Гранулометрия - что это?
Гранулометрия или гранулометрический анализ почвы - это способ изучения мельчайших частиц в почве. Анализ нужен для того, чтобы узнать, какие частицы и в каком количестве присутствуют в почве. Это помогает понять, насколько почва тонкая или грубая, как она удерживает влагу и достаточно ли питательных веществ для растений.Необходимость проведения анализа гранулометрического состава почвы
Гранулометрический состав почвы влияет на ее:- Водопроницаемость
- Воздухопроницаемость
- Влагоемкость
- Количество недоступной влаги
Методики определения гранулометрии
В лаборатории SGS чаще всего применяются следующие методики определения грансостава:- ГОСТ 12536-2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава»
- ISO 11277:2020
ГОСТ 12536-2014
Для определения размерных характеристик почв или грунтов ареометрическим методом необходимо взять 100-150 г воздушно-сухой пробы почвы. Пробу растирают в фарфоровой ступке с помощью пестика с резиновым наконечником и просеивают через сито с отверстием 1 мм.Затем отбирают среднюю пробу весом 30 г методом квартования. Параллельно с этим берут пробы массой 15 г для определения гигроскопической влажности и плотности частиц грунта.
В 500-мл колбу переносят навеску, затем добавляют 200 мл дистиллированной воды и 1 мл 25%-го раствора аммиака.
Затем колбу закрывают воронкой и ставят на плиту кипятиться в течение 1 часа так, чтобы кипение было спокойным. По истечении времени колбу с суспензией охлаждают до комнатной температуры.
Охлажденную суспензию переливают в 1-литровый цилиндр через сито с отверстиями размером 0,1 мм, которое находится в воронке. Для предотвращения коагуляции в почвенную суспензию добавляют 5 мл 6-7%-го раствора пирофосфорнокислого натрия в качестве стабилизатора.
Частицы почвы, задержавшиеся на сите, смываются струей воды в фарфоровую чашку, где их тщательно растирают пестиком с резиновым наконечником.
Затем образовавшуюся в чашке взвесь сливают в цилиндр через сито. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вода над частицами полностью не осветлится, и чашка будет чистой. Уровень воды в цилиндре не должен превышать 1000 мл.
Частицы почвы, задержавшиеся на сите, смывают в фарфоровую чашу для смывки водой, затем подвергают испарению на песчаной бане и высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы.
Полученные сухие частицы почвы проходят через сита с отверстиями размерами 0,5, 0,25 и 0,1 мм. Те частицы почвы, которые проходят через наименьшее сито, возвращают обратно в цилиндр с суспензией. Фракции почвы, задержавшиеся на ситах, взвешивают, а уровень воды в цилиндре доводят до 1000 мл в соответствии с ГОСТ 12536-1014.
Последовательность работы ареометрическим методом
Суспензию нужно взболтать мешалкой в течение минуты, чтобы полностью размешать осадок.После этого опускают ареометр в цилиндр так, чтобы он свободно плавал, не касаясь стенок и дна цилиндра, и измеряют плотность через определенные промежутки времени (1 минута, 30 минут и 11 часов).
Необходимо следить за температурой суспензии и, если она отличается от 20°C, делать соответствующую температурную коррекцию для результатов, полученных с помощью ареометра.
ISO 11277:2020
Для проведения гранулометрического анализа почвы с использованием ареометра необходимо взять воздушно-сухую пробу массой 100-150 г.После этого необходимо провести растирание в фарфоровой ступке с помощью пестика с резиновым наконечником, просеивание через сито с отверстием 2 мм и отбор средней пробы массой 20 г методом квартования.
Одновременно с этим для определения гигроскопической влажности (с использованием пробы массой 15 г) и органического вещества (с использованием пробы массой 0,2 г) также отбирают соответствующие пробы.
Почву помещают в колбу объемом 500 мл, добавляют 30 мл дистиллированной воды и 30 мл 30-40% перекиси водорода для разрушения органических остатков. Реакцию контролируют с помощью нескольких капель октан-2-ола.
Через сутки колбу закрывают воронкой и ставят на плиту для кипячения до разрушения органического материала, причем кипение не должно быть слишком сильным. Если органический материал не полностью разрушен, то добавляют дополнительно перекись водорода и ставят обратно на плиту.
После осветления суспензии добавляют хлористый кальций 0,1 М, доводят объем до 300 мл дистиллированной воды, перемешивают и оставляют отстаиваться.
Когда жидкость становится прозрачной, аккуратно сливают суспензию и затем повторно заливают дистиллированной водой. Этот процесс повторяется до тех пор, пока исчезнет темный остаток разрушенного органического вещества.
Для того чтобы рассеять остаток, электропроводность смывов должна быть ниже 0,4 дС/м.
Добавляют 25 мл диспергатора и перемешивают в течение 18 часов на ротаторе.
Затем производится влажное просеивание с использованием ячейки размером 0,063 мм.
Сито с такой ячейкой помещается в большую стеклянную воронку, которая затем помещается в цилиндр объемом 1 литр. Взвесь переносят на сито и промывают до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Остаток на сите удаляют в фарфоровую чашку и высушивают до полного высыхания.
Частицы, задержавшиеся на сите, смывают водой из промывалки в фарфоровую чашу, затем высушивают на песчаной бане и в сушильном шкафу до полного высыхания.
Далее эти сухие частицы почвы проходят через набор сит, а те, что проходят через последний сит, возвращаются в цилиндр с суспензией.
Фракции, задержавшиеся на ситах, взвешивают, а затем цилиндр доводят до объема 1000 мл. Содержимое цилиндра тщательно перемешивают мешалкой в течение 1 минуты. Затем с помощью ареометра измеряют плотность суспензии через каждые 0,4 минуты, 1 минуту, 2 минуты и 4 минуты. После этого плотность еще раз измеряют через 8 минут, 30 минут, 2 часа, 8 часов и 24 часа, как описано в ISO 11277:2009.
