盐渍土含盐量的测定
浅析新疆地区盐渍土病害及试验判定方法
2009年12期(总第60期)作者简介：吴文兵(1982-)，男，山东东营人，助理工程师，主要从事公路、桥梁试验检测方面的工作。
1新疆盐渍土概况新疆公路行业技术规范《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》(XJTJ01-2001)定义为：盐渍土是不同程度盐碱化土的总称。
盐渍土主要分布在新疆喀什平原、天山间的巴里坤盆地、准喝尔盆地南部和北部巴州的焉耆、博湖、塔里木盆地、哈密盆地、吐鲁番盆地的山前洪积平原、玛纳斯、阜康、塔城等地，成因主要还是气候与地形因素影响，土壤中盐的来源和聚集主要由母岩风化、地表水汇集、地下水的运移、风的吹蚀、植物化学作用和人类活动等。
盐渍土类型根据地下水的赋存条件主要划分为3类（见图1）。
图1盐渍土类型其化学分布特征是：（1）新疆广泛分布的盐渍土为硫酸盐、氯化物、硫酸盐氯化物或氯化物硫酸盐，盐分离子以Cl -、SO 42-、K +、Na +为主，Ca 2+、Mg 2+为辅，基本不含CO 32-、HCO 3-离子；（2）随着含盐量的增加，Cl -、SO 42-、K +、Na +急剧上升，Ca 2+、Mg 2+增加速度缓慢。
2盐渍土病害基本特点和形式盐渍土作为一种特殊的材料，由于土中含有易溶盐，土的物理、力学性质和筑路性质发生变化，当其作为路基基底及填料时，遇水浸泡会产生溶陷、潜蚀性及压缩变形等；在适当的气温、含水量等条件下会发生松涨、盐胀、冻胀和翻浆；混凝土及钢材埋入盐渍土中会发生腐蚀等，这些都会对公路安全使用造成较大的影响。
随着土中含盐性质及含盐量的不同，盐渍土的筑路性质及路基病害的类型和严重程度也不同。
其特点是：(1)随时间的分布特点。
每年10月至次年1月底是一个盐胀周期，盐胀量一般在11月开始明显增大，到1月中旬后开始变小，其中11月中旬～12月下旬所产生的盐胀量占到总盐胀量的62%。
(2)随深度的分布特点。
根据对道路盐胀段土基不同深度最大盐胀量的统计分析，得出盐胀主要分布在土基0～160cm 范围(占90%)。
黄河三角洲盐渍土盐分特征研究
第42卷第6期2006年11月南京大学学报(自然科学)JOURNAL OF NANJING U NIVERSITY(NAT URA L SCIENCES)Vo l.42,No.6Nov.w2006黄河三角洲盐渍土盐分特征研究*翁永玲1,2**,宫鹏1,3,4(1.南京大学国际地球系统科学研究所,南京210093;2.东南大学交通学院测绘工程系,南京210096; 3.中国科学院遥感应用研究所及北京师范大学遥感科学国家重点实验室,北京100101;4.Depar tment o f Env iro nment Science,Po licy and M anagement,U niv ersity of California,Ber keley,U SA)摘要:表层土壤含盐量,以及盐分组成和积盐厚度等是研究土壤盐渍化程度分级应考虑的主要因素.对研究区盐渍土野外调查、采样和土样化学分析基础上,利用统计分析方法,对黄河三角洲盐渍土盐分特征进行了研究,结果表明,该研究区表层土壤总体含盐量较高,且盐渍化程度差异较大.土壤盐分中,阴离子以Cl-为主,占阴离子总量的89.95%,阳离子含量以Na+为主,占阳离子总量85.72%.盐分组成为钠型盐氯化物占优势,主要的可溶性盐为N aCl,其次是Na2SO4和CaCl2,M g Cl2位居第三.对该区域表层土壤给出了由电导率预测Cl-、N a+和土壤盐分含量的模型.模型预测精度可靠,可用来快速、经济地模拟和预测该地区的土壤Cl-和Na+的含量.关键词:土壤盐分,盐分组成,电导率,黄河三角洲中图分类号:S156.41Soil S alinity Measurements on the Yellow River DeltaWeng Yong-L ing1,2,Gong P eng1,3,4(1.I nter nat ional Institute fo r Earth System Science,N anjing U niv ersity,N anjing,210093,China;2.Depar tment o f Sur vey ing and M apping Engineer ing,Co llege of T ranspo rtation,Southeast U niversity,N anjing,210096,China; 3.State Key L abo rato ry o f Remote Sensing Science,Jo intly Spo nso red by the Institute of Remo te Sensing A pplicatio ns o f Chinese Academy o f Sciences and Beijing N o rmal U niversit y Beijing,100101,China; 4.D epar tment o f Env iro nment Science,Po licy and M anag ement,U niver sity o f Califo rnia,Berkeley,U SA)Abstract:T he salt content,salt composition and thickness of concentr ated salt in the to p lay er of soil are main facto rs that should be taken into acco unt in soil salinity classif ication.On the basis of field inv est igat ion,soil sampling and chemical analysis,stat istical analy sis w as applied to ex plor e the characters of soil salinity of a test site on the Y ellow Riv er Delta.95samples co llected from the top layer o f so il w ere ana lyzed chemically and spectr ally in labor ator y.T he results in this paper show t hat salt content in the to p layer o f soil is high on av erag e.T he pr edo minant anio n fr om the salt in the soil is Cl-,w hich is co unted fo r85.00%of the to tal anion;predominant cat ion is N a+,which is up to86.49%of the to tal catio n.T he cor relation coefficient betw een N a+and Cl-is0.92,* **基金项目:中国科学院海外杰出学者基金(2001-1-13)收稿日期:2006-02-15通讯联系人,E-mail:mgw yl@which indicat es that the dominant so luble salt is N aCl,fo llo wed by Na2SO4,CaCl2and M g Cl2.Str ong cor relation betw een elect rical co nduct ivit y(EC1:5)and concentr ation of Cl-,N a+and salt co nt ent of so il w ere found(the co rr elation co eff icient s are0.98,0.95and0.989,r espectively).T he co ncentration o f Cl-and N a+and salt content of soil wer e calibr ated to EC,respectively,by using linear or curv e r eg ressio n,w ith48samples.T he validat ion w as verified w ith47sam ples.T he accuracy of predicted concentr atio n of Cl-and N a+and salt content of top soil is 82.29%、79.92%and83.75%,respectively.T he adv antag e o f t his method co mpar ed w ith labo rato ry analysis is that this metho d is less ex pensiv e and less time consuming.Key words:salt content o f soil,salt compositio n,electr ical conductiv ity,the yello w r iv er delta盐渍化土壤积盐强度以及占优势的盐类组成随生物气候、地带性土壤的发生过程不同差异很大.植物根系活动层或表土层所聚盐分数量是否对作物生育产生抑制作用,是区分非盐渍化与盐渍化土壤的标准.因此,生态环境中根层土或表层土壤含盐量,以及盐分组成和积盐厚度等是研究土壤盐渍度分级应考虑的主要因素[1,2].而土壤盐渍化程度又是评价耕地地力等级的重要因素[3].目前,已有多位研究者在不同地区对土壤含盐量、土壤电导率及土壤离子的关系进行了研究[4~7].但不同地区成土母质及盐渍化成因不同,土壤总体盐分状况、盐基离子组成及电导率与土壤含盐量的关系不同,而且随季节的不同而变化.我们于早春返盐期进行野外调查和采样工作,通过对研究区盐渍土土样的研究,旨在了解黄河三角洲表层土壤的盐分含量、离子状况及盐分组成,揭示黄河三角洲盐渍化土壤的盐分特征,探索适合本研究区由电导率预测土壤盐分、Cl-、N a+离子含量的模型,以便快速、经济地模拟和预测该地区的土壤Cl-和Na+的含量.1研究区概况黄河三角洲位于渤海湾和莱州湾之间,地处117b31c~119b18c E,36b55c~38b16c N,属暖温带半湿润季风气候区[8].多年平均降水量600mm,70%的降水集中在7、8月份,多年平均蒸发量1944mm,蒸降比为3B1.成土母质主要是河流冲积物和海积物(盐渍淤泥)[9].黄河三角洲由于黄河多次改道形成了岗、坡、洼相间排列的微地貌类型,土壤盐渍化严重.本研究区地理位置中心位于118b49c30〞E, 37b44c12〞N,约95km@7.5km见图1(与1景H yperion髙光谱遥感图像数据范围相对应).该区域具有代表性,基本涵盖了黄河三角洲的不同盐渍化程度、微地貌类型、土壤质地.本区主要靠引黄河水发展灌溉农业,由于地势低平,排水不畅,地下水位高,再加上黄河水侧渗和海水浸润顶托,土地盐渍化现象非常严重.较高的土壤含盐量及季节性返盐,是土壤资源利用的首要限制因子[10]该区域每年3~5月为少雨干旱多风期,土壤含水量为一年中最低值,加之蒸发强烈,下层土体及潜水中的盐分随水向表土聚集,形成了第一个积盐高峰;6~8月为雨季,降水入渗一方面淋溶土壤盐分,另一方面补充了土壤水分,表层0~5cm土壤处于脱盐阶段;9~11月土壤水分及潜水蒸发均减弱,表层土壤含盐量变化不大;12月至翌年2月为第二个积盐高峰[8].据此,我们于2005年4月进行了野外调查与采样.2材料与方法2.1土壤样品采集及土样预处理我们于2005年4月17日至28日进行了野外土样采集,共采集表层土样95份.野外工作中利用已有的Landsat TM标准假彩色合成的遥感图像,考虑各种景观要素之间的相互关系来目视判读,辅助野外调查和选点.采集的样点顾及到了点位空间分布的均匀性,且能代表各盐渍度等级.在此条件下约90m@90m范围内,视#603#第6期翁永玲、宫鹏:黄河三角洲盐渍土盐分特征实地表面特征均匀程度,采集2到4个点表层(0~5cm )土壤混合为一个土样装入采样袋,带回实验室理化分析,并用GPS 精确定位,获取点位经纬度,实地记录样点土壤表面状况、地貌类型等景观描述,用数码相机对样点区域拍照.图1 研究区及采样点分布(地貌类型依据文献[8]修改)Fig.1 The research area and distribution of soil samples土样自然风干后,剔出土壤以外的侵入体(如植物残茬、石粒、砖块等杂质),适当磨细,过1m m 孔径筛,充分混匀,装入容器待用.2.2 土样化学分析 采集的95份土样由南京农业大学分析中心按土壤农化分析要求[11],对风干过1m m 筛的土样按5B 1水土比进行浸提,用DDS-11A 型电导仪测定浸提液25e 时的电导率(EC,m s/cm ).同时测定浸出液K +、Na +、Ca 2+、M g 2+、CO 32-、H CO 3-、SO 42-、Cl -等8大盐基离子含量.其中,CO 32-、H CO -3用硫酸滴定容量法测定;SO 42-用硫酸钡比浊法测定;Cl -用硝酸银容量法测定;Ca 2+、M g 2+用原子吸收分光光度法测定;K +、Na +用火焰光度法测定[11].土壤盐分为8大离子重量之和.pH 的测定是按2B 1水土比浸提,pH 计测定[11].2.3 数据处理 不同地区成土母质及盐渍化成因不同,土壤总体盐分状况、盐基离子组成及电导率与土壤含盐量的关系不同.因此我们针对本研究区土样化学分析结果,利用SPSS 10.0统计软件进行统计分析,通过描述统计,了解研究区土壤总体盐分状况及土样盐分分级,相关性分析揭示本区土壤盐分组成.表征土壤盐渍化程度的参数EC 与Cl -和N a +和盐分分别以一次、二次和三次多项式拟合,通过方差分析及回归方程与回归系数显著性检验,建立适用于本研究区由测定出的土壤浸出液电导率预测Cl -、Na +和盐分的最佳的模型,并用实测数据检验预测模型,计算均方差(RMS E )及预测精度(P A )来评价预测模型.RMS E =E ni=1(x i -x^i )2n(1)PA =(1-RM SE mean)@100%(2)其中x i 为预测值,x ^i 为实测值,mean 为预测项的均值.3 结果与分析3.1 土样盐分含量分析及其空间分布 对土壤化学分析结果进行描述性统计分析,如表1所示.土壤较高的电导率、含盐量及其变异系数(CV)表明研究区表层土壤总体含盐量较高,且盐渍化程度差异较大.将95个土样按我国滨海土壤盐化分级标准分为5个等级[1,2],即非盐渍化、轻度盐渍化、中度盐渍化、重度盐渍化、和盐土(表2),采样点空间分布见图1.从各级别土样个数及其空间分布说明,所采的样本具有一定的代表性.该区域土壤含盐量的空间分布在宏观上表#604#南京大学学报(自然科学) 第42卷现为距海越近,土壤盐渍化越重.分布于研究区的北部及东部的样点多为盐土和重度盐渍土,它们是在海水和髙矿化地下水综合作用下形成的原生盐碱地[9].在微域上随岗、洼起伏而表现出重度、中度、轻度盐渍土和非盐渍土斑状镶嵌分布.研究区中部,位于黄河两岸附近,由于黄河多次改道形成了岗、坡、洼相间排列,各等级的样点插花分布(图1).从各级样点的空间分布上看,重盐渍土主要分布在受海水和地下水影响较大的距海较近地势较低的滩涂和平地上,轻度盐渍土及非盐渍土主要分布在地势较高的河成高地、河滩地和部分平地上.分析结果与野外调查实地现象较为一致.3.2土壤pH值土壤酸碱性是土壤理化性质的综合反应,受土壤母质、生物、气候、人为措施以及盐基饱和度的影响较大[12].土壤pH对植物和微生物所需养分元素的有效性有显著的影响,在pH大于7的情况下,一些元素、特别是微量金属阳离子如Zn2+、Fe2+/Fe3+等的溶解度降低,植物和微生物会蒙受这些元素的缺乏[2];更极端的pH则预示着土壤中出现了特殊的离子和矿物,例如pH大于8.5,一般会有大量的溶解性Na+或交换性Na+存在[2].盐土在积盐过程中,胶体表面吸附有一定数量的交换性钠,但因土壤溶液中可溶性盐浓度较高,阻止交换性钠水解,所以,盐土的碱度一般都在pH8.5以下[12].pH测定结果(表1),该研究区pH均值为7.99,土壤呈碱性,主要为盐土.表1土样pH、电导率、盐分的描述统计Table1Descriptive statistics of pH,EC and salt contents in soil samplespH 电导率(5:1)(ms/cm)盐分(g/kg)M ean7.99 6.37 2.653 M ax9.3324.5011.756 M in 6.860.200.063 Std.Dev.0.488 6.418 2.564 CV(%)* 6.11100.7596.64 *CV=St d.Dev.@100/mean表2土样盐渍化等级分布Table2The salinity classes of soil samples非盐渍化土轻度中度重度盐土含盐量(g/kg)<11~22~44~6>6样点个数38131515143.3土样盐分离子状况及土壤盐分组成分析对土样化学分析结果进行统计分析,结果见表3.该研究区土壤盐分中,阴离子以Cl-为主,占阴离子总量的85.00%,均值为40.00 cmol/kg,与电导率EC的相关系数最高为0.98;SO42-次之,占阴离子总量的14.18%,为6.67cm ol/kg;阴离子组成中CO32-含量最少,占阴离子总量的0.03%,为0.0155cmol/kg.阳离子以Na+为主,占阳离子总量86.49%,为42.61cm ol/kg,与EC的相关系数为0.95; K+、Ca2+、M g2+占阳离子总量分别为4.35%、5.92%和3.24%.该研究区盐分离子状况表现为,Cl-和Na+随电导率的增加几乎呈直线上升(图2),当电导率为10~12ms/cm时,Cl-和Na+的绝对含量约在55~75cmol/kg,电导率小于10m s/cm时,Na+含量明显大于Cl-,电导率大于12m s/cm时,Cl-含量明显大于Na+,且Cl-和Na+含量的百分组成均占绝对优势,大于85%.SO42-、Ca2+、M g2+含量也都随电导率的增加略有增高,但增幅很小.Ca2+虽然增加了土壤溶液浓度,但从离子代换的角度考虑,钙离子能将土壤中有害的钠离子代换出来,并通过灌水、降水使之淋洗[1,2].在碱性土壤中,钠离子的减少,钙、镁离子的增加均有利于植物的生长发育.此外,Cl-和Na+间的相关系数为0.92,表明土壤中钠离子和氯离子是主要的结合方式.因此,该区盐分组成是以钠型盐氯化物为主,这也表现出了黄河三角洲特有的土壤盐分特征,土壤盐渍化主要受黄河水侧渗和海水浸润顶托所致.#605#第6期翁永玲、宫鹏:黄河三角洲盐渍土盐分特征表3 土样8大离子含量描述统计Table 3Descriptive statistics of 8ions in soil samples Cl -SO 42-H CO 3-CO 32-K +N a +Ca 2+M g 2+cmo l/kgM ean 39.9978 6.67140.37050.0155 2.145242.6130 2.9178 1.5951M ax 238.2521.1900 1.08390.15311.9505150.43479.30007.2540M in 0.18750.01590.22450.00000.00440.62920.06750.0123Std.D ev 50.4000 5.06550.11130.0361 2.459133.1271 2.5085 1.6603CV (%)126.0175.9230.04232.90114.6377.7385.97104.88图2 土壤电导率与离子组成的关系Fig.2 The plot between EC and ion contents3.4 电导率EC 与Cl -、Na +及土壤盐分的关系及其验证 电导率(Electrical Conductivity,EC)的测定可靠、经济、快速,常被作为评价土壤的盐渍化程度的指标[2].国外有直接用电导率表示土壤的盐渍化程度[13~15],美国将25e 时饱和泥浆EC 大于4m s/cm 作为确定盐渍土的诊断性指标[2].国内多采用测定5B 1水土比浸出液电导率,并根据温度补偿系数换算至标准温度25e .Cl -和Na +溶解度较大,其溶液的渗透压大,Cl -、Na +并非植物生长所必需的大量元素,含量过高不仅提高了土壤溶液渗透压,使土壤物理性状恶化,而且增强了对植物根系的毒害作用,并进入机体直接危害植物机能,NaCl#606#南京大学学报(自然科学) 第42卷的危害是Na 2SO 4的3倍[1].由于Cl -、Na +离子在盐土中含量高达水溶性盐总量的85%以上,常被用来表示盐土的盐化程度、盐土分类和改良的主要参考指标[11].实验室分析中,土壤盐分以及Cl -和Na +浓度的分析与电导率EC 的测量相比耗时耗资大,因而确定EC 与Cl -、Na +浓度以及土壤盐分的关系对预测土壤盐渍度具有重要的价值[13].将土壤样本分析结果按其电导率的大小排序,并按奇偶编号分为两个样本集,这样可使建模和检验样本都能覆盖研究区盐分变化的动态范围,提高模型预测精度.其中单数用于建模,双数作为检验样本集.图3 电导率EC 与C l -的拟合Fig.3 Quadratic estim ation of EC and Cl - 3.4.1 EC 与Cl -含量的关系模型 分别采用线性、含常数项及不含常数项的二次多项式以及三次多项式拟合.不含常数项的二次模型曲线拟合见图3,图中可以看出该二次模型有很好的拟合效果.依据对回归方程显著性检验和方差分析,并综合回归系数显著性检验(表4、5).其中含常数项的二次模型回归系数显著性较低,而不含常数项的二次模型F 值及其回归系数检验的T 值最大,且显著性都小于0.0001.其它如线性、三次多项式拟合精度也低于不含常数项的二次多项式拟合,结果未列出.因而确立了该研究区Cl -与电导率EC 关系的拟合模型(模型2)如下:Cl -含量回归方程:Cl -=0.149411EC +0.0056EC 2(3)3.4.2 EC 与Na +含量关系模型 经分别以一次模型、二次模型和三次模型拟合与检验,Na +含量预测模型以不含常数项的三次模型为最佳,其回归方程显著性检验F 值及其回归系数检验的T 值最大,回归方程及回归系数高度显著(表6、7).不含常数项的三次模型曲线拟合见图4,该三次模型有很好的拟合效果.得到该研究区Na +与电导率EC 关系的最佳回归方程:Na +=0.26439EC -0.013812EC 2+0.000305EC 3(4)表4 EC 预测Cl -回归模型显著性检验Table 4 The model summary,F and Sig.for predicated concentration of C l -模型*R 2A dj.R 2Std.Err or F Sig 10.986120.985500.2275415970.000020.991170.990790.2290125820.000030.986210.985270.2293510480.0000*1:含常数项二次模型;2:不含常数二次模型;3:三次模型表5 EC 预测Cl -的二次模型回归系数显著性检验Table 5 The reg ression coefficient of quadratic model and its T ,Sig.模型1B T Sig 模型2B T Sig B 0-0.069083-1.2630.2132B 10.16235411.2500.0000B 10.14941114.6130.0000#607# 第6期翁永玲、宫 鹏:黄河三角洲盐渍土盐分特征表6 EC 预测Na +回归方程显著性检验Table 6 The model summary,F statistics and its significance value for predicated concentration of Na +模型*R 2Adj.R 2Std.Er ror F Sig 10.862850.85980.272542830.000020.961360.95878.259343730.000030.886700.87879.253411120.0000*1:一次含常数项;2:三次不含常数;3:三次含常数项图4 Na +与EC 的三次拟合Fig.4 The cubic curve estimation regression of EC and Na+图5 盐分与EC 的线性拟合Fig.5 The linear estimation regression of EC and salt contents表7 三次不含常数项模型回归系数显著性检验Table 7 The regression coef ficients of cubic model,t statistics and its signif icance value模型2B t S ig B 10.2643910.9670.0000B 2-0.013812-4.8690.0000B 30.0003053.8560.00043.4.3 EC 与土壤盐分关系模型 我国习惯上常用土壤含盐量的质量分数表示盐渍度,将土壤含盐量作为一个确定土壤盐渍化程度的主要指标[1,5~8].不同地区成土母质及盐渍化成因不同,电导率与土壤含盐量的关系不同.因此我们针对本研究区测定出的土壤浸出液的电导率及盐分建立适用于本区电导率与土壤含盐量关系的模型(5),以便利用土壤浸出液电导率预测土壤含盐量.Y =0.402EC +0.142(5)式中Y 为盐分.调整后相关系数为0.98423,回归方程及回归系数显著性检验水平较高,见图5.表明方程(5)对本区土壤盐分具有较高的预测精度.3.4.4 模型检验 利用检验样本集对回归方程(3)、(4)、(5)进行检验,分别由实测的47个检验样本的EC 值,利用方程(3)、(4)、(5)计算对应的Cl -、Na +浓度及土壤盐分,并与实测值回归比较(图6),预测值与检验集实测值的相关系数、线性回归方程的斜率均在0.95以上.另外,由于各样本所含盐分及盐基离子的浓度不同,因此我们对47个检验样本分别计算了预测值的相对误差(图7),图7显示,大部分样本预测值的相对误差较小,表明对检验集数据的预测精度达到较高的水平,Cl -、Na +及盐分的预测精度分别为82.29%、79.92%和83.75%.但Cl -有17%的样本(8个)相对误差大于90%.分析对比发现,这些样本的Cl -含量均#608#南京大学学报(自然科学)第42卷小于0.07g/kg,对应的土壤盐分均小于0.75g/kg,属于非盐渍土,由于Cl -含量极微小,化学分析中滴定试剂对极微量离子不够敏感,分析人员主观判别时造成的误差.这样的测量误差并未改变这些样本的盐渍度等级.图6 检验样本集C l -、Na +及盐分实测值与预测值的散点图Fig.6 The scatter plot comparison of actual and predicated values for concentrations of C l -,Na +and salt contents of validation dataset.图7 Cl -、Na +和盐分预测值的相对误差Fig.7 The predicated relative errors of concentrations of Cl -,Na +and salt contents4 结 论在野外调查采样和土样化学分析基础上,查明了本研究区春季返盐期表层盐渍土盐分特征.土壤浸出液电导率、土壤含盐量及其变异系数表明,该研究区表层土壤总体含盐量较高,且盐渍化程度差异较大.该研究区为碱性土壤.研究区表层土壤盐分中,阴离子以Cl -为主,占阴离子总量的85.00%,阳离子含量以Na +为主,占阳离子总量86.49%.土样5B 1水土比浸出液中,阴阳离子的含量与电导率间的相关性显著,其中Cl -离子与电导率EC 的#609# 第6期翁永玲、宫 鹏:黄河三角洲盐渍土盐分特征相关系数最高为0.98;其次Na+离子与EC的相关系数为0.95;Cl-和Na+间的相关系数为0.92,表明土壤中钠离子和氯离子是主要的结合方式,盐分组成以钠型盐氯化物为主,主要受海水影响所致.该区域土壤盐分组成、盐基离子状况特征明显,土壤浸出液电导率与土壤盐分、Cl-、Na+含量有极高的相关性.通过研究,给出了适合该区域表层土壤,由5B1水土比浸出液电导率预测Cl-、N a+离子和土壤盐分含量的模型,得到的模型可快速、经济地模拟和预测该地区的土壤Cl-和Na+的含量.References[1]W ang Z Q,Zhu S Q.Y ou W R.Salt soil of ch-ina.Beijing:Science Publishing,1993,130~211,312~345.(王遵亲,祝寿泉,尤文瑞等.中国盐渍土.北京:科学出版社,1993,130~211,312~345).[2]Zhou Y,Zhang X,Z ho u F.Classificatio n of t hear able pro ductiv ity of Jiangsu Pr ov ince.Journalof Nanjing U niver sity(N atur al Sciences),2003,39(4):580~586.(周颖,张侠,周峰.江苏省耕地地力等级划分.南京大学学报(自然科学),2003,39(4):580~586).[3]L i X Y.So il Chemistry.Beijing:H ig her Educa-tio n P ublishing,2001,213~266.(李学垣.土壤化学.北京:高等教育出版社,2001,213~266). 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31易溶盐试验
31 易溶盐试验31.1 一般规定31.1.1 易溶盐是指土中易溶于水的盐类。
包括全部氯化物和钠钾硫酸盐，钠钾碳酸盐。
31.1.2 本试验适用于各类土中小于2 mm颗粒的土，当土中含有大于2mm颗粒的的土时，应先进行筛分求出大于2mm颗粒土总土质量的百分数。
本试验硫酸根含量的测定：EDTA络合滴定法适用于硫酸根含量大于0.025% 或大于50mg/L的土；比浊法适用于硫酸根含量小于0.025% 的土。
31.1.3 易溶盐含量大于0.5％的称为盐渍土，盐渍土分类按《铁路工程岩土分类标准》(TB10077)和《铁路工程特殊土勘察规范》(TB10038)的规定进行。
31.1.4本试验采用平行测定，平行测定允许差应符合下列规定：1 质量法：蒸发残渣量取浸出液的体积，以蒸干所得残渣不少于0.020 g 为宜，当蒸干称量所得残渣在0.020～0.500 g之间时，平行测定偏差应不大于0.003 g；当蒸干称量所得残渣大于0.500 g时，平行测定偏差应小于0.005 g。
2 容量法：量取浸出液的体积，以滴定消耗标准溶液不少于1 ml为宜，平行滴定偏差应小于或等于0.1 ml。
31.1.5 本试验用土浸出液的制备：称取按本规程第3.4.1条制备的试样约50～100 g（视土中含盐量和测定项目而定），准确至0.01 g，放入广口瓶中，按土水比1：5加水（当土中含盐量高达几十克时，可加大土水比例，但最大不宜超过1：20），搅拌约5 min，放置12h（或用振荡器振荡3 min）后过滤，所得溶液即为土浸出液。
浸出液应是无色透明溶液，如果混浊应采用离心分离或用砂离棒抽滤；如果有色可用双氧水或活性碳脱色。
浸出液贮于细口瓶中备用。
同时另取一份试样按第4.2节测定风干含水率。
31.1.6 本试验记录格式应符合表31.1.6的要求。
212复核年月日试验年月日31.2 蒸干法易溶盐总量测定31.2.1 本试验应采用下列仪器设备：1 天平：称量200 g，分度值0.0001 g。
全盐测定
FHZDZTR0070 土壤 水溶性盐分全盐量的测定 质量法F-HZ-DZ-TR-0070土壤—水溶性盐分（全盐量）的测定—质量法1 范围本方法适用于土壤水溶性盐分（全盐量）的测定。
2 原理盐渍土含有的水溶性盐分主要是钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐或重碳酸盐等，当其在土壤中积累到一定浓度时，就将危害作物生长，尤其是碱性钠盐的存在及其在土壤内的移动，还会造成土壤碱化。
对土壤进行水溶性盐分分析，是研究盐渍土的盐分状况及其对农业生产影响的重要方法。
土壤水溶性盐分分析包括全盐量、碳酸根、重碳酸根、氯根、硫酸根、钙、镁、钾、钠离子和离子总量。
土壤水溶性盐按一定的水土比例用水浸出，浸出液作全盐量、阴离子和阳离子含量的测定，离子总量由计算法求得，测定结果以cmol/kg 或g/kg 表示。
全盐量的测定一般采用质量法，吸取一定量土壤水浸出液，蒸干除去有机质后，烘干，称量测得全盐量。
3 试剂3.1 过氧化氢，1+1。
4 仪器4.1 振荡机。
4.2 离心机。
4.3 锥形瓶，500mL ，250mL 。
4.4 布氏漏斗和抽滤瓶。
4.5 玻璃蒸发皿，质量不超过20g 。
5 操作步骤5.1 待测液的制备：称取通过2mm 筛孔的风干土样50.000g(精确至0.001g)置于干燥的500mL 锥形瓶中，加入250.00mL 无二氧化碳的水，加塞，放在振荡机上振荡3min 。
同时做空白试验。
5.2 根据土样悬浊液能否滤清的情况，选用一种方法过滤，取得清亮的浸出液，滤液用250mL 干燥锥形瓶承接，滤完后将滤液摇匀，加塞，作全盐量、阴离子和阳离子含量测定用。
容易滤清的土样悬浊液用慢速滤纸过滤，也可用布氏漏斗慢速滤纸抽滤，过滤时漏斗上用表面皿盖好，减少溶液蒸发，最初滤液如有浑浊，必须重复过滤至清亮为止。
较难滤清的土样悬浊液用皱折的双层慢速滤纸反复过滤，也可用离心机离心分离，取得清亮的滤液。
5.3 吸取50.00mL 清亮的浸出液，置于已在105℃~110℃烘至恒量的玻璃蒸发皿中，放在水浴上蒸干。
盐渍土快速检测方法的研究
盐渍土快速检测方法的研究摘要：众所周知，如今的生态环境所面临的问题比较严重。
其中，土壤盐渍化是发生在干旱、半干旱地区的一个重要问题。
新疆地区作为国家十四五规划建设的重要区域，大量盐渍土的存在，对新疆的基础设施建设产生了巨大的阻碍，给公路工程建设、混凝土性能、路基耐久性带来了不可逆转的破坏和影响，严重阻碍了当地经济发展。
而如何快速检测土壤盐渍化，避免更大的损失成为干旱、半干旱地区一个重要的课题。
本文着重分析了基于高光谱技术的盐渍土快速检测方法，以期达到及时对干旱、半干旱地区盐渍化土壤治理的目标，减少经济损失。
关键词：盐渍土；快速检测；检测方法引言路基的病害形式复杂多样，对路面的正常使用有不良影响。
造成道路病害的因素有很多种，最重要的是地理因素、气候因子、以及地下水质因素。
而因为盐渍土中所存在的大量盐分和碱，在道路路面的施工时期，就会导致道路路面施工非常容易出现的道路病害现象，进而使道路使用年限缩短，因此需要高度重视。
及时掌握有关盐渍土的性质、范围、地理分布、盐渍程度等方面的信息，对于盐渍土的治理与进一步退化的防治具有重要意义。
一、对土壤进行盐渍化检测的意义在中国，许多地区均有盐渍地的出现，它主要分布在中国西北，包括了新疆、甘肃、宁夏、贵州等，特别是以新疆最为突出，主要是由氯化钾、氯化镁、氯化钠以及许多盐构成，但随着温度偏高加上土壤毛细作用的明显影响，造成了该地区的土基强度下降，并严重影响了地基的质量和安全性。
在工程应用中，盐渍土造成的地基危害，主要来自硫酸盐遇水膨胀的特性，因此针对研究盐渍土土样的易溶盐待测液澄清时间、易溶盐浸出液的电导率检测以及路基材料中的三氧化硫含量和自由膨胀率和易溶盐含量，可为施工质量提供更充分的保障。
按照以往的检测方法，盐渍土难以利用经验和目测法进行初步筛查，盐渍土分布广泛，料场选取过程犹如抽盲盒，只有高频率的检测，才能找到足够数量的合适料场。
盐渍土遇水，路基会膨胀变形，大量的硫酸钠（俗称无水芒硝），其溶解度对温度变化反应敏感，具有随温度变化而剧烈变化的特点，破坏土体结构，导致路上方的水稳层与沥青面层开裂、拱包等问题，造成路基边坡及路肩表层疏松多孔，是影响施工质量的重大技术难题。
土壤水溶性盐的测定指标分析
土壤水溶性盐的测定指标分析9.1概述土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性，是限制作物生长的障碍因素。
我国盐碱土的分布广，面积大，类型多。
在干旱、半干旱地区盐渍化土壤，以水溶性的氯化物和硫酸盐为主。
滨海地区由于受海水浸渍，生成滨海盐土，所含盐分以氯化物为主。
在我国南方（福建、广东、广西等省、区）沿海还分布着一种反酸盐土。
盐土中含有大量水溶性盐类，影响作物生长，同一浓度的不同盐分危害作物的程度也不一样。
盐分中以碳酸钠的危害最大，增加土壤碱度和恶化土壤物理性质，使作物受害。
其次是氯化物，氯化物又以MgCl2的毒害作用较大，另外，氯离子和钠离子的作用也不一样。
土壤（及地下水）中水溶性盐的分析，是研究盐渍土盐分动态的重要方法之一，对了解盐分、对种子发芽和作物生长的影响以及拟订改良措施都是十分必要的。
土壤中水溶性盐分析一般包括pH、全盐量、阴离子（Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、NO3-等）和阳离子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+）的测定，并常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据。
表9-1 盐碱土几项分析指标盐碱土是一种统称，包括盐土、碱土、和盐碱土。
美国农业部盐碱土研究室以饱和土浆电导率和土壤的pH与交换性钠不依据，对盐碱土进行分类（表9-1）。
我国滨海盐土则以盐分总含量为指标进行分类（表9-2）。
在分析土壤盐分的同时，需要对地下水进行鉴定（表9-3）。
当地下水矿化度达到2g·L-1时，土壤比较容易盐渍化。
所以，地下水矿化度大小可以作为土壤盐渍化程度和改良难易的依据。
表9-2 我国滨海盐土的分级标准表9-3 地下水矿化度的分级标准*用于灌溉的水，其导电率为0.1～0.75 dS·m-1。
测定土壤全盐量可以用不同类型的电感探测器在田间直接进行，如4联电极探针、素陶多孔土壤盐分测定器以及其它电磁装置，但测定土壤盐分的化学组成，则还需要用土壤水浸出液进行。
9.2土壤水溶性盐的浸提（1:1和5:1水土比及饱和土浆浸出液的制备）[1]土壤水溶性盐的测定主要分为两步：①水溶性盐的浸提；②测定浸出液中盐分的浓度。
公路工程盐渍土中易溶盐的快速测定
公路工程盐渍土中易溶盐的快速测定陈建友【摘要】常见的易溶盐测定方法都是按土水比1:5加水后,震荡或搅拌3min后过滤.但是,在含盐渍土性质的公路工程中,易溶盐样品的数量很大,采用经典方法往往使试验人员工作量很大,尤其是在制备滤液的过程中,试液搅拌完毕,还要澄清、抽滤,尤其是黏土样品,需要很长时间才能获取需要的滤液数量,有时还要用离心机分离试液,遇到样品数量较多时,花费很长时间都不能制备出合格的滤液,造成生产测试人员过于忙碌、疲惫,而影响样品测试的质量.本文提出“隔夜浸泡法”,操作比较简便,能解决搅拌、澄清的难题,从而节约大量时间,具有快捷简便、高效准确的特点,便于易溶盐的测定.【期刊名称】《青海交通科技》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】2页(P60-61)【关键词】道路工程;盐渍土;易溶盐测定【作者】陈建友【作者单位】青海省交通建设工程质量监督站西宁810008【正文语种】中文1 前言盐渍土是指由于自然因素或人为不合理的措施而引起的土壤盐渍化。
盐渍土是公路建设工程中一种常见的地质现象,它会使土体产生盐胀、冻胀、翻浆,在盐渍土环境中水与混凝土集料中氢氧化钙化合、置换侵蚀等,引发许多路基病害与构造物基础混凝土腐蚀。
土壤中盐性及含盐量不同,盐渍土的筑路性质及路基病害的类型和严重程度也不相同。
因此,易溶盐的测定就经常作为土工实验中的一个重要部分。
2 实验步骤2.1 称取过1.0mm筛下的风干试样60g,准确至0.01g,置于广口瓶或300m1烧杯中,按土水比1∶5加入纯水,纯水要保持在室温20℃,搅拌15s,用表面皿盖好,放置12～14h左右,然后过滤(用布氏漏斗抽气过滤法)。
2.2 将滤纸用纯水浸湿后贴在布氏漏斗底部,将布氏漏斗装在抽滤瓶上,联通真空泵抽气,使滤纸与漏斗贴紧,将试样悬液倒入漏斗中抽气过滤,过滤时应用表面皿盖好,将滤液贮于细口瓶中供分析使用。
2.3 含盐总量与各离子测定按标准规范测定。
易溶盐实际操作(规范)2
HCO mmolHCO kg =
− 3
(
− 3
)
(V2 − V1 ) × c
m
× 1000
HCO3− (%) = HCO3− mmolHCO3− kg × 0.0610 × 10−1
(
)
式中：V1—滴定CO32- 时消耗H2SO4标准体积mL； V2—滴定HCO3-时消耗H2SO4 标准体积mL； c— 1/2 H2SO4 标准溶液的浓度，mol/L； m—相当于分析时所取浸出液体积的干土 质量， g； 0.0300 — 1/2 CO32-的摩尔质量，g/mmol； 0.0610 — HCO3-的摩尔质量，g/mmol。 3.6.2 碳酸根与碳酸氢根试验记录格式详见规范。 3.7 精密度和允许差 全盐量试验结果精度应符合规范的规定。
3、碱土：土壤胶体吸附代换性钠离子较多，或含 碱土： 碱土 有碳酸钠、重碳酸钠，因而呈碱性反应的土。 4、盐渍化：土壤中积聚盐分的过程，亦称盐碱化。 盐渍化： 盐渍化
（土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸 发后，使盐分积累在表层土壤中的过程。是指易溶性盐分 在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。中国盐渍土 或称盐碱土的分布范围广、面积大、类型多，主要发生在 干旱、半干旱和半湿润地区。中国盐渍土面积约有20多万 平方公里，约占国土总面积的2.1%。）
需要注意的问题：
1、水土比： 1:5的水土比不能任意改变，否则结 果无法比对； 2、水：必须使用无CO2的蒸馏水提取盐分； 3、震荡时间：不宜过长，3min立即过滤； 4、浸出的待测液不能放置时间过长：制备好浸出 液后应立即进行测定，否则大气中的CO2的侵入 或浸出液pH的变化引起释出CO2释出而影响 HCO3-、CO32-、Ca2+、Mg2+的测定。
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表盐渍土按盐渍化程度分类
注：离子含量以100g干土内的含盐总量计
盐渍土盐分测试
质量法
（1）原理
吸取一定量的土壤浸出液于瓷蒸发皿，在水浴上蒸干，用过氧化氢氧化有机质，然后在 105 ～110 ℃烘箱中烘干，称重，即得烘干残渣质量。
试验主要仪器设备有电热板、水浴锅、干燥器、瓷蒸发皿或 50 ml 烧杯、分析天平（感量0. 000 2 g）、坩埚钳。
试剂: 15% 双氧水，取市售 30% 双氧水，加蒸馏水稀释1倍。
简言之吸取水浸液，经蒸干称重得到烘干残渣。
烘干残渣经去除有机质，其量即作为可溶盐总量。
（2）仪器及设备
水浴锅、电烘箱、分析天平
（3）步骤
1、水浸提液的制备
①将土壤样品带回实验室内烘干、混合、除杂，取过2mm筛孔的风干土样10g，放入100ml塑料瓶中，加入50ml无二氧化碳蒸馏水（去离子水）。
②加塞，在振荡机（150-180次min）上准确振荡 5 min，
③立即使用滤纸提取分离制备土壤浸出液，放入25 ℃恒温箱，密封备用。
2、用大肚吸管待测液30ml，放入已知质量（m0）的蒸发皿中（或烧杯）在水浴
上蒸干，在将近蒸干时加入少量的15%H
2O
2
加过氧化氢去除有机物时，其用量只要达到使残
渣湿润即可同时不断转动蒸发皿，使之与残渣充分接触，继续在水浴上加热以去除有机质，反复处理至残渣发白，以完全去除有机质，蒸干。
3、用滤纸片擦干蒸发皿底部在 105 ～110℃下烘干2h，取出，在干燥器中冷却30 min 后，用分析天平称重。
4、并且继续烘干1 h，冷却，称重，直至恒重（m1）（即前后2 次质量之差不超过）。
（4）计算公式
水溶性盐总量（g/kg） =（（m1－m0）×1 000）/m
式中，m 为与吸取土壤浸出液相当的土壤样品质量（g）；m1为烘干至恒重的器皿与盐分质量之和（g）；m0为器皿的烘干重（g）；1 000 为换算成 g/kg。
数据列表表示
根据相关的土壤盐碱化分级标准，将垦利县土壤含盐量分为 5 级：<%，属于非盐渍化土；%~%，属于轻度盐渍化土；%~%，属于中度盐渍化土；%~%，属于重度盐渍化土； >%，则属于盐土。
土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标,而土壤水溶性盐是土壤的一个重要属性,是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素.上壤中水溶性盐的分析,对了解盐分动态,对作物生长的影响以及拟订改良措施具有十分重要的意义.土壤水溶性盐的分析一般包括全盐量测定,阴离子 (Cl - 、 SO 2- 3 、 CO 2- 3 、 HCO - 3 、 NO - 3 ) 和阳离子 (Na + 、K + 、 Ca 2+ 、 Mg 2+ ) 的测定,并常以离子组成作为盐碱土分类和利用改良的依据.下面把测定方法告诉你,你应该更能理解土壤电导率与土壤性质的关系了.
测定方法为：
1 实验方法、原理土壤水溶性盐的测定分水溶性盐的提取和浸出液盐分的测定两部分.在进行土壤水溶性盐提取时应特别注意水土比例、振荡时间和提取方式,它们对盐分溶出量都有一定影响.目前在我国采用 5 ： 1 浸提法较为普遍.盐分的测定主要采用电导法和烘干法,其中以电导法较简便,快速,烘干法较准确,但操作繁琐费时.本实验采用水土比 5 ： 1
浸提,电导法测定水溶性盐总量. 电导法测定原理是土壤水溶性盐是强电解质,其水溶液具有导电作用,在一定浓度范围内,溶液的含盐量与电导率呈正相关,因此通过测定待测液电导率的高低即可测出土壤水溶性盐含量.
2 仪器试剂 250ml 三角瓶,漏斗、电导仪、电导电极. KCl , KCL 标准溶液.
3 操作步骤土壤水溶性盐的提取,称取过 1mm 筛风干土 ,置于 250ml 干燥三角瓶中,加入蒸馏水 100m1( 水土比 5 ： 1) ,振荡 5 分钟,过滤于干燥三角瓶中,需得到清壳滤液. ( 此浸提液可用于分盐的测定 ) . 吸取土壤浸出液 30m1 ,放在 50m1 小烧坏中,测量溶液温度,然后用电导仪测定,测定待测液的电导度 (S t ) ,记下读数.
4 结果计算
土壤浸出液电导率 EC 25 = 电导度 (S t ) * 温度较正系数 (f t )* 电导电极常数（ K ）温度较正系数（ f t ）见附表 1 电导电极常数（ K ）从电导电极上查得. 土壤全盐量可由本地区的盐分与电导率的数理统计关系方程式求得.
附表 1 25℃时氯化钾溶液的电导率
浓度 C g/L 0
电导率 S （ -1 310 1492 3050 15750
依此计算得到下列方程：盐浓度 C g/L =( S+/ >最后盐浓度g/kg=C(g/L)*25ml/1000/5g/1000= C(g/L)*5=g/kg
( 注意：与传统的 % 含量比,需要再除 10 换算为 % 含量,评价盐分水平 )。