Hatur nuhun parantos nganjang ka Nature.com. Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS anu terbatas. Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo browser anu diénggalan (atanapi mareuman modeu kompatibilitas dina Internet Explorer). Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal nampilkeun situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Ngagunakeun lamping karéta api Sui-Chongqing salaku objék panalungtikan, résistansi taneuh, éléktrokimia taneuh (poténsi korosi, poténsi rédoks, gradién poténsial sareng pH), anion taneuh (total uyah leyur, Cl-, SO42- sareng) sareng Nutrisi taneuh. (Kandungan Uap, bahan organik, total nitrogén, nitrogén hidrolisis alkali, fosfor anu sayogi, kalium anu sayogi) Dina lamping anu béda-béda, tingkat korosi dievaluasi numutkeun indikator individu sareng indikator komprehensif taneuh jieunan. Dibandingkeun sareng faktor sanés, cai gaduh pangaruh panggedéna kana korosi jaring panyalindungan lamping, dituturkeun ku eusi anion. Total uyah leyur gaduh pangaruh sedeng kana korosi jaring panyalindungan lamping, sareng arus nyasar gaduh pangaruh sedeng kana korosi jaring panyalindungan lamping. Tingkat korosi sampel taneuh dievaluasi sacara komprehensif, sareng korosi dina lamping luhur sedeng, sareng korosi dina lamping tengah sareng handap kuat. Bahan organik dina taneuh berkorelasi sacara signifikan sareng gradién poténsial. Nitrogén anu sayogi, kalium anu sayogi sareng fosfor anu sayogi berkorelasi sacara signifikan sareng anion. Distribusi nutrisi taneuh sacara teu langsung aya hubunganana sareng jinis lamping.
Nalika ngawangun jalur karéta api, jalan raya, sareng fasilitas konservasi cai, bubuka gunung sering teu tiasa dihindari. Kusabab gunung-gunung di kidul-kulon, konstruksi jalur karéta api Cina meryogikeun seueur penggalian gunung. Éta ngancurkeun taneuh sareng pepelakan asli, nyiptakeun lamping batu anu kakeunaan. Kaayaan ieu nyababkeun longsor sareng erosi taneuh, sahingga ngancam kasalametan transportasi karéta api. Longsor goréng pikeun lalu lintas jalan, khususna saatos lini Wenchuan 12 Méi 2008. Longsor parantos janten bencana lini anu nyebar sacara lega sareng serius1. Dina évaluasi taun 2008 ngeunaan 4.243 kilométer jalan utama konci di Propinsi Sichuan, aya 1.736 bencana lini parah di dasar jalan sareng témbok panahan lamping, anu ngawakilan 39,76% tina total panjang évaluasi. Karugian ékonomi langsung tina karusakan jalan ngaleuwihan 58 milyar yuan 2,3. Conto global nunjukkeun yén geohazard pasca lini tiasa tahan sahenteuna 10 taun (lini Taiwan) sareng bahkan salami 40-50 taun (lini Kanto di Jepang) 4,5. Gradien mangrupikeun faktor utama anu mangaruhan bahaya lini 6,7. Ku alatan éta, perlu pikeun ngajaga lamping jalan sareng nguatkeun stabilitasna. Tutuwuhan maénkeun peran anu teu tiasa digentoskeun dina panyalindungan lamping sareng restorasi lanskap ékologis 8. Dibandingkeun sareng lamping taneuh biasa, lamping batu henteu ngagaduhan akumulasi faktor nutrisi sapertos bahan organik, nitrogén, fosfor, sareng kalium, sareng henteu ngagaduhan lingkungan taneuh anu diperyogikeun pikeun pertumbuhan vegetasi. Kusabab faktor-faktor sapertos lamping ageung sareng erosi hujan, taneuh lamping gampang leungit. Lingkungan lamping nyaéta kasar, kurang kaayaan anu diperyogikeun pikeun kamekaran pepelakan, sareng taneuh lamping kurang stabilitas pendukung. 9. Nyemprot lamping ku bahan dasar pikeun nutupan taneuh pikeun ngajaga lamping mangrupikeun téknologi restorasi ékologis lamping anu umum dianggo di nagara kuring. Taneuh jieunan anu dianggo pikeun nyemprot diwangun ku batu anu ditumbuk, taneuh lahan pertanian, jarami, pupuk majemuk, agén penahan cai sareng perekat (perekat anu umum dianggo kalebet semén Portland, lem organik sareng pengemulsi aspal) dina proporsi anu tangtu. Prosés téknisna nyaéta: mimitina neundeun kawat berduri dina batu, teras pasang kawat berduri nganggo paku keling sareng baut jangkar, sareng pamustunganana nyemprot taneuh jieunan anu ngandung siki dina lamping nganggo sprayer khusus. Bolong logam bentuk inten 14# anu digalvanisasi sapinuhna seueur dianggo, kalayan standar bolong 5cm × 5cm sareng diaméter 2mm. Bolong logam ngamungkinkeun matriks taneuh pikeun ngabentuk lempengan monolitik anu awét dina permukaan batu. Bolong logam bakal korosi dina taneuh, sabab taneuhna sorangan mangrupikeun éléktrolit, sareng tingkat korosi gumantung kana karakteristik taneuh. Évaluasi faktor korosi taneuh penting pisan pikeun meunteun erosi bolong logam anu diinduksi taneuh. sareng ngaleungitkeun bahaya longsor.
Akar tutuwuhan dipercaya maénkeun peran penting dina stabilisasi lamping sareng kontrol erosi10,11,12,13,14. Pikeun ngastabilkeun lamping ngalawan longsor déét, vegetasi tiasa dianggo sabab akar tutuwuhan tiasa ngalereskeun taneuh pikeun nyegah longsor15,16,17. Vegetasi kai, khususna tangkal, ngabantosan nyegah longsor déét18. Struktur pelindung anu kokoh anu dibentuk ku sistem akar vertikal sareng lateral pepelakan anu bertindak salaku tumpukan penguat dina taneuh. Kamekaran pola arsitéktur akar didorong ku gén, sareng lingkungan taneuh maénkeun peran anu penting dina prosés ieu. Korosi kana logam rupa-rupa gumantung kana lingkungan taneuh20. Tingkat korosi logam dina taneuh tiasa mimitian ti leyur anu lumayan gancang dugi ka dampak anu teu pati penting21. Taneuh jieunan béda pisan sareng "taneuh" nyata. Pembentukan taneuh alami mangrupikeun hasil tina interaksi antara lingkungan éksternal sareng rupa-rupa organisme salami puluhan juta taun22,23,24. Sateuacan vegetasi kai ngabentuk sistem akar sareng ékosistem anu stabil, naha bolong logam anu digabungkeun sareng lamping batu sareng taneuh jieunan tiasa fungsina kalayan aman aya hubunganana langsung sareng kamekaran ékonomi alami, kasalametan kahirupan sareng pamutahiran lingkungan ékologis.
Nanging, korosi logam tiasa nyababkeun karugian anu ageung. Numutkeun survey anu dilakukeun di Cina dina awal taun 1980-an ngeunaan mesin kimia sareng industri sanésna, karugian anu disababkeun ku korosi logam nyumbang 4% tina total nilai kaluaran. Ku alatan éta, penting pisan pikeun nalungtik mékanisme korosi sareng ngalakukeun tindakan pelindung pikeun konstruksi ékonomi. Taneuh mangrupikeun sistem gas, cairan, padet sareng mikroorganisme anu rumit. Métabolit mikroba tiasa ngaruksak bahan, sareng arus anu nyasar ogé tiasa nyababkeun korosi. Ku alatan éta, penting pikeun nyegah korosi logam anu dikubur dina taneuh. Ayeuna, panalungtikan ngeunaan korosi logam anu dikubur utamina museur kana (1) faktor anu mangaruhan korosi logam anu dikubur25; (2) metode panyalindungan logam26,27; (3) metode penilaian pikeun tingkat korosi logam28; Korosi dina média anu béda. Nanging, sadaya taneuh dina panilitian éta alami sareng parantos ngalaman prosés pembentukan taneuh anu cekap. Nanging, teu aya laporan ngeunaan erosi taneuh jieunan tina lamping batu karéta api.
Dibandingkeun sareng média korosif anu sanés, taneuh jieunan ngagaduhan ciri-ciri teu likuid, hétérogénitas, musiman sareng régionalitas. Korosi logam dina taneuh jieunan disababkeun ku interaksi éléktrokimia antara logam sareng taneuh jieunan. Salian ti faktor bawaan, laju korosi logam ogé gumantung kana lingkungan sakurilingna. Rupa-rupa faktor mangaruhan korosi logam sacara individual atanapi kombinasi, sapertos kandungan Uap, kandungan oksigén, kandungan uyah leyur total, kandungan anion sareng ion logam, pH, mikroba taneuh30,31,32.
Dina 30 taun prakték, patarosan ngeunaan kumaha carana ngalestarikeun taneuh jieunan sacara permanén dina lamping batu parantos janten masalah33. Rungkun atanapi tangkal henteu tiasa tumbuh dina sababaraha lamping saatos 10 taun perawatan manual kusabab érosi taneuh. Kokotor dina permukaan bolong logam kakeunaan cai di sababaraha tempat. Kusabab korosi, sababaraha bolong logam retak sareng kaleungitan sadaya taneuh di luhur sareng di handapna (Gambar 1). Ayeuna, panilitian ngeunaan korosi lamping karéta api utamina museur kana korosi jaringan pentanahan gardu induk karéta api, korosi arus nyasar anu dihasilkeun ku karéta api ringan, sareng korosi sasak karéta api34,35, rel sareng peralatan kendaraan sanésna36. Teu acan aya laporan korosi bolong logam panyalindungan lamping karéta api. Makalah ieu nalungtik sipat fisik, kimia sareng éléktrokimia taneuh jieunan dina lamping batu kidul-kulon Kareta Api Suiyu, anu tujuanana pikeun ngaduga korosi logam ku cara meunteun sipat taneuh sareng nyayogikeun dasar téoritis sareng praktis pikeun restorasi ékosistem taneuh sareng restorasi jieunan. Lereng jieunan.
Tempat uji coba ieu ayana di daérah pagunungan Sichuan (30°32′N, 105°32′E) caket Stasion Karéta Suining. Daérah ieu ayana di tengah Cekungan Sichuan, kalayan gunung sareng pasir anu handap, kalayan struktur géologis anu saderhana sareng medan anu datar. Érosi, motong, sareng akumulasi cai nyiptakeun bentang pasir anu érosi. Batuan dasar utamina batu kapur, sareng lapisan luhurna utamina keusik wungu sareng batu leutak. Integritasna goréng, sareng batuna mangrupikeun struktur blok. Daérah panilitian ieu ngagaduhan iklim muson subtropis anu lembab kalayan ciri musiman awal musim semi, usum panas anu panas, usum gugur anu pondok sareng ahir usum tiris. Curah hujan seueur, sumber cahaya sareng panas seueur, période bébas ibun panjang (rata-rata 285 dinten), iklimna hampang, suhu rata-rata taunan nyaéta 17,4°C, suhu rata-rata bulan anu paling panas (Agustus) nyaéta 27,2°C, sareng suhu maksimum ekstrim nyaéta 39,3°C. Bulan anu paling tiis nyaéta Januari (suhu rata-rata 6,5°C), suhu minimum ekstrim nyaéta -3,8°C, sareng rata-rata curah hujan taunan nyaéta 920 mm, utamina dina bulan Juli sareng Agustus. Curah hujan dina usum semi, usum panas, usum gugur sareng usum tiris rupa-rupa pisan. Proporsi curah hujan dina unggal usum dina sataun nyaéta 19-21%, 51-54%, 22-24% sareng 4-5% masing-masing.
Tempat panalungtikan ieu mangrupa lamping sakitar 45° dina lamping Karéta Api Yu-Sui anu diwangun dina taun 2003. Dina April 2012, tempat ieu ngadep ka kidul dina jarak 1 km ti Stasion Karéta Api Suining. Lereng alami dianggo salaku kontrol. Restorasi ékologis lereng ngadopsi téknologi nyemprot taneuh topdressing asing pikeun restorasi ékologis. Numutkeun jangkungna lereng sisi karéta api, lereng tiasa dibagi kana lereng luhur, lereng tengah sareng lereng handap (Gambar 2). Kusabab ketebalan taneuh jieunan lereng anu dipotong sakitar 10cm, pikeun nyingkahan polusi produk korosi tina bolong logam taneuh, urang ngan ukur nganggo sekop stainless steel pikeun nyandak permukaan taneuh 0-8cm. Opat réplika disetel pikeun unggal posisi lereng, kalayan 15-20 titik sampling acak per réplika. Unggal réplika mangrupikeun campuran 15-20 anu ditangtukeun sacara acak tina titik sampling garis bentuk S. Beurat segerna sakitar 500 gram. Bawa sampel deui ka laboratorium dina kantong ziplock polietilen pikeun diolah. Taneuh dikeringkeun sacara alami ku hawa, sareng kerikil sareng sésa-sésa sasatoan sareng pepelakan dipilih, ditumbuk ku iteuk akik, sareng diayak ku ayakan nilon 20-mesh, 100-mesh kecuali partikel kasar.
Résistansi taneuh diukur ku alat uji résistansi grounding VICTOR4106 anu diproduksi ku Shengli Instrument Company; résistansi taneuh diukur di lapangan; Kalembaban taneuh diukur ku metode pangeringan. Instrumen digital mv/pH portabel DMP-2 ngagaduhan impedansi input anu luhur pikeun ngukur poténsi korosi taneuh. Gradien poténsial sareng poténsial redoks ditangtukeun ku digital mv/pH portabel DMP-2, total uyah leyur dina taneuh ditangtukeun ku metode pangeringan résidu, eusi ion klorida dina taneuh ditangtukeun ku metode titrasi AgNO3 (metode Mohr), eusi sulfat taneuh ditangtukeun ku metode Titrasi EDTA teu langsung, metode titrasi indikator ganda pikeun nangtukeun karbonat sareng bikarbonat taneuh, metode pemanasan oksidasi kalium dikromat pikeun nangtukeun bahan organik taneuh, metode difusi larutan basa pikeun nangtukeun nitrogén hidrolisis basa taneuh, metode kolorimetri pencernaan H2SO4-HClO4 Mo-Sb Total fosfor dina taneuh sareng eusi fosfor anu sayogi dina taneuh ditangtukeun ku metode Olsen (0,05 mol/L larutan NaHCO3 salaku ékstraktan), sareng total eusi kalium dina taneuh ditangtukeun ku fotometri fusi-seuneu natrium hidroksida.
Data ékspérimén mimitina disistematisasi. SPSS Statistics 20 dianggo pikeun ngalaksanakeun analisis rata-rata, standar deviasi, ANOVA hiji arah, sareng korélasi manusa.
Tabel 1 nampilkeun sipat éléktromékanis, anion, sareng nutrisi taneuh kalayan lamping anu béda. Poténsi korosi, résistansi taneuh, sareng gradién poténsial wétan-kulon tina lamping anu béda-béda sadayana signifikan (P < 0,05). Poténsial rédoks tina lamping turun, lamping tengah, sareng lamping alami signifikan (P < 0,05). Gradién poténsial anu tegak lurus kana rel, nyaéta, gradién poténsial kalér-kidul, nyaéta lamping luhur>lamping handap>lamping tengah. Nilai pH taneuh aya dina urutan lamping handap>lamping luhur>lamping tengah>lamping alami. Total uyah leyur, lamping alami sacara signifikan langkung luhur tibatan lamping karéta api (P < 0,05). Total eusi uyah leyur tina taneuh lamping karéta api kelas tilu di luhur 500 mg/kg, sareng total uyah leyur gaduh pangaruh sedeng kana korosi logam. Eusi bahan organik taneuh pangluhurna dina lamping alami sareng panghandapna dina lamping turun (P < 0,05). Total eusi nitrogén pangluhurna dina lamping tengah sareng panghandapna dina lamping nanjak; Kandungan nitrogén anu sayogi pangluhurna di lamping handap sareng lamping tengah, sareng anu panghandapna di lamping alami; total kandungan nitrogén dina lamping luhur sareng handap jalur karéta api langkung handap, tapi kandungan nitrogén anu sayogi langkung luhur. Ieu nunjukkeun yén laju mineralisasi nitrogén organik anu nanjak sareng mudun gancang. Kandungan kalium anu sayogi sami sareng fosfor anu sayogi.
Résistansi taneuh nyaéta indéks anu nunjukkeun konduktivitas listrik sareng parameter dasar pikeun nangtoskeun korosi taneuh. Faktor-faktor anu mangaruhan résistansi taneuh kalebet eusi Uap, eusi uyah leyur total, pH, tékstur taneuh, suhu, eusi bahan organik, suhu taneuh, sareng kateguhan. Sacara umum, taneuh anu résistansi handap langkung korosif, sareng sabalikna. Ngagunakeun résistansi pikeun nangtoskeun korosivitas taneuh mangrupikeun metode anu umum dianggo di sababaraha nagara. Tabel 1 nunjukkeun kriteria évaluasi tingkat korosivitas pikeun unggal indéks tunggal 37, 38.
Numutkeun hasil tés sareng standar di nagara kuring (Tabel 1), upami korosifitas taneuh ngan ukur dievaluasi ku résistansi taneuh, taneuh dina lamping nanjak korosif pisan; taneuh dina lamping nu mudun korosif sedeng; korosifitas taneuh dina lamping tengah sareng lamping alami relatif handap lemah.
Résistansi taneuh di lamping anu nanjak sacara signifikan langkung handap tibatan bagian lamping anu sanés, anu tiasa disababkeun ku érosi hujan. Taneuh luhur di lamping anu naék ngalir ka lamping tengah sareng cai, supados jaring panyalindungan lamping logam anu naék caket kana taneuh luhur. Sababaraha jaring logam kakeunaan sareng bahkan ngagantung di hawa (Gambar 1). Résistansi taneuh diukur di tempat; jarak tihang nyaéta 3m; jerona tihang di handap 15cm. Jaring logam anu bulistir sareng karat anu ngelupas tiasa ngaganggu hasil pangukuran. Ku alatan éta, teu tiasa dipercaya pikeun meunteun korosivitas taneuh ngan ukur ku indéks résistansi taneuh. Dina évaluasi korosi anu komprehensif, résistansi taneuh di lamping anu naék henteu dipertimbangkeun.
Kusabab kalembaban relatif anu luhur, hawa lembab anu terus-terusan di daérah Sichuan nyababkeun jaring logam anu kakeunaan hawa langkung korosi tibatan jaring logam anu dikubur dina taneuh39. Paparan jaring kawat kana hawa tiasa nyababkeun umur jasa anu langkung pondok, anu tiasa ngaganggu stabilitas taneuh anu nanjak. Leungitna taneuh tiasa ngajantenkeun pepelakan hésé tumbuh, khususna pepelakan kai. Kusabab kurangna pepelakan kai, hésé pikeun ngabentuk sistem akar nanjak pikeun nguatkeun taneuh. Dina waktos anu sami, kamekaran pepelakan ogé tiasa ningkatkeun kualitas taneuh sareng ningkatkeun eusi humus dina taneuh, anu henteu ngan ukur tiasa nahan cai, tapi ogé nyayogikeun lingkungan anu saé pikeun kamekaran sareng réproduksi sasatoan sareng pepelakan, sahingga ngirangan leungitna taneuh. Ku alatan éta, dina tahap awal konstruksi, langkung seueur siki kai kedah dipelak dina lereng, sareng agén penahan cai kedah teras-terasan ditambahkeun sareng ditutupan ku pilem pikeun panyalindungan, supados ngirangan erosi taneuh lereng ku cai hujan.
Poténsi korosi mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan korosi jaring panyalindungan lamping dina lamping tilu tingkat, sareng gaduh dampak panggedéna dina lamping anu nanjak (Tabel 2). Dina kaayaan normal, poténsi korosi henteu robih seueur dina lingkungan anu dipasihkeun. Parobihan anu katingali tiasa disababkeun ku arus nyasar. Arus nyasar nujul kana arus 40, 41, 42 anu bocor kana jalan sareng média taneuh nalika kendaraan nganggo sistem transportasi umum. Kalayan kamekaran sistem transportasi, sistem transportasi karéta api nagara kuring parantos ngahontal éléktrifikasi skala ageung, sareng korosi logam anu dikubur anu disababkeun ku bocor arus searah tina karéta api anu diéléktrifikasi henteu tiasa dipaliré. Ayeuna, gradien poténsial taneuh tiasa dianggo pikeun nangtukeun naha taneuh ngandung gangguan arus nyasar. Nalika gradien poténsial taneuh permukaan langkung handap tibatan 0,5 mv/m, arus nyasar rendah; nalika gradien poténsial aya dina kisaran 0,5 mv/m dugi ka 5,0 mv/m, arus nyasar sedeng; Nalika gradien poténsial langkung ageung tibatan 5,0 mv/m, tingkat arus nyasar luhur. Rentang ngambang tina gradien poténsial (EW) tina lamping tengah, lamping luhur sareng lamping handap dipidangkeun dina Gambar 3. Dina hal rentang ngambang, aya arus nyasar sedeng dina arah wétan-kulon sareng kalér-kidul tina lamping tengah. Ku alatan éta, arus nyasar mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan korosi bolong logam dina lamping tengah sareng lamping handap, khususna dina lamping tengah.
Sacara umum, poténsial redoks taneuh (Eh) di luhur 400 mV nunjukkeun kamampuan oksidasi, di luhur 0-200 mV nyaéta kamampuan réduksi sedeng, sareng di handap 0 mV nyaéta kamampuan réduksi anu ageung. Beuki handap poténsial redoks taneuh, beuki ageung kamampuan korosi mikroorganisme taneuh kana logam. Kamungkinan pikeun ngaduga tren korosi mikroba taneuh tina poténsial redoks. Panilitian ieu mendakan yén poténsial redoks taneuh tina tilu lamping langkung ageung tibatan 500 mv, sareng tingkat korosi leutik pisan. Éta nunjukkeun yén kaayaan ventilasi taneuh tina lahan lamping saé, anu henteu kondusif pikeun korosi mikroorganisme anaérob dina taneuh.
Panilitian samemehna mendakan yén dampak pH taneuh kana érosi taneuh téh atra pisan. Kalayan fluktuasi nilai pH, laju korosi bahan logam kapangaruhan sacara signifikan. pH taneuh raket patalina jeung daérah sareng mikroorganisme dina taneuh45,46,47. Sacara umum, pangaruh pH taneuh kana korosi bahan logam dina taneuh anu rada basa teu atra. Taneuh di tilu lamping karéta api sadayana basa, janten pangaruh pH kana korosi bolong logam lemah.
Sakumaha anu tiasa ditingali tina Tabel 3, analisis korélasi nunjukkeun yén poténsial redoks sareng posisi lamping berkorelasi positif sacara signifikan (R2 = 0,858), poténsial korosi sareng gradien poténsial (SN) berkorelasi positif sacara signifikan (R2 = 0,755), sareng poténsial redoks sareng gradien poténsial (SN) berkorelasi positif sacara signifikan (R2 = 0,755). Aya korelasi négatif anu signifikan antara poténsial sareng pH (R2 = -0.724). Posisi lamping sacara signifikan berkorelasi positif sareng poténsial redoks. Ieu nunjukkeun yén aya bédana dina lingkungan mikro tina posisi lamping anu béda, sareng mikroorganisme taneuh raket patalina sareng poténsial redoks48, 49, 50. Poténsial redoks sacara signifikan berkorelasi négatif sareng pH51,52. Hubungan ieu nunjukkeun yén nilai pH sareng Eh henteu salawasna robih sacara sinkron salami prosés redoks taneuh, tapi gaduh hubungan linier négatif. Poténsial korosi logam tiasa ngagambarkeun kamampuan relatif pikeun kéngingkeun sareng kaleungitan éléktron. Sanaos poténsial korosi sacara signifikan berkorelasi positif sareng gradien poténsial (SN), gradien poténsial tiasa disababkeun ku leungitna éléktron anu gampang ku logam.
Kandungan uyah leyur total taneuh raket patalina jeung korosivitas taneuh. Sacara umum, beuki luhur salinitas taneuh, beuki handap résistansi taneuh, sahingga ningkatkeun résistansi taneuh. Dina éléktrolit taneuh, teu ngan ukur anion sareng rentang anu béda-béda, tapi ogé pangaruh korosi utamina karbonat, klorida sareng sulfat. Salian ti éta, kandungan uyah leyur total dina taneuh sacara teu langsung mangaruhan korosi ngaliwatan pangaruh faktor-faktor sanés, sapertos pangaruh poténsial éléktroda dina logam sareng kalarutan oksigén taneuh53.
Kaseueuran ion anu leyur dina taneuh anu diuraikeun ku uyah henteu langsung ngiringan réaksi éléktrokimia, tapi mangaruhan korosi logam ngaliwatan résistansi taneuh. Beuki luhur salinitas taneuh, beuki kuat konduktivitas taneuh sareng beuki kuat érosi taneuh. Kandungan salinitas taneuh dina lamping alami sacara signifikan langkung luhur tibatan lamping karéta api, anu tiasa disababkeun ku kanyataan yén lamping alami beunghar ku vegetasi, anu kondusif pikeun konservasi taneuh sareng cai. Alesan sanésna nyaéta lamping alami parantos ngalaman formasi taneuh anu dewasa (bahan induk taneuh anu dibentuk ku pelapukan batu), tapi taneuh lamping karéta api diwangun ku fragmen batu anu ditumbuk salaku matriks "taneuh jieunan", sareng henteu ngalaman prosés formasi taneuh anu cekap. Mineral henteu dileupaskeun. Salaku tambahan, ion uyah dina taneuh jero lamping alami naék ngaliwatan aksi kapiler nalika penguapan permukaan sareng akumulasi dina taneuh permukaan, ngahasilkeun paningkatan eusi ion uyah dina taneuh permukaan. Ketebalan taneuh lamping karéta api kirang ti 20 cm, ngahasilkeun henteu mampuhna taneuh luhur pikeun nambihan uyah tina taneuh jero.
Ion positif (sapertos K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, jsb.) gaduh pangaruh anu sakedik kana korosi taneuh, sedengkeun anion maénkeun peran anu penting dina prosés éléktrokimia korosi sareng gaduh dampak anu signifikan kana korosi logam. Cl− tiasa ngagancangkeun korosi anoda sareng mangrupikeun anion anu paling korosif; beuki luhur eusi Cl−, beuki kuat korosi taneuh. SO42− henteu ngan ukur ngamajukeun korosi baja, tapi ogé nyababkeun korosi dina sababaraha bahan beton 54. Ogé ngaruksak beusi. Dina sarangkaian ékspérimén taneuh asam, laju korosi kapanggih sabanding sareng kaasaman taneuh 55. Klorida sareng sulfat mangrupikeun komponén utama uyah leyur, anu tiasa langsung ngagancangkeun kavitasi logam. Panilitian parantos nunjukkeun yén leungitna beurat korosi baja karbon dina taneuh basa ampir sabanding sareng panambahan ion klorida sareng sulfat 56,57. Lee et al. mendakan yén SO42- tiasa ngahalangan korosi, tapi ngamajukeun kamekaran liang korosi anu parantos kabentuk 58.
Numutkeun standar évaluasi korosi taneuh sareng hasil tés, eusi ion klorida dina unggal sampel taneuh lamping di luhur 100 mg/kg, nunjukkeun korosi taneuh anu kuat. Eusi ion sulfat dina lamping nanjak sareng turun di luhur 200 mg/kg sareng di handap 500 mg/kg, sareng taneuhna rada korosi. Eusi ion sulfat dina lamping tengah langkung handap tibatan 200 mg/kg, sareng korosi taneuh lemah. Nalika média taneuh ngandung konsentrasi anu luhur, éta bakal ilubiung dina réaksi sareng ngahasilkeun skala korosi dina permukaan éléktroda logam, sahingga ngalambatkeun réaksi korosi. Nalika konsentrasi ningkat, skala tiasa peupeus ujug-ujug, sahingga ngagancangkeun laju korosi; nalika konsentrasi terus ningkat, skala korosi nutupan permukaan éléktroda logam, sareng laju korosi nunjukkeun tren anu ngalambatkeun deui 59. Panilitian mendakan yén jumlah dina taneuh langkung handap sareng ku kituna saeutik pangaruh kana korosi.
Numutkeun Tabel 4, korélasi antara anion lamping sareng taneuh nunjukkeun yén aya korélasi positif anu signifikan antara ion lamping sareng klorida (R2=0,836), sareng korélasi positif anu signifikan antara lamping sareng total uyah leyur (R2=0,742).
Ieu nunjukkeun yén limpasan permukaan sareng érosi taneuh tiasa janten panyabab parobahan total uyah leyur dina taneuh. Aya korélasi positif anu signifikan antara total uyah leyur sareng ion klorida, anu tiasa kusabab total uyah leyur mangrupikeun kumpulan ion klorida, sareng eusi total uyah leyur nangtukeun eusi ion klorida dina larutan taneuh. Ku alatan éta, urang tiasa terang yén bédana lamping tiasa nyababkeun korosi anu parah dina bagian bolong logam.
Bahan organik, total nitrogén, nitrogén anu sayogi, fosfor anu sayogi sareng kalium anu sayogi mangrupikeun nutrisi dasar taneuh, anu mangaruhan kualitas taneuh sareng panyerepan nutrisi ku sistem akar. Nutrisi taneuh mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan mikroorganisme dina taneuh, janten penting pikeun nalungtik naha aya korélasi antara nutrisi taneuh sareng korosi logam. Suiyu Railway réngsé dina taun 2003, anu hartosna taneuh jieunan ngan ukur ngalaman 9 taun akumulasi bahan organik. Kusabab khususna taneuh jieunan, perlu pikeun gaduh pamahaman anu saé ngeunaan nutrisi dina taneuh jieunan.
Panalungtikan nunjukkeun yén kandungan bahan organik pangluhurna dina taneuh lamping alami saatos sakabéh prosés formasi taneuh. Kandungan bahan organik taneuh lamping handap nyaéta anu panghandapna. Kusabab pangaruh pelapukan sareng limpasan permukaan, nutrisi taneuh bakal akumulasi dina lamping tengah sareng lamping ka handap, ngabentuk lapisan humus anu kandel. Nanging, kusabab partikel leutik sareng stabilitas taneuh lamping handap anu goréng, bahan organik gampang diuraikeun ku mikroorganisme. Survei mendakan yén panutup sareng karagaman vegetasi lamping tengah sareng lamping ka handap luhur, tapi homogenitasna handap, anu tiasa nyababkeun distribusi nutrisi permukaan anu henteu rata. Lapisan humus anu kandel nahan cai sareng organisme taneuh aktip. Sadayana ieu ngagancangkeun dekomposisi bahan organik dina taneuh.
Kandungan nitrogén hidrolisis alkali dina jalur karéta api di lereng luhur, lereng tengah, sareng lereng handap langkung luhur tibatan lereng alami, nunjukkeun yén laju mineralisasi nitrogén organik dina lereng karéta api sacara signifikan langkung luhur tibatan lereng alami. Beuki leutik partikelna, beuki teu stabil struktur taneuhna, beuki gampang pikeun mikroorganisme ngarecah bahan organik dina agregat, sareng beuki ageung kumpulan nitrogén organik anu termineralisasi60,61. Saluyu sareng hasil panilitian 62, eusi agregat partikel leutik dina taneuh lereng karéta api sacara signifikan langkung luhur tibatan lereng alami. Ku alatan éta, tindakan anu pas kedah dilaksanakeun pikeun ningkatkeun eusi pupuk, bahan organik, sareng nitrogén dina taneuh lereng karéta api, sareng pikeun ningkatkeun panggunaan taneuh anu lestari. Runtah fosfor sareng kalium anu sayogi anu disababkeun ku limpasan permukaan nyumbang 77,27% dugi ka 99,79% tina total leungitna lereng karéta api. Limpasan permukaan tiasa janten pendorong utama leungitna nutrisi anu sayogi dina taneuh lereng63,64,65.
Sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 4, aya korélasi positif anu signifikan antara posisi lamping sareng fosfor anu sayogi (R2 = 0,948), sareng korélasi antara posisi lamping sareng kalium anu sayogi sami (R2 = 0,898). Éta nunjukkeun yén posisi lamping mangaruhan eusi fosfor anu sayogi sareng kalium anu sayogi dina taneuh.
Gradien mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan eusi bahan organik taneuh sareng pangayaan nitrogén66, sareng langkung alit gradienna, langkung ageung laju pangayaan. Pikeun pangayaan nutrisi taneuh, leungitna nutrisi dilemahkeun, sareng pangaruh posisi lamping kana eusi bahan organik taneuh sareng pangayaan nitrogén total henteu atra. Jenis sareng jumlah pepelakan anu béda dina lamping anu béda-béda ngagaduhan asam organik anu béda-béda anu dikaluarkeun ku akar pepelakan. Asam organik mangpaat pikeun fiksasi fosfor anu sayogi sareng kalium anu sayogi dina taneuh. Ku alatan éta, aya korélasi anu signifikan antara posisi lamping sareng fosfor anu sayogi, sareng posisi lamping sareng kalium anu sayogi.
Pikeun ngajelaskeun hubungan antara nutrisi taneuh sareng korosi taneuh, perlu dianalisis korélasina. Sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 5, poténsial redoks sacara signifikan berkorelasi négatif sareng nitrogén anu sayogi (R2 = -0,845) sareng sacara signifikan berkorelasi positif sareng fosfor anu sayogi (R2 = 0,842) sareng kalium anu sayogi (R2 = 0,980). Poténsial redoks ngagambarkeun kualitas redoks, anu biasana kapangaruhan ku sababaraha sipat fisik sareng kimia taneuh, teras mangaruhan sababaraha sipat taneuh. Ku alatan éta, éta mangrupikeun faktor penting dina nangtukeun arah transformasi nutrisi taneuh67. Kualitas redoks anu béda-béda tiasa nyababkeun kaayaan sareng kasadiaan faktor nutrisi anu béda. Ku alatan éta, poténsial redoks gaduh korélasi anu signifikan sareng nitrogén anu sayogi, fosfor anu sayogi sareng kalium anu sayogi.
Salian ti sipat logam, poténsi korosi ogé aya patalina jeung sipat taneuh. Poténsi korosi sacara signifikan berkorelasi négatif jeung bahan organik, nunjukkeun yén bahan organik miboga pangaruh anu signifikan kana poténsi korosi. Salian ti éta, bahan organik ogé sacara signifikan berkorelasi négatif jeung gradién poténsial (SN) (R2=-0.713) jeung ion sulfat (R2=-0.671), nunjukkeun yén eusi bahan organik ogé mangaruhan gradién poténsial (SN) jeung ion sulfat. Aya korelasi négatif anu signifikan antara pH taneuh jeung kalium anu sayogi (R2 = -0.728).
Nitrogén anu sayogi sacara signifikan berkorelasi négatif sareng total uyah anu leyur sareng ion klorida, sareng fosfor anu sayogi sareng kalium anu sayogi berkorelasi positif sacara signifikan sareng total uyah anu leyur sareng ion klorida. Ieu nunjukkeun yén eusi nutrisi anu sayogi mangaruhan sacara signifikan jumlah total uyah anu leyur sareng ion klorida dina taneuh, sareng anion dina taneuh henteu kondusif pikeun akumulasi sareng suplai nutrisi anu sayogi. Total nitrogén berkorelasi négatif sacara signifikan sareng ion sulfat, sareng berkorelasi positif sacara signifikan sareng bikarbonat, nunjukkeun yén total nitrogén mangaruhan kana eusi sulfat sareng bikarbonat. Tutuwuhan gaduh sakedik paménta pikeun ion sulfat sareng ion bikarbonat, janten kalolobaanana bébas dina taneuh atanapi diserep ku koloid taneuh. Ion bikarbonat ngadukung akumulasi nitrogén dina taneuh, sareng ion sulfat ngirangan kasadiaan nitrogén dina taneuh. Ku alatan éta, ningkatkeun eusi nitrogén sareng humus anu sayogi dina taneuh sacara pas mangpaat pikeun ngirangan korosivitas taneuh.
Taneuh nyaéta hiji sistem anu mibanda komposisi sareng sipat anu rumit. Korosivitas taneuh mangrupikeun hasil tina tindakan sinergis tina seueur faktor. Ku kituna, metode évaluasi anu komprehensif umumna dianggo pikeun meunteun korosivitas taneuh. Kalayan ngarujuk kana "Kode pikeun Panalungtikan Rékayasa Géotéhnik" (GB50021-94) sareng metode uji Jaringan Uji Korosi Taneuh Cina, tingkat korosi taneuh tiasa dievaluasi sacara komprehensif numutkeun standar ieu: (1) Évaluasi nyaéta korosi lemah, upami ngan ukur korosi lemah, teu aya korosi sedeng atanapi korosi kuat; (2) upami teu aya korosi kuat, éta dievaluasi salaku korosi sedeng; (3) upami aya hiji atanapi dua tempat korosi kuat, éta dievaluasi salaku korosi kuat; (4) upami aya 3 atanapi langkung tempat korosi kuat, éta dievaluasi salaku korosi kuat pikeun korosi parah.
Numutkeun résistansi taneuh, poténsial rédoks, kandungan cai, kandungan uyah, nilai pH, sareng kandungan Cl- sareng SO42-, tingkat korosi sampel taneuh di sababaraha lamping dievaluasi sacara komprehensif. Hasil panalungtikan nunjukkeun yén taneuh di sadaya lamping korosif pisan.
Poténsi korosi mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan korosi jaring panyalindungan lamping. Poténsi korosi tina tilu lamping sadayana langkung handap tibatan -200 mv, anu gaduh dampak panggedéna kana korosi jaring logam anu nanjak. Gradien poténsial tiasa dianggo pikeun nangtoskeun ageungna arus nyasar dina taneuh. Arus nyasar mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan korosi jaring logam dina lamping tengah sareng lamping nanjak, khususna dina lamping tengah. Total eusi uyah leyur dina taneuh lamping luhur, tengah sareng handap sadayana di luhur 500 mg / kg, sareng pangaruh korosi dina jaring panyalindungan lamping sedeng. Eusi cai taneuh mangrupikeun faktor penting anu mangaruhan korosi jaring logam dina lamping tengah sareng lamping ka handap, sareng gaduh dampak anu langkung ageung kana korosi jaring panyalindungan lamping. Nutrisi paling seueur dina taneuh lamping tengah, nunjukkeun yén aya kagiatan mikroba anu sering sareng kamekaran pepelakan anu gancang.
Panalungtikan ieu nunjukkeun yén poténsi korosi, gradien poténsial, total kandungan uyah leyur sareng kandungan cai mangrupikeun faktor utama anu mangaruhan korosi taneuh dina tilu lamping, sareng korosi taneuh dievaluasi salaku kuat. Korosi jaringan panyalindungan lamping mangrupikeun anu paling serius di lamping tengah, anu nyayogikeun rujukan pikeun desain anti korosi jaringan panyalindungan lamping karéta api. Panambahan nitrogén sareng pupuk organik anu sayogi kalayan pas mangpaat pikeun ngirangan korosi taneuh, ngagampangkeun kamekaran pepelakan, sareng pamustunganana ngastabilkeun lamping.
Kumaha nyutat artikel ieu: Chen, J. et al. Pangaruh komposisi taneuh sareng éléktrokimia kana korosi jaringan lamping batu sapanjang jalur karéta api Cina.science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Karakteristik dinamis lamping taneuh handapeun jalur karéta api dina kaayaan éksitasi lini. bencana alam.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Analisis karusakan lini has jalan raya di daérah anu katarajang lini Wenchuan di Propinsi Sichuan[J]. Jurnal Cina Mékanika sareng Téknik Batuan.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analisis karusakan seismik sareng pananggulangan sasak jalan raya dina lini Wenchuan. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Pangaruh lini Chichi kana taneuh longsor anu disababkeun ku hujan salajengna di Taiwan tengah. Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Pangaruh jangka panjang tina longsor anu disababkeun ku lini kana produksi sedimen di DAS gunung: wilayah Tanzawa, Jepang.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Tinjauan panalungtikan ngeunaan analisis stabilitas seismik lamping geoteknik. Rékayasa Lini sareng Getaran Rékayasa.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Panalungtikan ngeunaan bahaya géologis anu disababkeun ku lini Wenchuan di Sichuan. Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Perlindungan lereng ku vegetasi: mékanika akar sababaraha pepelakan tropis. Jurnal Internasional Élmu Fisik.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Pangaruh topografi kana leuweung pagunungan tropis handap dina kaayaan géologis anu béda-béda di Gunung Kinabalu, Borneo. Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Ciri akar tutuwuhan anu idéal pikeun ngajaga lamping alami sareng rékayasa tina longsor. Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Pangaruh akar jukut kana erodibilitas taneuh luhur nalika aliran pekat. Geomorphology 76, 54–67 (2006).