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土壤检测论文篇1
土壤既是自然环境的构成要素，又是农业生产最重要的自然资源，其不但为植物生长提供机械支撑能力，而且能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力因素。随着城市化进程及工业的迅速发展，重金属、化学农药等污染物通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾填埋处理等各种途径进入土壤。土壤中的重金属因不能被微生物降解，不易移动，故会不断积累，造成严重污染；化学农药，特别是有机氯农药，虽然已经被禁止使用多年，但是由于这类农药脂溶性高，化学性质稳定且难于降解，因而在土壤、水等农田环境中仍常被检出。
我国正面临由传统农业向现代有机农业的重要转变，了解土壤环境质量的现状日益重要。这些基础信息不仅是进行农业机构调整，以及无公害农产品、绿色食品和有机食品生产的需要，也是进行环境治理和土地可持续利用规划的需要。然而，近年来随着社会经济的迅猛发展和城市化、工业化步伐的不断加快，我市的土壤环境安全存在隐患。一方面，土地资源紧缺，土壤板结，土壤肥力下降；另一方面，土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体等物质的污染，对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成一定的威胁。
2 当前土壤环境监测中存在的主要问题及原因分析
2.1 当前土壤环境监测中存在的主要问题
2.1.1 土壤监测结果可比性差
通过对多年土壤监测数据的统计分析，土壤定位监测数据之间的可比性较差，主要反映在数据波动性比较大，造成长期定位监测目的不明确，结论可行性差，只能一年一个说法的状态。
2.1.2 土壤和产品中金属相关性问题
根据多年定位监测数据统计，土壤中的重金属和产品中重金属含量之间的相关性较差。土壤中重金属含量超过土壤环境质量标准，但农产品中重金属含量却有时很低，甚到低于土壤中重金属正常水平下农产品中重金属含量。这就造成农业环境监测往往不被重视。
2.2 当前土壤环境监测中存在的原因分析
2.2.1 造成土壤监测结果可比性差的主要原因
一方面可能是土壤本身性状复杂，分布不均匀；另一方面采样及分析过程中带来的，不同年份检测方法、检测手段的改进和变化所引入的`差。
2.2.2 造成土壤和农产品中重金属相关性差的主要原因
一方面可能是农产品中重金属含量的多种因素影响，如环境中重金属含量、农作物的不同生理特性、不同环境条件土壤理化特性、气候条件等、不同的生产栽培技术施肥、灌溉等等，相互作用相互叠加造成两者相关性较差；另一方面在土壤和农产品质量分析过程中质量监控措施不得力，造成监测结果偏差，影响正确结论。
3 农田土壤环境质量监测的对策与建议
农田土壤质量监测是一项长期性的农业环境保护基础性工作，任务艰巨而庞大，质量保证和质量控制措施至关重要，建议：
建立和完善农田土壤环境监测质量保证体系。制定和补充完善切实可行的质量保证制度、质保技术方案和实施细则，对国家尚未有具体规定的和落后于监测技术发展与管理需要的原有的规定规范应抓紧制定或修订。
逐步建立环境监测仪器的标准化管理体系。对监测器材进行招标采购，开展检定校验、维修、技术培训、咨询服务等工作。建立和完善仪器设备的开箱验收制度、建档制度和维护保养制度等。
做好环境监测质量保证工作的程序化管理。为消除影响环境监测质量的诸因素，应制定相应的控制程序，并以规定、制度等文件形式固定下来，对凡是提供监测数据的监测站都要求必须执行全面的质量管理。真正做到人人工作有标准、有要求、有质量。
3.1 加强考核培训，提高监测人员素质
定期对监测人员进行采样规范、检测方法、数据修订等知识的更新培训，鼓励监测人员进行系统全面的理论学习，提高综合素质，精确理解、各项规范准则的内涵及要求，减少理解性误差。
通过理论考试和实际动手操作等形式对监测人员进行技能考核，要求熟练掌握承检项目的检测方法，尽量减小主观影响，达到实验室分析误差最小化的目的。
3.2 加强检测方法和检测程序的控制
检测过程中采用各级操作规程尽量是最新版本，检测时尽量选用国际、国家、行业、地方规定的并经过论证后的方法。
实验室应明确检测方法选择的确定程序，确定在同一项目检测方法的选择上，一定范围内选用相同前处理的检测方法，减少检测方法差异带来的误差，从而降低对不同时期检测结果可比性的影响。
3.3 加强对仪器设备和环境条件的控制
仪器是检测质量控制关键环节，检测过程中应保证仪器设备处于正常状态，并经计量部门检定合格后使用。同时在检定合格周期内用标准物质进行检查维保，并记录。
环境条件如温湿度、振动、灰尘、电磁干扰等控制在适当范围内，保证仪器设备的系统稳定性，检测结果的有效性和测量的准确性，从而保证检测结果可比性。
3.4 进行实验室间比对试验，加强实验室间的质量控制
室间外检分送同一样品到不同实验室，按同一方法进行检测，确定各试验室间的误差，误差较大的试验室其数据不参加统计。
方法比对对同一检测项目，选用具有可比性的不同方法进行比对，确定不同方法之间的误差，误差较大的检测方法不推荐使用。
4 结论
农田土壤环境质量监测是一项长期性的农业环境保护基础性工作，任务艰巨而庞大，质量保证和质量控制措施至关重要，建议：
第一，建立和完善土壤环境保护的专项法律法规，使得土壤环境质量监测工作有法可依。
第二，健全土壤环境质量标准体系，修订和完善土壤环境质量监测分析方法、标准样品等环境质量标准及相应的技术规范体系，为土壤环境质量监测工作做好技术准备。
第三，构建农田土壤环境质量监测网络，有针对性地开展农田土壤环境质量监测工作。
第四，进行实验室间比对试验，加强实验室间的质量控制；定期对实验室能力进行验证考核，未参加考核或考核不合格实验室的数据不参与统计。
参考文献：
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[2] 郑昭佩，刘作新.土壤质量及其评价[J].应用生态学报.2013
[3] 袁灿生.以背景值为标准评价南京市蔬菜土壤环境质量[J].肥料科学与农业环境.2014
[4] 胡琼.垃圾填埋场中铅、铜、锌铁在土壤植物中的迁移[J].上海环境科学.2013
土壤检测论文篇2
1 重金属光谱检测法
1.1 原子吸收光谱法。原子吸收光谱法（AAS），是通过检测待测样品原子蒸气辐射出来的特有光波来进行定量分析，原理是光源辐射出波长一定的入射光，入射光在经过原子化器中时有部分被原子蒸气所吸收，未被吸收的光经过分光系统以及监测系统测得相关数据，即吸光度。通过吸光度和待测元素的院子浓度的线性关系，可以求得待测物质中相关元素的含量。这种方法有点突出，即拥有较高的灵敏度、较快的分析速度、广泛的测量范围、简单的仪器组成以及方便的操作方法，能够对微量和痕量重金属作出快速分析。
1.2 原子荧光光谱法。原子荧光光谱法（AFS），是一种通过测定原子在激发状态下所发出的荧光强度，对原子进行定量分析的光谱分析方法。使用原子荧光光谱法测定土壤中相关重金属原子以及其他元素的方法较多，如氢化物发生-原子荧光光谱法、程序控温石墨消解-原子荧光光谱法、双道原子荧光光度计法等等。
1.3 电感耦合等离子体发射光谱法。电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）是通过判断样品中相关原子或者离子被激发所产生的特征辐射，从而进行相关分析。依次使用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸对土壤样品进行消解，采用电感耦合等离子体原子光谱法对其进行元素分析。经过国家一级土壤标准物质分析发现经过优化的电感耦合等离子体发射光谱法拥有较高的精密性。
1.4 激光诱导击穿光谱法。激光诱导击穿光谱技术（LIBS）为一种常见的激光烧蚀光谱分析技术。该技术能够实现快速和实时的样本分析，在相关物质的定性和定量分析中被广泛采用。激光诱导击穿光谱主要用于检测质量分数高于10-6的元素。国内的研究人员曾利用激光诱导击穿光谱法对表面氧化钢中铬镍铜铝等元素、高炉流道中的组分和温度、铝合金中铜铁硅、彩绘文物、不锈钢等进行分析，这种方法同样可以运用到土壤样品中重金属元素的定量和定性分析。
1.5 X射线荧光光谱法。X射线荧光光谱（XRF），是一种使用X射线对样品中成分和含量的定性和定量分析的技术。中国科学院环境光学与技术重点实验室和安徽光学精密器械研究所的研究人员在实验条件下，使用NITON XLt793型便携式X射线荧光光谱重金属分析仪对土壤中的铅元素展开分析，测定不同铅浓度征谱线的变化情况，并找出光谱强度与浓度呈线性关系的铅浓度范围，建立了相关的定标曲线。
1.6 表面增强拉曼光谱法。表面增强拉曼光谱（SERS）利用增强因子将常规拉曼光谱信号增强，降低常规拉曼光谱散射截面低所带来的不利影响。表面增强拉曼光谱法应用的领域较广，可以用于测各种食品和药品中的添加剂成分的检测、牛奶中三聚氰胺的检测、水产品中孔雀石绿的检测。在科学研究中具有重要意义，如被用于研究铁吡啶类缓冲剂和自组装DNA同钴邻菲Luo啉配合物离子作用的研究。
2 土壤重金属光谱检测国内外研究现状
2.1 国外研究现状。国外对于土壤重金属光谱检测技术的研究较多，如利用反射光谱对矿区土壤的重金属污染进行评估，使用LIBS探讨土壤中相关技术元素的检测限和分析方法，使用电感耦合等离子体发射光谱技术对经过处理的土壤进行重金属含量和形态的分析。同时研究的方向不断多元化，如探讨利用智能软件技术结合LIBS对土壤镉元素进行分析，利用特殊的X射线荧光光谱对有机垃圾引发土壤重金属污染的情况的分析。
国外研究人员使用近红外光谱能够定量分析废气中所含的金银矿的土壤重金属，以及重金属分布图描绘。使用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定重金属在土壤中的形态进行分析。结合计算机智能软件技术LIBS定性和定量技术，研究土壤中的铬，利用反射光谱对开采后的矿区土壤重金属污染进行评估。应用LIBS测量系统测量土壤约，钾，镁的检测极限，分别为12、9、9、7mg/kg。通过研究在土壤中的大部分金属的检测极限为10-100ppm，国外研究人员通过土壤重金属的等离子体温度的测试结果，对定量分析的检测和分析的应用进行了讨论。部分研究者使用原子吸收光谱法能够检测土耳其的色雷斯地区的表层土壤中的某些元素和锌的重金属含量。
2.2 国内研究现状。国内对于重金属光谱检验的研究较晚，但是发展速度比较快。国内进行的重金属光谱检验主要有以下几个方面：利用原子吸收分光光度分析法对经过多种酸进行消解的土壤样本分析，准确测定了其中的铜、铅等成分的测定；通过表面增强拉曼光谱法，以巯基苯甲酸为标记并作为自我组装修饰分子，利用扫描电镜实现对重金属离子的分析等。国内研究人员通过全分解的方法进行消解土壤样品，并且结合了原子吸收分光光度法和标准加入法测定土壤中的锌、铜、镐、铅、铬、镍的含量。部分研究人员对巯基苯甲酸为拉曼标记和自组修饰分子，采用了扫描电镜表征纳米粒子的组装以及以表面增强拉曼光谱检测表面标记分子的信号，以此实现重金属离子的检测。还有研究人员基于LIBS的方法通过对土壤中的中金属进行实时检测并对实验数据进行了分析，旨在探讨激光诱导离解光谱技术的定量化反演方法的应用。
3 对重金属光谱检验的讨论
对土壤重金属光谱的检验的关键技术问题在于土壤重金属的消解，因为土壤中的重金属多以化合物的形式存在，其检验需要进行前期处理，这也是检测结果精确定的决定因素之一。传统的消解方法多为湿法消解或者干法灰化，部分人员针对土壤重金属测定中不同的消解方法作了对比和研究，得出密闭容器消解法优于点热饭法和干灰化法。在x射线荧光光谱检测中，基体效应的校正和本底的扣除则是它的关键问题。有些人对能量色散x射线荧光光谱背景扣除方法进行了探讨，采用的是波峰法和小波峰法对实际的谱线进行了处理，并且取得了很不错的效果。还有部分人员将神经网络的基本参数算法应用在了x射线荧光定量的分析之中，并且与理论系数相比之下，nnfp的算法提高了非线性基体效应的校正能力以及预测的准确度。
结语
由于社会经济的高速发展，产生大量的工业和生活垃圾是在所难免的，然而这些垃圾对我们的土地造成严重污染，其中重金属的污染危害最为严重。因此，建立一整套重金属检测技术体系意义重大，而光谱检测技术在这方面的发展潜力为人们所看好。
参考文献
土壤检测论文篇3
在农业种植过程中，合理测量土壤中盐的含量，对正确施肥和作物选择具有十分重要作用。从目前掌握的土壤全盐量检测来看，主要有电导法和重量法两种，这两个检测方法在实际中都得到了重要应用。结合土壤全盐量的检测需要，以及必要性，正确分析土壤全盐量检测方法的特点及应用趋势，有利于进一步提高土壤全盐量检测的准确性，实现土壤检测的目标。为此，应不断优化和提升土壤全盐量检测的方法，为土壤全盐量检测提供有力支持。下面，作者将对电导法和重量法进行深入探讨。
1 土壤全盐量检测中重量法的特点及具体应用
在土壤全盐量检测过程中，应用最广泛的检测方法就是重量法。结合土壤全盐量检测实际情况，重量法的检测方法较为简单。基于对重量法的了解，以及重量法在土壤全盐量检测中发挥的重要作用，笔者将会对重量检测法的原理、所使用的仪器、操作步骤以及相关的注意事项进行分析。
1.1 应用原理
首先，将土壤样品与水按一定的水土比例混合，经过一定时间振荡后，将土壤中的可溶性盐分提取到溶液中，然后将水土混合液进行过滤，滤液可作为土壤可溶性盐分测定的待测液。
1.2 仪器
电动振荡机，真空泵（抽气用），大口塑料瓶（1000mL），巴士滤管和平板瓷漏斗，抽气瓶（1000mL）。
1.3 操作步骤
（1）通过18号筛（1mm筛孔）称取风干土壤样品100g（精确到0.1g），放入1000mL大口塑料瓶中，之后再加入500mL二氧化碳蒸馏水。（2）将塑料瓶用橡皮塞塞紧后，在振荡机上振荡约8min。（3）振荡后立即抽气过滤，如土壤样品不太粘重或碱化度不高，可用平板瓷漏斗过滤，直到滤清为止。但如果土质粘重且碱化度高，可用巴士滤管抽气过滤，清液存于500mL三角瓶中，用橡皮塞塞紧备用。如检测过程中暂不测定钾、钠离子的溶液，应将溶液分装于50mL左右的小塑料瓶中保存。
1.4 注意事项
（1）水土比例问题：水土比例大小直接影响土壤可溶性盐分的提取，因此提取的水土比例不要随便更改，否则分析结果无法对比。一般来说，检测过程中通常采用的水土比例为5：1。为了深入研究盐分动态，并使其更切合实际，部分人员往往采用田间湿土在土壤压榨机上压榨提取溶液，然后按同样方法进行分析。（2）土壤可溶性盐分浸提（振荡）时间问题：经试验证明，水土作用2min，即可使土壤中可溶性的氯化物、碳酸盐与硫酸盐等全部溶入水中，如果延长作用时间，将有中溶性盐和难溶性盐（硫酸钙和碳酸钙等）进入溶液。因此，建议采用振荡3min立即过滤的方法，振荡和放置时间越长，对可溶性盐分的分析结果误差越大。（3）过滤时尽可能快速，对质地粘重或碱化度高的土壤，用巴氏滤管抽气过滤。有时粘土会堵塞巴氏滤管的孔隙，致使过滤速度减慢，这时，可取下巴氏滤管，用打气球向管内打气加压，使吸附在管壁上的粘土呈壳状脱落下来，然后继续抽气过滤，可加快过滤速度。（4）空气中的二氧化碳分压大小以及蒸馏水中溶解的二氧化碳，都会影响碳酸钙、碳酸镁和硫酸钙的溶解度，相应地影响着水浸出液的盐分数量，因此，必须使用无二氧化碳的蒸馏水采提取样品。
2 土壤全盐量检测中电导法的特点及应用意义
与重量检测法相比，电导法出现较晚，是一种新型的检测方法。电导法的应用原理如下：土样选择之后，对土壤的浸出液用DDS-11A型电导仪测定，并将电导率设定为25摄氏度。电导率单位一律采用Sm/cm，浸出液的比例为5：1，其中浸出液由多种离子组成，土壤全盐量为多种离子重量之和。之后，便可根据离子组成的测定结果划分盐土类型。与重量法相比，电导法对土壤中的盐量测定相对准确，并且测量难度不高，易于操作。结合电导法实际及其具体应用，笔者舰队电导法的应用意义进行阐述。
2.1 电导法解决了土壤全盐量检测中的检测准确性问题
在土壤全盐量检测过程中，检测准确性是关系到整个检测效果的关键。只有提高检测的准确性，才能为土壤研究提供有力支持。从当前电导法的应用来看，电导法由于使用了先进的检测方式，实现了对土壤浸出溶液的有效标定，不但降低了土壤中盐量检测的难度，同时也提高了检测的准确性，在检测后的数据中，通过电导率可以直接判断出土壤中盐的含量，对土壤检测具有重要意义。因此，电导法解决了土壤全盐量检测中的检测准确性问题。
2.2 电导法满足了土壤全盐量检测中的检测速度需要
在土壤检测过程中，检测结果与检测速度有着密切的联系。由于可以通过电导仪器等方式进行检测，电导法检测的准确性较高，检测速度也较快。这是电导法与其他方法的主要区别所在。因此，电导法对检测土壤中全盐量具有有力的支持，其检测速度也能够满足实际需要，是土壤全盐量检测中不可或缺的手段之一。
2.3 电导法提升了土壤全盐量检测的整体效果
从电导法的应用来看，利用电导法测定土壤中的盐量，可以得到准确数据，进而得出含盐量的结论。这一优势使电导法能够通过测定电导率就获得土壤盐量数据，对提高土壤盐量测定的准确性意义重大，也充分满足了土壤盐量测定的实际需要。因此，电导法对土壤全盐量的检测具有重要的推动作用，对其检测效果的提高也有重要帮助。由此可见，电导法是一种成熟的检测方法，对土壤中全盐量的检测有着重要帮助，对土壤全盐量检测效果的提高也有直接作用。
由此可以看出，电导检测法不但能够提高检测的整体效果，同时也能提高检测速度，对提升检测结果的准确性有重要帮助。基于这一优势以及土壤全盐量检测的现实需求，电导法在土壤全盐量检测中得到了重要应用，成为了与重量法相同的重要检测方法，对提高土壤全盐量检测准确性有着重要作用。因此，我们在土壤检测过程中，应重视电导法的应用，并将电导法作为一种重要的检测方法。
3 结束语
电导法和重量法的应用使我们对土壤中全盐量的检测有了更深入的了解。同时，这两种检测方法也各有利弊。未来，相关工作人员应该加强研究，在现有检测方法的基础上，结合土壤全盐量检测的需要和土壤的特点，优化和创新检测方法，以努力提高检测结果的准确性。这对于我国农作物的生产意义重大。从某种程度上，也促进了我国农业的顺利发展。
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土壤检测论文篇4
土壤有机质是矿质营养和有机营养的源泉，是土壤中异养型微生物的能源物质，直接影响土壤的耐肥性、保墒性、缓冲性、耕性、透气状况和土壤温度等。因此，有机质含量是土壤肥力高低的重要指标之一，在陆地生态系统中具有重要作用。在估算土壤碳储量、评价土壤肥力和质量方面起到重要作用，对节能减排和土壤的可持续利用具有重要的指导意义[1-3]。现比较不同检测方法的有机质检查结果差异及检测影响因素，为准确检测有机质提供理论依据[4]。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试仪器：试验用仪器为恒温油浴锅（功率为1 000 W）控温范围为室温到300 ℃，该仪器由常州国华电器有限公司提供。
供试试剂：重铬酸钾标准溶液、硫酸亚铁标准溶液、重铬酸钾-硫酸溶液，由北京化工厂、天津市光复科技发展有限公司提供。邻菲罗啉指示剂，由上海山浦化工有限公司提供。60目筛。
1.2 试验方法
1.2.1 国标方法。准确称取通过0.25 mm筛风干土样0.050 0～0.900 0 g（精确到0.000 1 g，具体称多少根据经验目测有机质大概含量而定），放入100 mL三角瓶中用加样器准确加入10 mL 0.4 mol/L重铬酸钾-硫酸溶液，摇匀把土样浸透后瓶口放一个小玻璃漏斗。待恒温油浴锅温度升到180～190 ℃时放入三角瓶，三角瓶中液面要低于油浴液面，瓶中溶液开始沸腾时计时5 min后从油浴锅中捞出，稍冷却后擦去瓶外油液。待溶液冷却后用蒸馏水冲洗小漏斗和三角瓶内壁，使瓶内体积为50～60 mL。加入3滴邻菲罗啉指示剂后用0.1 mol/L硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的重铬酸钾，最后终点颜色为棕红色。
1.2.2 非标方法。准确称取过60号筛的风干土样0.100 0～0.900 0 g（精确到0.000 1 g），放入100 mL三角瓶中，用移液管加入0.800 0 mol/L重铬酸钾标准溶液5 mL，再加入5 mL浓硫酸盖上小漏斗后摇匀。放入油温180～190 ℃的恒温油浴锅中，待液面沸腾后计时5 min取出。擦净三角瓶外部油液，冷却后用蒸馏水冲洗小漏斗和三角瓶内壁，瓶内溶液约40 mL后加入3滴邻菲罗啉指示剂，用0.2 mol/L硫酸亚铁溶液滴定至棕红色即为终点。
2 2种检测方法的比较
2.1 相同之处
2.1.1 原理基本相同。都是在加热条件下，用一定量的标准重铬酸钾-硫酸溶液，氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁溶液滴定，由消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724即为土壤有机质含量。
2.1.2 计算公式也基本相同。
有机质（%）= ×100
2.2 不同之处
2.2.1 适用范围不同。国标方法：适合有机质含量15%以下的土壤。标定硫酸亚铁浓度时需要单独配制浓度为0.100 0 mol/L的重铬酸钾标准溶液。非标方法：适合有机质含量在2%左右的土壤。
2.2.2 药品配制的浓度不同。国标方法：重铬酸钾-硫酸溶液浓度0.4 mol/L；硫酸亚铁标准溶液浓度0.1 mol/L；重铬酸钾标准溶液0.100 0 mol/L。非标方法：重铬酸钾-硫酸溶液浓度0.8 mol/L；硫酸亚铁标准溶液浓度0.2 mol/L。
2.2.3 检测结果计算单位不同。国标方法：有机质含量单位为g/kg。非标方法：有机质含量（w）单位为%。
2.2.4 允许的误差范围不同。国标方法平行测定结果允许误差范围见表1。
非标方法：此方法要求有机质含量在2%以上的相对误差不超过5%；有机质含量低于2%的绝对误差不超过0.05。
3 2种方法的数据对比
下面是用2种不同的方法，对随机抽取不同的土壤样品，进行分别检测所得的结果。表明国标检测法比非标检测法平均值低，即1.935 333
4 结论
用非标方法检测出来的结果普遍比国标检测方法偏高，但相差也不是很大，都在允许误差范围内。
国标方法检测，效率比较高，适用范围广，测量的区域比较宽。
国标方法检测，实际操作时存在弊端。最后滴定消耗的硫酸亚铁溶液比较多，导致滴定时间过长，增加劳动强度，降低工作效率[5-6]。综上所述，目前国标方法作为有机质主要的检测方法，已被广泛应用。
5 参考文献
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土壤检测论文篇5
在土壤当中，由于砷与汞等元素的存在，一定程度上会对环境的质量起着直接的影响作用，而且，这些元素还会通过迁移以及食物链的作用进入到人们的食品当中，从而也会严重影响到食品安全与人们的身体健康。因此，对于土壤当中砷和汞等元素的测定便显得尤为重要。目前，我国测定土壤当中砷和汞元素时，较常用的方法有冷原子吸收法、分光光度法、氢化物发生原子荧光光谱法等。在众多的测定方法当中，又因为氢化物发生原子荧光光谱法具有比较高的灵敏度与选择性而被广泛应用。本文就主要针对氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中的砷和汞进行详细的研究与分析，并将其测定方法与结果报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
本次实验采用微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法对土壤样品中的砷和汞进行测定，并对本次试验中的检出限、精密度、回收率等进行分析与结果讨论。
此次试验采用的主要仪器为：AFS-8X原子荧光光度计1台、微波消解系统1个；砷和汞空心阴极灯各1个；仪器的工作条件为：原子化器高度为8mm，光电倍增管负高压为300，总灯电流为600mA，辅助灯电流为300mA；屏蔽汽流量为1000mL/min，载气流量为400mL/min。
1.2 方法
取一定剂量的土壤作为试验样品，并土壤样品进行风干、去杂、粉碎过筛（孔径要求为0.15mm）等操作；本次实验所用水为：去离子水，HCL（优级纯），NaBH4（分析纯），HNO3，硫脲；As、Hg标准贮备液，体积分数35%王水，50g/L硫脲溶液，体积分数5%HCL；20g/L NaBH4溶液。
取土壤样品0.25g于微波消解罐内，并加入体积分数35%王水5mL，再按照消解步骤在微波炉中进行消解；并待其稍冷却至室温后，置于25mL容量瓶内，再加入50g/L硫脲溶液2.5mL，用水定容，静置，取其上清液进行测定。
在本次实验当中，对其土壤样品进行测定时，在氢化物发生器中HCL与NaBH4发生化学反应并产生出新生态氢，新生态氢将汞离子与经微波消解后由高价砷转化成的3价砷，又进行转化，成为汞原子和砷化氢；并将汞原子与砷气氢由氩气载入原子化器，通过氩氢火焰将其进行原子化。而在汞原子与砷气氢在原子化的过程当中，其土壤当中砷（As）与汞（Hg）所发出的荧光将被检测器捕捉，因此实现对砷与汞的测定。
2 结果
2.1 微波消解条件、溶剂及剂量的选择
通过本次试验发现，土壤样品的消解效果与消解条件、消解溶剂以及剂量，均有着比较显著的影响关系。在本次试验当中，为保证其安全性，微波消解系统主要是采用两步升温程序，并将其最高温度设定为195℃；在土壤样品的微波消解测定当中，较为常用的消解溶剂主要包括有HCL、HNO3、王水等 ，而基于土壤当中有机物质的含量比较低等因素，所以在试验大多数人均优先考虑以王水作为其消解溶剂，而本次试验选择最佳的35%王水作为最终的消解溶剂。
2.2 反应介质及NaBH4的选择
通过本次的试验发现，当采用氢化物发生原子荧光光谱法对土壤当中砷与汞进行测定时，其反应介质对于酸度有一定程度的要求。因此，在综合多方面实践研究资料之后，本次实验最终决定采用5%的HCL作为其反应介质。
且本次试验的结果显示，当NaBH4溶剂浓度在10～25g/L之间时，砷的信号比较稳定，且荧光强度比较高；而当NaBH4溶剂浓度在1～25g/L之的时候，汞的信号比较稳定，且荧光强度也比较高。因此本试验最终选择NaBH4溶剂浓度为20g/L作为其反应溶剂。
2.3 精密度与准确度分析
通过对4种土壤标准物质进行测定发现，其砷与汞的测定值均在推荐值的范围之内，而汞的相对标准值偏差在4.2%～7.3%之间，砷的相对标准值偏差在0.9%～2.2%之间。
2.4 检出限的测定结果
在本次实验当中，连续测定11次空白样品，并根据标准的工作曲线对其检出限进行测定，根据3倍空白荧光值标准偏差除以标准曲线斜率，得出仪器的检出限为：Hg（汞）为0.028ng，As（砷）为 0.24ng。并按照称取的0.250g土壤样品稀释100倍来进行计算，因此得出本次试验研究中Hg（汞）的检出限为0.028mg/kg，As（砷）的检出限为0.24mg/kg。
2.5 土壤样品加标回收实验分析
以《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法》中第2部分，土壤中总砷的测定GB/T22105.2-2008标准方法作为本次研究的参照标准。在本次实验当中，主要将4种土壤[包括有：ESS-1（黑钙土）、ESS-2（棕壤）、ESS-3（红壤）、ESS-4（褐土）]的样品进行测定，并按照样品溶液的制备方法，将0.32μg/L 浓度的Hg（汞）与24μg/L浓度 As（砷）加入到标准溶液当中，对其进行加标回收实验。通过实验结果得知，Hg（汞）的回收率为98%～104%，As（砷）的回收率为95%～101%，具体如表1所示。
3 讨论
综上所述，在本次实验当中，采用的是微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法来对土壤样品当中砷与汞进行测定。并对土壤样品当中的检出限、精密度、回收率等进行详细分析。在本次实验当中，主要采用的是体积分数35%的王水作为消解溶剂，并在设定的微波消解条件之下，通过试验结果得出，此种方法可以将土壤当中的砷和汞完全提取。通过本次试验表明，采用微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法对土壤中的砷和汞进行测定，有较高的可行性与有效性，因此也值得推广使用。
参考文献
土壤检测论文篇6
1 监测内容与方法
1.1 土壤采样点：每个监测点采用单纯随机抽样方法抽取10户，每户采集菜园、厕所周边、庭院、厨房四类地点的土样。
1.2 采样量：每户每类地点1份，每份30克。
1.3 检查方法：镜检受精或未受精蛔虫卵，土壤培养法区别死活受精蛔虫卵。
1.4 指标：观察土壤中的蛔虫卵、受精蛔虫卵和培养后活受精蛔虫卵以及分辨各虫种并做好登记。
2 相关因素调查
调查监测点的地理环境、气温、湿度、降雨、农作物、经济水平、卫生状况、防治措施等自然和社会因素。
3 质量控制
中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所负责对承担监测点工作任务的各级业务骨干进行技术培训，对监测点工作进行督导检查，并负责组织对监测点镜检结果进行复检，严格控制镜检质量。
4 监测结果
4.1 基本情况：广东省高州市长坡镇旧城村委会地处粤西部，丘陵地貌。该村总户数1031 户，人口数4289人，常住人口2123人。全村居民主要饮用井水，厕所总数为975座，其中未经无害化厕所121座，其它无害化处理厕所854座。该镇全年平均气温为22℃，年降雨量 1890mm。居民人均年纯收入4690元。该镇以种植业为主要产业。
4.2 2006～2010年土壤中人蛔虫卵及其他土源性线虫卵污染情况：2006～2010年每年随机采集长坡镇旧城村委会10户村民的庭院、厕所、厨房、菜田的土壤共40份，每份30克，采用改良饱和硝酸钠漂浮法进行蛔虫卵的检测蛔虫卵，五年共采集200份次，在四类地点200份土壤样本中，蛔虫卵阳性39份，阳性率为19.5%，钩虫卵阳性25份，阳性率12.5%，鞭虫卵阳性19份，阳性率9.5%，蛲虫卵阳性1份，阳性率0.5%。各地点土源性线虫卵检出率差别无统计学意义（ =3.75，P>0.05），四类采样地点各种土源性线虫卵检出率差别有统计学意义（ =33.18，P
土壤检测论文篇7
The Research and Analysis of Soil Water content Based on the Smallest Two Rides Support Vector Machine
WU Jian1,2
(1.Jiangsu University, Zhenjiang 212003, China; 2.Zhenjiang College, Zhenjiang 212003, China)
Abstract: Based on the smallest two rides support vector machine method to achieve the soil water detection was introduced , Experiments show that the method is effective, feasible and have some practical value.
Key words: soil water content; the smallest two rides support vector machine; digital image processing
1 引言
目前，随着工农业生产的发展和人口的增长，占总耗水量80％以上的农业用水日趋紧张，而我国的农业生产属于气候型农业，作物产量受气象条件变化影响极大，特别是旱涝灾害对农业生产的危害[1]。由实际农业生产情况知道，作物生长的水资源条件最终是反映在土壤水分条件的好坏。为此，需要充分了解土壤水分的各种时间尺度的演变特征和空间的立体分布，而更为重要的是了解作物主要生产期和关键需水期的土壤水分状况。
土壤水分是土壤的重要组成部分，也是评价土壤资源优劣的主要特征之一，尤其土壤表层含水量在陆地表面和大气之间的物质和能量交换方面扮演着重要角色[2]。土壤中的水分不仅影响土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，也是构成土壤肥力的一个重要因素，而且它本身更是一切植物赖以生存的基本条件[3]。所以，及时了解土壤含水量日益成为农牧业生产关注的焦点，与此同时，如何快速、有效、精确的测定土壤含水量变化的方法研究也成为科研工作者们的热门话题[2]。
2 检测系统总体方案
一个土壤含水量检测系统，实质就是计算机模仿人类对土壤含水量的检测过程。如图1，主要是由下面四个部分构成：图像信息的获取、图像信息的预处理与特征提取、支持向量机训练与检测。
参考图像识别系统的构成，并结合本系统的功能要求，总的检测方案如下：
首先，通过CCD摄像头动态摄取图像；接着通过计算机对原始图像进行图像预处理，其中包括图像的灰度化、平滑、滤波、图像的分割以及二值化；然后根据相应的算法完成图像的特征提取，最后根据所提取的特征向量实现土壤含水量的检测。
3 最小二乘支持向量机（LS-SVM）原理
最小二乘支持向量机（LS-SVM）是支持向量机（SVM）的一个版本，LS-SVM和SVM的主要不同之处在于将误差的二次平方项作为损失函数而不是不敏感损失函数，这样便可以将不等式约束条件转变成等式约束。对于非线性建模问题，LS-SVM首先通过选择一个非线性变换φ(・)，把原始空间中的数据映射到一个高维特征空间中，再在高维特征空间中进行线性估计。假定一个训练样本集{xi,yi}Ni，其中输入数据xi∈Rn和输出数据y∈R，在高维特征空间中构造最优线性估计函数：
最小二乘支持向量机根据结构风险最小化原则，在优化目标中选择损失函数为ei的二范数，优化问题为：
其中ω为超平面的权值向量，b为偏置值。
4 数据的获取
本研究对长江中下游地区的某地区不同区域的粘土土壤不同时段地进行图像和其相对应含水量数据的采集，其结果见表1所示。
表1粘土的含水量及其对应进行数字图像处理得出的灰度平均值
5 贝叶斯推断法LS-SVM模型建立与检测结果分析
贝叶斯推断的基本思想是最大化参数分布的后验，而最佳参数值或模型是在参数分布后验最大的情况下得到的贝叶斯推断分为3级：第1级推断可确定w和b；第2级推断估计正则化系数γ；第3级推断估计核系数σ2。
对表1的样本数据进行贝叶斯推断法寻找模型最佳参数值，把权衡拟合误差最小化和拟合曲线光滑度的参数γ取为480.21，把径向基核函数宽度参数σ2取为7.63。
将最佳参数值代入贝叶斯最小二乘支持向量机模型中，并用预处理后的训练集训练LS-SVM模型，然后模型对预处理后的测试集进行检测，最后对检测数据进行反预处理，得到检测结果，检测结果见图2所示，模型检测值大小及与实测值间的相对误差大小见表2。
该模型的平均绝对相对误差（mrerr）和最大绝对相对误差（mxarer）分别为：
6 结论
通过实验由表2可以得出，该贝叶斯LS-SVM模型的平均绝对相对误差（mrerr）和最大绝对相对误差（mxarer）分别为1.16%和3.19%，其检测结果比较符合检测的精度要求。因此，运用数字图像处理技术和支持向量机进行土壤含水量的检测，经理论分析和实验表明，该方法是有效、可行的，并具有一定的实用价值。
参考文献：
[1] 金龙,罗莹.农田土壤湿度的人工神经网络预报模型研究[J].土壤学报,1998,2(1):25-32.
[2] 刘伟东,Baret F,张兵.高光谱遥感土壤湿度信息提取研究[J].土壤学报,2004,9(5):700-706.
[3] 刘永岗,王曰鑫,李学哲.气量法快速测定土壤含水量技术[J].水土保持科技情报,2005,(6):25-27.
土壤检测论文篇8
Analysis of Soil Nutrients Changes in Xinmin City
WANG Fu-quan
（Xinmin Regional Agricultural Technology Extension Station in Liaoning Province，Xinmin Liaoning 110300）
Abstract Using the current result data of soil testing and formula fertilization project，the change of soil organic matter，available phosphorus，available potassium in Xinmin city were analyzed. The results showed that the basic characteristic of most soil in Xinmin City was the content of soil organic matter counted for 1% to 2%，and the proportion declined，indicating the reducing development direction of soil organic matter content and the degradation trend of soil fertility. The proportion of low phosphorus soil decreased and the proportion of high phosphorus soil increased，both indicating the soil available phosphorus content increased. The general trend was the soil available phosphorus content increased and soil available potassium decreased.
Key words farmland；soil nutrient；organic matter；available phosphorus；available potassium；change；Xinmin Liaoning
新民市现存耕地近20万hm2，包括了草甸土、棕壤土、水稻土3个土类。自20世纪80年代以来，农作物单产水平和土地生产率有了较大提高。农业生产可持续发展，实现高产高效优质，已成为当前生产追求的目标；保护与培肥土壤，科学平衡施肥，节本增效，增产增收显得非常重要[1-2]。近些年，通过实施测土配方施肥项目，进行继自全国第2次土壤普查之后的又一次较系统的土壤检测，获得了大量的成果数据。本文宗旨是利用现有的成果数据，对本辖区内的土壤有机质、有效磷、有效钾进行分析研究，目的是摸清土壤肥力及养分现状，有力地推动实施科学配方施肥技术。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
测土配方施肥项目中，新民市已积累逾1万份土样的检测成果数据。选取了具有代表性的4个乡镇，即公主屯、于家、法哈牛、柳河沟，利用其测土配方施肥项目的检测化验数据和第2次全国土壤普查的检测化验数据进行统计比较，考察土壤养分状况变化的动态，作出当前土壤养分现状的分析。
1.2 检测方法
土壤有机质化验采用油浴外热源重络酸钾氧化，以硫酸亚铁作还原剂的方法[3]；土壤有效磷采用奥森法，即0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼蓝比色[4]；土壤有效钾采用1 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度计燃烧法[5]。
2 结果与分析
2.1 新民市土壤有机质现状分析
计算土壤有机质平均含量分布频率，2010年与1982年有机质分布比例见表1。2007年与1982年有机质分布的比较情况见图1。
2010年的检测数值与1982年的检测数值相比，土壤有机质含量
2.2 新民市土壤有效磷现状分析
计算4个乡土壤有效磷平均含量分布情况，2010年与1982年土壤有效磷分布比例见表2。2007年与1982年土壤有效磷分布的比较情况见图2。
2010年的土壤有效磷含量≥5 mg/kg的比例都高于1982年，表明土壤有效磷的含量在增加。低磷含量（
2.3 新民市土壤有效钾现状分析
计算4个乡土壤有效钾平均含量频率，2010年与1982年土壤有效钾分布比例见表3。2007年与1982年土壤有效钾分布的比较情况见图3。
2010年土壤
3 结论与讨论
土壤有机质含量是土壤肥力的重要指标。低含量比例增加，标志着相应面积的扩大。土壤有机质含量1%～2%是新民地区绝大多数土壤的基本特征，其比例下降，表明土壤有机质含量向降低方向发展。因此，反映了土壤肥力有退化的趋势。影响耕地土壤有机质含量下降的直接因素，可能是不施有机肥或施量较少。培肥土壤应从提高土壤有机质含量入手，探索有机肥与无机肥料相结合的途径，倡导秸秆还田，注重堆肥、沤肥、厩肥、土杂肥的应用，提高土壤有机质含量[6]。
土壤有效磷含量同样是土壤肥力的重要指标[7-8]。低磷土壤分布比例减少，高磷土壤分布比例增加，都表明土壤平均有效磷含量增加，高磷土壤面积扩大。总的趋势是土壤有效磷含量升高。土壤有效磷含量增高的原因，可能是人为连年高量施用复合肥以及磷素本身的表聚性。因此，探索磷肥的合理用量及提高其利用率的有效措施是一项重要任务。
土壤有效钾含量变化的总趋势是逐渐下降。下降的原因可能有2个方面：一是肥料施用量小，二是钾离子活动性大和土壤结构不良。可以计算，获得平均产量7 500 kg/hm2玉米需从土壤吸收K2O约160.5 kg/hm2，而目前施用的复合肥K2O含量仅45～75 kg/hm2，其余的钾要由土壤来补充。如果不施农肥或施量少，连年如此，土壤有效钾就处于被掠夺状态，势必成为土壤贫瘠的因素。提高土壤有效钾含量，除增施有机无机含钾肥料外，也应重视土壤物理性能改良，增加土壤团粒结构和微聚体含量，提高土壤保肥性能[9-10]。根据测土配方施肥项目对土壤有机质、有效磷、有效钾现状作出分析，合理改良土壤、施用肥料，平衡调节土壤养分状态问题，另需更深入的研究。
4 参考文献
[1] 张英鹏，李彦，于仁起，等.山东省主要耕地土壤的养分含量及空间变异分析[J].华北农学报，2008，23（B10）：310-314.
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[3] 刘义平.福安市耕地土壤肥力状况及改良途径[J].江西农业学报，2009（9）：61-63，67.
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[7] 金文萍，袁青锋，王妙星，等.兵团农十三师耕地土壤养分调查研究[J].现代农业科技，2013（14）：220-221.
土壤检测论文篇9
现如今，新疆已有八十七的县市展开了测土配方施肥项目，本文通过相关调查，针对土壤肥料化验工作中的问题提出一些建议。在该项目全面展开之前，大多数土壤肥料化验室的监测工作都无法正常进行。除了相关的仪器设备十分落后之外，化验人员也没有较好的专业素质，以至于无法保证其土壤肥料化验能力。随着土壤肥料检验工作得到越来越多的重视，大部分化验室都陆续进行了设备的更新以及技术人员的培养。
一、土壤肥料质量检测工作所取得的成效
（一）了解新疆土壤养分现状
测土配方施肥项目得到了大量的数据，对其进行统计分析，进而了解到新疆耕地土壤养分的情况，对耕地土壤的平均PH值以及有机质、碱解氮、速效钾等平均含量有所掌握。通过与第二次土壤普查数据做比较，发现耕地土壤肥力水平有了显著提升，其中有效磷富集，碱解氮含量出现了较大的增幅，而钾并没有出现大面积缺乏。面对新疆耕地土壤养分状况与施肥现状，有针对性的提出有机与无机的结合，并执行增施有机肥以及补充性施磷等施肥指导方针。
（二）建立主要作物的施肥指标体系
对于测土配方施肥技术来说，作物施肥指标体系不仅仅是其核心内容，也是其肥料配方制定的关键依据。各个项目将“3414”田间实验数据与土壤分析值相结合，并利用当地专家的经营与农民施肥情况调查资料，进行棉花、小麦以及玉米施肥指标体系的建立。对于新疆的特色作物番茄、油葵、哈密瓜等，进一步完善其相应施肥指标体系的建立。诸如葡萄、红枣等果树，也展开了田间小区实验，使特色林果业的测土配方施肥指标体系得以快速建立。
二、土壤肥料化验工作存在的问题
（一）仪器设备方面
现如今，大部分化验室都购置了新型的仪器设备，但即便如此，在进行仪器设备的使用时，专业的技术指导与技术顾问十分匮乏，以至于新型仪器最终都沦为摆设，使用率极其低下。另外，在进行检验使用时，若是仪器设备出现故障问题无法及时解决，则会造成仪器设备的资源浪费。新型的仪器设备都有着昂贵的造价，要完善新型仪器设备的配置，会产生极大的耗资，县级以下的化验单位尤为严重。仪器设备无法发挥作用而被闲置在化验室，不仅使资源极度浪费，也在很大程度上对员工的工作积极性产生了影响。
（二）专业技术方面
化验室的技术人员专业理论十分匮乏，没有良好的知识体系以及技术能力，以至于无法正确的操作仪器。并且在处理数据以及分析检验结果时，无法与最新的要求接轨，对土壤肥料化验监测的工作效率产生了极大的影响。在大部分县级化验室中，缺少专业的化验监测人员，由于该项工作与其他部门职能混乱，以至于土壤肥料化验工作无法顺利有效的展开。在当前的土壤肥料化验监测工作中，全面的分析能力与数据处理能力是相关技术人员必不可少的，如此才能使检验结果更加可靠。
（三）监测能力方面
在当前的土壤肥料检验单位中，没有一个规范的用人制度，以至于相关的土壤肥料化验人员没有较高的积极性，在实际进行工作时，没有一定的执行力度使得检验工作无法按时完成。在土壤肥料化验监测工作中，监测能力是重中之重，只有对其进行不断提升才能使监测工作更加可靠。对于监测中的问题应当及时对其作出判断，并在误差允许范围内使检验精度有极大程度的提升。
三、对土壤肥料化验工作的建议
（一）配备专业技术人员
人员体系在工作的开展中是必不可少的，因此在土壤检测工作中，要想使工作能够顺利的展开，技术人员是极其重要的一环。所以在一个土壤肥料化验监测化验室中，一定要配备足够数量的专业技术人员，如此才能使监测工作更加稳定可靠。
（二）利用先进仪器设备
目前，土壤肥料检验工作监测要求越来越高，工作的展开必须通过先进仪器的使用。所以先进的x器设备是各个土壤肥料监测化验室不可或缺的基础保障，只有使其使用效率得到有效保障，并利用先进仪器设备进行监测工作的展开，才能够快速的服务当前的农业生产工作。
（三）提高化验人员的素质
要想使监测数据能够保证精确度，则化验人员的素质是关键，严谨科学的工作态度以及认真负责的工作作风是化验人员必须具备的。由于县级土肥化验室人员稀缺，因此每个化验人员都应完善自身理论知识，并提升其数据分析能力与实际操作能力。
（四）培养化验带头人
除了要普遍提升技术人员的专业素养，对于技术骨干的培养也是势在必行的。在进行实际的检验工作时，会遇到一些新的问题与仪器故障，而培养技术骨干则能很好的开展日常工作，他们所进行的统筹安排使化验室工作的有序性得到了保证。
结语
不仅仅是在仪器设备以及技术人员素质方面土壤肥料化验工作有不足，在监测能力方面也有着许多需解决的问题，应当对目前工作中的不足有深入的了解，并提出科学合理的建议对该工作进行指导。监测队伍的建立是首要任务，其次便是要提升技术人员的素养水平，另外还有仪器设备的使用效率，最后是检测技术骨干的培养，只有这样才能使监测化验工作能够有效开展。
参考文献：
土壤检测论文篇10
土壤水解性氮的测定通常采用碱解扩散法，通常做法是在扩散皿中，用1.8 mol/L氢氧化钠（水稻土和经常淹水的土壤用1.2 mol/L氢氧化钠）水解土壤，然后将其放置在40 ℃恒温箱中（24±0.5） h后取出滴定[1]。但该法有如下缺点：扩散时间长，操作繁琐，玻璃板和扩散皿之间有时密封不严使氨气逸出，且内外室之间容易污染。而碱解蒸馏法则能避免这些问题，且可提高速度和检测数据的精准度[2]。现将凯式定氮仪碱解蒸馏法介绍如下，以为土壤水解性氮测定提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验原理
将土壤样品放在消化管中，用氢氧化钠和锌-硫酸亚铁还原剂进行水解，使易水解氮和硝态氮在碱性条件下还原成氨逸出，蒸馏出的氨被吸收在2%硼酸溶液中，后用标准酸进行滴定[3]。
1.2 试剂与仪器
（1）化学试剂。4 mol/L的氢氧化钠溶液；1∶5的锌-硫酸亚铁还原剂；0.01 mol/L盐酸标准溶液；定氮混合指示剂；2%硼酸溶液；甲基红-溴甲酚绿混合指示剂。
（2）仪器。福斯特卡托公司的2200型凯式定氮仪；250 mL消化管；250 mL三角瓶。
1.3 分析步骤
（1）称取过60号筛的风干土样1 g（精确到0.001 g）置于消化管中，加入1 g锌-硫酸亚铁还原剂，加入4 mol/L氢氧化钠10 mL。同时做空白试验。
（2）接通电源，打开冷凝水，将没有样品的消化管放入蒸馏器上，关上安全门，把空的三角瓶放到接收台上，空蒸管道4 min，2次。
（3）将装有样品的消化管放入蒸馏器，再将装有10 mL硼酸的250 mL三角瓶放到蒸馏器的接收座上，开始蒸馏，蒸馏时间4 min。
（4）蒸馏完成后取下接收瓶，用0.01 mol/L盐酸标准溶液滴定，溶液由蓝色至微红色。
2 结果与分析
2.1 不同氢氧化钠的浓度对测定结果的影响
使用空蒸馏管蒸馏4 min后，测定管中水量，10次测量水量分别为11.5、13.5、13.0、12.0、13.2、11.5、12.4、11.8、10.8、12.5 mL，平均为12.22 mL。
取国家的标准土样GBW07142a和GBW07458 2个样品，在消化管中加入4 mol/L氢氧化钠10 mL后，一种是加入25 mL水，使氢氧化钠浓度为0.85 mol/L，一种是不加入水，氢氧化钠浓度为1.8 mol/L，后分别用碱解蒸馏法进行测定，测定结果见表1。可以看出，氢氧化钠的浓度对测定结果的影响很大，氢氧化钠的浓度过低时，水解不完全，检测结果低；氢氧化钠的浓度过高时，某些难水解的蛋白质发生部分水解，检测结果偏高[2]。碱解蒸馏法测定时，氢氧化钠浓度为4 mol/L[3]，不加水的情况下，消化管中氢氧化钠的浓度为1.8 mol/L，符合碱解扩散法中氢氧化钠浓度，并且检验结果在标物标准值范围内。
2.2 蒸馏时间对测定结果的影响
选择不同蒸馏时间（3、4、5 min）对取国家的标准土样GBW07142a和GBW07458 2个样品进行测定，结果见表2。可以看出，当蒸馏时间为4、5 min时，检验结果在标物标准值范围内，蒸馏时间为3 min时结果偏低，说明，蒸馏时间为4 min水解就已经完全，所以，在以后的试验过程中蒸馏时间可选择4 min。
2.3 2种测定方法对比试验
用林业行业标准LY/T1229-1999碱解扩散法和碱解蒸馏法对随机抽取的20个土壤样品进行试验（n=5），结果见表3。可以看出，2种方法测定土壤水解性氮，结果完全在分析误差范围内，所有相对差值均低于5%，没有显著性的差异。
3 结论与讨论
试验结果表明，用碱解蒸馏法测定土壤水解性氮，达到了林业行业标准LY/T1229-1999碱解扩散法的效果，使水解时间由24 h降低到了4 min，真正达到了节时高效的目的，且操作简便，准确度高，适合于批量检测水解性氮的过程中选用[4-11]。
4 参考文献
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土壤检测论文篇11
目前，全球共有超过32 000个高尔夫球场，占地面积达19 200～25 600 km2[1]。中国高尔夫球场经过10年的发展，截止2010年底也达到了600个左右[2，3]。随着高尔夫产业和现代草坪业在国内迅速发展，草坪上农药的施用量也成倍增加，据报道，草坪农药的施用量是农作物的3～8倍[4]。在高尔夫球场的日常管理中，为了保持草坪的健康与美观，通常会施用大量的农药，包括杀灭危害虫和病菌的杀虫剂或杀菌剂，以及防除杂草的选择性除草剂（表1），对球场以及周边环境造成潜在的危害。施用的有机农药中有80%～90%直接进入土壤，10%～20%进入大气和附着在有害生物上，后者经过部分降解外，其余部分又会通过雨水淋溶作用和有害生物分解进入土壤[5，6]。康奈尔大学研究表明，全球每年使用的40×105t农药中，实际发挥作用的仅占1%，其余99%都在土壤、水体以及空气中残留和积聚，并在各环境要素间不断循环。国外从1983年就开始了高尔夫球场施用农药对环境影响的研究，经过30年的发展已经取得了一定的进展与成果[7]。国内相关研究起步较晚，尤其是针对高尔夫球场有机农药对环境影响的研究与报道较少，对高尔夫球场草坪土壤有机农药残留及其环境行为的研究较少[8-11]。由于有机农药对人体和环境产生的严重威胁和影响，因此进行土壤环境中有机农药的残留检测与环境行为研究，对合理使用农药，保护生态环境，保障人类健康，避免不必要的损失具有十分重要的意义。
1材料和方法
1.1试验球场概况
清水湖高尔夫俱乐部，位于湖南省常德汉寿县，E 112°12′45″，N 29°6′45″，属中亚热带向北亚热带过渡的季风湿润气候区，气候特征独具。年均降水量1 342.2 mm，年均气温16.7 ℃，月平均气温有9个月在10 ℃以上，≥10 ℃的活动积温5 286.4 ℃，无霜期274 d，年均日照1 688.4 h，年均太阳辐射总量106.87 kcal/cm2，平均风速2.4 m/s，年平均相对湿度82%。土壤类型为红壤，对草坪试验地0～20 cm的土层取样，测试其土壤氨态氮、有效磷、有效钾含量及土壤酸碱度（表2）。
1.2试验材料
试验所用的土壤样品于2013年8月采集自湖南省清水湖高尔夫球场草坪区域，采用对角线5点取样，每个样点分0～10 cm和10～20 cm土层取样，去除动、植物残体后风干。充分研磨后过60目筛，混匀后用四分法取500 g存贮在干净的玻璃瓶中密封保存，供即时分析。用石英砂作为对照，过60目筛后在马弗炉700 ℃条件下灼烧4 h，在干燥器中冷却后存贮备用[12-14]。
仪器：Agilent6890A/5973N气相色谱-质谱仪、Aglient7683自动进样器;DSY-Ⅱ型自动快速浓缩仪;DS-1高速组织捣碎机;RE-52旋转蒸发器;AS20500A超声波清洗器;LD5-2A高速离心机;调速多功能振荡器;SX-4-10马弗炉;玻璃层析净化柱等（2.4 cm×30 cm）。
试验试剂：正己烷、二氯甲烷、丙酮、甲醇、石油醚等均为分析纯，浓硫酸为优级纯，无水硫酸钠（分析纯，650 ℃灼烧4 h），佛罗里土（650 ℃灼烧4 h，130 ℃ 活化4 h）。
有机农药标准品：敌敌畏、马拉硫磷、对硫磷、溴硫磷、三硫磷、倍硫磷、异丙威、抗蚜威、灭害威、禾草丹、除草通、灭螨猛;有机氯农药混合标准品（农业部环境保护额科研检测所研制，浓度为100 μg/mL），包括α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、p，p'-滴滴伊、p，p'-滴滴滴、p，p'-滴滴涕、o，p'-滴滴涕、七氯、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、联苯菊酯、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯、高氰戊菊酯。
1.3试验方法
1.3.1气相色谱-质谱联用法测定有机磷农药残留
样品提取：精确称取制备好的土壤样品3.000 0 g置于50 mL离心管中，加入丙酮-石油醚（4∶1）混合溶液5 mL，充分混匀后超声提取20 min，在3 600 r/min条件下离心5 min，取上清液置于20 mL离心管中，分别再用2 mL的混合液重复提取2次，合并上清液，浓缩至2 mL备用[15，16]。
提取液净化：层析柱自下而上填装1 cm无水硫酸钠，4 g佛罗里土，1 cm无水硫酸钠。先用20 mL正己烷对层析柱进行预淋洗，然后将制备好的浓缩溶液转移至层析柱中，以10 mL正己烷-丙酮（4∶1）溶液分多次洗涤浓缩瓶后一并转入层析柱中。再分别用5 mL丙酮、10 mL正己烷-丙酮（4∶1）、5 mL甲醇洗柱，收集洗脱液用旋转蒸发器在50 ℃水浴条件下浓缩至近干，用正己烷定容至1 mL待测[17]。
测定条件：气相色谱柱为HP-5MS毛细管柱为30 m×250 μm×0.25 μm;升温程序为50 ℃保持1 min，以25 ℃/min的速度升温至150 ℃，保持2 min，以2 ℃/min升温至180 ℃，以1 ℃/min升温至230 ℃，保持2 min;进样体积为1 μL，进样口温度为250 ℃，检测器温度为280 ℃;载气为高纯氦气，流速1 mL/min;溶剂切除时间5 min;扫描范围50～500 μ;离子源温度230 ℃，传输线温度150 ℃;EI电子能量为70 ev。
回收率测定：为了验证气质联用法测定土壤中有机磷农药残留的准确性，分别在3.000 0 g待测土壤中加入100 μL和500 μL有机磷农药混合标准品（1 μg/mL），按照上述试验方法进行提取、净化和检测，通过定量检测2种添加水平下土壤有机磷农药的回收率，每个水平重复3次。
1.3.2气相色谱-法测定有机氯与菊酯类农药残留
样品提取：精确称取土壤样品5.000 0 g置于50 mL离心管中，加入丙酮-石油醚（1∶3）混合溶液5 mL，充分混匀后超声提取30 min，在3 600 r/min条件下离心8 min，取上清液置于20 mL离心管中，分别再用2 mL的混合液重复提取2次，合并上清液，浓缩至2 mL备净化。
提取液净化：在层析柱中自下而上填装1 cm无水硫酸钠，4 g佛罗里土，0.3 g活性炭，1 cm无水硫酸钠。先用20 mL石油醚预淋洗，然后将制备好的浓缩溶液转移至层析柱中，以2 mL石油醚溶液分3次洗涤浓缩瓶后一并转入层析柱中。用40 mL丙酮-石油醚（1∶3）淋洗层析柱，收集洗脱液用旋转蒸发器在50 ℃水浴条件下浓缩至近干，用正己烷定容至1 mL待测[18]。
测定条件：气相色谱柱为HP-1701毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;升温程序为90 ℃保持2 min，以10 ℃/min的速度升温至270 ℃，保持20 min;进样体积为1 μL，进样口温度为240 ℃，检测器温度为300 ℃;载气为氮气，流速1.4 mL/min。
回收率测定：在5.000 0 g土壤中分别添加50、100和500 μL有机氯农药混合标准溶液（1 μg/mL），按上述方法进行提取、净化和检测，通过测定样品回收率判断试验的准确性，每个水平3次重复。
2结果与分析
2.1标准曲线
将有机农药混合标准品分别配制成0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8以及1.0 μg/mL的稀释液，对有机农药别以峰面积（A）对浓度（C）建立标准曲线，得到有机农药的线性方程和相关系数（表3）。表明有机农药在0.01～1.0 μg/mL线性关系良好。
2.2检测方法回收率与精确度
表4、表5为试验涉及的有机农药检测方法的加标回收试验结果，按2种试验方法进行提取、净化和检测发现，2种方法的离子峰面积计算各种有机农药添加水平的回收率能够满足对农药残留分析的要求。
2.3土壤有机农药残留
对湖南清水湖高尔夫球场土壤有机农药残留的分析结果可以看出，该球场土壤中检测的30种有机农药中，抗蚜威、禾草丹、溴硫磷、除草通、灭螨猛、δ-六六六、o，p'-滴滴涕、七氯与异狄氏剂等9种有机农药未检出。其余农药在草坪土壤中均有残留，其中，异丙威、灭害威、马拉硫磷、狄氏剂以及氯菊酯等有机农药的检出率在90%以上，对硫磷、倍硫磷、α-六六六、p，p'-滴滴伊、p，p'-滴滴涕以及联苯菊酯等有机农药的检出率为100%（表6）。
注：“-”表示未检测出
3讨论
我国面临着日益严重的土壤污染压力，尤其是重金属污染和有机污染最为严重，有机农药污染是目前我国影响范围最广的一种土壤污染[19]。土壤是农药在环境中的“贮藏库”与“集散地”，已有许多研究结果表明，农田和草坪中施用的农药大部分残留在土壤介质中，并不断从土壤中向外扩散而导致水体、大气以及生物的污染与危害[20，21]。有机农药在土壤的吸附作用下，由于存在的形态发生改变，其迁移转移能力与生理毒性也会随之改变。土壤的吸附可以在一定程度上起到净化和解毒的作用，然而吸附作用是一个可逆的过程，因此土壤的净化作用是不稳定的，也是很有限的[22]。有机农药在土壤中经过气体迁移、水分迁移和生物降解后会不断减少，但仍有一部分残留在土壤中，残留的数量和时间取决于农药的化学性质、分解的难易度、药剂量、土壤的理化性质以及耕作条件等众多因素。
近年来，国内外针对有机农药在浅层土壤中残留情况的研究较多。在有机氯农药方面，总体上我国北方土壤中的有机氯农药残留普遍较高，而中部地区略高于南方地区，整体高于等洁净区域土壤中的农药残留[25，26]。李长亮等[25]研究表明，土壤有机氯农药的残留最大值为271.72 mg/kg，而有机氯农药残留主要集中于土壤表层（0～20 cm）和亚表层（20～40 cm），含量远高于深层[23]。赵娜娜等[26]报道，土壤表层的滴滴涕含量高达104 mg/kg，含量随着土壤深度的增加而迅速降低。目前的研究结果表明，有机氯农药在土壤中的迁移和降解能力较差。针对湖南清水湖高尔夫球场土壤中的18种有机氯残留进行了检测分析，检测出六六六、滴滴涕、滴滴伊等14种有机氯农药残留，进一步论证了以上结论，尽管有机氯农药已经禁用，但在高尔夫球场土壤中依然存在一定的含量，但此次的研究高尔夫球场土壤中有机氯农药的残留量较低。
有机磷农药是目前世界上实用最广泛的农药之一，我国使用的杀虫剂中有70%以上是有机磷农药。高尔夫球场由于对草坪的景观和功能要求较高，因此会比农田施用更多的杀虫剂、杀菌剂和除草剂等，目前国内高尔夫球场施用的有机磷农药具有高效、降解快、低残留、残毒低等特点，但低残留和高效降解并不意味着有机磷农药彻低降解，有很大一部分农药会与土壤形成结合残留物，大量的使用有机磷农药必然会对高尔夫球场的环境带来不可估量的危害。在对湖南清水湖高尔夫球场草坪土壤中的有机磷农药进行了检测，检测出了敌敌畏、异丙威、马拉硫磷等7种有机磷农药，但所有农药的含量均较低。然而，随着国家相关政策的限制和公众舆论对高尔夫球场对环境可能污染的密切关注，化肥及农药的科学施用和管理成为低碳环保球场认证中的重要指标[27，28]。作为草地环境农药的替代品，植物源农药、农用抗生素和利用害虫天敌将是较为理想的选择[29]。
4小结
截止目前，我国还没有出台高尔夫球场土壤及水体有机农药残留标准，也没有相关农药残留的限制值。参考金克林等[9]对土壤有机农药残留研究过程中借鉴使用《中华人民共和国地表水环境质量标准》与《城市供水水质标准》等相关质量标准的方法，本次试验的检测结果表明，清水湖高尔夫球场土壤的有机农药残留低于相关规定，表明该球场在使用有机农药的过程中没有对球场草皮土壤环境产生污染，这与球场的土壤条件、气候条件以及草坪养护管理具有密不可分的关系。
研究只是针对湖南省清水湖高尔夫球场草坪土壤的局部区域进行了取样分析，要彻底查明高尔夫球场土壤的有机农药残留问题，探索高尔夫球场施用农药对土壤、大气以及水体环境的影响，还需要进一步进行深入的研究分析。
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Determination of organic pesticide residues in turf soil
environment of Qingshuihu golf course
JI Cheng-dong1，ZHOU Yun-yun1，GU Yue2
（1.Hunan Golf and Tuorism College，Changde 415900，China; 2.Sport College，Hunan International
土壤检测论文篇12
引言
接地装置是接地体和接地线的统称，接地体是指埋入地下直接与土壤接触、有一定流散电阻的金属导体。连接接地体与电气设备或构件的接地部分的金属导体称为接地线（PE 线）。我们称接地装置为输配电线路的安全保护装置。下面本文将阐述如何对接地装置进行正确的测量，从而使输配电线路的接地装置起到安全保护作用。
1、接地装置的基本概念
1.1杆塔与土壤间作良好的电气连接称为接地，与土壤直接接触的金属体或金属体组称为接地体或接地极。连接于接地体与杆塔间的金属导线称为接地线。接地线与接地体合称为接地装置
（1）输电线路接地装置的作用：主要作用是泄导雷电流，降低杆塔顶部电位，保护线路绝缘不致击穿闪络。
（2）输电线路接地装置分类及型式接地装置分为自然接地（包括杆塔基础、拉线等直接与土壤接触部分）和人工接地体（根据需要由人工埋设的装置）；按铺设方式不同，分为垂直和水平两种。高压输电线路的接地装置多为水平铺设，水平接地又分为环型接地和放射型接地。也有由于条件需要的混合型接地。
（3）接地电阻：故障入地电流在接地体上方产生电压与故障入地电流之比称为接地电阻。接地电阻与土壤电阻率及接地装置型式有密切的关系。送电线路经过不同的土质结构的地区，土壤电阻率也有较大的数值差异。要根据不同的土壤电阻率选择数量不等、不同型式的接地装置。
1.2土壤电阻率及影响土壤电阻率大小的主要因素
（1）土壤电阻率（也称土壤电阻系数）。决定接地电阻的主要因素是土壤电阻，其大小用土壤电阻率来表示，土壤电阻系数是以每边长1 米的正立方体的体积的土壤电阻来表示。土壤电阻率ρ 的单位是ΩM。
（2）影响土壤电阻率的主要因素。土壤电阻率决定于土壤性质、含水量、化学成分、物理性质等、是随着上述条件的变化而变化的。为此在设计接地装置时要根据地质情况，考虑季节影响，选择其中最大值作为设计依据。
（3）结论。影响土壤电阻率的因素很多，因此设计时最好选用实测值，因为测量时具体情况不同，土壤电阻率会同一地点但数值有较大变化。为稳妥起见，使所测量数值反映最不利情况时的土壤电阻率。将实测的ρ0乘以换算系数ψ，则设计时采用ρ=ψρ0 作为依据。
2、输电线杆塔接地电阻值的测量方法
2.1测量接地电阻的基本原理
测量接地电阻的接线如图1 所示
图1测量接地电阻的接线图
为了简化计算设接地体为半球型。它流入大地的电流I。在距球心x 处球面上电流密度为式中J 是距球心为x 处球面的电流密度；I 为接地体流入地中的电流；X 为距球心的距离。
2.2测量杆塔接地电阻的接线
测量电力线路杆塔接地体接地电阻的结线如图2 所示。
图2 测量电力线路杆塔接地体接地电阻的结线图
注：d13一般取接地体长度L（最长放射线）的4倍，d12取为L的2.5倍。
2.3 用ZC—8 接地电阻摇表（测量仪）测量接地电阻
这类型仪表有三端钮和四端钮两种。四端钮主要是用来测量土壤电阻率用。用三极法测量接地电阻时将E、I 两端钮用压板短接。
这种测量仪主要量件为两个框架的电磁式流比计。第一个框架线圈与电源，被测接地体和辅助接地体串联，第二个框架线圈与串联的附加电阻Rσ，连接在接地体和接地棒之间，在测量时加在第二个框架回路的电压，正好与接地体的对地电压相等。
三点法测接地电阻必须使基地装置与杆塔的连接点全部脱离，将放射型接地用导线连通，将ZC—8 仪表的E1I1短接后接到被测接地极上，将电流极I2 用导线连接到D=4L（L为放射接地单根长度）电压极接到2.5 倍D=2.5L( 也相当于电流极距离的0.618 倍。如果是环形接地体，也要将接地体与杆塔全部脱离后再与仪表相接，但电流极d13可放到2D位置（D 为环型接地体对角线长度）电压极d12 可放到0.618 d13=1.236D 的位置。这两极最好放在横线路方向，两接地极的入土深度要一致。接线后将仪器放平，检查检流计指针是否位中心线，不在时要旋动调零按钮，使指针在中心线上。将倍率标度拐向最大倍数，慢慢转动发电机摇把。同时转动测量标度盘，使检流计指针指示中心线位置，当检流计接衡时加快发电机摇把的转速，使转速达到每分钟120 转以上，并调整测量标度盘，使检流计指针指于中心线上。如这时候的读盘数小于1 应将倍率转向较小的倍率再重新调正测量标度盘。将标度盘测得的数字N 乘以倍率，就是被测接地体的工频接地电阻。Rd=KN 这就是三极法测接地电阻的原理及方法。
3、土壤电阻率的正确测量
对不同的土壤电阻率的地段，接地电阻允许值是不同的，这个在前面已经论述。在杆塔接地装置上所测到的接地电阻值，是否符合设计和线路运行的要求，关键是由该基土壤电阻率的最大值来决定的。因此能正确测出各基杆塔的土壤电阻率比测接地电阻值更为重要。所以必须学会正确测量土壤电阻率的方法。
3.1 利用ZC—8 型测量仪，采用4 极法测量线路土壤电阻率
所谓四极法是用四根同样尺寸的接地棒—其中两根组成电流回路，两根构成电压回路来测量的反方法，如图：
3.2 用三极法测量土壤电阻率
三点法测土壤电阻率结线与三极法测接地电阻一样，要求将测试电极打入土壤深度应与实际接地装置埋深一致。试验检查电极、电压极、电流极应排直线等距。同时要求极间距离不小于20 米。检查电极插入地下部分必须与土壤严密接触，否则会造成较大测量误差。
三极法是先测出检查试极的电阻值R，则土壤电阻率按公式求
R ：为Ω ；d ：检查接地极直径；L ：检查接地打入地下部分长度；P ：土壤电阻率，单位为Ωm。
（1）用三极法测土壤电阻率时，接地体附近的土壤起决定性作用，即用这种方法测得的土壤电阻率在很大程度上只反映接地体附近的土壤电阻率。
（2）四极法测得的土壤电阻率与极间距离a 有关，当a 不大时所测的电阻率仅为大地表层的电阻率。用4 极法测量土壤电阻率时，电极可用四根直径2cm，长0.5 ～ 1m 的
圆钢或铁管作电极，考虑到接地装置的接地散流效应，极间距离选取20m 左右，深为1/20a。
4、判定接地电阻值是否合格的界限
（1）凡是测得接地电阻值为10Ω 及以下者已经满足了防雷接地允许值要求，所以均不用 测量土壤电阻率；凡是测得接地电阻大于10Ω 都应做土壤电阻率的测定，测得土壤电阻率后，应在测得的p0 值乘以季节系数后（p=p0ψ）。再按接地在不同土壤电阻率情况下，允许接地电阻值判定本基塔接地是否合格。
（2）用三极法测量土壤电阻率，目前在测量中是在测接地电阻后，然后再打如接地极测土壤电阻率。这一方法是有较大错误的。应按本文所介绍的方法进行测量。在数据上更是不对的，测来的数据根本不是土壤电阻率，而是测试钎的接地电阻值。应将接地极电阻通过计算才能得到土壤电阻率的数值。这个数值还要乘以系数方能得出土壤电阻率可能出现的最大值。
（3）使用钩式接地电阻测试仪，被测接地装置如果是环型接地，则只能保持一个接地引线与杆塔连接，其余引线要与杆塔断开后才能测得该基的接地电阻值。对于放射型接地，由于接地装置没有联系并都是一条引线与杆塔相连，则接地引线可以不打开，逐个引线测量，最后将测得的电阻值用并联电路算出。对钩式电阻测量仪钩环无法衔住的接地引线，则必须与杆塔断开，然后用连线将接地装置与杆塔进行良好连接后方能用二极法测量其接地电阻。
土壤检测论文篇13
由于大的杂散电流的影响，使接地网的腐蚀防护不同于一般的地下金属设备的腐蚀与防护，接地网多则10年，少则3-4年便发生损坏甚至断裂，破坏电网系统稳定。目前主要利用接地引下线测量的方法，得到各段接地网金属导体的电阻值，通过建立数学模型，以及电阻值的变化反应地网的腐蚀情况[1-2]。在实际工程中，常根据地区的土壤腐蚀率，经验地估计接地网导体腐蚀程度，不能准确地判断腐蚀程度和断点[3]。文章利用相似性模型实验，研制了三电极传感器用于测量接地网的腐蚀状态，及阶跃型微安可变恒流激励源和积分毫伏电压采集电路，能测量包括自腐蚀电位、恒流源大小、极化电位等参数，基于拟合算法得出腐蚀速率大小。
1 接地网腐蚀状态测量原理
文章开发的接地网腐蚀状态检测系统，是基于金属阳极氧化原理，采用与被测接地网相同的碳钢材料作为研究电极，以不锈钢作为辅助电极，以饱和硫酸铜作为参考电极，组成三电极传感器，采取相似性模拟实验的方法，在实验室即可初步获得被测接地网的腐蚀状况。电化学检测系统还包括激励与检测电路和接地网土壤腐蚀电化学检测软件组成，系统组成如图1所示。恒电流充电曲线测试方法简单、快捷，因此适合接地网腐蚀状态的现场检测，基本原理是对腐蚀体系施加恒定阶跃电流，记录极化电位随时间的变化曲线[4]，图2为恒电流充电曲线，充电曲线方程式表示为：
式中：U是检测输出电压值；RP表示极化电阻；Cd表示界面电容；R1表示介质电阻。工作电极的极化电阻和土壤电阻可以通过计算充电曲线的斜率获得，并以极化电阻RP作为表征接地网腐蚀状态的特征参数，通过比较极化电阻值的不同时间点的相对大小，可判断被测地网的腐蚀的变化情况。
测量系统的检测过程为，首先标定接地网金属的自腐蚀电位，然后对接地网金属施加依次增加的恒电流阶跃信号，并实时采集响应信号即恒电流阶跃电位。以响应的电位信号与自腐蚀电位的差值，和施加的恒电流，土壤的电阻等相关参数，即可求出阳极极化电阻RP和腐蚀电流密度Icorr，其中Icorr=B/RP，B=25mV为Stern-Geary 常数。接地网年腐蚀深度可以通过腐蚀电流Icorr与被测接地网金属的电化学当量来计算获得，假设三电极传感器中的有效限流面积取，那么年腐蚀深度计算公式如下：
式中：D（m/y）代表年腐蚀深度；K为常数0.003 27；A表示金属原子量；Icorr（mA/cm2）表示腐蚀电流密度；n表示失电子数；ρ（g/cm3）表示被测金属的密度。
2 激励与数据检测模块设计
本系统使用0-100uA阶跃电流信号作为激励源，使电极之间发生极化反应。激励源使用REF200产生标准100uA电流镜像源，由精密运算放大器OPA602对电流放大和缩小，阶跃式电阻配比继电器控制模块用于控制OPA602运算放大器的放大或缩小倍数，如下图3所示。
由于采集的极化电压数据噪音较大，本系统采用ICL7135双积分电压数据采集模块，来采集参比电极与研究电极之间的电位差，减小高频噪声，双积分采集模块电路图如图4所示。
3 实验结果及讨论
土壤腐蚀速率监测是基于电化学极化分析法，实验使用了304型不锈钢作为研究辅助电极，Q235型碳钢作为研究电极，饱和硫酸铜溶液作为参比电极并以品字形分布的三电极土壤腐蚀速率检测传感器与相对应的采集装置。实验过程如下，先测量未加激励情况下的土壤自腐蚀电位，然后分别在研究电极和辅助电极之间施加0-100uA的恒流源激励信号，通过测量参比电极和研究电极之间的响应，并基于电化学理论计算出当前环境下土壤对膨胀节的腐蚀速率。
采集环境为土壤湿度为5%，测得土壤自腐蚀电位为590mV。阶跃电流在24-51uA波形较为稳定，也就是土壤极化反应电位的线性区，在该区域能够真实的反应土壤的腐蚀情况。当阶跃电流大于51uA后，由其引起的极化电位就已超出线性区；而当阶跃电流小于24uA时，经观测极化反应电位的测量误差比较大。在24-51uA范围内取阶跃电流36uA处可求得：
测量土壤电阻采用的方法是交流阻抗法，即在研究电极和辅助电极之间施加频率为1000Hz，幅值为5V的正弦波信号，并经电流电压变换后对交流信号进行整流转换为与土壤电阻RS大小相对应的0V-4V的直流电压信号，图5为用高斯数据拟合理论建立的现场实验中土壤电阻与电压信号之间的数学模型。
由实验可以得出在测量阶跃恒电流曲线时，如果施加的阶跃电流控制在24-51uA左右时，能保证极化电位处在线性区范围，同时能减小响应电位的测量误差。
4 结束语
接地网腐蚀检测可以有效避免由土壤腐蚀断裂而引起的电力系统的事故的发生，而恒电流充电曲线技术可以快速测量土壤对膨胀节的腐蚀速率。由该充电曲线解析得出极化电阻，通过分析阶跃电流值对极化电阻的影响以及不同阶跃电流下响应电位差值，研究了使极化在线性区内的阶跃电流范围。研究表明，施加的阶跃电流值控制在24-30uA左右时，既保证了极化电位在线性区范围内，又减小了响应电位的误差。本系统结构体积小，使用操作便捷，容量大，检测准确性好，实用性强，便于推广使用。
参考文献
[1]肖新华，刘华，陈先禄，等.接地网腐蚀和断点的诊断理论分析[J].重庆大学学报，2001，24（3）：72-75.
