基于低场时域核磁共振技术的土壤润湿性评价标准探索 土壤的润湿性其本质机制是水分进入土壤后所发生的一系列化学反应。水分进入土壤后,其有两个进程,first个为快速吸收,这主要是由于干燥的有机物吸水、膨胀,形成凝胶,并产生微孔;第二个进程主要体现在具有憎水性的土壤中,即土壤颗粒表面的憎水性有机物覆层与载体-土壤颗粒之间的连接,因水分的渗透作用而发生破坏,该过程伴随少量的吸水量,且持续时间较长。基于低场时域磁共振技术,通过测量土壤样品中的水分的横向弛豫时间及其分布发现:当憎水性土壤暴露在水分中足够长的时间,其与同类型的润湿性能优异的土壤将达到相同或相似的水分分布平衡状态。基于此,低场时域核磁共振技术,为评价土壤的润湿性提供了一条可行的途径:通过计算土壤样品的加权平均T2横向弛豫时间T2gm,即当土壤样品暴露于水中足够长的时间后,其T2gm持续降低,并在3周后,降低一个数量级,则说明该土壤为憎水性土壤,润湿性能较差。 磁共振土壤分析仪,采用优化的磁场强度、探头系统、温控系统等硬件配置,功能强大的软件分析系统,可对土壤样品进行长时间在线精确测量,可为土壤润湿性评价分析提供一种高效、快捷、精确分析途径。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于可动与不可动(固体)有机质随温度和压力的变化分析。小核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询
孔隙结构:单重、双重、三重孔隙介质;共六种孔隙结构类型
1、单重孔隙介质
1)粒间孔隙结构:由大小形状不同的颗粒组成,颗粒间间隙被胶结物质填充;(等效球体-等直径/变截面微毛细管-网络模型)
2)纯裂缝结构:不规则、不渗透;(裂缝网络分隔)
2、双重孔隙介质
1)裂缝-孔隙结构:粒间孔隙介质又被裂缝分隔为多个块状单元;(双重孔隙度、渗透率)
2)溶洞-孔隙结构:粒间孔隙岩石中分布着大的溶洞,尺寸超过毛细管大小;(两种流动规律:粒间孔渗流规律、溶洞孔纳维斯托克斯方程)
3、三重孔隙介质
1)孔隙-微裂缝-大洞穴
2)孔隙-微裂缝-大裂缝 一站式核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析非常规岩芯磁共振分析仪可测0.02毫升水样,误差±0.5%,并可对气体,如甲烷等,可直接测量。
孔隙结构是水泥基材料极重要的特征之一,mingxian影响水泥基材料的强度、收缩、蠕变和渗透等性能。孔隙结构可由纵向弛豫时间T 1进行表征。 水泥水化过程中T 1加权平均值随水化时间的延长呈下降趋势,且其变化趋势与水化过程具有良好的相关性,可以依次划分为初始期、诱导期、加速期和稳定期4个阶段。在研究水泥水化进程中发现,虽然横向弛豫速率也会定性地随着水化动力学进程的变化而变化,但是纵向弛豫速率的变化呈现出更明显的步进特征,这表明纵向弛豫速率的变化比横向弛豫速率的变化更能直观地体现出水泥水化过程的进展。
(1)对水稻田转化为设施菜地土壤质量的演变按研究侧重点不同大致分为3个方面:土壤物理性质、土壤化学性质和土壤生物学性质演变。在土壤物理性质的演变方面,对水稻田和种植年限分别为<5、5~10、>10a的温室菜地土壤耕层容重研究发现,水稻田土壤容重为1.35g/cm3,不同转化年限设施菜地的土壤容重分别为1.40、1.55、1.56g/cm3,在时间序列上呈现递增趋势。对天津不同种植年限蔬菜地研究发现,随着蔬菜种植年限的延长,土壤的容重变大,土壤结构性变差,土壤饱和含水量、田间持水量、有效水含量及萎蔫含水量均呈现不同程度的下降,土壤水分的吸持性能和供释能力变差。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可用于土壤水分物性研究(自由水和束缚术含量)。
对水稻田转化为设施菜地土壤质量的演变按研究侧重点不同大致分为3个方面:土壤物理性质、土壤化学性质和土壤生物学性质演变。在土壤化学和生物学性质的演变研究方面,对水稻田转化后的设施菜地土壤研究发现土壤盐渍化、酸化、养分累积、微生物活性降低等现象频现。近年来,随着核磁共振技术的不断发展,研究者结合先进的核磁扫描和成像技术,实现了低场核磁测氢技术在农业领域、生命科学领域、石油/多孔介质领域、食品/药品领域、高分子材料领域、轻工纺织领域的应用。一方面,由于低场核磁具备场强低(<0.5T)、磁场稳定、均匀性好等优势,对Fe2+、Fe3+、Mn6+等含量较高的土壤磁化作用较小,从而可以检出土壤含水率。另外,由于低场核磁探测设备具有体积小、质量轻、易携带等特点,可以实时、动态、快速、准确地监测田间土壤水分相态的变化,这对于研究农田水分变化规律以及分析和计算农田灌溉用水量具有重要意义。水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质磁共振分析仪可对混泥土的耐久性进行分析。小核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询
土壤和岩芯在多孔介质中起到支撑和稳定作用。小核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询
相比于经典的土壤水分测量方法,基于低场核磁的土壤水分相态分布探测技术具有操作步骤简单、测试过程便捷、成本投入较低的优势。另外,它还有专门使用的土壤水分测量软件,实现了参数设置、定标、测量、数据上传、查询过程的一体化,可以直接将测试结果实时传输到电脑终端,结合自动灌溉系统,实现了设施菜地土壤管理的科学化和自动化。另外,由于核磁共振测氢技术可以很好地区分不与固体颗粒或溶剂相互作用的自由水和结晶水,以及物理化学键结合的结合水或不易移动水,并且可以通过横向弛豫特征峰面积与土壤含水率之间的线性关系推算出土壤含水量,从而可为土壤水分相态分布的检出提供新的技术支持。小核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器咨询