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珍惜足下方寸土地 科學(xué)儀器撬動(dòng)小破球(土壤篇)

閱讀:758      發(fā)布時(shí)間:2019-4-25
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過(guò)去,,人們關(guān)心環(huán)保是擔(dān)憂環(huán)境污染會(huì)對(duì)人類健康造成影響,而現(xiàn)在環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)涉及人類生存環(huán)境的方方面面,。在上一篇地球環(huán)境日主題文章當(dāng)中,,小編已經(jīng)介紹了人類在大氣環(huán)境保護(hù)上做出的努力。今天,,本篇文章將從土壤環(huán)境入手,,繼續(xù)介紹科學(xué)儀器在地球環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用,。
 

 
土壤危機(jī)
 
  土壤危機(jī)日益深重 檢測(cè)儀器需求催生
 
  森林銳減、草場(chǎng)退化,、沙漠?dāng)U大,、土壤酸化、耕地污染……近百年來(lái),,人類腳下的土地在不知不覺之中發(fā)生著種種變化,,廣袤的地球表面逐漸瘡痍遍布,失去原有的活力和綠意,。人類活動(dòng)產(chǎn)生的固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒,,有害廢水不斷從土壤表面往下滲透,污染氣體也不斷隨雨水降落在土壤中,。與此同時(shí),,人口激增、城市擴(kuò)張對(duì)土地帶來(lái)了巨大的壓力,,過(guò)度的開墾放牧,、礦產(chǎn)開發(fā)、植被砍伐造成了地理環(huán)境的嚴(yán)重破壞,。尤其是荒漠化,,已經(jīng)成為為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
 
  為了遏制土壤污染危機(jī)繼續(xù)蔓延,,世界各國(guó)都出臺(tái)了相應(yīng)的政策和法規(guī),。2016年5月28日,我國(guó)印發(fā)《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,,即“土十條”,。該計(jì)劃從十個(gè)方面提出了“硬任務(wù)”,其中就包括土壤污染調(diào)查,,掌握土壤環(huán)境質(zhì)量狀況,。伴隨著“土十條”的出臺(tái)以及計(jì)劃的落實(shí),催生出巨大的土壤檢測(cè)需求,,對(duì)土壤檢測(cè)儀器的要求也日益提高,。
 
  從前處理到分析測(cè)試 土壤檢測(cè)有哪些方法
 
  根據(jù)不同的檢測(cè)需求,土壤檢測(cè)儀器分為土壤前處理,、土壤養(yǎng)分,、土壤水分、土壤硬度,、土壤酸堿度等類別,。作為一切土壤檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ),土壤前處理可謂是至關(guān)重要,。有別于水質(zhì),、食品,、藥品等其他樣品,土壤的成分更為復(fù)雜,,因此前處理步驟也相對(duì)更多,。在此之前,技術(shù)人員需要先對(duì)待測(cè)土壤進(jìn)行科學(xué)取樣,,將土壤進(jìn)行整修,、清理過(guò)后,再按層次自上而下逐層從中心典型部位取樣,。不同土壤性質(zhì)可以采用不同的土壤采樣器,,比如農(nóng)地可以用小型鐵鏟,研究土壤物理性質(zhì)可以用環(huán)刀,,需要化學(xué)分析的使用土鉆,。
 
  經(jīng)過(guò)取樣之后,研究人員需要對(duì)土壤樣品進(jìn)行前處理,,保證處理過(guò)后的樣品沒(méi)有物質(zhì)流失,,且能符合測(cè)定方法的要求。主要目的在于提取測(cè)定成分,,將干擾成分進(jìn)行去除,、掩蔽或者濃縮、衍生化處理等等,。常用方法包括過(guò)濾,、離心分離、干燥去除水分,、消解或浸提等,,使得測(cè)定成分進(jìn)入溶液,,便于分析儀器進(jìn)行測(cè)定,。
 
  接下來(lái)就是重要的土壤檢測(cè)環(huán)節(jié),檢測(cè)項(xiàng)目涵蓋養(yǎng)分,、水分,、硬度、酸堿度等指標(biāo),。其中,,土壤養(yǎng)分指的是在土壤中能直接或經(jīng)轉(zhuǎn)化后被植物根系吸收的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分,包括氮,、磷,、鉀、鈣,、鎂,、硫,、鐵、硼,、鉬,、鋅、錳,、銅和氯等多種元素,。耕地對(duì)土壤成分的含量要求較高,如果土壤有效成分不足,,農(nóng)作物就容易發(fā)生缺素癥的現(xiàn)象,,不利于正常生長(zhǎng)和成熟。反過(guò)來(lái),,當(dāng)耕地被過(guò)分利用,,就會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分不足,影響后續(xù)農(nóng)作物的種植,。對(duì)此,,土壤養(yǎng)分測(cè)試儀可以快速檢測(cè)土壤、植株乃至化肥中的各類元素含量,,準(zhǔn)確了解土壤性質(zhì),,以便正確施肥,補(bǔ)充缺少的元素,。要知道,,施肥不僅能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),還可以有效避免由于過(guò)量施肥而產(chǎn)生的土壤環(huán)境問(wèn)題,。
 
  除了養(yǎng)分,,土壤所含的水分也對(duì)農(nóng)作物有著重要作用。過(guò)于干燥的土壤難以提供充足的水分,,支持農(nóng)作物生長(zhǎng),。土壤水分測(cè)定技術(shù)多種多樣,包括烘干法,、中子法,、TDR、FDR,、電阻法,、電容法、遙感方法,、地探雷達(dá)等,。以為經(jīng)典且仍在沿用的烘干法為例,操作人員需要根據(jù)要求深度分層取樣,將土樣放入鋁盒蓋好,,避免水分蒸發(fā)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。隨后,對(duì)鋁盒進(jìn)行稱重之后取出土樣,,將其放置于烘干箱內(nèi),,設(shè)定溫度和時(shí)間進(jìn)行烘干,直到土樣重量不再變化,。通過(guò)對(duì)比烘干前后的重量,,就可以計(jì)算出土壤含水量。目前,,為了提高烘干效率,,紅外線烘干法、微波爐烘干法,、酒精燃燒法等也得到了應(yīng)用,。除了烘干法之外,采用的土壤水分檢測(cè)儀也不失為一種好方法,。
 
  那么,,土壤硬度和酸堿度又是什么指標(biāo)?對(duì)土壤質(zhì)量有何影響呢,?土壤硬度是土壤質(zhì)地,、結(jié)構(gòu)、含有機(jī)質(zhì)與腐殖質(zhì)和含水量等綜合反映的一項(xiàng)土壤機(jī)械性狀,。硬度過(guò)高的土壤會(huì)阻止水分和化肥的滲入,,不利于植物根系生長(zhǎng)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,,土壤硬度計(jì)已經(jīng)是用于土壤硬度測(cè)量的常規(guī)儀器,,不僅可以顯示土壤硬度、測(cè)量深度和地理位置,,還可以與計(jì)算機(jī)連接,,記錄每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的土壤硬度值,自動(dòng)生成曲線,。土壤酸堿度則是土壤酸度和堿度的總稱,,取決于土壤中存在的氫離子和氫氧離子,。近年來(lái),,由于人類活動(dòng)的影響,多地土壤發(fā)生了嚴(yán)重的酸化或者鹽堿化,,而大多屬植物在pH>9.0或者<2.5的情況下都難以生長(zhǎng),。為了保證作物成活率,在種植之前有必要采用電極法或石蕊試紙比色法對(duì)酸堿度進(jìn)行測(cè)定。
 

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