土壤腐蝕測(cè)量技術(shù)概述

陳秋燁 關(guān)繼業(yè)（沈陽(yáng)柯蒙科技有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110041）

土壤腐蝕測(cè)量技術(shù)概述

陳秋燁 關(guān)繼業(yè)
（沈陽(yáng)柯蒙科技有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110041）

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

土壤腐蝕；測(cè)量技術(shù)；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(jī)物、無(wú)機(jī)物、帶電膠粒和非膠體粗粒等多種成分構(gòu)成的極為復(fù)雜的不均勻多相體系。作為一種腐蝕性的介質(zhì)，土壤比所有其他介質(zhì)都更為復(fù)雜，它的結(jié)構(gòu)、成分以及與其他環(huán)境因素的交互作用，使土壤腐蝕性呈現(xiàn)強(qiáng)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(diǎn)；可是，在其他方面，土壤腐蝕又具有大氣腐蝕的性質(zhì)，如腐蝕性質(zhì)隨地點(diǎn)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(shù)量、pH值、氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)、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(cè)量技術(shù)

土壤埋置試驗(yàn)是在待考察的土壤中挖掘出深度相當(dāng)于使用狀態(tài)的溝槽，把按常規(guī)制備的試樣放置在各規(guī)定的水平深度處，然后按照技術(shù)要求回填土來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。由于土壤的特性隨地區(qū)和深度而異，因此從某特定地區(qū)和深度獲得的結(jié)果并不適用于其他土壤，所以應(yīng)當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)件實(shí)際應(yīng)用地區(qū)的土壤進(jìn)行試驗(yàn)。埋置時(shí)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?yàn)辄c(diǎn)蝕幾率和點(diǎn)蝕深度均與試樣表面積大小密切有關(guān)，如以點(diǎn)蝕深度測(cè)定作為土壤腐蝕的判據(jù)之一，那么就應(yīng)在一定條件下對(duì)不同表面積的試樣以及足夠多的相同表面積的試樣進(jìn)行土壤埋置試驗(yàn)，以確定點(diǎn)蝕深度與試樣表面積的依從關(guān)系，通常在一個(gè)試樣上測(cè)定5～10個(gè)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(jié)果的主要判據(jù)之一。

在進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)前，應(yīng)預(yù)先對(duì)土壤的腐蝕作用有初步估計(jì)，在分析現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，也要以土壤的特性為基礎(chǔ)，因此必須調(diào)查和了解與土壤腐蝕性有關(guān)的各種因素，它包括：（1）埋置試驗(yàn)點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)，如氣溫、地溫、降水量和地下水位變化；（2）土壤的理化性質(zhì)，如電阻率、pH值、含水率、氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)含量、含鹽總量、氯離子含量以及微生物的狀態(tài)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(dǎo)電度，溶解鹽的種類和數(shù)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(guān)系（見(jiàn)表1），它可以作為土壤的腐蝕性的重要指標(biāo)之一。一般說(shuō)來(lái)，土壤的電阻率越小，土壤的腐蝕性嚴(yán)重。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定土壤電阻率常用四點(diǎn)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(guò)直流電流I（A），用高阻抗電壓表測(cè)定中間兩個(gè)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(guān)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(diǎn)法求得的數(shù)值表征與間隔a相當(dāng)?shù)纳钐幫寥离娮杪势骄?。顯然，如果展寬a就可以測(cè)定更深處土壤的電阻率。

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

Eh=E+0.247+0.059（pH實(shí)際-7）

測(cè)定土壤的氧化還原電位，有助于判別該土壤中腐蝕發(fā)生的傾向程度（見(jiàn)表2）?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量土壤腐蝕的電化學(xué)方法還有，測(cè)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(méi)有什么相關(guān)性。利用測(cè)定短路電流的方法也發(fā)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(gè)互相絕緣的鐵電極構(gòu)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(cè)定土壤電阻率。

表2　土壤氧化還原電位與腐蝕性

結(jié)語(yǔ)

土壤腐蝕性測(cè)量方法很多，近年來(lái)我國(guó)在土壤腐蝕性測(cè)量技術(shù)上有所發(fā)展，新型的儀器也能同時(shí)測(cè)量多種參數(shù)，但進(jìn)一步發(fā)展出綜合、全面的測(cè)量技術(shù)仍是土壤腐蝕性測(cè)量的重點(diǎn)。

[1]唐紅雁，宋光鈴，等.用極化曲線評(píng)價(jià)鋼鐵材料土壤腐蝕行為的研究[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，1995（04）.

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[3]董超芳，李曉剛，等.土壤腐蝕的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)處理[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2003，15（03）.

TG172

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