不同原料土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及应用-论文.pdf

《不同原料土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及应用-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、河北科技师范学院学报第27卷第2期，2013年6月JournalofHebeiNormalUniversityofScience&TechnologyVo1．27No．2Jun．2013DOI：10．3969／J．ISSN．1672-7983．2013．02．016不同原料土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及应用胡国庆，张民，刘庆，邱现奎，董元杰孙(1山东农业大学资源与环境学院，土肥资源高效利用国家工程实验室，国家缓控释肥工程技术研究中心，山东泰安，271018；2滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室)摘要：以细土、膨润土、粉煤灰和水泥为原料，铁粉为磁性调节剂，采用圆盘造粒法制作了3种磁性示踪剂，

2、确定了其最佳布设质量分数和布设深度，并通过室内模拟降雨试验，对其示踪效果进行了研究。结果表明，在模拟降雨条件下，以粉煤灰和水泥为原料的示踪剂具有极高的水稳性，在30mm／h和60mm／h的模拟降雨条件下，径流中示踪剂与泥沙均呈极显著性相关，质量比分别为0．0302和0．0413。3种磁性示踪剂以粉煤灰和水泥为原料的示踪效果最好，其坡面磁化率变化值可以准确指示出坡面侵蚀沉积的空间分布。关键词：土壤侵蚀；磁性示踪剂；模拟降雨；泥沙沉积中图分类号：S157．1文献标志码：A文章编号：1672-7983(2013)0243070-06由降雨及径流引起的土壤侵蚀是土壤颗粒被分散、剥离、搬运、沉积的过程¨

3、，并伴随着土壤中磁性颗粒的分离、迁移和富集。目前，在土壤侵蚀监测研究中示踪法应用较多，其中，以玎Cs和REE示踪法操作比较成熟J，但是存在受空间分布限制、需要专门仪器和费用高等局限性-3。磁性示踪法是近年来兴起的研究土壤侵蚀的新方法，其原理就是通过测定侵蚀前后土壤的磁化率等磁性参数，来反映坡面土壤侵蚀及泥沙沉积状况，具有操作简便易行、研究结果精度高和试验成本低等优点J。磁性示踪技术在1986年就应用于研究坡面表层土壤颗粒的运动，但是，直到近几年，该方法才逐渐得到广大科研工作者的重视。Caitcheon【8提出利用天然磁性矿物在泥沙中的相对含量来确定泥沙来源，以及J0ng等利用土壤磁化率的变化研

4、究耕作土地长期土壤侵蚀的再分布，为磁性示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用提供了一定的理论和实践依据。Ventura等．】刚利用聚乙烯和磁铁矿粉研制了一种人工土壤侵蚀磁性示踪剂，并用它来研究了坡面的侵蚀和沉积的空间分异特征，开创了利用人工磁性示踪剂研究土壤侵蚀的新思路；Gennadiev等-】利用放射性示踪剂和土壤磁性示踪剂相结合，量化了流域不同空间部位土壤侵蚀和沉积速率，验证了磁性示踪法在流域大空间尺度范围内应用的可行性。在国内，董元杰等．1研制了以粉煤灰、水泥等为原料的新型磁性示踪剂并进行了初步的应用研究。结果表明，利用粉煤灰、水泥制作的人工磁性示踪剂，可以有效的对磁性背景值较低的土壤进行土壤侵

5、蚀的监测研究，从而推动了人工磁性示踪技术的发展。从目前的关于土壤侵蚀磁性示踪技术的报道来看，人工磁性示踪剂的研制和应用促进了该技术的发展，但是也存在一些问题。当前所研制的人工磁性示踪剂虽然解决了土壤磁性背景值低的问题，但其与土壤颗粒运移的同步性还有待于进一步提高，】’¨J。笔者在前人研究工作的基础上，制备了3种新型磁性示踪剂，总结了示踪剂的原料配比和加工工艺，并分别通过不同雨强的模拟降雨试验，研究了3种新型磁性示踪剂的示踪效果，以期获取一种与土壤颗粒同步运移的磁性示踪剂，为土壤侵蚀的监测研究提供简单、可靠的技术手段。1材料与方法1．1磁性示踪剂的制作磁性示踪剂的主要原料有细土(Finesoil

6、)和粉煤灰(Flyash)，粘结剂为膨润土(Bentonite)和水泥基金项目：国家“948”重点项目(项目编号：2011一G30)；山东省黄河三角洲生态环境重点实验室2012年度开放基金资助项目(项目编号：2012KFJJ02)；山东省高等学校青年骨干教师国内访问学者项目。通讯作者，男，副教授，博士，主要研究方向：土壤生态与环境质量。E·mail：~dong@sdau．edu．ca收稿日期：2013．-05-31；修改稿收到日期：2013-07-052期胡国庆等不同原料土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及应用71(Cement)，均过筛孔尺寸为0．1mm细筛(中国标准筛，以下同)；磁性调节剂为还原性铁

7、粉，过筛孔尺寸为0．05mm细筛。普通细土取自位于鲁中地区的碧霞湖小流域坡耕地(过筛孔尺寸为0．1mm细筛)，为普通棕壤，粉煤灰取自泰安市南关热电厂，膨润土原产地是山东省潍坊市，水泥由泰安市水泥厂生产。磁性示踪剂采用圆盘造粒法进行制作。圆盘造粒机为小型工业用造粒设备，结构主要由直径为80cm的圆盘，功率为0．55kW的电机，调速器以及支架组成。磁性示踪剂FS的主要原料为细土，FB和Fc的主要原料分