珍惜足下方寸土地 科學儀器撬動小破球（土壤篇）

　　【化工儀(yi) 器網 行業(ye) 動態】過去，人們(men) 關(guan) 心環保是擔憂環境汙染會(hui) 對人類健康造成影響，而現在環境問題已經涉及人類生存環境的方方麵麵。今天，本篇文章將從(cong) 土壤環境入手，介紹科學儀(yi) 器在地球環境保護方麵的應用。
土壤危機日益深重 檢測儀(yi) 器需求催生 　　森林銳減、草場退化、沙漠擴大、土壤酸化、耕地汙染……近百年來，人類腳下的土地在不知不覺之中發生著種種變化，廣袤的地球表麵逐漸瘡痍遍布，失去原有的活力和綠意。人類活動產(chan) 生的固體(ti) 廢物不斷向土壤表麵堆放和傾(qing) 倒，有害廢水不斷從(cong) 土壤表麵往下滲透，汙染氣體(ti) 也不斷隨雨水降落在土壤中。與(yu) 此同時，人口激增、城市擴張對土地帶來了巨大的壓力，過度的開墾放牧、礦產(chan) 開發、植被砍伐造成了地理環境的嚴(yan) 重破壞。尤其是荒漠化，已經成為(wei) 嚴(yan) 重的環境問題之一。 　　為(wei) 了遏製土壤汙染危機繼續蔓延，世界各國都出台了相應的政策和法規。2016年5月28日，我國印發《土壤汙染防治行動計劃》，即“土十條”。該計劃從(cong) 十個(ge) 方麵提出了“硬任務”，其中就包括土壤汙染調查，掌握土壤環境質量狀況。伴隨著“土十條”的出台以及計劃的落實，國內(nei) 催生出巨大的土壤檢測需求，對土壤檢測儀(yi) 器的要求也日益提高。 從(cong) 前處理到分析測試 土壤檢測有哪些方法 　　根據不同的檢測需求，土壤檢測儀(yi) 器分為(wei) 土壤前處理、土壤養(yang) 分、土壤水分、土壤硬度、土壤酸堿度等類別。作為(wei) 一切土壤檢測實驗的重要基礎，土壤前處理可謂是至關(guan) 重要。有別於(yu) 水質、食品、藥品等其他樣品，土壤的成分更為(wei) 複雜，因此前處理步驟也相對更多。在此之前，技術人員需要先對待測土壤進行科學取樣，將土壤進行整修、清理過後，再按層次自上而下逐層從(cong) 中心典型部位取樣。不同土壤性質可以采用不同的土壤采樣器，比如農(nong) 地可以用小型鐵鏟，研究土壤物理性質可以用環刀，需要化學分析的使用土鑽。 　　經過取樣之後，研究人員需要對土壤樣品進行前處理，保證處理過後的樣品沒有物質流失，且能符合測定方法的要求。主要目的在於(yu) 提取測定成分，將幹擾成分進行去除、掩蔽或者濃縮、衍生化處理等等。常用方法包括過濾、離心分離、幹燥去除水分、消解或浸提等，使得測定成分進入溶液，便於(yu) 分析儀(yi) 器進行測定。 　　接下來就是重要的土壤檢測環節，檢測項目涵蓋養(yang) 分、水分、硬度、酸堿度等指標。其中，土壤養(yang) 分指的是在土壤中能直接或經轉化後被植物根係吸收的礦質營養(yang) 成分，包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、鉬、鋅、錳、銅和氯等多種元素。耕地對土壤成分的含量要求較高，如果土壤有效成分不足，農(nong) 作物就容易發生缺素症的現象，不利於(yu) 正常生長和成熟。反過來，當耕地被過分利用，就會(hui) 導致養(yang) 分不足，影響後續農(nong) 作物的種植。對此，土壤養(yang) 分測試儀(yi) 可以快速檢測土壤、植株乃至化肥中的各類元素含量，準確了解土壤性質，以便正確施肥，補充缺少的元素。要知道，施肥不僅(jin) 能提高農(nong) 作物的產(chan) 量和品質，還可以有效避免由於(yu) 過量施肥而產(chan) 生的土壤環境問題。 　　除了養(yang) 分，土壤所含的水分也對農(nong) 作物有著重要作用。過於(yu) 幹燥的土壤難以提供充足的水分，支持農(nong) 作物生長。土壤水分測定技術多種多樣，包括烘幹法、中子法、TDR、FDR、電阻法、電容法、遙感方法、地探雷達等。以為(wei) 經典且仍在沿用的烘幹法為(wei) 例，操作人員需要根據要求深度分層取樣，將土樣放入鋁盒蓋好，避免水分蒸發影響實驗結果。隨後，對鋁盒進行稱重之後取出土樣，將其放置於(yu) 烘幹箱內(nei) ，設定溫度和時間進行烘幹，直到土樣重量不再變化。通過對比烘幹前後的重量，就可以計算出土壤含水量。目前，為(wei) 了提高烘幹效率，紅外線烘幹法、微波爐烘幹法、酒精燃燒法等也得到了應用。除了烘幹法之外，采用的土壤水分檢測儀(yi) 也不失為(wei) 一種好方法。 　　那麽(me) ，土壤硬度和酸堿度又是什麽(me) 指標？對土壤質量有何影響呢？土壤硬度是土壤質地、結構、含有機質與(yu) 腐殖質和含水量等綜合反映的一項土壤機械性狀。硬度過高的土壤會(hui) 阻止水分和化肥的滲入，不利於(yu) 植物根係生長。在現代農(nong) 業(ye) 生產(chan) 中，土壤硬度計已經是用於(yu) 土壤硬度測量的常規儀(yi) 器，不僅(jin) 可以顯示土壤硬度、測量深度和地理位置，還可以與(yu) 計算機連接，記錄每個(ge) 測量點的土壤硬度值，自動生成曲線。土壤酸堿度則是土壤酸度和堿度的總稱，取決(jue) 於(yu) 土壤中存在的氫離子和氫氧離子。近年來，由於(yu) 人類活動的影響，多地土壤發生了嚴(yan) 重的酸化或者鹽堿化，而大多屬植物在pH>9.0或者<2.5的情況下都難以生長。為(wei) 了保證作物成活率，在種植之前有必要采用電極法或石蕊試紙比色法對酸堿度進行測定。 　　當然，土壤的檢測項目和指標遠遠不止以上介紹的幾種。尤其是在我國這樣幅員遼闊、地形複雜的地區，土壤檢測工作的開展有著很大的難度。從(cong) 北地黑土、中原黃土到南方紅土、西部漠土，中國土壤類型正在不斷擴充完善，對應的檢測技術和儀(yi) 器也隨之不斷進步。相信未來我國乃至土壤危機都可以找到解決(jue) 問題的突破口，重還地球家園一片淨土。