2.2 土壤樣品采集
自然條件下,選取具有代表性的典型區域作為取樣樣地;實驗研究條件下,根據研究目的選取特定區域作為取樣樣地。根據樣地類型、開闊平坦程度、土壤勻質程度等條件可選擇“梅花形"“棋盤式"“S形"“網格法"進行布點,同一類型的土壤樣品,至少取3個土樣作為重復。樣品采集的時間和頻率根據研究對象和目的決定。具體操作和細節可參照《土壤理化分析》中相關部分。
2.3 測量指標
采用的激光、視頻雙通道檢測技術,在進行激光粒度檢測的同時能夠得到顆粒的形貌和樣品分散信息,而且能夠對于得到的圖像進行定量的粒形分析。可以得到近 40 個參數:顆粒數量分布、D10/D50/D90 顆粒度分布、顆粒表面積分布、顆粒體積分布、平均顆粒粒徑、體積平均粒徑、表面積平均粒徑、數量平均粒徑、等效面積直徑、弗雷特(Feret)直徑及其 / 最小 / 平均值、長細比、圓度、周長、分形維數、形狀因子、凹凸度和橢圓度等。
2.4 顆粒粒徑范圍
■ 激光通道分析粒徑:鏡頭 A100:0,1–600μm;鏡頭 B100:20–3600μm 圖像分析粒徑和粒形鏡頭
■ CW:2-150μm;鏡頭 DW:10 -600μm;鏡頭 EW:20-3600μm
2.5 測量系統組成
土壤粒徑粒形測量系統由土壤取樣單元、激光粒度儀主機、激光測量頭、視頻顯微鏡、測量池模塊(有磁力擾動測量池、機械擾動測量池、液體流動測量池、流動式液體測量池、纖維測量池、氣溶膠測量池、微流量測量池、加熱測量池、自由落體測量池、薄層測量池等可選)、粒形分析軟件等組成。
3 數據處理
激光和視頻分析產生的全面信息,很容易通過直觀的數據報表軟件得到。測量結果可以各種表格和圖顯示出來,這些表格和圖可以由用戶選擇,以便正確顯示需要的信息。通過數據挖掘技術,很容易實現數據比較和分析,允許對覆蓋圖和比較表進行編輯。輕點一下鼠標,就能生成word格式的樣品分析報告,該文件包括樣品制備,粒徑和粒形結果,還帶有圖形和視頻信息。
3.1 用顆粒的形狀信息補充尺寸信息
形狀信息是對粒徑分布的二維的補充,比如大小相識的顆粒可能在形狀上大相徑庭。對非球形顆粒準確的定性,兩維的形狀信息是必需的。形狀的差異可從粒形分布反映出來。動態圖像分析使用數碼攝像機抓取的顆粒圖像進行處理。得到的圖像可經過復雜的圖像分析程序分析,得到圖像信息;亦可存儲起來,以后分析。
3.2 了解顆粒系統
通過動態圖像分析得到的形狀和尺寸相關數據提供了每個顆粒的豐富信息,這些信息可以展示在散點圖以觀察樣品的顆粒尺寸—形狀趨勢。
形狀過濾器具有與光學過濾器相同的功能,用戶可以根據尺寸或形狀特性在樣品中放大觀察樣品的特定部分。
3.3 檢測微小部分
激光通道使用的激光光阻法在特殊的應用中有著明顯的優勢,例如檢測只占樣品體積1%或更少的微小部分,或者以更高分辨率來分析樣品中的非常大的顆粒部分。
4 應用案例
4.1 土壤粒徑粒形測量系統在屋面徑流顆粒分布研究中的應用
同濟大學污染控制與資源化研究國家重點實驗室科研人員應用AZ-S0300土壤粒徑粒形觀測系統,對上海市交通干道旁一處混凝土屋面的6次降雨徑流進行監測,分析了屋面徑流中顆粒粒徑的分布,結果表明:顆粒物粒徑分布變化過程與流量過程密切相關,徑流初期小顆粒數目比例逐步上升,而當再次遇到較大降雨強度時,屋面在較強沖刷作用下產生較多大顆粒,使大顆粒所占比例上升,然后隨著徑流的繼續進行,小顆粒數目比例迅速上升。
4.2 土壤粒徑粒形測量系統在垃圾焚燒飛灰物理化學性質研究中的應用
北京科技大學的科研人員應用AZ-S0300土壤粒徑粒形觀測系統,對國內2種垃圾焚燒飛灰的物理性質進行了詳細研究,結果表明:2種飛灰顆粒直徑的數量微分分布非常接近,它們的中間粒徑分別為0.84μm和0.85μm,平均粒徑分別為1.10μm和1.15μm,2種飛灰中基本沒有超過40μm的顆粒。
產地:荷蘭