出转速几乎无波动、转矩连续传递。经增速机后的输出转矩为100和150N·m时,换段时间分别为1.00和1.10s,该转矩的最大波动量分别为6.80和6.84N·m,换段过程中功率连续且平稳传递。研究结果可为实现液压机械无级传动全功率换段控制及后续研究提供参考。