СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ ПОЧВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНОГО УГЛА СМАЧИВАНИЯ МЕТОДОМ СИДЯЧЕЙ КАПЛИ
https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-97-91-112
Аннотация
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.
Ключевые слова
Об авторах
Н. В. Матвеева
Почвенный институт им. В.В. Докучаева; МГУ им. М.В. Ломоносова
Россия
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2; 119991, Москва, Ленинские Горы, 1.
Е. Ю. Милановский
Почвенный институт им. В.В. Докучаева; МГУ им. М.В. Ломоносова
Россия
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2; 119991, Москва, Ленинские Горы, 1.
О. Б. Рогова
Почвенный институт им. В.В. Докучаева
Россия
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2.
Список литературы
1. Гржибовский А.М. Анализ количественных данных для двух незави-симых групп // Экология человека. 2008. № 2. С. 54–60.
2. Милановский Е.Ю., Шеин Е.В., Русанов А.М., Засыпкина Д.И., Нико-лаева 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.
3. Свидетельство на стандартный образец (CO) СП-1 (курский черно-зем) № 901-90 (ООКО152) по государственному реестру мер и измери-тельных приборов СССР (раздел стандартные образцы). 1990.
4. 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.
5. 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.
6. Adamson A. Physical chemistry of surfaces 5th edn. New York: NY John Wiley & Sons Inc, 1990. 757 p.
7. Bachmann J. Contact angle and surface charge of wettable and hydrophobic silt particles // J. Soil Sci. Plant Nutr. 2001. No. 1. P. 26–33.
8. Bachmann J., Ellies A., Hartge K.H. Development and application of a new sessile drop contact angle method to assess soil water repellency // Jour-nal of Hydrology. 2000a. No. 231. P. 66–75.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. Bachmann J., Woche S.K., Goebel M.O., Kirkham M.B., Horton R. Extend-ed methodology for determining wetting properties of porous media // Water Resources Research. 2003. Vol. 39. No. 12. 14 p. DOI: 10.1029/2003WR002143.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. Doerr S.H., Shakesby R.A., Walsh R.P.D. Soil water repellency: its causes, characteristics and hydro-geomorphological significance // Earth-Science Re-views. 2000. Vol. 51. Issue 1. P. 33–65. DOI: 10.1016/S0012-8252(00)00011-8.
19. 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.
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
27. Moradi A.B., Carminati A., Lamparter A., Woche S.K., Bachmann J., Vet-terlein D., Vogel H.J., Oswald S.E. Is the rhizosphere temporarily water repel-lent? // Vadose Zone Journal. 2012. Vol. 11(3). 8 p.
28. 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.
29. 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.
30. 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.
31. 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.
32. 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.
Рецензия
Для цитирования:
Матвеева Н.В., Милановский Е.Ю., Рогова О.Б. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ ПОЧВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНОГО УГЛА СМАЧИВАНИЯ МЕТОДОМ СИДЯЧЕЙ КАПЛИ. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019;(97):91-112. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-97-91-112
For citation:
Matveeva N.V., Milanovsky E.Yu., Rogova O.B. THE METHOD OF PREPARING SOIL SAMPLES FOR SOIL – WATER CONTACT ANGLE MEASUREMENT USING SESSILE-DROP TECHNIQUE. Dokuchaev Soil Bulletin. 2019;(97):91-112. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-97-91-112
Просмотров: 692
Послать статью по эл. почте 
