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Migration of ammonium nitrogen in ion-absorbed rare earth soils during and post in situ mining: a column study and numerical simulation analysis

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环境科学与工程前沿(英文) 2023年第8期17卷 137-151页

作者： gaosheng Xi xiaojiang gao Ming Zhou Xiangmei Zhai Ming Chen Xingxiang Wang Xiaoying Yang Zezhen Pan Zimeng Wang Department of Environmental Science and Engineering Fudan UniversityShanghai 200438China School of Resource and Environmental Engineering Jiangxi University of Science and TechnologyGanzhou 341000China CAS Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation Institute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China National Observations and Research Station for Wetland Ecosystems of the Yangtze Estuary Shanghai 202151China Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security Shanghai 200001China

Ion-absorbed rare earth mines,leached in situ,retain a large amount of ammonium nitrogen(NH4–N)that continuously releases into the surrounding environments.However,quantitative descriptions and predictions of the transport of NH4–N across mining area with hill slopes are not fully established.Here,laboratory column experiments were designed with an inclined slope(a sand box)to examine the spatial temporal transport of NH4–N in soils collected from the ionic rare earth elements(REE)mining area.An HYDRUS-2D model simulation of the experimental data over time showed that soils had a strong adsorption capacity toward NH4–N.Chemical non-equilibrium model(CNEM)could well simulate the transport of NH4–N through the soil-packed columns.The simulation of the transport-adsorption processes at three flow rates of leaching agents revealed that low flow rate enabled a longer residence time and an increased NH4-N adsorption,but reduced the extraction efficiency for REE.During the subsequent rainwater washing process,the presence of slope resulted in the leaching of NH4–N on the surface of the slope,while the leaching of NH4–N deep inside the column was inhibited.Furthermore,the high-intensity rainfall significantly increased the leaching,highlighting the importance of considering the impact of extreme weather conditions during the leaching process.Overall,our study advances the understanding of the transport of NH4–N in mining area with hills,the impact of flow rates of leaching agents and precipitation intensities,and presents as a feasible modeling method to evaluate the environmental risks of NH4–N pollution during and post REE in situ mining activities.

关键词： Ion-absorbed rare earth Ammonium nitrogen transport HYDRUS-2D Numerical simulation

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Land Use Effects on the Distribution and Speciation of Heavy Metals and Arsenic in Coastal Soils on Chongming Island in the Yangtze River Estuary, China

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Pedosphere 2016年第1期26卷 74-84页

作者： ZHENG Rong ZHAO Jiale ZHOU Xiu MA Chao WANG Li gao xiaojiang Department of Environmental Science and Engineering Fudan University Center of Analysis and Measurement Fudan University

The reclamation of tidal flats has been one of the important approaches to replenish the arable lands in the coastal areas; pollution status of reclaimed soils has received wide attention recently, especially for the study of heavy metals due to the relative high pollutant concentrations in wetlands. To understand the impact of land use change on heavy metal and arsenic(As) geochemistry by the reclamation of wetlands for agriculture, surface soils and soil profiles were collected from the agricultural land reclaimed in the 1990 s and the intertidal flat wetland at Dongtan on Chongming Island in the Yangtze River Estuary, China. The soil samples were analyzed for total concentrations and chemical speciation of chromium(Cr), zinc(Zn), copper(Cu), lead(Pb), nickel(Ni), cadmium(Cd) and As using inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS). Results showed that soil properties(salinity, total organic carbon and grain-size distribution) and the concentrations of heavy metals and As in the soils differed under the different land use types. The conversion of wetland to forest had caused obvious losses of all the measured heavy metals. In paddy field and dryland with frequent cultivation, the concentrations of Cr, Zn, Cu, Ni and As were higher when compared to forest land which was disturbed rarely by human activities. Speciation analysis showed that Cr, Zn, Cu, Ni and As were predominated by the immobile residual fraction, while Pb and Cd showed relatively higher mobility. In general, metal(except Ni) and As mobility decreased in the following order: wetland> dryland ≥ paddy field > forest land, which suggested that the reclaimed soils had lower metal and As mobility than the intertidal flat wetland. The results of this study contribute to a better understanding of the effects of land use on heavy metals and As in the reclaimed soils of the study area and other similar coastal areas.

关键词：土壤重金属含量土地利用变化崇明岛长江口形态特征元素分布电感耦合等离子体质谱法潮滩湿地

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长江口滨岸浅层地下水化学组分时空分布特征及影响机制

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水资源保护 2022年第3期38卷 181-188,197页

作者：许畅畅温瑶成思高效江复旦大学环境科学与工程系上海200433

为了解长江口滨岸浅层地下水化学特征,利用数理统计和水文地球化学分析方法对长江口南北两翼(上海浦东、江苏启东)和崇明岛东部的滨岸浅层地下水化学组分时空分布特征及其影响机制进行分析。结果表明:长江口滨岸浅层地下水在丰水期和枯... 详细信息

为了解长江口滨岸浅层地下水化学特征,利用数理统计和水文地球化学分析方法对长江口南北两翼(上海浦东、江苏启东)和崇明岛东部的滨岸浅层地下水化学组分时空分布特征及其影响机制进行分析。结果表明:长江口滨岸浅层地下水在丰水期和枯水期分别为硬水极硬水和硬水,均以淡水为主;主要阳离子为Na^(+)和Ca^(2+),HCO_(3)^(-)为阴离子中含量最高组分;丰水期主要化学组分含量大于枯水期,且各个组分的空间变异值较枯水期大;与浦东滨岸相比,启东和崇明岛东部的滨岸浅层地下水化学类型季节性变化更明显;浅层地下水的主要补给来源为大气降水;长江口北翼和崇明岛东部区域浅层地下水主要受到土壤淋溶、岩石风化水解、阳离子交换作用和人为活动影响,同时在一定程度上受到蒸发浓缩作用的影响,仅个别点位受到海水混合作用的影响;长江口南翼主要受到岩石风化水解和阳离子交换作用的影响,基本不受海水混合作用的影响,农业活动对该区域影响较小。

关键词：浅层地下水水化学特征时空分布影响机制滨岸长江口

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常温下三卡因和丁香酚对条纹小鲃的麻醉效果研究

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水产科学 2024年第1期43卷 144-151页

作者：宋霖陈小江高鹏江苏农牧科技职业学院江苏泰州225300

为提高条纹小鲃在常温下养殖生产操作及运输中的存活率,将野外采集的条纹小鲃经循环水暂养驯化14 d,在水温(25.0±0.5)℃下,开展三卡因和丁香酚对体质量(0.28±0.09)g条纹小鲃的有效麻醉试验:分别经质量浓度为140 mg/L的三卡因、质量浓... 详细信息

为提高条纹小鲃在常温下养殖生产操作及运输中的存活率,将野外采集的条纹小鲃经循环水暂养驯化14 d,在水温(25.0±0.5)℃下,开展三卡因和丁香酚对体质量(0.28±0.09)g条纹小鲃的有效麻醉试验:分别经质量浓度为140 mg/L的三卡因、质量浓度为25 mg/L的丁香酚深度麻醉后的离水暴露试验,分别经质量浓度为10 mg/L的三卡因、质量浓度为8 mg/L的丁香酚镇静后的模拟运输试验,探讨常温下不同操作目的2种麻醉剂的应用效果。试验结果显示,三卡因和丁香酚麻醉条纹小鲃的有效质量浓度分别为100~140 mg/L、20~30 mg/L。经质量浓度140 mg/L三卡因、质量浓度25 mg/L丁香酚深度麻醉的条纹小鲃,在空气中分别暴露6、8 min内复苏率为100%。选择三卡因质量浓度10 mg/L、丁香酚质量浓度8 mg/L模拟运输,48 h内均以鱼水质量比1∶15效果最佳;如运输72 h,可使用三卡因麻醉,以鱼水质量比1∶20效果最佳,存活率达90.74%。试验结果表明,三卡因和丁香酚均对条纹小鲃有良好的麻醉效果,在实际应用中应根据不同的操作目的并结合其他要素,选用合适的麻醉质量浓度。

关键词：条纹小鲃三卡因丁香酚麻醉

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Advances in seismological methods for characterizing fault zone structure

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Earthquake Science 2024年第2期37卷 122-138页

作者： Yan Cai Jianping Wu Yaning Liu Shijie gao Institute of Geophysics China Earthquake AdministrationBeijing 100081China Key Laboratory of Earthquake Source Physics China Earthquake AdministrationBeijing 100081China

Large earthquakes frequently occur along complex fault systems.Understanding seismic rupture and long-term fault evolution requires constraining the geometric and material properties of fault zone structures.We provide a comprehensive overview of recent advancements in seismological methods used to study fault zone structures,including seismic tomography,fault zone seismic wave analysis,and seismicity analysis.Observational conditions limit our current ability to fully characterize fault zones,for example,insufficient imaging resolution to discern small-scale anomalies,incomplete capture of crucial fault zone seismic waves,and limited precision in event location accuracy.Dense seismic arrays can overcome these limitations and enable more detailed investigations of fault zone structures.Moreover,we present new insights into the structure of the Anninghe-xiaojiang fault zone in the southeastern margin of the Qinghai-Xizang Plateau based on data collected from a dense seismic array.We found that utilizing a dense seismic array can identify small-scale features within fault zones,aiding in the interpretation of fault zone geometry and material properties.

关键词： fault zone structure tomography fault zone wave seismic activity Anninghe-xiaojiang fault zone

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崇明岛浅层地下水化学特征及其影响机制

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环境科学研究 2021年第5期34卷 1120-1128页

作者：成思温瑶许畅畅高效江复旦大学环境科学与工程系上海200433

为探究长江口浅层地下水化学特征及其影响机制,选择崇明岛为研究对象,采集22个浅层地下水样本和3个地表水样本,检测11项水化学指标及氢氧同位素.利用描述性统计分析、Arc GIS空间分析、Piper图解和离子比例系数等分析方法,分析研究区浅... 详细信息

为探究长江口浅层地下水化学特征及其影响机制,选择崇明岛为研究对象,采集22个浅层地下水样本和3个地表水样本,检测11项水化学指标及氢氧同位素.利用描述性统计分析、Arc GIS空间分析、Piper图解和离子比例系数等分析方法,分析研究区浅层地下水化学类型与离子空间分布,讨论控制浅层地下水化学演化过程的主要因素和离子来源,探究地表水与浅层地下水的水力联系.结果表明:崇明岛浅层地下水pH在7.30~7.94之间,整体呈中性硬水,36%为极硬水,围垦地区浅层地下水矿化程度较高;浅层地下水化学类型有13种,以HCO_(3)-Ca水为主,占样本数的27%,主要分布在崇明岛中部、西南部;从西部到东部阴离子由HCO_(3)-向Cl-过渡,阳离子由Ca^(2+)向Na^(+)过渡,在围垦区,浅层地下水化学类型以Cl·HCO_(3)-Na为主.研究显示,水-岩作用、阳离子交换作用和人类活动是影响崇明岛浅层地下水化学特征的主要影响因素,浅层地下水与地表水水力联系紧密.

关键词：浅层地下水水化学特征影响机制

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杭州湾滨岸潮滩表层沉积物中有机氯农药的分布特征

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环境科学学报 2011年第2期31卷 322-327页

作者：高效江周桂平胡姝曹爱丽复旦大学环境科学与工程系上海200433

运用气相色谱-电子捕获(GC-ECD)法对杭州湾滨岸潮滩表层沉积物样品中的有机氯农药(OCPs)进行了定量分析.结果表明,沉积物中有机氯农药(OCPs)总含量在2.38～17.71ng.g-1(以干重计,下同)之间,其中,六六六类(HCH)农药含量在0.33～8.75ng.g-... 详细信息

运用气相色谱-电子捕获(GC-ECD)法对杭州湾滨岸潮滩表层沉积物样品中的有机氯农药(OCPs)进行了定量分析.结果表明,沉积物中有机氯农药(OCPs)总含量在2.38～17.71ng.g-1(以干重计,下同)之间,其中,六六六类(HCH)农药含量在0.33～8.75ng.g-1之间,滴滴涕类农药(DDT)含量在0.02～3.74ng.g-1之间.沉积物中OCPs的总体空间分布为:钱塘江杭州河段>杭州湾南岸>杭州湾北岸.OCPs含量与有机碳(TOC)含量之间呈显著正相关关系,但相关系数较低(r=0.626,p<0.01),说明有机氯农药在沉积物中的含量水平不仅受TOC含量的控制,还受沿岸水动力沉积环境、沉积物组分以及人类活动等综合因素的影响.杭州湾沿岸地区沉积物中DDT和HCH的组成特征表明,其主要来源于风化较久的土壤中的农药残留,但在H10(建塘江)和H12(西江闸)站点存在新的农药输入.杭州湾滨岸地区表层沉积物样品中的OCPs的生态风险较低,尚未对生物造成明显的负面影响.

关键词：有机氯农药(OCPs) 沉积物杭州湾分布

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基于德国经验的建筑业安全生产责任保险发展建议

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建筑经济 2020年第9期41卷 14-18页

作者：高晓江方东平李小冬清华大学土木水利学院建设管理系北京100084

针对我国建筑业推行安责险存在的突出问题,为明确建筑业安责险的定位和功能,总结借鉴德国在此问题方面的成功经验,围绕着保险的风险预防功能和激励措施,为完善和改革安责险制度提出有益对策和建议。

关键词：建筑业安全生产责任保险德国风险预防

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楔形体模型的简化计算方法

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现代隧道技术 2017年第1期54卷 83-88页

作者：赵红泽郑群飞朱建明高晓将中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 华北科技学院安全工程学院北京101601 北京志能祥赢节能环保科技股份有限公司北京100160

目前用于求解盾构开挖面极限支护力的理论计算公式参数都较多且计算较为繁琐。文章基于目前使用较为普遍的楔形体理论计算模型对极限支护力的简化计算方法进行了研究。研究发现:当砂土的内摩擦角在20°~70°范围内时,其计算值的对数In... 详细信息

目前用于求解盾构开挖面极限支护力的理论计算公式参数都较多且计算较为繁琐。文章基于目前使用较为普遍的楔形体理论计算模型对极限支护力的简化计算方法进行了研究。研究发现:当砂土的内摩擦角在20°~70°范围内时,其计算值的对数Inσ_T与砂土的内摩擦角ψ近似呈线性关系;而且在不考虑地面附加应力的影响下,当砂土的重度、盾构开挖面直径和盾构埋深不同时,lnσ_T与ψ的关系曲线近似平行。文章通过线性拟合的方法,在一定范围内通过引入砂土重度影响系数a、盾构开挖面直径影响系数6和埋深影响系数c得到了考虑砂土重度、盾构开挖面直径和埋深等因素影响的盾构开挖面极限支护力的简化计算公式,简化了盾构开挖面极限支护力的求解过程。

关键词：楔形体模型盾构开挖面极限支护力线性拟合

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Detection and analysis of landslide geomorphology based on UAV vertical photogrammetry

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Journal of Mountain Science 2024年第4期21卷 1190-1214页

作者： BI Rui GAN Shu YUAN Xiping LI Kun LI Raobo LUO Weidong CHEN Cheng gao Sha HU Lin ZHU Zhifu School of Land and Resources Engineering Kunming University of Science and TechnologyKunming 650093China Plication Engineering Research Center of Spatial Information Surveying and Mapping Technology in Plateau and Mountainous Areas Set by Universities in Yunnan Province Kunming 650093China West Yunnan University of Applied Sciences Key Laboratory of Mountain Real Scene Point Cloud Data Processing and Application for Universities in Yunnan ProvinceDali 671006China

High-resolution landslide images are required for detailed geomorphological analysis in complex topographic environment with steep and vertical landslide distribution.This study proposed a vertical route planning method for unmanned aerial vehicles(UAVs),which could achieve rapid image collection based on strictly calculated route parameters.The effectiveness of this method was verified using a DJI Mavic 2 Pro,obtaining high-resolution landslide images within the Dongchuan debris flow gully,in the xiaojiang River Basin,Dongchuan District,Yunnan,China.A three-dimensional(3D)model was constructed by the structure-from-motion and multi-view stereo(SfM-MVS).Micro-geomorphic features were analyzed through visual interpretation,geographic information system(GIS),spatial analysis,and mathematical statistics methods.The results demonstrated that the proposed method could obtain comprehensive vertical information on landslides while improving measurement accuracy.The 3D model was constructed using the vertically oriented flight route to achieve centimeter-level accuracy(horizontal accuracy better than 6 cm,elevation accuracy better than 3 cm,and relative accuracy better than 3.5 cm).The UAV technology could further help understand the micro internal spatial and structural characteristics of landslides,facilitating intuitive acquisition of surface details.The slope of landslide clusters ranged from 36°to 72°,with the majority of the slope facing east and southeast.Upper elevation levels were relatively consistent while middle to lower elevation levels gradually decreased from left to right with significant variations in lower elevation levels.During the rainy season,surface runoff was abundant,and steep topography exacerbated changes in surface features.This route method is suitable for unmanned aerial vehicle(UAV)landslide surveys in complex mountainous environments.The geomorphological analysis methods used will provide references for identifying and describing topographic features.

关键词： UAV Landslide Vertical route SfM-MVS Topographic features

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