Поиск

Методика анализа содержания макрокомпонентов почвенного воздуха
13.03.2013

Присоединить к заборному отверстию пробоотборника пластмассовый шприц (объемом не менее 20 см3) и, медленно поднимая поршень, откачать пробу почвенного воздуха с данной глубины. Ввести пробу в предварительно включенный и настроенный на измерение требуемого газа анализатор ПГА, для чего присоединить шприц с пробой почвенного воздуха, к входному отверстию ПГА посредством ПВХ-шланга. Затем одновременно сжать и отпустить резиновую грушу заборного устройства прибора и вдвинуть поршень шприца внутрь. Через 10-20 сек прибор отразит на дисплее содержание газа в объемных процентах. После этого прокачать чистым воздухом (нулевым газом) измерительный канал прибора с помощью резиновой груши и, дождавшись индикации нуля на дисплее, ввести следующую пробу. Если содержание газа в почвенном воздухе превышает рабочий диапазон измерений прибора (0-2% СO2, 0-5% СН4 и 0-30% O2), следует разбавить пробу атмосферным воздухом или инертным газом. Для этого соединить шприц, в котором определенную часть объема занимает проба почвенного воздуха, с другим шприцом, содержащим определенный объем газа-разбавителя. Одновременно перемещая поршни шприцев смешать газы и произвести определение состава полученной смеси на ПГА указанным выше способом. При расчете реального содержания газа в почвенном воздухе учесть, во сколько раз была разбавлена проба. По окончании работы выключить прибор.
Рекомендуем синхронно с определением объемного содержания газов в почве, измерять температуру почвы (Т) и атмосферное давление (Р). Это дает возможность рассчитать концентрации измеряемых газообразных компонентов, согласно следующей формуле:

Методика анализа содержания макрокомпонентов почвенного воздуха

где с - концентрация газа (г/м ), Р- атмосферное давление (Па), X - объемное содержание газа (%), М - молярная масса газа (г/моль), R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/мольК), T - температура воздуха на данной глубине (К).
Пример 1. При анализе газовой фазы дерново-подзолистой пахотной почвы УОПЭЦ «Чашниково» оказалось, что на глубине 50 см содержание СO2 составило 1.3% при температуре 14°С (287 К) и атмосферном давлении 740 мм. рт. ст. (98.6х10в3 Па). Используя (XIV.2), рассчитаем концентрацию СO2 на данной глубине: с = 98.6х10в3х1.3х44/100х8.31x287 = 23.6 г/м3. Традиционно используемый специалистами расчет по закону Авогадро (1 моль газа занимает 22.4 л) неверен, поскольку закон Авогадро справедлив для нормальных условий (273 К и 101.1кПа), а в почве температура и давление могут быть иными. Так для данного примера подобный расчет даст завышенную концентрацию СO2 (25.5 г/м3). На рис. XIV. 1 приведены примеры профильных распределений концентраций газов в перегнойно-торфяно-глеевой почве, полученные по описанной выше методике.
Определение производилось на четырех участках угодья (пастбищный луг) в течение трех дней. Затем данные были усреднены. Как видно из рисунка, концентрации кислорода и диоксида углерода достаточно сильно варьируют, что вообще характерно для компонентов газовой фазы, как наиболее мобильной составляющей почвенной физической системы. Полученные профильные распределения достаточно типичны для исследуемой почвы - снижение содержания кислорода с глубиной и увеличение концентраций углекислого газа. Поскольку источником кислорода служит атмосфера, а в почве он расходуется на окислительные процессы, по мере удаления от поверхности его содержание убывает. Углекислый газ, напротив, выделяется в почве и поступает в атмосферу, где его концентрация минимальна. Поэтому верхние горизонты из-за непрерывно идущего газообмена с атмосферой обедняются диоксидом углерода, а на глубинах, удаленных от поверхности почвы он способен накапливаться. Этому также способствует естественная конвекция СO2 в поле силы тяжести в газообразной форме (гравитационное стекание) и в составе почвенной влаги, поскольку СO2 является хорошо растворимым газом. Увеличение концентраций кислорода и снижение СO2 в зоне грунтовых вод на глубине 100 см. можно объяснить двумя причинами. Во-первых, исследование проводилось в начале июля и, возможно, биологические процессы в почве после зимней паузы еще не достигли такой интенсивности, чтобы изменить состав газовой фазы на такой глубине. Во-вторых, талые воды и интенсивные атмосферные осадки способствовали обогащению грунтовых вод кислородом и обеднению СO2, что приводило к аналогичным изменениям равновесного состава почвенного воздуха на указанной глубине под действием газообмена с жидкой фазой.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *