Способ подготовки образцов почв для определения контактного угла смачивания методом сидячей капли

Способ подготовки образцов почв для определения контактного угла смачивания методом сидячей капли

Автор: Матвеева Н.В., Милановский Е.Ю., Рогова О.Б.

Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil

Рубрика: Статьи

Статья в выпуске: 97, 2019 года.

Бесплатный доступ

Предложена методика подготовки образцов почв для измерения контактного угла смачивания (КУ) поверхности твердой фазы почв с использованием мембранных фильтров. На образцах каолинита, стандартном образце чернозема (СП-1) и образцах агрокаштановой почвы проведено сравнение результатов определения КУ при использовании двух видов подготовки исследуемых образцов к анализу. Первый способ заключался в нанесении образца на двухстороннюю клейкую ленту; второй способ подразумевал осаждение суспензий исследуемых образцов определенных концентраций на мембранные фильтры. Описаны преимущества и недостатки каждого способа подготовки проб. Выявлено существенное различие получаемых величин КУ в зависимости от подготовки пробы к измерению. Разработанная методика пробоподготовки образцов с использованием мембранных фильтров позволила более чем в два раза уменьшить погрешность измерения определения КУ. Снижение варьирования величины КУ единичного образца позволит сравнивать близкие по свойствам почвенные образцы, в том числе почвы одного типа, но различных систем землепользования.

Еще

Смачиваемость, гидрофильность, гидрофобность, контактный угол смачивания, пробоподготовка

Короткий адрес: https://sciup.org/143166815

IDR: 143166815   |   DOI: 10.19047/0136-1694-2019-97-91-112

Список литературы Способ подготовки образцов почв для определения контактного угла смачивания методом сидячей капли

  • Гржибовский А.М. Анализ количественных данных для двух независимых групп//Экология человека. 2008. № 2. С. 54-60.
  • Милановский Е.Ю., Шеин Е.В., Русанов А.М., Засыпкина Д.И., Николаева Е.И., Анилова Л.В. Почвенная структура и органическое вещество типичных черноземов Предуралья под лесом и многолетней пашней//Вестник Оренбургского государственного университета. 2005. № 2. С. 113-117.
  • Свидетельство на стандартный образец (CO) СП-1 (курский чернозем) № 901-90 (ООКО152) по государственному реестру мер и измерительных приборов СССР (раздел стандартные образцы). 1990.
  • Шеин Е.В., Милановский Е.Ю., Хайдапова Д.Д., Дембовецкий А.В., Тюгай З.Н. Новые приборы для изучения физических свойств почв: 3D-томография, реологические параметры, контактный угол//Вестник АГАУ. 2014. № 5 (115). С. 44-48.
  • Холодов В.А., Ярославцева Н.В., Яшин М.А., Фрид А.С., Лазарев В.И., Тюгай З.Н., Милановский Е.Ю. Контактные углы смачивания и водо-устойчивость почвенной структуры//Почвоведение. 2015. № 6. С. 693-693 DOI: 10.7868/S0032180X15060064
  • Adamson A. Physical chemistry of surfaces 5th edn. New York: NY John Wiley & Sons Inc, 1990. 757 p.
  • Bachmann J. Contact angle and surface charge of wettable and hydrophobic silt particles//J. Soil Sci. Plant Nutr. 2001. No. 1. P. 26-33.
  • Bachmann J., Ellies A., Hartge K.H. Development and application of a new sessile drop contact angle method to assess soil water repellency//Journal of Hydrology. 2000a. No. 231. P. 66-75.
  • Bachmann J., Goebel M.O., Woche S.K. Small-scale contact angle mapping on undisturbed soil surfaces//Journal of Hydrology and Hydromechanics. 2013. No. 61 (1). P. 3-8.
  • Bachmann J., McHale G. Superhydrophobic surfaces: a model approach to predict contact angle and surface energy of soil particles//European Journal of Soil Science. 2009. No. 60 (3). P. 420-430.
  • Bachmann J., Horton R., Van Der Ploeg R.R., Woche S. Modified sessile drop method for assessing initial soil-water contact angle of sandy soil//Soil Science Society of America Journal. 2000b. No. 64 (2). P. 564-567
  • DOI: 10.2136/sssaj2000.642564x
  • Bachmann J., Woche S.K., Goebel M.O., Kirkham M.B., Horton R. Extended methodology for determining wetting properties of porous media//Water Resources Research. 2003. Vol. 39. No. 12. 14 p
  • DOI: 10.1029/2003WR002143
  • Bahrani B., Mansell R.S., Hammond L.C. Using infiltrations of heptane and water into soil columns to determine soil-water contact angles//Soil Sci-ence Society of America Journal. 1973. No. 37 (4). P. 532-534
  • DOI: 10.2136/sssaj1973.03615995003700040020x
  • Beatty S.M., Smith J.E. Fractional wettability and contact angle dynamics in burned water repellent soils//Journal of Hydrology. 2010. Vol. 391. No. 1-2. P. 99-110
  • DOI: 10.1016/j.jhydrol.2010.07.007
  • Burghardt W. Determination of the wetting characteristics of peat soil ex-tracts by contact-angle measurements//Zeitschrift Fur Pflanzenernahrung Und Bodenkunde. 1985. Vol. 148. No. 1. P. 66-72
  • DOI: 10.1002/jpln.19851480108
  • Dekker L.W., Ritsema C.J., Oostindie K., Boersma O.H. Effect of drying temperature on the severity of soil water repellency//Soil Science. 1998. No. 163 (10). P. 780-796
  • DOI: 10.1097/00010694-199810000-00002
  • Doerr S.H. On standardizing the 'water drop penetration time' and the 'mo-larity of an ethanol droplet' techniques to classify soil hydrophobicity: A case study using medium textured soils//Earth Surface Processes and Landforms. 1998. Vol. 23. No. 7. P. 663-668.
  • Doerr S.H., Shakesby R.A., Walsh R.P.D. Soil water repellency: its causes, characteristics and hydro-geomorphological significance//Earth-Science Reviews. 2000. Vol. 51. Issue 1. P. 33-65
  • DOI: 10.1016/S0012-8252(00)00011-8
  • Ellerbrock R.H., Gerke H.H., Bachmann J., Goebel M.O. Composition of organic matter fractions for explaining wettability of three forest soils//Soil Science Society of America Journal. 2005. Vol. 69. Issue. 1. P. 57-66.
  • Goebel M.O., Bachmann J., Woche S.K., Fischer W.R., Horton R. Water potential and aggregate size effects on contact angle and surface energy//Soil Science Society of America Journal. 2004. Vol. 68. Issue 2. P. 383-393.
  • Kholodov V.A., Yaroslavtseva N.V., Yashin M.A., Frid A.S., Lazarev V.I., Tyugai Z.N., Milanovskiy E.Y. Contact angles of wetting and water stability of soil structure//Eurasian Soil Science. 2015. Vol. 48. Issue 6. P. 600-607
  • DOI: 10.1134/S106422931506006X
  • Kruskal W.H., Wallis W.A. Use of ranks in one-criterion variance analysis//Journal of the American statistical Association. 1952. Vol. 47. Issue 260. P. 583-621.
  • Lamparter A., Bachmann J., Woche S.K. Determination of small-scale spa-tial heterogeneity of water repellency in sandy soils//Soil Science Society of America Journal. 2010. Vol. 74. Issue 6. P. 2010-2012.
  • Leelamanie D.A.L., Karube J., Yoshida A. Clay effects on the contact angle and water drop penetration time of model soils//Soil Science and Plant Nutrition. 2010. Vol. 56. Issue 3. P. 371-375
  • DOI: 10.1111/j.1747-0765.2010.00471.x
  • Lilliefors H.W. On the Kolmogorov-Smirnov test for normality with mean and variance unknown//Journal of the American statistical Association. 1967. Vol. 62. Issue 318. P. 399-402.
  • Liu Z., X. Yu, Wan L. Capillary rise method for the measurement of the contact angle of soils //Acta Geotechnica. 2016. Vol. 11. Issue 1. P. 21-35
  • DOI: 10.1007/s11440-014-0352-x
  • Moradi A.B., Carminati A., Lamparter A., Woche S.K., Bachmann J., Vetterlein D., Vogel H.J., Oswald S.E. Is the rhizosphere temporarily water repellent?//Vadose Zone Journal. 2012. Vol. 11(3). 8 p.
  • Papierowska E., Matysiak W., Szatylowicz J., Debaene G., Urbanek E., Kalisz B., Lachacz A. Compatibility of methods used for soil water repellency determination for organic and organo-mineral soils//Geoderma. 2018. Vol. 314. P. 221-231.
  • Ryley D.J., Khoshaim B.H. New method of determining contact-angle made by a sessile drop upon a horizontal surface (sessile drop contact-angle)//Journal of Colloid and Interface Science. 1977. Vol. 59. Issue 2. P. 243-251.
  • Shang J., Flury M., Harsh J.B., Zollars R.L. Comparison of different methods to measure contact angles of soil colloids//Journal of Colloid and Interface Science. 2008. Vol. 328. Issue 2. P. 299-307
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2008.09.039
  • Sofinskaya O.A., Kosterin A.V., Kosterina E.A. Contact angles at the water-air interface of hydrocarbon-contaminated soils and clay minerals//Eurasian Soil Science. 2016. Vol. 49. Issue. 12. P. 1375-1381
  • DOI: 10.1134/S1064229316120115
  • Wu W.J. Baseline studies of the clay minerals society source clays: colloid and surface phenomena//Clays and Clay Minerals. 2001. Vol. 49. No. 5. P. 446-452.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp