土壤腐蝕測量技術概述

陳秋燁 關繼業（沈陽柯蒙科技有限公司，遼寧 沈陽 110041）

土壤腐蝕測量技術概述

陳秋燁 關繼業
（沈陽柯蒙科技有限公司，遼寧 沈陽 110041）

本文歸納了土壤腐蝕的幾種測量技術和測量方法，探討了測量土壤電阻率和土壤氧化還原電位的測量技術。

土壤腐蝕；測量技術；土壤電阻率；土壤氧化還原電位

1 土壤腐蝕性描述

土壤是由土粒、土壤溶液、土壤氣體、有機物、無機物、帶電膠粒和非膠體粗粒等多種成分構成的極為復雜的不均勻多相體系。作為一種腐蝕性的介質，土壤比所有其他介質都更為復雜，它的結構、成分以及與其他環境因素的交互作用，使土壤腐蝕性呈現強烈的差異性和多變性。由于任何土壤都含有水分，土壤腐蝕具有水溶液的特點；可是，在其他方面，土壤腐蝕又具有大氣腐蝕的性質，如腐蝕性質隨地點而異。

影響土壤腐蝕的因素有：土壤的通氣性、含水量、土壤溫度、電阻率、溶液離子的種類和數量、pH值、氧化還原電位、有機質、土壤粘土礦物的類型和含量、中性鹽及硫化物和硫酸鹽的含量、微生物的存在以及土壤在水平方向和垂直方向的均勻性等。

2 土壤腐蝕測量技術

土壤埋置試驗是在待考察的土壤中挖掘出深度相當于使用狀態的溝槽，把按常規制備的試樣放置在各規定的水平深度處，然后按照技術要求回填土來進行試驗。由于土壤的特性隨地區和深度而異，因此從某特定地區和深度獲得的結果并不適用于其他土壤，所以應當選擇結構件實際應用地區的土壤進行試驗。埋置時必須把試樣埋置在同一深度，并在它們上面覆蓋同樣厚度的土層。

因為點蝕幾率和點蝕深度均與試樣表面積大小密切有關，如以點蝕深度測定作為土壤腐蝕的判據之一，那么就應在一定條件下對不同表面積的試樣以及足夠多的相同表面積的試樣進行土壤埋置試驗，以確定點蝕深度與試樣表面積的依從關系，通常在一個試樣上測定5～10個最深蝕孔的深度，由此求得平均最大侵蝕深度，這是土壤腐蝕結果的主要判據之一。

在進行腐蝕試驗前，應預先對土壤的腐蝕作用有初步估計，在分析現場試驗結果時，也要以土壤的特性為基礎，因此必須調查和了解與土壤腐蝕性有關的各種因素，它包括：（1）埋置試驗點的氣象數據，如氣溫、地溫、降水量和地下水位變化；（2）土壤的理化性質，如電阻率、pH值、含水率、氧化還原電位、有機質含量、含鹽總量、氯離子含量以及微生物的狀態等；（3）土壤類別。土壤的電阻率取決于土壤中的含水量及水的導電度，溶解鹽的種類和數量，土壤顆粒的種類及其分布等。土壤的腐蝕性不僅僅取決于土壤的電阻率，但在許多情況下土壤的電阻率與腐蝕性存在著一定的關系（見表1），它可以作為土壤的腐蝕性的重要指標之一。一般說來，土壤的電阻率越小，土壤的腐蝕性嚴重。現場測定土壤電阻率常用四點法（如圖1所示），即在地表面的一條直線上并列插入四支電極C1、P1、P2和C2，其間距為a（m），在兩端的金屬棒C1 、C2之間流過直流電流I（A），用高阻抗電壓表測定中間兩個硫酸銅電極P1 和P2之間的電位差V（V），可從下式中求得土壤電阻率（Ω.cm）。ρ=628 a V/A

表1　土壤電阻率與腐蝕性的關系

如果采用交流電，則中間的P1和P2也可采用金屬棒。從四點法求得的數值表征與間隔a相當的深處土壤電阻率平均值。顯然，如果展寬a就可以測定更深處土壤的電阻率。

與土壤電阻率的測定相似，還有一些測定土壤水分含量、pH值和總酸度以及微生物活度的方法。測定土壤氧化還原電位則是根據微生物（如厭氧菌）腐蝕的考慮而發展的，用鉑和甘汞電極（或硫酸銅電極）構成現場探測土壤氧化還原電位的探針，將實際測得的電位E按下式換算成pH=7時的氧化還原電位Eh。

Eh=E+0.247+0.059（pH實際-7）

測定土壤的氧化還原電位，有助于判別該土壤中腐蝕發生的傾向程度（見表2）。現場測量土壤腐蝕的電化學方法還有，測定金屬試樣在土壤中的自然腐蝕電位，但它與試樣的腐蝕失重之間幾乎沒有什么相關性。利用測定短路電流的方法也發展出了一些土壤探針。此外還有銅與鎂、鋼與鋅組合的土壤腐蝕探針，或者直接使用兩個互相絕緣的鐵電極構成探針。采用這種探針，一方面可以直接讀出短路電流，另一方面則可利用交流電測定土壤電阻率。

表2　土壤氧化還原電位與腐蝕性

結語

土壤腐蝕性測量方法很多，近年來我國在土壤腐蝕性測量技術上有所發展，新型的儀器也能同時測量多種參數，但進一步發展出綜合、全面的測量技術仍是土壤腐蝕性測量的重點。

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