环境科学导刊２０１０，２９（４）：９７—９９ ＣＮ５３—１２０５／Ｘ ＩＳＳＮ１６７３—９６５５ 比重计法测定土壤颗粒组成的研究 陈丽琼 （云南省环境监测中心站，云南昆明６５００３４） 摘要：介绍了比重计法的原理和方法，对随机选取的１０个土样的颗粒组成进行了分析测定，根据 国际制土壤质地分类标准确定出土壤的质地名称。 关键词：比重计法；土壤；颗粒组成；质地名称 中图分类号：Ｘ８３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—９６５５（２０１０）０４—００９７一ｏ３ 土壤颗粒组成是土壤基本的肥力属性之一，也 是了解土壤发生和划分土壤类别的重要依据，对土 壤其他理化性质的研究也有一定的影响。对土壤颗 加入５０ｍｌ氢氧化钠溶液（酸性土壤）、六偏磷酸 钠溶液（碱性土壤）或草酸钠溶液（中性土壤）， 加水使悬浮液体积达到２３０ｍｌ左右，用玻棒充分搅 匀，置于电热板上加热微沸１ｈ，并经常搅动悬浮 液，以防止土粒沉积杯底成硬块。 粒组成的分析测定及质地名称的确定，对土壤环境 保护具有非常重要的意义。 １ 原理 （４）悬浮液制备。在１０００ｍｌ量筒上放一大漏 土样经化学和物理方法处理成悬浮液定容后， 根据司笃克斯（Ｓｔｏｋｅｓ）定律及土壤比重计浮泡在 斗，将孔径０．２５ｉｎｍ洗筛放在大漏斗内。待悬浮液 冷却后，充分搅动烧杯中的悬浮液，用水全部洗入 洗筛，洗筛内的二匕粒用橡皮头玻璃棒轻轻地洗擦和 用水冲洗，直到滤下的水不再混浊为止。同时应注 悬浮液中所处的平均有效深度，静置不同时间后， 用土壤比重计直接读出每１Ｌ悬浮液中所含各级颗 粒的质量，计算其百分含量，并定出土壤质地 名称。 ２材料与方法 ２．１试剂 意勿使量筒内的：悬浮液体积超过１０００ｍｌ，最后将 量筒内的悬浮液用水加至１０００ｍｌ。将盛有悬浮液 的１０００ｍｌ量筒放在温度变化较小的平稳试验台上， 避免振动，避免阳光直接照射。将留在洗筛内的砂 ０．５ｍｏｌ／Ｌ的氢氧化钠、０．５ｍｏｌｌＬ的六偏磷酸 钠和０．５ｍｏｌ／Ｌ的草酸钠溶液。 ２．２仪器和材料 土壤比重计，又称甲种比重计或鲍氏比重计， 刻度０～６０ Ｌ；１０００ｍｌ量筒；５０ｍｌ和２５０ｍｌ烧 粒用水洗人已知质量的５０ｍｌ烧杯中，置于低温电 热板上蒸去大部分水分，然后放人烘箱中，于 １０５℃烘６ｈ，再在干燥器中冷却后称至恒量。 （５）温度测定。将温度计悬挂在盛有１０００ｍｌ 杯；直径６ｅｒａ，孔径０．２５ｍｍ洗筛；搅拌棒；玻璃 棒；温度计；天平；光谱ｐＨ试纸等。 ２．３操作步骤 （１）称取通过２ｍｍ筛孔的风干土样，１０ｇ（精 确至０．００１ｇ）置于已知质量的５０ｍｌ烧杯中，放人 烘箱，在１０５２２烘６ｈ，再在干燥器中冷却后称至恒 水的１０００ｍｌ量筒中，并将量筒与待测悬浮液量筒 放在一起，记录水温（ｃＣ），即代表悬浮液的 温度。 （６）悬浮液比重测定。用搅拌棒垂直搅拌悬浮 液１ｍｉｎ（上下各３Ｏ次），注意多孔片不要提出液 面，以免产生泡沫（有机质含量较多的悬浮液， 搅拌时会产生泡沫，影响比重计读数，因此在放比 量，计算土壤水分换算系数。 （２）称取通过２ｍｍ筛孔的风干土样５０ｇ（精 确至０．０１ｇ）置于２５０ｍｌ烧杯中。 （３）土样分散。根据土壤的ｐＨ值，于烧杯中 重计之前，可在悬浮液面上加几滴乙醇），搅拌完 毕静置１ｒａｉｎ后放入土壤比重计（在选定的时间前 ３０ｓ），记录土壤比重计与弯液面相平的标度读数， 测定＜０．０５ｍｍ粒级的含量，静置５ｒａｉｎ后测定＜ ０．０２ｒａｍ粒级的含量，静置８ｈ后测定＜０．００２ｍｍ 收稿日期：２０１０—０４—２１ 作者简介：陈丽琼（１９８１一），女，云南沾益人，硕士，工程 师，主要从事环境监测方面工作。 粒级的含量。查土壤比重计温度校正表（表１）， 计算得到比重计校正后读数，此值代表直径小于所 一９７— 环境科学导刊 第２９卷第４期２０１０年８月 选定粒径的颗粒累积含量（ｇ）。 表１土壤比重计校正表 ２．４结果计算方法 ２．４．１ 土壤水分换算系数计算公式 Ｋ＝ｍ／ｒｎｌ （１） 式中：Ｋ一水分换算系数；ｍ一烘干土质量， ｇ；ｍ１一风干土质量，ｇ。 烘干土质量（ｇ）＝风干土质量（ｇ）×Ｋ ２．４．２各粒级含量计算公式 ２．Ｏｍｍ一０．２５ｒａｍ粒级含量（％）＝ｍ２／ｍ× １００ （２） ０．０５ｍｍ粒级以下，小于某粒级含量（％）： ｍ３／ｍ Ｘ １００ （３） 式中：ｍ，＿２．Ｏｍｍ～０．２５ｍｍ粒级烘干土质 量，ｇ；ｍ，一小于某粒级的土壤比重计校正后读数； ｍ一烘干土质量，ｇ。 ２．４．３分散剂质量校正公式 Ａ＝『（Ｃ Ｘ Ｖ Ｘ０．０４）／ｍ］×１００ （４） 式中：Ａ一分散剂占烘干土质量，％；Ｃ一分散 剂溶液浓度，ｍｏｌ／Ｌ； 分散剂溶液体积，ｍｌ； ｍ一烘干土质量，ｇ；０．０４一氢氧化钠分子的摩尔 质量，ｇ／ｒｅｔｏｏｌ。 如采用六偏磷酸钠或草酸钠作分散剂，则摩尔 质量分别为０．１０２ｇ／ｍｍｏｌ或０．０６７ｇ／ｍｍｏｌ。 ２．４．４各粒级含量（％）计算公式 粘粒（＜０．００２ｒａｍ）粒级含量（％）＝＜ ０．００２ｍｍ粒级含量（％）一Ａ（％） （５） 粉（砂）粒（０．０２ｒａｍ～０．００２ｍｍ）粒级含量 （％）＝＜０．０２ｍｍ粒级含量（％）一 ＜０．００２ｍｍ粒级含量（％） （６） 一９８一 粉（砂）粒（０．０５ｍｍ～０．０２ｒａｍ）粒级含量 （％）＝＜０．０５ｍｍ粒级含量（％）一 ＜０．０２ｒａｍ粒级含量（％） （７） 细砂＋极细砂（Ｏ．２５ｍｍ一０．０５ｍｍ）粒级含量 （％）＝１００一［２．０ｒａｍ一０．２５ｍｍ粒级含量（％） ＋０．０５ｍｍ～０．０２ｒａｍ粒级含量（％）＋０．０２ｒａｍ一 ０．００２ｍｍ粒级含量（％）＋＜０．００２ｍｍ粒级含量 （％）］ （８） 砂粒（２．０ｒａｍ～０．０５ｒａｍ）粒级含量（％）＝ ２．０ｒａｍ～０．２５ｍｍ粒级含量（％）＋０．２５ｒａｍ～ ０．０５ｍｍ粒级含量（％） （９） 砂粒（２．０ｒａｍ～０．０２ｒａｍ）粒级含量（％）： ２．０ｒａｍ～０．０５ｍｍ粒级含量（％）＋０．０５ｒａｍ一 ０．０２ｒａｍ粒级含量（％） （１０） ２．５土壤质地名称的确定标准（表２） 表２国际制土壤质地分类标准 砂土砂土及砂质壤土０～１５ Ｏ～１５ ８５～ｌｏ０ 砂质壤土０～１５ ０～４５ ５５～８５ 壤土 壤土０～１５ ３０～４５ ４０—５５ 粉砂质壤土０～１５ ４５～１００ ０～５５ 砂质粘壤土 １５～２５ ０～３Ｏ ５５～８５ 粘壤土 粘壤土 １５～２５ ２０～４５ ３０～５５ 粉砂质粘壤土 ｌ５～２５ ４５～８５ ０～４０ 砂质粘土 ２５～４５ ０～２Ｏ ５５～７５ 壤质粘土 ２５～４５ ０～４５ ｌ０～５５ 粘土 粉砂质粘土 ２５￣４５ ４５～７５ Ｏ～３Ｏ 粘土 ４５～６５ Ｏ～３５ ０～５５ 重粘土 ６５～１００ ０～３５ ０～３５ 比重计法测定土壤颗粒组成的研究 陈丽琼 ２．６结果允许差 此也存在一些不足，如土壤称量（精确到０．０１ｇ） 样品进行２份平行测定，结果允许差为粘粒级 分析过程都比较粗糙，测定过程耗时较长，比重计 ＜３％，粉（砂）粒级＜４％。 读数时也容易因不同的人而产生一定的偏差，因此 ３结果与讨论 分析结果的精密度较差，只能根据测定需要选择 １Ｏ个随机选取土样的颗粒组成分析测定结果 使用。 及其土壤质地名称见表３。 参考文献： 经过对随机选取的１Ｏ个土壤样品进行分析测 ［１］ＬＹ／Ｔ１２２５—１９９９，森林土壤颗粒组成（机械组成）的测定 定，结果证明用土壤比重计法测定土壤颗粒组成确 ［Ｓ］． ［２］鲁如坤．土壤农业化学分析方法［Ｍ］．北京：中国农业科技 实能够很好地反映土壤的质地及分类状况。该测定 出版社，１９９９． 方法简单、便捷，比较容易掌握，很适用于土壤污 ［３］国家环境保护总局，全国土壤污染源状况调查样品分析测试 染源普查和环境监测中大批量土壤样品颗粒组成的 技术规定［Ｓ］． 分析、狈０定。但由于该方法大多为手动操作部分，因 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ｂｙ Ｈｙｄｒｏｍｅｔｅｒ Ｍｅｔｈｏｄ ＣＨＥＮ Ｌｉ——ｑｉｏｎｇ （Ｙｕｎｎａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｙｕｎｎａｎ ６５００３４ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｍｅｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｅｎ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｔｏｏｋ ｒａｎｄｏｍｌｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｈｉｃｈ，ｔｈｅ ｔｅｘｔｕｒｅ ｎａｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ａｒｅ ｉｄｅｎｔｉｉｆｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｓｏｉｌ ｔｅｘｔｕｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｍｅｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ；ｓｏｉｌ；ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｅｘｔｕｒｅ ｎａｍｅ （上接第９２页） 参考文献： 化工学院学报，１９９３，１０（２）． ［１］孙江城，刘立春，赵兴文．常用环境质量综合指数法的评述 ［４］王文成，李铁松，单礼堂，等．应用模糊数学评价南充市大 和适用性比较［Ｊ］．中国公共卫生，１９９６，１２（７）． 气环境质量［Ｊ］．环境科学与管理，２００６，３１（７）． ［２］王琪，张伟．城市环境质量定量评价方法［Ｊ］．环境科学与 ［５］肖继先．应用模糊综合评价级数评价大气环境质量［Ｊ］．环 管理，２００６，３１（２）． 境工程，１９９４，１２（６）． ［３］张松滨，王凤翔．湖泊富营养化程度的灰色判别［Ｊ］．吉林 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｒｉｇ，ｉｎ Ｇｒｅｙ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｎ ｔｈｅ Ａｉｒ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ —Ｂｙ Ｔａｋｉｎｇ Ａｉｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｆｕｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ ｆｒｏｍ ２００ １ ｔｏ ２００８ ａｓ ａ Ｃａｓｅ ＺＨＯＮＧ Ｍａｎ—ｘｉｕ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎｇ—ｓｈａｎ （Ｆｕｊｉａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ Ｆｕｊｉａｎ ３５０００７ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｇｒｅｙ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ａｉｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｆｕｚｈｏｕ ｃｉｔｙ ｆｒｏｍ ２００ １ ｔｏ ２００８．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｏｕｔｃｏｍｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｇｒｅｙ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｍｕｃｈ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ Ｆｕｚｚｙ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｃｏｍｅ ｉｓ ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｔｙ．Ｓｏ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｆｅａ— ｓｉｂｌｅ ｆｏｒ ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｉｒ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｉｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｏｒｉｇｉｎ ｇｒｅｙ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ；Ｆｕｚｈｏｕ ｃｉｔｙ ～９９～
