检索结果-内蒙古大学图书馆

上海交通大学学报 2013年第9期47卷 1390-1394页

作者：范永丰郑州大学水利与环境学院郑州450001

对南阳膨胀土的基本力学性能及经石灰处治后的力学性能进行了测试,探讨了石灰处治膨胀土的力学性能指标随掺灰比和龄期变化的规律,获得了最优掺灰比;同时,自行设计了一套针对石灰处治膨胀土的室内有限淋滤试验装置和试验方法,并利用此... 详细信息

对南阳膨胀土的基本力学性能及经石灰处治后的力学性能进行了测试,探讨了石灰处治膨胀土的力学性能指标随掺灰比和龄期变化的规律,获得了最优掺灰比;同时,自行设计了一套针对石灰处治膨胀土的室内有限淋滤试验装置和试验方法,并利用此方法对南阳膨胀土进行了有限淋滤试验,分析了石灰处治膨胀土内Ca^(2+)含量、黏聚力及内摩擦角随淋滤天数变化的规律.结果表明:经石灰处治后,膨胀土的黏聚力随着淋滤天数增加而明显降低,其内摩擦角的变化较小;在降雨淋滤作用下,石灰处治膨胀土内Ca^(2+)含量的减少将引起路基强度的降低,从而对路基性能产生不利的影响.

关键词：石灰处治膨胀土淋滤作用 Ca^2+含量力学性能

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绿岩中金淋滤作用的实验研究

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地质学报 1992年第4期66卷 362-370页

作者：刘玉山张桂兰田军中国地质科学院矿床地质研究所长春地质学院

在200—550℃和60MPa条件下,以氯化物溶液对绿岩中金进行了淋滤实验,部分实验控制了氧逸度。实验结果显示,金的淋滤率与温度、溶液成分、酸碱度及氧逸度有关。在氧化和酸性溶液的实验中,淋滤率达50％以上。已查明金的淋滤作用受岩石中... 详细信息

在200—550℃和60MPa条件下,以氯化物溶液对绿岩中金进行了淋滤实验,部分实验控制了氧逸度。实验结果显示,金的淋滤率与温度、溶液成分、酸碱度及氧逸度有关。在氧化和酸性溶液的实验中,淋滤率达50％以上。已查明金的淋滤作用受岩石中金溶解形成氯络合物的反应制约。因此,笔者认为花岗岩浆活动派生的酸性氯化物溶液话化迁移了绿岩中的金并富集成矿。

关键词：淋滤作用金矿床绿岩

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淋滤作用下矸石浸出液对土壤包气带渗透性变化影响机理研究

淋滤作用下矸石浸出液对土壤包气带渗透性变化影响机理研究

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作者：王旭东长安大学

学位级别：硕士

露天堆放的煤矸石在雨水淋滤作用下,污染物质大量释放,造成堆放区下部土壤包气带渗透系数发生变化,从而有利于部分有毒有害成分进入土壤,危害堆放区及周边生态环境。目前,我国对于土壤-矸石系统的研究大多是采用淋滤与渗透实验来探究渗... 详细信息

露天堆放的煤矸石在雨水淋滤作用下,污染物质大量释放,造成堆放区下部土壤包气带渗透系数发生变化,从而有利于部分有毒有害成分进入土壤,危害堆放区及周边生态环境。目前,我国对于土壤-矸石系统的研究大多是采用淋滤与渗透实验来探究渗透性的变化机理,但涉及土壤包气带矿物溶解沉淀及微生物生长繁殖对土壤渗透性的影响研究相对较少。本文依托国家自然科学基金（41372258）,利用陕西韩城燎原矿区煤矸石为研究对象,运用室内试验和数值模拟,分析土壤孔隙及渗透系数的变化规律,阐明水化学反应和微生物对土壤渗透系数变化的影响,揭示了淋滤作用下矸石-土壤系统中渗透系数的变化机理,研究结果如下:1、不同土壤介质在淋滤作用下渗透系数变化存在明显差异。砂土介质在整个淋滤周期内渗透系数平均值为6.14×10-3cm/s,随淋滤天数的增加,渗透性进一步增强,最大达8×10-3cm/s;粉土介质渗透系数均值是经验值的1.22倍,较大变化主要集中在淋滤后期;粘土由于自身粘粒含量多、比表面积大等特性,故渗透系数最小,均值为4.66×10-5cm/s。2、在淋滤过程中除了孔隙和渗透性有明显变化外,阴阳离子释放以及浸出液矿化度也存在明显差异。通常来说,土壤粒径越大,孔隙越大,常量组分释放越快,但由于土壤自身条件以及微生物生长繁殖的环境存在差异,导致土壤在不同淋滤时间内孔隙堵塞程度不同,常量组分释放也不尽相同。其中砂土矿化度初期释放量为155mg/l,随淋滤时间的增加,矿化度逐渐增大;粉土矿化度在252-2750mg/l之间变化;粘土矿化度呈现初期释放量高,中期降低后期增大的变化趋势,平均释放量为251.84mg/l。结合整个煤矸石-土壤系统常量组分释放大体呈粉土>粘土>砂土的变化趋势。3、PHREEQC模拟结果显示,矿物溶解沉淀变化与土壤渗透系数变化存在密切关系。淋滤作用下矸石中释放的物质在土壤介质的水化学作用下,堵塞或溶滤土壤孔隙,导致煤矸石-土壤渗透系数发生变化。其中砂土在水岩作用下矿物溶解沉淀量基本达到平衡,淋滤后期存在一定变化,总体沉淀量达2.21×10-3mg/l;粉土淋滤前期矿物以沉淀为主,后期以溶解为主,不同时间段矿物溶解沉淀呈动态变化,整体沉淀量达2.09×10-1mg/l;粘土由于自身内外表面存在较强的吸附能力,可以有效的吸附水化学反应产生的沉淀物质堵塞土壤颗粒之间的孔隙,故矿物溶解沉淀量最大,为粉土的2.68倍。4、土壤渗透性变化不但会受到自身矿物溶解沉淀变化的影响,同时也会受到微生物生长繁殖的影响。结合微生物细菌含量变化情况来看,砂土介质孔隙主要受到蜡状芽孢杆菌的影响,繁殖数量达88×10～4,占细菌比例的52.34%;粉土介质渗透性主要受到酵母菌的影响,最大繁殖数量达13×10～4,后期以葡萄球菌为主;粘土介质的渗透性主要受到蜡状芽孢杆菌和大肠埃希菌的影响。土壤渗透过程为微生物生长提供必要的营养物质,在良好的渗透条件下微生物大量繁殖,繁殖的微生物堵塞土壤颗粒之间的孔隙,降低了土壤渗透性能。5、通过对影响渗透系数的各种因素进行相关分析和主成分分析,建立多元回归方程发现,砂土介质渗透性主要受到孔隙率（比）、矿物溶解沉淀量的影响,微生物对其渗透性影响较小;粉土介质的孔隙率与矿物溶解沉淀量对土壤渗透性影响基本在同一个数量级;而粘土介质微生物生长对其渗透性造成一定影响,但主要以矿物沉淀变化为首要影响因素。

关键词：淋滤作用渗透系数水文地球化学模拟微生物回归方程

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淋滤作用下延安治沟造地黄土崩解性与湿陷性研究

淋滤作用下延安治沟造地黄土崩解性与湿陷性研究

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作者：刘孟辉长安大学

学位级别：硕士

黄土高原是世界上黄土连续分布面积最大、土层厚度最厚的黄土地区,也是我国生态环境脆弱和地质灾害高发区,这些地质灾害严重制约了黄土高原地区的社会经济发展。为了解决黄土地区地域环境对城市发展的束缚,近年来延安市开展了大规模的... 详细信息

黄土高原是世界上黄土连续分布面积最大、土层厚度最厚的黄土地区,也是我国生态环境脆弱和地质灾害高发区,这些地质灾害严重制约了黄土高原地区的社会经济发展。为了解决黄土地区地域环境对城市发展的束缚,近年来延安市开展了大规模的平山造城与治沟造地工程尝试,拓展了城市发展空间,为地方社会经济提供了发展机遇。然而,平山造城与治沟造地工程形成的大量挖方填方黄土边坡在降雨作用下坡面冲刷病害及沟道土壤湿陷沉降十分严重,这与淋滤作用下黄土的崩解性及湿陷性等水理性质密切相关,因此开展延安治沟造地黄土的崩解性与湿陷性研究具有十分重要的现实意义和理论意义。本文以延安南沟治沟造地工程为研究背景,在野外现场调查、取样及资料整理的基础上,对延安南沟地区Q3原状黄土开展了不同淋滤工况下的淋滤试验,并将淋滤之后的土样进行室内湿陷试验及崩解试验,结合SEM试验及灰色关联分析法,分析了淋滤作用对延安南沟Q3原状黄土的崩解性及湿陷性影响规律。主要结果和结论如下:（1）基于粒度分析和X射线衍射试验,得到了延安南沟Q3原状黄土粒度及矿物组成。黄土颗粒以粉粒为主,石英和绿泥石是主要的碎屑矿物与粘土矿物。淋滤试验水质分析表明Na+、Cl-及SO42-三种离子浓度在淋滤初期最大,随后迅速下降,趋近于0。（2）基于自制的崩解装置进行崩解试验,研究了不同淋滤工况下黄土的崩解特性,发现在含水率、盐度以及温度这三个因素影响下,其崩解均充分完整,崩解率接近100%。当土体含水率及盐度较低时,未淋滤条件下的土体崩解率在同一时刻下相比其它淋滤工况更高,且黄土崩解的几个典型阶段不显著,而温度较低时规律与以上相反;当含水率、温度增加以及盐度进一步增加至饱和时,五种淋滤条件下黄土的崩解率差异则减小。（3）基于不同淋滤工况下黄土崩解所需时间以及崩解速率统计结果,发现含水率因素对其崩解特性影响最大,土体的崩解完成时间及崩解速率分别在67s～201s和0.71%/s～2.46%/s范围内变化,水温次之,盐度影响最小,三种因素对不同淋滤工况下黄土崩解性影响程度为:含水率>水温>盐度。（4）通过室内湿陷试验,研究了不同淋滤工况下黄土的湿陷特性,发现随着压力的不断增加,不同淋滤工况下黄土的湿陷系数均出现迅速增加至峰值后开始减小,最后趋于平稳的现象。其中淋滤工况H=0mm和H=500mm的黄土湿陷系数曲线增长幅度相似,取湿陷系数等于0.015对应的的压力作为湿陷起始压力,发现黄土在未淋滤时,湿陷起始压力在150k Pa～300k Pa范围内;淋滤工况H=500mm和H=1000mm下为100～200k Pa;H=1500mm和H=2000mm为0～100k Pa。（5）基于灰色关联分析法,得出了淋滤作用下黄土微观结构参数与崩解性和湿陷性关系,发现Q3原状黄土颗粒粒度成分及大孔隙含量与黄土崩解速率具有较高的关联度,而颗粒粒度成分及孔隙圆形度与黄土湿陷系数关联度最高。（6）基于不同淋滤量下Q3原状黄土的崩解试验、湿陷试验以及扫描电镜试验,证实了黄土遇水胶结力变弱、孔隙裂隙良好发育是其崩解的主要原因,而黄土骨架颗粒连接强度变低、架空孔隙增多是导致其浸水加压后发生湿陷的原因。

关键词：延安治沟造地 Q3原状黄土淋滤作用崩解性湿陷性微观结构

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淋滤作用下延安治沟造地原状黄土强度与微观特性研究

淋滤作用下延安治沟造地原状黄土强度与微观特性研究

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作者：王壮壮长安大学

学位级别：硕士

黄土高原地区地质条件不良,强烈的风蚀和水蚀作用使得其生态环境脆弱,水土流失严重。延安市是革命圣地,其特殊的狭窄地理条件制约了城市及社会经济快速发展,为了改变延安城市空间局限的局面,大规模平山造城和治沟造地工程如延安新区建... 详细信息

黄土高原地区地质条件不良,强烈的风蚀和水蚀作用使得其生态环境脆弱,水土流失严重。延安市是革命圣地,其特殊的狭窄地理条件制约了城市及社会经济快速发展,为了改变延安城市空间局限的局面,大规模平山造城和治沟造地工程如延安新区建设给延安的发展带来了新的机遇。然而,大规模平山造城和治沟造地形成大量的裸露黄土边坡,加之延安地区降雨集中,挖填方黄土边坡稳定性及病害问题日益凸显,其中降雨淋滤作用下黄土物理力学特性和微观结构特征的变化对黄土边坡影响是平山造城、治沟造地工程需要解决的重要科学问题。因此,开展淋滤作用下黄土强度与微观结构特性研究具有十分重要的现实意义和工程实用价值。本文以延安南沟治沟造地工程为研究背景,通过野外现场调查、取样和室内原状黄土淋滤试验,以及淋滤后的原状黄土常规三轴试验、侧限压缩试验和压汞试验等,研究了淋滤作用对原状黄土特性的影响,探讨了淋滤水量对Q3和Q2原状黄土应力应变特性以及抗剪强度参数等的影响规律,揭示了淋滤水量和含水率对Q3和Q2原状黄土压缩特性以及压缩指标的影响规律,以及淋滤作用下黄土的微观孔隙特性。研究成果对陕北黄土在降雨和灌溉等水的作用下强度及微观结构的变化有了更深一步的认识,为延安地区黄土湿陷沉降、坡面冲刷垮塌及滑坡等地质灾害防治提供了科学依据。本文主要研究工作与成果如下:（1）基于三轴剪切试验,研究了黄土剪切特性,得到了淋滤作用下Q3和Q2原状黄土的抗剪强度随围压的增大呈线性正相关并拟合出两者的函数关系,采用拟合法和作图法获得了抗剪强度参数,且二者得出的抗剪强度参数差别很小;Q3原状黄土内聚力随淋滤水量的增大而减小,Q2原状黄土内聚力随淋滤水量的增加先增大后减小,淋滤对两者内摩擦角的影响不大。（2）通过侧限压缩试验,研究了淋滤后黄土在不同含水率时的压缩特性,发现不同含水率的Q3和Q2原状黄土孔隙比随压力先急速降低后趋于平缓变化,且Q2原状黄土在含水率较低时,淋滤可以增大其疏松程度;相同含水率条件下,各淋滤工况的Q3原状黄土比Q2原状黄土更疏松,Q3原状黄土可压缩性明显大于Q2原状黄土;Q3原状黄土压缩系数随淋滤水量的增加先减小后增大,压缩模量变化则相反,而对于Q2原状黄土,淋滤仅在含水率较低时对压缩模量有一定影响;淋滤对Q2原状黄土压缩指数有显著影响,而对Q3原状黄土影响不明显;随着淋滤水量的增加,含水率对压缩指标的影响逐渐减小。（3）基于颗分试验和压汞试验,分析了淋滤对Q3和Q2原状黄土微观颗粒和孔隙特性的影响,发现淋滤对粒径1mm以下的黄土颗粒级配特征影响很小,且Q3和Q2原状黄土经过不同工况的淋滤后都为级配良好土;淋滤对Q3原状黄土孔隙直径大小及分布比例影响不大,但对Q2原状黄土的孔隙直径及其分布比例具有明显影响。

关键词：延安治沟造地原状黄土淋滤作用抗剪强度压缩特性微观结构

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黔北务正道地区早二叠世铝土矿多期淋滤作用及其控矿意义

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地质科技情报 2013年第1期32卷 34-39页

作者：余文超杜远生顾松竹崔滔黄兴喻建新覃永军雷志远翁申富曹建州中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室武汉430074 中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室武汉430074 贵州省地质矿产勘查开发局贵阳550004 贵州省地质矿产勘查开发局106地质大队贵州遵义563000 贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队贵州遵义563000

通过对黔北务正道地区安场向斜东南翼ZK288-16井中大竹园组铝土矿含矿岩系的沉积学分析,辨别出该口钻井记录下的包括两次准同生淋滤作用及一次后生淋滤作用在内的3次淋滤作用。土状-半土状铝土矿层是记录淋滤作用发生的标志性层位,与下... 详细信息

通过对黔北务正道地区安场向斜东南翼ZK288-16井中大竹园组铝土矿含矿岩系的沉积学分析,辨别出该口钻井记录下的包括两次准同生淋滤作用及一次后生淋滤作用在内的3次淋滤作用。土状-半土状铝土矿层是记录淋滤作用发生的标志性层位,与下伏岩(矿)层呈现渐变关系,说明土状-半土状铝土矿是由碎屑状或豆鲕状铝土岩(矿)经过淋滤作用转化而来,在此过程中,杂质元素被移除,铝元素相对富集而形成富矿,而碎屑状与豆鲕状铝土矿也经过不同程度的淋滤作用。区域上的钻孔对比表明,区域内这种多期淋滤作用对于提升矿石品质、控制矿层厚度具有重要意义。

关键词：贵州省二叠纪铝土矿淋滤作用

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淋滤作用下铬渣中Cr（Ⅵ）在地下水中迁移的反应—输运模拟研究 ——以湖北某无机盐厂为例

淋滤作用下铬渣中Cr（Ⅵ）在地下水中迁移的反应—输运模拟研究 ...

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作者：位菁中国地质大学

学位级别：硕士

废渣、废水、废气合称“三废”，是各类环境的主要污染源。废渣与废水、废气相比，其污染物的释放是通过淋滤作用完成的，这是一个复杂的水岩相互作用过程，也是有关固体废弃物处置与利用的热点和难点问题。铬渣的特殊之处在于其淋滤液... 详细信息

废渣、废水、废气合称“三废”，是各类环境的主要污染源。废渣与废水、废气相比，其污染物的释放是通过淋滤作用完成的，这是一个复杂的水岩相互作用过程，也是有关固体废弃物处置与利用的热点和难点问题。铬渣的特殊之处在于其淋滤液中含有Cr（Ⅵ），它是一种具有高迁移能力的重要污染物。我国的无机盐产量居世界首位，由此产生的铬渣多达400多万吨，且每年还在以超过40万吨的数量增加，因对铬渣处理不当而造成的污染现象、特别是对地下水的污染屡见不鲜。因此开展“淋滤作用下铬渣中的Cr（Ⅵ）在地下水中迁移的反应-输运模拟研究”具有重要的理论现实意义。本文以湖北某大型无机盐厂的两个铬渣堆为主要研究对象，综合运用野外调查、室内实验、数值模拟等多种方法，掌握了研究区水文地质条件和水化学环境，对比分析了新鲜铬渣与风化铬渣的形貌、矿物组成特征及浸出规律，建立了淋滤作用下铬渣中的Cr（Ⅵ）在地下水中迁移的反应-输运模型，预测了Cr（Ⅵ）在地下水中的迁移情况和经历的水文地球化学过程。本研究将水动力弥散与水文地球化学作用相结合，遵循了“铬渣-淋滤作用-迁移模拟-水文地球化学作用”的系统研究思路和研究途径，对于我国铬渣的科学管理及相关的地下水环境保护具有重要的理论和实践指导意义。本文的主要研究内容及成果包括：（1）通过对研究区水样采集与分析，表明研究区地下水以HCO3-Ca型为主，这与当地的岩石组成也一致。受铬污染的地下水的特点是：含有较高的Na+、SO42-。铬渣场周边的水质情况较差，但整个研究区的水化学特征说明，污染的迁移十分缓慢，厂外大部分区域地下水化学组分未受影响。（2）运用XRD、SEM+EDX等多种仪器分析方法研究了铬渣的性质。结果表明：铬渣主要矿物组成为硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铁铝酸钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3），还含有方镁石（MgO）、水镁石(Mg（OH）2)、方解石（CaCO3）、柯石英（SiO2）、云母(Mg3Si4O10（OH）2)等，及少量铬酸钙（CaCrO4）、铬尖晶石(（Mg，Fe）Cr2O4)。新鲜铬渣颗粒粗大、表面粗糙、结构松散、多微孔；而风化铬渣颗粒较细密、表面相对较光滑，结构密实。风化铬渣的钠含量高于新鲜铬渣：这说明四水铬酸钠主要存在于硅酸二钙、铁铝酸钙团粒内部，随着外部矿物的风化水解，由于风化铬渣内部的四水铬酸钠团粒逐渐凸显出来，这个实验结果验证了铬渣“返黄”的道理。（3）通过铬渣的溶浸平衡实验可以间接了解铬渣在降雨淋滤下发生的主要作用。实验发现：铬渣中水溶性Cr（Ⅵ）的溶出是一个十分迅速的过程。铬渣溶于水后，主要发生了铁铝酸钙、硅酸二钙、方镁石、铬酸钙或四水铬酸钠的水化作用。这里要特别提到四水铬酸钠，虽然在物相分析中未识别出该组分，但根据浸出液的成分其中含有Na+，因此判断铬渣物相应含有少量的四水铬酸钠。新鲜铬渣与风化铬渣的Cr（Ⅵ）溶出平衡浓度均为120mg／L左右，这说明旧渣Cr（Ⅵ）的浸出率明显要高于新出厂的铬渣，可能是风化铬渣堆放后“返黄”，一些铁铝酸钙、硅酸二钙内部的四水铬酸钠团粒释放出来的缘故。（4）由铬渣淋滤的水文地球化学作用分析可知，风化裂隙含水层由于其裂隙发育，一般看作导水通道，而并不是连续稳定的含水层，铬渣淋滤液在该层位中的停留时间很短，因而不考虑其中发生的反应。而第四系亚粘土对Cr（Ⅵ）的吸附作用很弱，其中的某些有机物对Cr（Ⅵ）有还原作用。将亚粘土对Cr（Ⅵ）的去除作用近似看作一个总的吸附过程，通过等温吸附实验得出：亚粘土对Cr（Ⅵ）的吸附属于Freundlich吸附模式，吸附参数K为0．041。（5）基于对研究区水文地质条件的分析，建立了数值模拟概念模型：平面上，北东以长江为河流边界，西南以边山断裂带为隔水边界，西北、东南侧按地形以山脊线为界，概化为地下分水岭，为隔水边界。由于模拟区内的地下水总体流向为由东向西，故模拟区的沿江阶地以流线为边界，将其亦设为隔水边界。设模拟区内游贾湖为定水头边界。底边界延伸至白垩-第三系深部基岩的微风化带，其渗透性很差，可以作为隔水边界。整个模拟区地表设为降雨入渗边界。垂向上，第一层为厂区水泥地面、防渗层；第二层为杂填土、亚粘土；第三层为第四系残积物、湖积物、冲积物及白垩-第三系风化带；第四层为白垩-第三系基岩。（6）运用三维地下水流动与污染物运移模拟软件Visual MODFLOW对湖北某无机盐厂铬渣中的Cr（Ⅵ）在大气降雨淋滤作用下，在地下水系统中的迁移进行了模拟。模拟结果显示：随着时间的推移，地下水中Cr（Ⅵ）迁移范围也逐渐增大，但是迁移范围变化幅度不大。这主要是因为工厂所在场地本身岩性具有较好的防渗效果(渗透系数<10-5cm／s)，对Cr（Ⅵ）的迁移起到

关键词：铬渣淋滤作用反应-输运模拟

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几种氨基酸对铜、金的淋滤作用的实验研究

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科学通报 1994年第14期39卷 1316-1318页

作者：刘金钟傅家谟卢家烂中国科学院广州地质新技术研究所

在一些以沉积岩系为矿源层的层控矿床的成矿过程中,生物遗体降解产生的氨基酸可能对于成矿物质的活化迁移方面起了重要的作用.但目前研究者的注意力多集中于脂肪酸、腐殖酸对金属的络合作用,致使关于氨基酸对金属的络合、淋滤作用的可... 详细信息

在一些以沉积岩系为矿源层的层控矿床的成矿过程中,生物遗体降解产生的氨基酸可能对于成矿物质的活化迁移方面起了重要的作用.但目前研究者的注意力多集中于脂肪酸、腐殖酸对金属的络合作用,致使关于氨基酸对金属的络合、淋滤作用的可用的数据很少.为此本文用模拟实验方法研究了几种含氨基酸溶液对岩石中铜、金的淋滤络合作用并讨论了其地球化学意义.

关键词：地球化学氨基酸铜金淋滤作用

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蒸发作用与淋滤作用对岩矿石风化影响的模拟实验

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矿物学报 2007年第z1期27卷 229-230页

作者：刘铁庚王兴理叶霖潘自平中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家级开放实验室贵州贵阳550002 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家级开放实验室贵州贵阳550002 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家级开放实验室贵州贵阳550002 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家级开放实验室贵州贵阳550002

　　风化作用是自然界广泛存在的天然现象,对人类的生活和生存有极大的影响,人们进行了广泛面而又深入的研究.这些研究除进行野外观察和研究外,主要集中于元素的淋滤、溶解和迁移以及动力学机理的实验研究.但是,很少有人进行干旱地区岩... 详细信息

　　风化作用是自然界广泛存在的天然现象,对人类的生活和生存有极大的影响,人们进行了广泛面而又深入的研究.这些研究除进行野外观察和研究外,主要集中于元素的淋滤、溶解和迁移以及动力学机理的实验研究.但是,很少有人进行干旱地区岩石风化模拟实验,更未见到蒸发作用与淋滤作用对岩矿石风化影响对比模拟实验的报道.人们只是根据地干旱地区降雨少、昼夜气温变化大等因素,认为干旱地区岩矿石风化主要是物理风化.最近我们对两块相似的硫化物矿石标本进行了蒸发和淋滤对照的模拟实验.结果表明蒸发作用比淋滤作用更容易使岩矿石风化.蒸发作用主要是化学作用.所以干旱地区的岩矿石风化主要是化学作用,这认识向干旱地区岩矿石主要是物理风化的传统认识提出挑战.……

关键词：蒸发作用淋滤作用岩矿石物理风化干旱地区模拟实验化学作用溶解和迁移岩石风化实验研究气温变化力学机理风化作用自然界硫化物根据地元素外观降雨标本

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生物炭对土壤氮（N）、磷（P）、碳（C）淋滤作用的影响

生物炭对土壤氮（N）、磷（P）、碳（C）淋滤作用的影响

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作者：邢英中国科学院研究生院

学位级别：博士

生物炭是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经高温热解炭化产生的一类高度芳香化难溶性固态物质。生物炭具有高度稳定性和较强的吸附性能，可以应用于农业中作为土壤改良剂和固碳剂，在全球碳生物地球化学循环、气候变化和环境系统中发... 详细信息

生物炭是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经高温热解炭化产生的一类高度芳香化难溶性固态物质。生物炭具有高度稳定性和较强的吸附性能，可以应用于农业中作为土壤改良剂和固碳剂，在全球碳生物地球化学循环、气候变化和环境系统中发挥重要作用。我国农业生产中，N、P等营养元素利用效率低，养分流失严重。本论文通过对生物炭的系统研究，选取了华中(湖北、河南)、华北(北京、内蒙)、华东(山东、安徽)、东北(辽宁、黑龙江)、西北(宁夏、陕西、新疆)、西南(贵州、四川)六个区域13个省份旱地土壤作为研究对象，针对制约我国农业发展的N、P、C养分流失严重的问题，重点开展了生物炭施用对土壤中各种形态N、P及C的淋失研究。采用模拟土柱降雨淋滤试验的方法，分析比较了不同生物炭施用量(生物炭与土壤质量之比分别为:0％、1％、5％、10％)及土壤类型对三种元素淋失的影响，并就相关机理进行探讨。研究结果为生物炭在我国农业土壤中的应用提供了理论依据，对实现传统农业向低碳农业的跨越具有指导作用，确保我国农业健康可持续发展具有重要现实意义。\n 本论文的具体研究结果如下:\n 1.生物炭的物理化学性质特征:生物炭中含碳量为50％～70％，可溶性盐分含量较高且pH呈碱性。炭化温度会影响生物炭的物理化学性质，在550℃下制成的生物炭其含碳量(70％)显著高于480℃制成的生物炭，但是可溶态有机碳和有效磷含量显著低于480℃条件下炭化的生物炭。\n 2.生物炭对土壤理化性质的改善作用:生物炭添加到土壤后显著提高了土壤和淋滤液的pH，且pH随生物炭的施用量增大而增加，尤其是对pH低的土壤改善效果明显。比如，添加10％的生物炭的安徽土壤其pH为7.28，显著高于未添加生物炭的处理(对照)的pH6.21。施用生物炭也能提高土壤淋溶液的电导和土壤持水量，其中添加10％生物炭处理的土壤持水量提高了30％左右。\n 3.生物炭对土壤氮素淋失的影响:生物炭施用后能显著降低土壤中铵态氮的淋失量，生物炭施用量为10％的土壤铵态氮淋失量最少，比如，内蒙、宁夏、辽宁三种土壤累积铵态氮淋失量降低了80％左右;施用生物炭能提高土壤中硝态氮浓度且施用生物炭量高的土壤中硝态氮浓度高，随着生物炭施用量的增加，累积硝态氮淋失量呈现出先上升后下降的趋势，不同类型土壤硝态氮淋失量达到峰值的时间差异明显;在施用生物炭5％和10％处理中，累积有机氮淋失量明显降低;总氮淋失量随生物炭施用量增加呈现先升高后降低的趋势，在生物炭施用量为10％的处理中，总氮淋失量显著低于对照，比如，贵州、宁夏、黑龙江、四川等地土壤累积总氮淋失量减少超过40％。\n 生物炭性质也影响土壤中氮素淋失，炭化温度为550℃的生物炭其减少氮淋失效果显著高于炭化温度低的生物炭，尤其是对减少硝态氮、总氮及有机氮的淋失作用明显。\n 水溶液中铵态氮和硝态氮的静态吸附试验表明，生物炭对铵态氮的吸附容量要高于硝态氮，铵氮在生物炭表面的吸附动力学数据符合假二级方程，吸附过程受外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内部扩散的共同作用。\n 4.生物炭对磷素淋失的影响:\n 除贵州土壤外，其它土壤中可溶态磷和总磷累积淋失量随生物炭施用量增加而增大。贵州土壤磷淋失量最低，生物炭比例为0％到10％各处理中，磷淋失量仅为0.01～0.06mg，受生物炭影响不明显。不同类型土壤中可溶态磷和总磷的淋失量差异明显，山东土壤中磷淋失量最高，添加10％生物炭的土壤中可达26.74mg。此外，随着生物炭施用量的增加，全国各土壤淋滤液中颗粒态磷的淋失量占总磷的比例显著降低。\n 生物炭性质对土壤中磷淋失量有影响，炭化温度高的生物炭施入土壤中减少可溶态磷淋失。\n 生物炭的施用能显著提高土壤有效磷的含量及磷活化系数，通过无机磷形态分级试验结果表明，随着生物炭的施用量增加，土壤中Ca2-P的浓度逐渐升高，而Ca2-P与土壤速效磷呈显著正相关，说明施用生物炭能导致土壤中速效磷含量升高。\n 5.生物炭对碳素淋失的影响:\n 生物炭施用能降低土壤中有机碳的淋失，随着生物炭施用量的增加有机碳淋失量逐渐降低。生物炭对不同类型土壤的有机碳淋失量影响不一样，主要表现为对粒径较大的新疆、河南土壤有机碳淋失减少效果显著，而对粘土矿物含量高的贵州黄壤效果不显著。\n 添加生物炭对土壤中无机碳的作用也受土壤类型影响，随着生物炭施用量的增加，土壤中累积无机碳淋失量逐渐增加，不同土壤之间无机碳淋失量有明显差异，其中安徽土壤累积无机碳淋失量最高，10％处理无机碳淋失量达到431.2mg。

关键词：生物炭淋滤作用施用量不同类型土壤营养元素有机碳淋失

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