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[目的]探讨碳酸钙赋存形式及其在黄土微结构中的作用,为弱酸侵蚀作用下碳酸钙对黄土液塑限的影响机理提供依据。[方法]首先采用蒸馏水洗去黄土中易溶盐,再经1mol/L的醋酸溶液处理得到不同碳酸钙含量的黄土试样,采用液塑限联合测定仪测定黄土液塑限指标;借助扫描电子显微镜(SEM)对试样进行X射线能谱分析(EDX)获取元素Mapping图像进行分析。[结果](1)醋酸作用下,液塑限随碳酸钙含量的减少而显著降低;(2)碳酸钙块、超细碳酸钙以骨架颗粒、集粒形式与Si,Al,Si-Fe接触,其主要作用为颗粒之间连接胶结作用以及充当黄土的孔隙骨架。[结论]醋酸处理前期以黏粒中碳酸钙溶解为主,进而黏粒的流失导致黄土砂化而最终影响了其液塑限指标。 相似文献
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碳酸钙是黄土母质发育土壤的重要胶结物质,对土壤团粒结构的形成具有重要作用。本文采集了碳酸盐褐土中的碳酸钙结核,采用物理分散法和化学分散法分别提取得到褐土碳酸钙结核纳米颗粒和褐土碳酸钙结核胶体,并以工业纳米碳酸钙作为对照对其胶体特性进行研究。采用X射线衍射仪、zeta电位仪和动态光散射仪对褐土碳酸钙结核胶体和工业纳米碳酸钙的矿物组成、zeta电位和胶体稳定性进行了表征。结果表明：褐土碳酸钙结核胶体、褐土碳酸钙结核纳米颗粒和工业纳米碳酸钙的初始颗粒直径分别为224.24、88.01和98.50nm,而褐土碳酸钙结核胶体和褐土碳酸钙结核纳米颗粒的多分散度高于工业纳米碳酸钙。褐土碳酸钙结核胶体中方解石含量为70.3%,其次含有石英、长石和伊利石等矿物;褐土碳酸钙结核纳米颗粒主要含有方解石和伊利石,含量分别为48%和45%。3种碳酸钙胶体表面均带负电荷,其zeta电位绝对值均随着溶液pH的增大而增大。褐土碳酸钙结核胶体在NaCl和CaCl2溶液中的临界聚沉浓度分别为538.01mmol/L和2.08mmol/L,褐土碳酸钙结核纳米颗粒在NaCl和CaCl2 相似文献
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黄土土质对溅蚀特征的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤质地是土粒溅蚀量及溅出方式的重要影响因素。以黄土高原4种土壤(土、黑垆土、砂黄土、黄绵土)为试验用土,通过人工模拟降雨试验研究了黄土土质对溅蚀量、溅出土粒颗粒组成的影响。结果表明:(1)溅蚀量随降雨历时增加呈幂函数趋势增加。降雨开始时溅蚀量取决于土表松散颗粒含量及土粒均匀程度。随后溅蚀量增加速率则取决于黏粒(0.002mm)、细粉粒(0.002~0.02mm)及吸湿性黏土矿物含量,二者综合作用使得溅蚀量增加幅度减小。(2)溅蚀过程中溅出土粒的粒径组成决定于供试土壤的颗粒组成,0.25mm颗粒含量高的土壤溅出土粒粒径分布均匀,而0.25mm颗粒含量低的土壤溅出土粒集中分布于粗粉粒、细砂粒粒级内。(3)通过溅出土粒实际与原始颗粒含量的比值可判断土壤颗粒溅出方式。供试土壤黏粒、细粉粒、粗粉粒(0.02~0.05mm)的实际与原始颗粒含量比值1,均以团粒形式溅出,不受土壤类别影响;而土、黑垆土砂粒的实际与原始颗粒含量的比值1,以团粒形式溅出;砂黄土、黄绵土土壤砂粒实际与原始颗粒含量比值≈1,以单粒形式溅出。 相似文献
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土壤胶结物质分布特征及其对黄土大团聚体稳定性的影响 总被引：9，自引：3，他引：6
通过对子午岭林区顶级植被辽东栎群落0—100cm土层有机无机胶结物质的含量与类型、土壤大团聚体稳定性进行野外调查采样与室内测定,对胶结物质含量与分布及其对大团聚体稳定性的影响进行了研究,探讨了不同胶结物质对大团聚体稳定性的影响。结果表明:(1)土壤有机碳和碳酸钙含量在剖面上呈现出完全相反的分布规律。有机碳含量随土层的加深而降低,其中0—20cm土层中有机碳含量显著高于20—100cm土层;而碳酸钙含量随土层的加深而增加,其中20—100cm土层中碳酸钙含量显著高于0—20cm土层。土壤黏粒含量随土层的加深逐渐增加,但总体上变化不明显。(2)土壤大团聚体稳定性随土层的加深而降低,其中在20—70cm土层中大团聚体稳定性随土壤深度的增加变化最为剧烈(与0—20cm土层相比,破坏率增加了581.00%)。40—100cm土层中大团聚体破坏率是0—20cm土层中的7.25倍,表明表层大团聚体稳定性远远高于底层。(3)黄土大团聚体稳定性的提高主要取决于土壤有机碳含量。而在有机碳组分中,矿物结合态有机碳对大团聚体稳定性的提高起最直接作用。研究结果揭示了黄土主要胶结物质在土壤剖面中的分布特征,明确了矿物结合态有机碳是直接影响黄土大团聚体稳定性最强烈的胶结物质,这为培育良好的土壤结构体提供了一定的科学依据。 相似文献
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CFD-DEM耦合模拟网式过滤器局部堵塞 总被引：1，自引：1，他引：0
过滤器内部的流场不均导致使用时容易产生局部堵塞,堵塞分布受入口流速、颗粒粒径、流线轨迹等因素的共同影响。该文以计算流体力学-离散元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)耦合模拟不同流量下Y型网式过滤器内部不同粒径的沙粒运动及分布,分析过滤器内部流态对沙粒运动分布的影响并通过试验加以证明。结果表明,滤网两侧的压差占总压差的77%。网面流量呈阶梯分布,最大流量位于出口侧滤网上端,最低流量位于进口侧滤网中心,前者是后者的5.9倍;对于通过滤网的颗粒,入口流速越高,颗粒通过点越集中;对于拦截颗粒,当粒径接近孔径时,颗粒稳定附着在滤网,增加入口流速使颗粒向侧面滤网聚积并产生局部堵塞,粒径远大于孔径时,颗粒在内腔中不停运动,难以稳定附着在滤网;降低入口流速将提高颗粒分布的均匀程度,延长过滤器高效段时间,减少冲洗难度。 相似文献
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为进一步降低柴油机的颗粒排放。针对柴油机的排气颗粒,采用热重分析和同步辐射X射线小角散射的方法,分析了颗粒在氧化过程中的内部特征、孔隙结构参数以及孔隙数量和尺寸分布等随氧化温度的变化规律。结果表明,随着氧化温度的升高,颗粒中电子密度差逐渐增大,颗粒之间的统计平均距离增大,颗粒尺寸逐渐减小;颗粒孔隙分布分维数、截面平均孔径、回转半径以及轴向长度均有明显增加;颗粒孔隙的结构紧密程度下降,随着氧化温度升高,小尺寸孔隙数量逐渐减少,大尺寸孔隙逐渐增加,100℃时的颗粒孔隙尺寸主要分布在6~7 nm,200℃是的颗粒孔隙尺寸主要分布在8~9 nm,400℃的颗粒孔隙尺寸主要分布在12~13 nm,总体上孔隙的尺寸和数量呈上升趋势。利用同步辐射X射线小角散射的方法,掌握颗粒氧化过程中孔隙结构的变化规律,对于丰富颗粒的测量方法提供了借鉴,为完善颗粒的氧化机理提供了相关基础数据。 相似文献
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商丹盆地黄土母质发育土壤的微形态特征及其诊断意义 总被引：1，自引：1，他引：1
阐明商丹盆地黄土母质发育土壤的微形态特征及其诊断意义。以茶房村土壤剖面为研究对象,在Lical偏光显微镜下对土壤形成物、粗颗粒、孔隙等微形态单元的类型、空间分布及变化进行了研究。结果表明,与上部淋溶层和下部母质层相比,Bt层(110~230 cm)黏土大量聚集且淀积黏土含量/残积黏土含量的比值(Ki/r)很高、但黏土胶膜不发育,粗颗粒数量减少、粒径降低,孔隙个体增大及边沿更加平滑;矿物成分趋于单一。这些微形态特征证实了Bt属于典型的"黏化层",结合成土因素检索,此土壤可归为简育湿润淋溶土。 相似文献
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土粒表面电场对土壤团聚体破碎及溅蚀的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
团聚体是土壤结构的基本单元,其稳定性是评估土壤抗侵蚀能力的重要指标。土壤团聚体破碎是降雨溅蚀发生的关键一步。土粒表面电场对团聚体稳定性具有重要影响,必然也会深刻影响降雨溅蚀过程。该文以黄土母质发育的黄绵土和塿土为研究对象,采用不同浓度的电解质溶液定量调控土粒表面电场,研究不同电场强度对团聚体破碎及溅蚀的影响。结果发现:1)随电解质浓度的降低,土粒表面电位升高,表面电场增大,黄绵土和塿土团聚体平均重量直径减小,团聚体稳定性降低,降雨溅蚀量增大。2)电解质浓度小于10-2 mol/L,黄绵土和塿土表面电位绝对值分别高于202.0和231.6 mV,此时团聚体稳定性和溅蚀量变化不明显,表明表面电位202.0和231.6 mV分别是影响黄绵土和塿土团聚体稳定性及溅蚀的关键电位。3)随着土粒表面电场的减弱,团聚体破碎后释放的<0.15 mm微团聚体含量减小,>0.25 mm大团聚体含量增加,团聚体倾向于破碎为更大粒级的团聚体。4)电场作用下团聚体的破碎特征对降雨溅蚀具有重要的影响,溅蚀量与团聚体破碎释放的<0.15 mm微团聚体含量呈显著正相关,与>0.25 mm大团聚体含量呈显著负相关。上述结果表明,当降雨进入土壤后,对于干燥的土壤而言,土壤溶液电解质浓度被迅速稀释,土粒表面产生强大的电场,该电场通过影响团聚体破碎程度进而影响降雨溅蚀。该研究有助于加深对降雨溅蚀的科学认识,同时也为土壤团聚体稳定性及降雨溅蚀的人为调控提供了一定的理论依据。 相似文献
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利用土壤颗粒的沉降粒级研究泥沙的迁移与分布规律 总被引：4，自引：1，他引：3
了解不同粒径泥沙迁移运动规律,有助于深入理解侵蚀条件下碳、氮、磷等元素的生物地球化学过程。土壤营养元素的迁移转化与泥沙颗粒的运动规律密切相关,而泥沙的运动规律由颗粒大小、性状、孔隙度和密度等因素共同决定。依据泥沙颗粒沉降速度分选的原理,针对中国两种典型侵蚀土壤(红壤和黄绵土),分别进行了土壤机械组成(矿质土粒分选)和沉降速度分选测定。结果表明,土壤颗粒的沉降粒级可有效区分红壤和黄绵土中不同粒径团聚体的沉降速度,能够更加准确地反映出同一粒径颗粒因性状、密度和孔隙度的差异而形成的不同沉降速度。相对于质地疏松的黄绵土,红壤的机械组成显示,有86.9%的有机碳与≤32μm的矿物颗粒相结合,很有可能随悬移过程汇入下游水体。但土壤颗粒沉降速度分布表明,约有90.5%的红壤有机碳与等效石英粒径≥63μm的团聚体相结合,易在经历较短的迁移过程后,快速沉积于下坡面。这表明,现有的土壤侵蚀模型大多利用土壤机械组成(即矿质粒径大小)在反映泥沙运动或元素迁移规律方面存在片面性。土壤的团聚过程可有效缩减有机碳和无机碳的迁移距离,从而使其更易沉积于陆生环境。土壤颗粒的沉降速度分级对认识泥沙颗粒和养分元素在侵蚀—迁移—沉积过程中的生物地球化学过程提供了新的途径和视角。 相似文献
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侵蚀环境退耕撂荒地水稳性团聚体演变特征及土壤养分效应 总被引：15，自引：3，他引：15
研究了侵蚀环境退耕撂荒地生态恢复过程中水稳性团聚体的变化规律及其与土壤养分状况及土壤微生物量的关系，结果表明，侵蚀环境退耕撂荒地土壤水稳性团聚体含量迅速提高，在退耕撂荒的第一个10年，水稳性团聚体增大约253．45％。随着退耕撂荒年限的延长，其增大幅度趋缓，第10～50年，水稳性团聚体仅增大16．42％，之后增大幅度更加缓慢，接近一个稳定的水平。相关性分析和回归分析表明侵蚀环境退耕地撂荒后土壤中〉0．25mm水稳性团聚体与土壤的有机碳、全氮、速磷、碳酸钙、微生物量（C，N，P）、CEC关系密切，达到显著（P〈0．05）或极显著水平（P〈0．01），而与速钾没有明显的相关性。要保持侵蚀环境退耕撂荒土壤良好的结构状况，必须坚持长期封禁，维持土壤有机碳变化处于平衡状态。 相似文献
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本文选取5种碳酸钙含量(4.29、17.45、98.66、131.85、143.82 g/kg)差异显著的北方碱性旱地农田土壤(黑土、淡黑钙土、潮土、灰钙土和黄绵土)为研究对象,分析土壤及其各粒级团聚体中有机碳、碳酸钙和不同形态钙含量的分布特征及相关性,探讨碳酸钙对碱性旱地土壤有机碳的影响。结果表明:全土有机碳含量与碳酸钙含量之间无显著相关关系,但在0.002～0.053、0.002 mm团聚体中二者含量显著负相关(R~2分别为0.67、0.83),碳酸钙含量过高影响微团聚体有机碳积累。土壤钙形态中酸溶态和可氧化态是影响微团聚体有机碳积累的主要钙形态,全土中占全钙含量都在64.09%以上,团聚体中其含量随粒径减小而增加。钙离子是有机无机复合体的重要胶结物,但钙离子过多则可能会抢占土壤颗粒上有机碳结合点位,与黏粒和粉粒结合形成微团粒结构,影响有机碳积累。 相似文献
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Loess grain size data used to infer transport direction or wind strength are generally derived from vigorously disaggregated samples. However, these data may not adequately represent the effective particle size distribution during loess transport, if the transported dust contained aggregates of fine-grained material. Thin sections of minimally altered C and BC horizons in the late Pleistocene Peoria Loess of Nebraska, USA, indicate the presence of aggregates with diameters of 30–1000 μm. The larger aggregates (>250 μm) are unlikely to have been transported, and are interpreted as the result of soil faunal activity and other pedogenic processes after deposition. Aggregates smaller than 250 μm could have a similar origin, but laser diffraction particle size analysis suggests that many are sedimentary particles. Comparison of minimally and fully dispersed particle size distributions from each sampling site was used to estimate the modal diameter of aggregates. The aggregate modal diameter becomes finer with decreasing loess thickness, representing increasing distance from the source. A similar trend was observed in the modal diameter of fully dispersed particle size distributions, which represents the mode of sand and silt transported as individual grains. We interpret both trends as the result of sorting during transport, supporting the interpretation that many of the aggregates were transported rather than formed in place. Aggregate content appears to increase with distance from the source, explaining a much more rapid downwind increase in clay content than would be expected if clay were transported as particles smaller than 2 μm diameter. Although the Peoria Loess of Nebraska contains sedimentary aggregates, many of the coarse silt and sand grains in this loess were transported as primary particles, were thoroughly exposed to sunlight and are potentially well suited for luminescence dating. 相似文献
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《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(8):1120-1132
Experiments were conducted to study the effects of low-molecular-weight organic acids (LMWOAs) on micropore properties of black soil, red soil, lignin, and humin. Black soil and red soil were treated with four LMWOAs including malic, citric, succinic, and tartaric acids, whereas lignin and humin were treated with malic and citric acids. The results indicated that soil micropore distribution was changed by LMWOAs. Citric and malic acids reduced soil micropore surface area and volume significantly, but lignin micropores were not changed significantly by these two acids. Therefore, clogging may not be a main reason for the surface area and micropore volume reduction of soil organic matter. The release of metal ions from humin and soils was enhanced by LMWOAs, indicating the dissolution of soil mineral particles. Therefore, soil micropore reduction may result from the destruction of soil aggregates due to dissolution of mineral particles and extraction of metals from bridging sites. 相似文献
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以不同土地利用方式下（疏林荒草地、荒草地、林地和耕地）第四纪古红土和埋藏第四纪古红土剖面为研究对象,测定古红土各发生层全土及各粒级团聚体的有机碳含量,比较不同土地利用方式下第四纪古红土剖面及团聚体的有机碳分布特征。结果表明:（1）埋藏古红土有机碳含量较低,随深度分布均一,各粒级团聚体内有机碳含量随团聚体粒径减小而降低;（2）埋藏古红土出露地表后,由于受到人为活动影响,表层全土有机碳及各粒级团聚体有机碳含量均增加,呈现林地 > 耕地 > 疏林荒草地 > 荒草地 > 埋藏古红土的特征,其中,林地显著高于其他土地利用方式,说明林地是古红土分布区的一种较合理的土地利用方式;（3）耕地0 ~ 10 cm土层粒径 > 1 mm和 < 0.25 mm团聚体的有机碳含量均随团聚体粒径减小而逐渐增加,1 ~ 0.25 mm团聚体有机碳含量随团聚体粒径减小逐渐降低。其余土地利用方式下古红土均呈现 > 0.25 mm团聚体的有机碳含量随着团聚体粒径减小而逐渐降低,< 0.25 mm团聚体的有机碳含量随团聚体粒径减小而逐渐增加。 相似文献
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宁南山区植被自然恢复中土壤团聚体特征及其与土壤性质关系 总被引：18，自引：4，他引：18
在野外调查与室内分析的基础上，对黄土丘陵区典型草原带植被自然恢复过程中土壤水稳性团聚体及其主要影响因子的演变规律进行了研究，并用典范相关分析法对二者的相互关系进行了定量分析。结果表明：随着植被演替，土壤中大粒级水稳性团聚体含量逐步增加，〉5mm粒级团聚体在土壤团粒结构中占主导地位，含量占50％～80％。其次是5～2mm含量，占到10％～15％左右。土壤全氮与有机质含量对〉5mm与1～0．5mm两个粒级团聚体影响较大。全量铝、全量铁、物理性粘粒对2～1mm与0．5～0．25mm两个粒级团聚体影响较大。全铝、全铁、全氮、有机质是影响土壤团聚体的主要因子群，其次为粘粒、物理性粘粒。主要作用因子可划分为综合物理因子（物理性粘粒，粘粒）、综合化学因子（全氮，有机质）、综合矿质因子（铁、铝氧化物）。 相似文献
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云南东川蒋家沟泥石流源区的土壤是团聚体结构性很强的特殊土壤,孔隙比高,液限低,并有强烈的分散性,在环境扫描电镜下的微观结构表明:原状土壤团聚体具有3种孔隙类型,沿着孔隙溶蚀现象明显,骨架颗粒之间普遍存在架空结构,胶结物联结强度较弱。通过对土壤团聚体在原状、饱和、重塑3种状态下进行室内压缩试验,并引入综合结构势,分析土壤团聚体的结构性。结构性参数曲线在加载初期下降显著,在加载后期则变得十分平缓,表明蒋家沟泥石流源区土壤团聚体具有较强的结构性,容易发生结构失稳。因此,微观结构特性与结构性对土壤团聚体的稳定性有重要的作用。 相似文献