Merci fir Äre Besuch op Nature.com. D'Browserversioun, déi Dir benotzt, ënnerstëtzt CSS limitéiert. Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech, en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten). An der Zwëschenzäit, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, wäerte mir d'Websäit ouni Stiler a JavaScript uweisen.
Ënnert dem Fuerschungsobjekt vum Sui-Chongqing Eisebunnshang, ginn de Buedemwidderstand, d'Buedemelektrochemie (Korrosiounspotenzial, Redoxpotenzial, Potenzialgradient a pH), Buedemanionen (total löslech Salzer, Cl-, SO42- an) a Buedemnährstoffgehalt (Fiichtegkeetsgehalt, organesch Matière, total Stéckstoff, alkali-hydrolyséierte Stéckstoff, verfügbare Phosphor, verfügbare Kalium) ënner verschiddenen Hangen evaluéiert. Am Verglach mat anere Faktoren huet Waasser de gréissten Afloss op d'Korrosioun vum Hangschutznetz, gefollegt vum Anionengehalt. Dat total löslecht Salz huet e mëttelméissegen Effekt op d'Korrosioun vum Hangschutznetz, an de Streichstroum huet e mëttelméissegen Effekt op d'Korrosioun vum Hangschutznetz. De Korrosiounsgrad vu Buedemprouwen gouf ëmfaassend evaluéiert, an d'Korrosioun um ieweschten Hang war mëttelméisseg, an d'Korrosioun um mëttleren an ënneschten Hang war staark. Déi organesch Matière am Buedem war signifikant mam potenziellen Gradient korreléiert. Verfügbare Stéckstoff, verfügbare Kalium a verfügbare Phosphor ware signifikant mat Anionen korreléiert. D'Verdeelung vu Buedemnährstoffer ass indirekt mam Hangtyp verbonnen.
Beim Bau vun Eisebunnen, Autobunnen a Waasserschutzanlagen sinn Biergöffnungen dacks onvermeidbar. Wéinst de Bierger am Südwesten erfuerdert de Bau vun der Eisebunn a China vill Ausgruewung vum Bierg. Dëst zerstéiert den urspréngleche Buedem a Vegetatioun, wouduerch fräigeluechte Fielshäng entstinn. Dës Situatioun féiert zu Äerdrutschen a Buedemerosioun, wat d'Sécherheet vum Eisebunnsverkéier menacéiert. Äerdrutschen si schlecht fir de Stroosseverkéier, besonnesch nom Äerdbiewen zu Wenchuan vum 12. Mee 2008. Äerdrutschen sinn zu enger wäit verbreeter an eescht Äerdbiewenkatastroph ginn. An der Evaluatioun vun 4.243 Kilometer wichtege Stroossen an der Provënz Sichuan am Joer 2008 gouf et 1.736 schwéier Äerdbiewenkatastrophen a Stroossebetter a Stützmaueren, wat 39,76% vun der Gesamtlängt vun der Evaluatioun ausmécht. Direkt wirtschaftlech Verloschter duerch Stroosseschued hunn iwwer 58 Milliarden Yuan 2,3 gemooss. Global Beispiller weisen, datt Geogeforen no engem Äerdbiewen op d'mannst 10 Joer (Äerdbiewen zu Taiwan) a souguer 40-50 Joer (Äerdbiewen zu Kanto a Japan) 4,5 daueren kënnen. De Steigung ass den Haaptfaktor, deen d'Äerdbiewengefor beaflosst 6,7. Dofir ass et néideg, den Stroossenhang z'erhalen a seng Stabilitéit ze stäerken. Planzen spillen eng onverzichtbar Roll beim Schutz vun den Hangen an der Restauratioun vun der ekologescher Landschaft 8. Am Verglach mat normale Buedemhangen hunn Fielshangen net déi Akkumulatioun vun Nährstoffer wéi organescher Matière, Stéckstoff, Phosphor a Kalium, an hunn net déi néideg Buedemëmfeld fir de Vegetatiounswuesstum. Wéinst Faktoren wéi groussen Hang an Reenerosioun geet den Hangbuedem liicht verluer. D'Hangëmfeld ass haart, feelt un den néidege Konditioune fir de Planzewuesstum, an de Buedem um Hang feelt un Ënnerstëtzungsstabilitéit9. Hangsprëtzen mat Basismaterial fir de Buedem ze bedecken an den Hang ze schützen ass eng allgemeng benotzt Hangökologesch Restauratiounstechnologie a mengem Land. De künstleche Buedem, deen fir d'Sprëtzen benotzt gëtt, besteet aus zerquetschtem Steen, Akerlandbuedem, Stréi, gemëschte Dünger, Waasserspäichermëttel a Klebstoff (allgemeng benotzt Klebstoffer enthalen Portlandzement, organesche Klebstoff an Asphalt-Emulgator) an engem bestëmmte Verhältnis. Den technesche Prozess ass: als éischt Stacheldrot um Fiels leeën, dann de Stacheldrot mat Nieten an Ankerbolzen fixéieren, an zum Schluss künstleche Buedem mat Som um Hang mat engem spezielle Sprëtzer sprëtzen. Dat 14# diamantfërmegt Metallnetz, dat voll galvaniséiert ass, gëtt meeschtens benotzt, mat engem Netzstandard vu 5cm×5cm an engem Duerchmiesser vun 2mm. D'Metallnetz erlaabt der Buedemmatrix eng haltbar monolithesch Plack op der Fielsuewerfläch ze bilden. D'Metallnetz wäert am Buedem korrodéieren, well de Buedem selwer en Elektrolyt ass, an de Grad vun der Korrosioun hänkt vun de Charakteristike vum Buedem of. D'Evaluatioun vu Buedemkorrosiounsfaktoren ass vu grousser Bedeitung fir d'Evaluatioun vu Buedem-induzéierte Metaller. Netzerosioun an d'Eliminatioun vun Äerdrutschgeforen.
Et gëtt ugeholl, datt Planzewuerzele eng entscheedend Roll bei der Stabiliséierung vun den Hangen an der Erosiounskontroll spillen10,11,12,13,14. Fir Hangen géint flaach Äerdrutschen ze stabiliséieren, kann Vegetatioun benotzt ginn, well Planzewuerzele de Buedem fixéiere kënnen, fir Äerdrutschen ze vermeiden15,16,17. Hëlze Vegetatioun, besonnesch Beem, hëlleft flaach Äerdrutschen ze vermeiden18. Eng robust Schutzstruktur, déi vun de vertikalen a lateralen Wuerzelsystemer vu Planzen geformt gëtt, déi als Verstäerkungspfeiler am Buedem déngen. D'Entwécklung vu Wuerzelarchitekturmuster gëtt vu Genen ugedriwwen, an d'Buedemëmfeld spillt eng entscheedend Roll an dëse Prozesser. Korrosioun vu Metaller variéiert mat der Buedemëmfeld20. De Grad vun der Korrosioun vu Metaller am Buedem ka vun zimlech schneller Opléisung bis zu vernoléissegbaren Impakt21 reechen. Kënschtleche Buedem ass ganz anescht wéi richtege "Buedem". D'Bildung vun natierleche Buedem ass d'Resultat vun Interaktiounen tëscht der externer Ëmwelt a verschiddenen Organismen iwwer Zéngmillioune vu Joer22,23,24. Ier d'Hëlze Vegetatioun e stabilt Wuerzelsystem an Ökosystem bildt, hänkt et direkt mat der Entwécklung vun der natierlecher Wirtschaft, der Sécherheet vum Liewen an dem ... zesummen. Verbesserung vun der ekologescher Ëmwelt.
Wéi och ëmmer, kann d'Korrosioun vu Metaller zu enorme Verloschter féieren. Laut enger Ëmfro, déi an den fréien 1980er Joren a China iwwer chemesch Maschinnen an aner Industrien duerchgefouert gouf, hunn d'Verloschter, déi duerch Metallkorrosioun verursaacht goufen, 4% vum gesamten Outputwäert ausgemaach. Dofir ass et vu grousser Bedeitung, de Korrosiounsmechanismus ze studéieren a Schutzmoossname fir wirtschaftlech Konstruktiounen ze huelen. De Buedem ass e komplexe System vu Gasen, Flëssegkeeten, Feststoffer a Mikroorganismen. Mikrobiell Metabolitte kënne Materialien korrodéieren, a Streistréim kënnen och Korrosioun verursaachen. Dofir ass et wichteg, d'Korrosioun vu Metaller, déi am Buedem verstoppt sinn, ze vermeiden. Am Moment konzentréiert sech d'Fuerschung iwwer verstoppte Metallkorrosioun haaptsächlech op (1) Faktoren, déi d'verstoppte Metallkorrosioun beaflossen25; (2) Metallschutzmethoden26,27; (3) Bewäertungsmethoden fir de Grad vun der Metallkorrosioun28; Korrosioun a verschiddene Medien. Wéi och ëmmer, all Biedem an der Studie waren natierlech an haten ausreechend Buedembildungsprozesser duerchgemaach. Wéi och ëmmer, et gëtt kee Bericht iwwer künstlech Buedemerosioun vu Eisebunnsgestengshäng.
Am Verglach mat anere korrosive Medien huet künstleche Buedem d'Charakteristike vun Illiquiditéit, Heterogenitéit, Saisonalitéit a Regionalitéit. Metallkorrosioun a künstleche Buedem gëtt duerch elektrochemesch Interaktiounen tëscht Metaller a künstleche Buedem verursaacht. Nieft ugebuerene Faktoren hänkt d'Rate vun der Metallkorrosioun och vun der Ëmgéigend of. Eng Vielfalt vu Faktoren beaflossen d'Metallkorrosioun eenzel oder a Kombinatioun, wéi z. B. Fiichtegkeetsgehalt, Sauerstoffgehalt, Gesamtgehalt u lösleche Salzer, Anion- a Metalliongehalt, pH-Wäert, Buedemmikroben30,31,32.
An 30 Joer Praxis war d'Fro, wéi künstlech Buedem op Fielshäng permanent erhale ka ginn, e Problem33. Op verschiddenen Häng kënnen no 10 Joer manueller Fleeg wéinst Buedemerosioun net méi Sträich oder Beem wuessen. Den Dreck op der Uewerfläch vum Metallnetz gouf op verschiddene Plazen ewechgespullt. Wéinst Korrosioun sinn e puer Metallnetz gekrackt an all Buedem driwwer an drënner verluer (Figur 1). De Moment konzentréiert sech d'Fuerschung iwwer d'Korrosioun vun den Eisebunnshäng haaptsächlech op d'Korrosioun vum Äerdnetz vun den Ënnerstatiounen vun den Eisebunnen, d'Streifstroumkorrosioun, déi vun der Liichtbunn generéiert gëtt, an d'Korrosioun vun Eisebunnsbrécken34,35, Gleiser an aner Gefierausrüstung36. Et gouf keng Rapporte vu Korrosioun vum Metallnetz fir de Schutz vun den Eisebunnshäng. Dësen Artikel ënnersicht déi physikalesch, chemesch an elektrochemesch Eegeschafte vu künstleche Buedem um südwestleche Fielshäng vun der Suiyu-Eisebunn, mat dem Zil, d'Metallkorrosioun virauszesoen, andeems d'Buedemeischafte bewäert ginn, an eng theoretesch a praktesch Basis fir d'Restauratioun vum Buedemökosystem an d'künstlech Restauratioun ze bidden. Künstlech Hang.
D'Testplaz läit am hiwwelege Gebitt vu Sichuan (30°32′N, 105°32′O) bei der Gare Suining. D'Géigend läit an der Mëtt vum Sichuan-Baseng, mat niddrege Bierger an Hiwwelen, mat enger einfacher geologescher Struktur a flaachem Terrain. Erosioun, Ofschneiden an Akkumulatioun vu Waasser kreéieren erodéiert hiwweleg Landschaften. De Grondstee besteet haaptsächlech aus Kalksteen, an d'Iwwerlagerung besteet haaptsächlech aus purpurroude Sand a Schlammsteen. D'Integritéit ass schlecht, an d'Gestengs ass eng blockéiert Struktur. D'Studiegebitt huet e subtropescht fiicht Monsunklima mat saisonalen Charakteristiken vun fréiem Fréijoer, waarmem Summer, kuerzen Hierscht a spéide Wanter. De Nidderschlag ass reichlech, d'Liicht- an Hëtztressourcen si reichlech, d'fraschtfräi Period ass laang (285 Deeg am Duerchschnëtt), de Klima ass mëll, déi duerchschnëttlech jäerlech Temperatur ass 17,4°C, déi duerchschnëttlech Temperatur vum wäermste Mount (August) ass 27,2°C, an déi extrem Maximaltemperatur ass 39,3°C. De kälste Mount ass Januar (Duerchschnëttstemperatur ass 6,5°C), déi extrem Minimumtemperatur... D'Temperatur ass -3,8°C, an den duerchschnëttleche jäerleche Nidderschlag ass 920 mm, haaptsächlech konzentréiert am Juli an August. De Nidderschlag am Fréijoer, Summer, Hierscht a Wanter variéiert staark. Den Undeel vum Nidderschlag an all Joreszäit ass 19-21%, 51-54%, 22-24% a 4-5%.
De Fuerschungsstandort ass eng Hang vun ongeféier 45° um Hang vun der Yu-Sui Eisebunn, déi am Joer 2003 gebaut gouf. Am Abrëll 2012 louch se no Süden, bannent 1 km vun der Gare Suining ewech. Den natierlechen Hang gouf als Kontroll benotzt. Déi ökologesch Restauratioun vum Hang benotzt déi auslännesch Topdressing Buedemsprëtztechnologie fir ökologesch Restauratioun. Jee no der Héicht vum Säitenhang vun der Eisebunn kann den Hang an Ophang, Mëtthang an Ofhang opgedeelt ginn (Fig. 2). Well d'Déckt vum geschniddene kënschtleche Buedem vum Hang ongeféier 10 cm ass, benotze mir, fir d'Verschmotzung vun de Korrosiounsprodukter vum Buedemmetallnetz ze vermeiden, nëmmen eng Schaufel aus Edelstol fir d'Bueduewerfläch 0-8 cm ze huelen. Véier Widderhuelunge goufen fir all Hangpositioun festgeluecht, mat 15-20 zoufälleg Proufpunkten pro Widderhuelung. All Widderhuelung ass eng Mëschung aus 15-20 zoufälleg bestëmmten aus S-fërmegen Linnenproufpunkten. Säin frësch Gewiicht ass ongeféier 500 Gramm. Bréngt d'Prouwe a Polyethylen-Ziplock-Tuten zréck an de Laboratoire fir d'Veraarbechtung. De Buedem gëtt natierlech un der Loft gedréchent, an de Kies an Déieren- a Planzereschter ginn erausgesicht, mat engem Achatstéck zerquetscht an mat engem 20-Mesh, 100-Mesh Nylonsieb gesieft, ausser de grousse Partikelen.
De Buedemwidderstand gouf mam VICTOR4106 Äerdwiderstandstester vun der Shengli Instrument Company gemooss; de Buedemwidderstand gouf um Terrain gemooss; D'Buedemfiichtegkeet gouf mat der Trocknungsmethod gemooss. Den DMP-2 portable digitalen mv/pH-Instrument huet eng héich Inputimpedanz fir d'Miessung vum Buedemkorrosiounspotenzial. De Potenzialgradient an de Redoxpotenzial goufen mam DMP-2 portable digitalen mv/pH bestëmmt, de Gesamtléisleche Salz am Buedem gouf mat der Réckstänntrocknungsmethod bestëmmt, de Chloridionengehalt am Buedem gouf mat der AgNO3-Titratiounsmethod (Mohr-Method) bestëmmt, de Buedemsulfatgehalt gouf mat der indirekter EDTA-Titratiounsmethod bestëmmt, der Duebelindikator-Titratiounsmethod fir Buedemkarbonat a -bikarbonat ze bestëmmen, der Kaliumdichromat-Oxidatiounsheizungsmethod fir d'organesch Matière am Buedem ze bestëmmen, der Diffusiounsmethod vun der alkalischer Léisung fir d'Alkalihydrolyse-Stickstoff am Buedem ze bestëmmen, an der H2SO4-HClO4-Verdauung Mo-Sb-kolorimetrescher Method. De Gesamtphosphor am Buedem an den verfügbare Phosphorgehalt am Buedem goufen mat der Olsen-Method bestëmmt (0,05 mol/L NaHCO3-Léisung als Extraktiounsmëttel), an de Gesamtkaliumgehalt am Buedem gouf mat Natriumhydroxid-Fusiounsflam-Photometrie bestëmmt.
Déi experimentell Donnéeë goufen ufanks systematiséiert. SPSS Statistics 20 gouf benotzt fir d'Moyenne-, d'Standardofwäichungs-, d'Een-Wee-ANOVA- an d'mënschlech Korrelatiounsanalyse duerchzeféieren.
Tabelle 1 weist déi elektromechanesch Eegeschaften, Anionen an Nährstoffer vu Buedem mat verschiddenen Hangen. De Korrosiounspotenzial, de Buedemwidderstand an den Ost-West-Potenzialgradient vu verschiddenen Hangen waren all bedeitend (P < 0,05). D'Redoxpotenzialer vum Bierghang, dem mëttleren Hang an dem natierlechen Hang waren bedeitend (P < 0,05). De Potenzialgradient senkrecht zur Schinn, dat heescht de Nord-Süd-Potenzialgradient, ass erop>bierghang>mëttleren Hang. De pH-Wäert vum Buedem war an der Gréisstenuerdnung vun erof>biergop>mëttleren Hang>natierlechen Hang. Dat total löslecht Salz, den natierlechen Hang, war däitlech méi héich wéi dat vum Eisebunnshang (P < 0,05). Den totale lösleche Salzgehalt vum Buedem vum drëtte Grad vun der Eisebunnshang ass iwwer 500 mg/kg, an dat total löslecht Salz huet e mëttelméissegen Effekt op d'Metallkorrosioun. Den organesche Matièregehalt vum Buedem war am héchsten am natierlechen Hang an am niddregsten am Bierghang (P < 0,05). Den totale Stickstoffgehalt war am héchsten am mëttleren Hang an am niddregsten am Bierghang; Den verfügbare Stickstoffgehalt war am héchsten am Hang an am mëttleren Hang, an am niddregsten am natierlechen Hang; den Gesamtstickstoffgehalt vum Hang erop an erof vun der Eisebunn war méi niddreg, awer den verfügbare Stickstoffgehalt war méi héich. Dëst weist drop hin, datt d'Mineraliséierungsquote vum organesche Stickstoff biergop an biergof séier ass. Den verfügbare Kaliumgehalt ass dee selwechte wéi de verfügbare Phosphor.
De Buedemwidderstand ass en Index, deen d'elektresch Leetfäegkeet ugeet, an e Basisparameter fir d'Beurteelung vu Buedemkorrosioun. Faktoren, déi de Buedemwidderstand beaflossen, sinn ënner anerem de Feuchtigkeitsgehalt, den Gesamtgehalt u lösleche Salzer, de pH-Wäert, d'Buedemtextur, d'Temperatur, den organesche Matièregehalt, d'Buedemtemperatur an d'Dichtheet. Am Allgemengen si Biedem mat engem niddrege Widderstand méi korrosiv, an ëmgekéiert. D'Benotzung vu Widderstand fir d'Beurteelung vu Buedemkorrosivitéit ass eng Method, déi a verschiddene Länner dacks benotzt gëtt. Tabelle 1 weist d'Bewäertungskriterien fir d'Korrosivitéitsgrad fir all eenzelen Index37,38.
No den Testergebnissen a Standarden a mengem Land (Tabell 1), wann d'Buedemkorrosiounsfäegkeet nëmmen duerch de Buedemwidderstand bewäert gëtt, ass de Buedem um Ophang héich korrosiv; de Buedem um Ofhang ass mëttelméisseg korrosiv; d'Buedemkorrosiounsfäegkeet um mëttleren Hang an dem natierlechen Hang ass relativ niddreg schwaach.
De Buedemwidderstand vum Ophang ass däitlech méi niddereg wéi dee vun aneren Deeler vum Hang, wat duerch Reenerosioun verursaacht ka ginn. Den Uewerflächebuedem um Ophang fléisst mam Waasser an de mëttleren Hang, sou datt de Metallschutznetz vum Ophang no beim Uewerflächebuedem ass. E puer vun de Metallgitter ware fräigeluecht a souguer an der Loft hänke bliwwen (Figur 1). De Buedemwidderstand gouf virun Ort gemooss; den Ofstand tëscht de Raim war 3 m; d'Déift tëscht de Raim war manner wéi 15 cm. E blankt Metallgitter a schielende Rost kënnen d'Miessresultater stéieren. Dofir ass et net zouverlässeg, d'Buedemkorrosivitéit nëmmen um Buedemwidderstandsindex ze evaluéieren. Bei der ëmfaassender Evaluatioun vun der Korrosioun gëtt de Buedemwidderstand vum Ophang net berücksichtegt.
Wéinst der héijer relativer Loftfiichtegkeet verursaacht déi stänneg fiicht Loft an der Sichuan-Regioun, datt d'Metallnetz, dat der Loft ausgesat ass, méi eescht korrodéiert wéi d'Metallnetz, dat am Buedem verstoppt ass39. D'Aussetzung vum Drotnetz un d'Loft kann zu enger verkierzter Liewensdauer féieren, wat de Buedem op den Hang destabiliséiere kann. Buedemverloscht kann et fir Planzen, besonnesch holzeg Planzen, schwéier maachen, ze wuessen. Wéinst dem Manktem u holzege Planzen ass et schwéier, e Wuerzelsystem op den Hang ze bilden, fir de Buedem ze festen. Gläichzäiteg kann de Planzewuesstum och d'Buedemqualitéit verbesseren an den Humusgehalt am Buedem erhéijen, wat net nëmmen Waasser späichere kann, mä och e gutt Ëmfeld fir d'Wuesstum an d'Reproduktioun vun Déieren a Planzen bitt, wouduerch de Buedemverloscht reduzéiert gëtt. Dofir sollten an der fréier Phas vum Bau méi holzeg Somen op den Hang geséit ginn, a Waasserspäichermëttel soll kontinuéierlech bäigefüügt ginn a mat Folie zum Schutz bedeckt ginn, fir d'Erosioun vum Buedem op den Hang duerch Reewaasser ze reduzéieren.
D'Korrosiounspotenzial ass e wichtege Faktor, deen d'Korrosioun vum Hangschutznetz um dräistöckege Hang beaflosst an huet de gréissten Impakt um Biergop (Tabell 2). Ënner normalen Bedéngungen ännert sech d'Korrosiounspotenzial an enger bestëmmter Ëmwelt net vill. Eng bemierkenswäert Ännerung kann duerch Stréistréim verursaacht ginn. Stréistréim bezéie sech op Stréim 40, 41, 42, déi an de Stroossebett an de Buedemmedium lecken, wa Gefierer den ëffentlechen Transportsystem benotzen. Mat der Entwécklung vum Transportsystem huet de Schinnetransportsystem vu mengem Land eng grouss Elektrifizéierung erreecht, an d'Korrosioun vu vergruewe Metaller, déi duerch Gläichstroumleckage vun elektrifizéierten Eisebunnen verursaacht gëtt, kann net ignoréiert ginn. Aktuell kann de Buedempotenzialgradient benotzt ginn, fir ze bestëmmen, ob de Buedem Stréistroumstéierunge enthält. Wann de Potenzialgradient vum Uewerflächebuedem méi niddereg wéi 0,5 mv/m ass, ass de Stréistroum niddreg; wann de Potenzialgradient am Beräich vun 0,5 mv/m bis 5,0 mv/m läit, ass de Stréistroum mëttelméisseg; Wann de Potenzialgradient méi grouss wéi 5,0 mv/m ass, ass den Niveau vum Streifstroum héich. De schwiewend Beräich vum Potenzialgradient (EW) vum mëttleren Hang, dem Op- an dem Ofhäng ass an der Figur 3 gewisen. Wat de schwiewend Beräich ugeet, gëtt et moderat Streifstréim an der Ost-West- an Nord-Süd-Richtung vum mëttleren Hang. Dofir ass de Streifstroum e wichtege Faktor, deen d'Korrosioun vu Metallgitter um mëttleren an ofhängenden Hang beaflosst, besonnesch um mëttleren Hang.
Generell weist e Buedem-Redoxpotenzial (Eh) iwwer 400 mV eng Oxidatiounsfäegkeet un, iwwer 0-200 mV eng mëttel Reduktiounsfäegkeet an ënner 0 mV eng grouss Reduktiounsfäegkeet. Wat méi niddreg de Buedem-Redoxpotenzial ass, wat méi grouss ass d'Korrosiounsfäegkeet vu Buedem-Mikroorganismen op Metaller44. Et ass méiglech, den Trend vun der Buedem-Mikrobiellerkorrosioun aus dem Redoxpotenzial virauszesoen. D'Studie huet festgestallt, datt de Buedem-Redoxpotenzial vun den dräi Hangen méi grouss wéi 500 mv war, an den Korrosiounsniveau ganz kleng war. Si weist, datt d'Buedembelëftungsbedingungen vum Hangland gutt sinn, wat net förderlech fir d'Korrosioun vun anaerobe Mikroorganismen am Buedem ass.
Fréier Studien hunn erausfonnt, datt den Impakt vum Buedem-pH-Wäert op d'Buedemerosioun offensichtlech ass. Mat der Schwankung vum pH-Wäert gëtt d'Korrosiounsquote vu Metallmaterialien däitlech beaflosst. De Buedem-pH-Wäert ass enk mat der Regioun an de Mikroorganismen am Buedem verbonnen45,46,47. Am Allgemengen ass den Effekt vum Buedem-pH-Wäert op d'Korrosioun vu Metallmaterialien a liicht alkalesche Buedem net offensichtlech. D'Biedem vun den dräi Eisebunnshäng sinn all alkalesch, sou datt den Effekt vum pH-Wäert op d'Korrosioun vum Metallnetz schwaach ass.
Wéi aus der Tabell 3 ze gesinn ass, weist d'Korrelatiounsanalyse, datt de Redoxpotenzial an d'Steigungspositioun signifikant positiv korreléiert sinn (R2 = 0,858), de Korrosiounspotenzial an de Potenzialgradient (SN) signifikant positiv korreléiert sinn (R2 = 0,755), an de Redoxpotenzial an de Potenzialgradient (SN) signifikant positiv korreléiert sinn (R2 = 0,755). Et gouf eng signifikant negativ Korrelatioun tëscht Potenzial a pH festgestallt (R2 = -0,724). D'Steigungspositioun war signifikant positiv mam Redoxpotenzial korreléiert. Dëst weist, datt et Ënnerscheeder an der Mikroumwelt vun ënnerschiddleche Steigungspositioune gëtt, an datt Buedemmikroorganismen enk mam Redoxpotenzial verbonne sinn48, 49, 50. D'Redoxpotenzial war signifikant negativ mam pH51,52 korreléiert. Dës Bezéiung huet ugedeit, datt pH- an Eh-Wäerter sech net ëmmer synchron während dem Buedem-Redoxprozess geännert hunn, mä eng negativ linear Bezéiung haten. D'Metallkorrosiounspotenzial kann déi relativ Fäegkeet representéieren, Elektronen ze gewannen an ze verléieren. Och wann d'Korrosiounspotenzial signifikant positiv mam Potenzialgradient (SN) korreléiert war, kann de Potenzialgradient duerch den einfache Verloscht vun Elektronen duerch de Metall verursaacht ginn.
De Gesamtgehalt u lösleche Salzer am Buedem ass enk mat der Korrosiounsfäegkeet vum Buedem verbonnen. Am Allgemengen, wat méi héich de Salzgehalt am Buedem ass, wat méi niddreg de Buedemwidderstand ass, wat d'Resistenz vum Buedem erhéicht. An de Buedemelektrolyte sinn net nëmmen d'Anionen a variéierend Beräicher, mä och d'Korrosiounsbeafloss haaptsächlech Carbonate, Chloride a Sulfate. Zousätzlech beaflosst de Gesamtgehalt u lösleche Salzer am Buedem indirekt d'Korrosioun duerch den Afloss vun anere Faktoren, wéi den Effekt vum Elektrodenpotenzial a Metaller an d'Sauerstofflöslechkeet am Buedem53.
Déi meescht vun den lösleche Salz-dissoziéierten Ionen am Buedem bedeelegen sech net direkt un elektrochemesche Reaktiounen, mä beaflossen d'Metallkorrosioun duerch de Buedemwidderstand. Wat méi héich de Buedemsalinitéit ass, wat méi staark d'Buedemleitfäegkeet an d'Buedemerosioun ass méi staark. De Buedemsalinitéitsgehalt vun natierlechen Häng ass däitlech méi héich wéi dee vun Eisebunnshäng, wat doduerch bedingt ka sinn, datt natierlech Häng räich u Vegetatioun sinn, wat fir de Buedem- a Waasserspuermoossnam gëeegent ass. En anere Grond kéint sinn, datt den natierlechen Häng eng reif Buedembildung erlieft huet (Buedem-Urspréngmaterial, dat duerch Fielsverwitterung geformt gouf), awer de Buedem vum Eisebunnshäng aus zerquetschte Steenfragmenter als Matrix vum "kënschtleche Buedem" besteet an net e genuch Buedembildungsprozess duerchgemaach huet. Mineralstoffer ginn net fräigesat. Zousätzlech sinn d'Salzinonen am déiwe Buedem vun natierlechen Häng duerch Kapillarwierkung während der Uewerflächenverdampfung eropgaang an hunn sech am Uewerflächebuedem gesammelt, wat zu enger Erhéijung vum Salzionengehalt am Uewerflächebuedem féiert. D'Buedemdéckt vum Eisebunnshäng ass manner wéi 20 cm, wat dozou féiert, datt den Uewerflächebuedem net fäeg ass, d'Salz aus dem déiwe Buedem ze ergänzen.
Positiv Ionen (wéi K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, etc.) hunn wéineg Afloss op d'Buedemkorrosioun, während Anionen eng wichteg Roll am elektrochemesche Prozess vun der Korrosioun spillen an e wesentlechen Impakt op d'Metallkorrosioun hunn. Cl− kann d'Korrosioun vun der Anode beschleunegen an ass dat korrosivst Anion; wat méi héich den Cl−-Gehalt ass, wat méi staark d'Buedemkorrosioun ass. SO42− fördert net nëmmen d'Korrosioun vu Stol, mä verursaacht och Korrosioun a verschiddene Betonmaterialien54. Korrodéiert och Eisen. An enger Serie vu sauere Buedemexperimenter gouf festgestallt, datt d'Korrosiounsquote proportional zur Buedemsäuerung war55. Chlorid a Sulfat sinn déi Haaptkomponente vu lösleche Salzer, déi direkt d'Kavitation vu Metaller beschleunege kënnen. Studien hunn gewisen, datt de Korrosiounsgewiichtsverloscht vu Kuelestol an alkalesche Biedem bal proportional zum Zousaz vu Chlorid- a Sulfationen ass56,57. Lee et al. hunn festgestallt, datt SO42- d'Korrosioun behënnere kann, awer d'Entwécklung vu Korrosiounsgrécher förderen, déi sech scho gebilt hunn58.
Geméiss dem Standard fir d'Evaluatioun vun der Buedemkorrosioun an den Testergebnisse louch de Chloridionegehalt an all Buedemprouf um Hang iwwer 100 mg/kg, wat op eng staark Buedemkorrosioun hiweist. De Sulfationegehalt souwuel um Hang erop wéi och um Hang erof louch iwwer 200 mg/kg an ënner 500 mg/kg, an de Buedem war mëttelméisseg korrodéiert. Den Inhalt vu Sulfationen am mëttleren Hang ass méi niddereg wéi 200 mg/kg, an d'Buedemkorrosioun ass schwaach. Wann de Buedemmedium eng héich Konzentratioun enthält, wäert en un der Reaktioun deelhuelen a Korrosiounsschuel op der Uewerfläch vun der Metallelektrod produzéieren, wouduerch d'Korrosiounsreaktioun verlangsamt gëtt. Wann d'Konzentratioun eropgeet, kann d'Schuel op eemol briechen, wouduerch d'Korrosiounsquote staark beschleunegt gëtt; wann d'Konzentratioun weider eropgeet, bedeckt d'Korrosiounsschuel d'Uewerfläch vun der Metallelektrod, an d'Korrosiounsquote weist erëm eng verlangsamend Tendenz59. D'Studie huet festgestallt, datt d'Quantitéit am Buedem méi niddreg war an dofir wéineg Afloss op d'Korrosioun hat.
Geméiss Tabelle 4 huet d'Korrelatioun tëscht Steigung an Buedemanionen gewisen, datt et eng signifikant positiv Korrelatioun tëscht Steigung a Chloridionen (R2=0,836) an eng signifikant positiv Korrelatioun tëscht Steigung an total lösleche Salzer (R2=0,742) gouf.
Dëst weist drop hin, datt Uewerflächenoflaf a Buedemerosioun fir d'Verännerungen vun den gesamten lösleche Salzer am Buedem verantwortlech kéinte sinn. Et gouf eng bedeitend positiv Korrelatioun tëscht gesamten lösleche Salzer a Chloridionen festgestallt, wat doduerch kéint kommen, datt gesamt löslech Salzer de Pool vu Chloridionen sinn, an den Inhalt vun gesamten lösleche Salzer den Inhalt vu Chloridionen a Buedemléisungen bestëmmt. Dofir kënne mir wëssen, datt den Ënnerscheed an der Steigung zu schwéiere Korrosioun vum Metallgitterdeel féiere kann.
Organesch Matière, Gesamtstickstoff, verfügbare Stickstoff, verfügbare Phosphor a verfügbare Kalium sinn déi grondleeënd Nährstoffer vum Buedem, déi d'Buedemqualitéit an d'Absorptioun vun Nährstoffer duerch d'Wuerzelsystem beaflossen. Buedemnährstoffer sinn e wichtege Faktor, deen d'Mikroorganismen am Buedem beaflosst, dofir ass et derwäert ze studéieren, ob et eng Korrelatioun tëscht Buedemnährstoffer a Metallkorrosioun gëtt. D'Suiyu-Eisebunn gouf 2003 fäerdeg gestallt, dat heescht, datt de künstleche Buedem nëmmen 9 Joer laang organesch Matière akkumuléiert huet. Wéinst der Besonderheet vum künstleche Buedem ass et néideg, e gutt Verständnis vun den Nährstoffer am künstleche Buedem ze hunn.
D'Fuerschung weist, datt den organesche Matièregehalt am natierleche Buedem um Hang am héchsten ass, nodeems de ganze Buedem geformt gouf. Den organesche Matièregehalt am Buedem um nidderegen Hang war am niddregsten. Wéinst dem Afloss vun der Verwitterung an dem Uewerflächenoflaf sammelen sech Buedemnährstoffer um mëttleren an um Hang erof, wouduerch eng déck Humusschicht entsteet. Wéinst de klenge Partikelen an der schlechter Stabilitéit vum Buedem um nidderegen Hang gëtt d'organesch Matière awer liicht vu Mikroorganismen ofgebaut. D'Ëmfro huet festgestallt, datt d'Vegetatiounsdeckung an d'Diversitéit um mëttleren an um Hang erof héich waren, awer d'Homogenitéit niddreg war, wat zu enger ongläicher Verdeelung vun den Uewerflächennährstoffer féiere kann. Eng déck Humusschicht hält Waasser späicher an d'Buedemorganismen sinn aktiv. All dëst beschleunegt d'Zersetzung vun organescher Matière am Buedem.
Den alkali-hydrolyséierte Stickstoffgehalt vun den Eisebunnen no uewe, no mëttleren an no ënnen, war méi héich wéi dee vum natierlechen Hang, wat drop hiweist, datt d'Mineraliséierungsquote vum organesche Stickstoff vum Eisebunnhang däitlech méi héich war wéi déi vum natierlechen Hang. Wat méi kleng d'Partikelen sinn, wat méi onstabil d'Buedemstruktur ass, wat et fir Mikroorganismen méi einfach ass, déi organesch Matière an den Aggregaten ze zersetzen, a wat de Pool vu mineraliséiertem organesche Stickstoff méi grouss ass60,61. Am Aklang mat de Resultater vun der 62-Studie war den Inhalt vu klenge Partikelaggregaten am Buedem vun den Eisebunnhangen däitlech méi héich wéi dee vun den natierlechen Hangen. Dofir mussen entspriechend Moossname getraff ginn, fir den Inhalt vun Dünger, organescher Matière a Stickstoff am Buedem vum Eisebunnhang ze erhéijen an d'nohalteg Notzung vum Buedem ze verbesseren. D'Verschwendung vu verfügbarem Phosphor a verfügbarem Kalium, verursaacht duerch Uewerflächenoflaf, huet 77,27% bis 99,79% vum gesamte Verloscht vum Eisebunnhang ausgemaach. Den Uewerflächenoflaf kéint den Haaptursaacher fir de Verloscht vu verfügbaren Nährstoffer a Hangbiedem sinn63,64,65.
Wéi an der Tabell 4 gewisen, gouf et eng signifikant positiv Korrelatioun tëscht der Hangpositioun an dem verfügbare Phosphor (R2=0,948), an d'Korrelatioun tëscht der Hangpositioun an dem verfügbare Kalium war déiselwecht (R2=0,898). Dëst weist, datt d'Hangpositioun den Inhalt vu verfügbarem Phosphor a verfügbarem Kalium am Buedem beaflosst.
De Gradient ass e wichtege Faktor, deen den organesche Matièregehalt am Buedem an d'Stickstoffanreicherung beaflosst66, a wat méi kleng de Gradient ass, wat méi grouss d'Anreicherungsquote ass. Fir d'Nährstoffanreicherung am Buedem war den Nährstoffverloscht geschwächt, an den Effekt vun der Hangpositioun op den organesche Matièregehalt am Buedem an d'total Stickstoffanreicherung war net offensichtlech. Verschidden Aarte a Zuelen vu Planzen op verschiddenen Hangen hunn ënnerschiddlech organesch Saieren, déi vun de Planzewuerzele ausgeschott ginn. Organesch Saieren si gutt fir d'Fixéierung vu verfügbarem Phosphor a verfügbarem Kalium am Buedem. Dofir gouf et eng bedeitend Korrelatioun tëscht der Hangpositioun an dem verfügbare Phosphor, an der Hangpositioun an dem verfügbare Kalium.
Fir d'Bezéiung tëscht Buedemnährstoffer a Buedemkorrosioun ze klären, ass et néideg d'Korrelatioun ze analyséieren. Wéi an der Tabell 5 gewisen, war de Redoxpotenzial signifikant negativ mat verfügbarem Stickstoff (R2 = -0,845) a signifikant positiv mat verfügbarem Phosphor (R2 = 0,842) a verfügbarem Kalium (R2 = 0,980) korreléiert. De Redoxpotenzial reflektéiert d'Qualitéit vum Redox, déi normalerweis vun e puer physikaleschen a chemeschen Eegeschafte vum Buedem beaflosst gëtt, an dann eng Serie vun Eegeschafte vum Buedem beaflosst. Dofir ass et e wichtege Faktor fir d'Richtung vun der Buedemnährstofftransformatioun ze bestëmmen67. Verschidde Redoxqualitéite kënnen zu verschiddenen Zoustänn an der Disponibilitéit vun Nährstofffaktoren féieren. Dofir huet de Redoxpotenzial eng signifikant Korrelatioun mat verfügbarem Stickstoff, verfügbarem Phosphor a verfügbarem Kalium.
Nieft de Metalleegeschafte hänkt de Korrosiounspotenzial och mat de Buedemeegeschafte zesummen. De Korrosiounspotenzial war signifikant negativ mat der organescher Matière korreléiert, wat drop hiweist, datt d'organesch Matière en signifikanten Afloss op de Korrosiounspotenzial hat. Zousätzlech war d'organesch Matière och signifikant negativ mam potenziellen Gradient (SN) (R2=-0,713) a Sulfat-Ion (R2=-0,671) korreléiert, wat drop hiweist, datt den organesche Matièregehalt och de potenziellen Gradient (SN) a Sulfat-Ion beaflosst. Et gouf eng signifikant negativ Korrelatioun tëscht dem Buedem-pH-Wäert an dem verfügbare Kalium (R2 = -0,728) festgestallt.
Verfügbare Stickstoff war signifikant negativ mat gesamten lösleche Salzer a Chloridionen korreléiert, an verfügbare Phosphor a verfügbare Kalium ware signifikant positiv mat gesamten lösleche Salzer a Chloridionen korreléiert. Dëst weist drop hin, datt den verfügbaren Nährstoffgehalt d'Quantitéit vun gesamten lösleche Salzer a Chloridionen am Buedem signifikant beaflosst huet, an Anionen am Buedem net fir d'Akkumulatioun an d'Versuergung mat verfügbaren Nährstoffer förderlech waren. Gesamtstickstoff war signifikant negativ mat Sulfation a signifikant positiv mat Bikarbonat korreléiert, wat drop hiweist, datt Gesamtstickstoff en Afloss op den Inhalt vu Sulfat a Bikarbonat hat. Planzen hunn e klengen Bedarf u Sulfationen a Bikarbonationen, dofir sinn déi meescht vun hinne fräi am Buedem oder gi vu Buedemkolloiden absorbéiert. Bikarbonationen favoriséieren d'Akkumulatioun vu Stickstoff am Buedem, a Sulfationen reduzéieren d'Verfügbarkeet vu Stickstoff am Buedem. Dofir ass eng entspriechend Erhéijung vum Inhalt vu verfügbarem Stickstoff an Humus am Buedem virdeelhaft fir d'Korrosivitéit vum Buedem ze reduzéieren.
Buedem ass e System mat komplexer Zesummesetzung an Eegeschaften. Buedemkorrosivitéit ass d'Resultat vun der synergistescher Wierkung vu ville Faktoren. Dofir gëtt allgemeng eng ëmfaassend Evaluatiounsmethod benotzt fir d'Buedemkorrosivitéit ze evaluéieren. Mat Bezuch op de "Code for Geotechnical Engineering Investigation" (GB50021-94) an d'Testmethoden vum China Soil Corrosion Test Network, kann de Buedemkorrosiounsgrad ëmfaassend no de folgende Standarden evaluéiert ginn: (1) D'Evaluatioun ass schwaach Korrosioun, wann nëmme schwaach Korrosioun, gëtt et keng mëttelméisseg Korrosioun oder staark Korrosioun; (2) wann et keng staark Korrosioun gëtt, gëtt et als mëttelméisseg Korrosioun evaluéiert; (3) wann et eng oder zwou Plaze vu staarker Korrosioun gëtt, gëtt et als staark Korrosioun evaluéiert; (4) wann et 3 oder méi Plaze vu staarker Korrosioun gëtt, gëtt et als staark Korrosioun fir schwéier Korrosioun evaluéiert.
No Buedemwidderstand, Redoxpotential, Waassergehalt, Salzgehalt, pH-Wäert a Cl- an SO42-Gehalt goufen d'Korrosiounsgrade vu Buedemproben op verschiddenen Hangen grëndlech evaluéiert. D'Fuerschungsresultater weisen datt d'Biedem op allen Hangen héich korrosiv sinn.
D'Korrosiounspotenzial ass e wichtege Faktor, deen d'Korrosioun vum Hangschutznetz beaflosst. D'Korrosiounspotenzialer vun den dräi Hanger sinn all méi niddereg wéi -200 mV, wat dee gréissten Impakt op d'Korrosioun vum biergopgehenden Metallnetz huet. De Potenzialgradient kann benotzt ginn, fir d'Gréisst vum Streibstroum am Buedem ze beurteelen. Streibstroum ass e wichtege Faktor, deen d'Korrosioun vu Metallnetz op mëttleren an biergopgehenden beaflosst, besonnesch op mëttleren Hanger. Den gesamten Inhalt u lösleche Salzer an de Buedem vun den ieweschten, mëttleren an ënneschten Hanger louch all iwwer 500 mg/kg, an den Effekt op d'Korrosioun um Hangschutznetz war mëttelméisseg. De Waassergehalt vum Buedem ass e wichtege Faktor, deen d'Korrosioun vu Metallnetz op mëttleren an biergofgehendenen Hanger beaflosst, an huet e gréisseren Impakt op d'Korrosioun vun den Hangschutznetz. Nährstoffer si meeschtens am Buedem um mëttleren Hang, wat drop hiweist, datt et heefeg mikrobiell Aktivitéiten an e séiert Planzewuesstum gëtt.
D'Fuerschung weist, datt Korrosiounspotenzial, potenziell Gradienten, total löslech Salzgehalt a Waassergehalt déi Haaptfaktoren sinn, déi d'Buedemkorrosioun op den dräi Häng beaflossen, an d'Buedemkorrosioun gëtt als staark bewäert. D'Korrosioun vum Hangschutznetz ass am eeschtsten um mëttleren Hang, wat eng Referenz fir den Antikorrosiounsdesign vum Eisebunnshangschutznetz duerstellt. Déi entspriechend Zousätz vu verfügbarem Stéckstoff an organeschen Dünger ass virdeelhaft fir d'Buedemkorrosioun ze reduzéieren, de Planzewuesstum ze erliichteren an schliisslech den Hang ze stabiliséieren.
Wéi een dësen Artikel zitéiert: Chen, J. et al. Auswierkunge vun der Buedemzesummesetzung an der Elektrochemie op d'Korrosioun vum Fielshängennetz laanscht eng chinesesch Eisebunnslinn. science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Dynamesch Charakteristike vun den Hanger vun der Eisebunnsënnerlag ënner Äerdbiewenexitatioun. Naturkatastroph. 69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al.Analyse vun typeschen Äerdbiewenschued op Autobunnen am vum Äerdbiewen betraffene Wenchuan-Gebitt an der Provënz Sichuan [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Seismesch Schuedanalyse a Géigemoossname vu Stroossebrécken am Wenchuan-Äerdbiewen. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Den Effekt vum Chichi-Äerdbiewen op Äerdrutschen, déi duerch spéider Nidderschléi am Zentrum vun Taiwan verursaacht goufen. Engineering Geology. 86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Laangzäiteffekter vun duerch Äerdbiewen verursaachte Äerdrutschen op d'Sedimentproduktioun an engem Biergwaasserscheed: Tanzawa Regioun, Japan. geomorphology. 101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. E Réckbléck op d'Fuerschung iwwer d'Analyse vun der seismescher Stabilitéit vu geotechneschen Hangen. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Fuerschung iwwer geologesch Geforen, déi duerch den Äerdbiewen zu Wenchuan a Sichuan verursaacht goufen. Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Hangschutz mat Vegetatioun: Wuerzelmechanik vu verschiddenen tropesche Planzen. International Journal of Physical Sciences. 5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topographesch Auswierkungen op tropesch Nidderbiergwälder ënner verschiddene geologesche Konditiounen um Mount Kinabalu, Borneo. Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Ideal Charakteristike vu Planzewuerzelen fir de Schutz vun natierlechen an ugeluechten Hanger virun Äerdrutschen. Planzen a Buedem, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Auswierkunge vu Graswurzelen op d'Erosiounsfäegkeet vum Uewerflächebuedem während konzentréiertem Floss. Geomorphology 76, 54–67 (2006).