一、土壤理化性质样品预处理的必要性
土壤的理化性质检测项目主要包括的容重、比重、通气性、透水性、养分状况、化学成分等。由于不同的样品预处理方法对土壤质量测试结果会产生直接的影响,所以我们在针对不同的土壤样品需要有针对性的采取特殊处理措施。比如针对受污染土壤样品,我们通常应采取避免与皮肤接触的特殊措施。在干燥时应采取排气、通风等特殊措施。如果需要采集存在化学污染、真菌孢子或细螺旋体病等病原体的土壤样品,我们还需要针对可能存在的危险,采取穿戴防护服、采用特定隔离装置等安全措施。
二、样品预处理前的注意事项
土壤样品在处理前,我们一般都有默认的试验条件。比如通常假定的样品重量至少需新鲜土壤500 g,默认采用的筛网筛孔尺寸为2 mm。这就要求我们在预处理开始之前,应确认后续采用的分析方法是否还需要使用其他筛孔尺寸。将土壤进行筛分,粒径小于2 mm 的部分需要通过机械或手动方式分成若干部分,才能作为代表性子样品进行分析。默认温度条件要求我们需要将土壤样品在空气中或温度不超过 40°C 的干燥箱中干燥或进行冷冻干燥。如有必要,在土壤潮湿易碎时就将土壤样品压碎,干燥后再重复压碎过程。
理论上土壤样品应该仅为某一分析目的进行室内预处理,并且应该远离分析测量地点。当然,分析人员也可以根据土壤性质和分析目的需要,决定不同粒径大小组分是合并处理还是单独处理。考虑到可能导致不同大小颗粒的分离,样品应在分离、筛选、粉碎或研磨后重新进行均质化处理。在实验时,应该注意尽量避免空气或粉尘污染样品。如果土壤样品呈粉尘状,处理时,可能存在部分样品丢失情况,这也可能会改变其理化性质的测定结果,所以实验时也要计算在内。
三、样品处理时需要的设备
土壤样品处理需要的仪器主要包括:干燥箱、冷冻干燥器、破碎机、筛板、机械混合器、机械震筛机、分样器、网筛、分析天平、天平等。我们在使用设备处理时,一定要确保所使用的仪器设备不会增减测试土壤中的任一物质成分(如重金属)。如果不允许使用某一设备和/或物质对特定理化分析所需的样品进行预处理,应在分析的相关标准中予以说明。
四、具体样品处理的过程
样品处理过程主要分为五步,分别为干燥、粉碎、筛分、分类和研磨。
1.干燥方法介绍
干燥方式分为空气干燥、干燥箱干燥、冷冻干燥三种。样品干燥时间间取决于土壤类型、土层厚度、土壤和空气的原始湿度以及通风率。在干燥箱中,沙土的干燥时间通常不超过24 h,粘土的干燥时间不超过48 h。对于含有大量新鲜有机物(如植物根部等)的土壤,其干燥时间可能需要72 h到96 h。每24h土壤样品的质量损失要求不大于5%(质量分数)。完成干燥过程后,测定并记录干燥样品的总质量。
2.粉碎、筛分方法介绍
粉碎和筛分主要就是用破碎机和筛板进行操作。粉碎前,要把石头、玻璃碎片和垃圾等异物去除,而且注意尽量减少去除异物时粘附带走样品,通过2 mm筛网的所有样品应称重并完全混合。使用破碎机粉碎,样品粉碎后,可使用机械混合器重新混合均匀。
3.分样方法介绍
分样方法分为手工分样(四分法)、分样器分样、机械分样。需要分样的前提条件一般是因为样品量太大,导致样品无法用完,或者无法存储。分样时将干燥、粉碎和过筛样品(此时,粒径< 2 mm)分成200 g 到300 g的代表样,制成实验室样品。将实验室样品分成若干小部分,达到所需样品量要求,制成试验品。在此过程中,应尽量避免产生粉尘。
4.研磨方法介绍
一般在采用质量小于2 g的试验样品进行分析时,需要我们对样品进行进一步研磨。研磨的粒径达到<250 µm即可。如果是对于基于化学提取测定的参数,那我们应该禁止研磨样品,因为研磨会增加样品表面积,从而增加样品的反应性。需要进行化学分析时,可将大于2 mm的样品部分进行研磨并与小于2 mm的部分混合。
以上便是我们在需要检测土壤质量的理化性能时,进行样品处理的方法。当然,土壤样品处理是一个系统的工作,需要注意的事项有很多。我们在进行样品预处理时,一定要可能影响检测结果的因素都排除掉。