Определение эмиссии со2

Измерения потока СО₂ были осуществлены нашей бригадой 23 и 24 июня 2013 г. в период с 18.00 до 19.00 ч. на площадке с травой в естественных условиях, со срезанной травой, а также на глубинах 27 см, 50 см. Также проводились измерения с площадки, залитой водой.

Измерения проводились при помощи портативного газоанализатора IGM, который был присоединен к пластиковой газовой камере с известными геометрическими характеристиками. Камера высотой 0,2 м устанавливалась так, чтобы минимизировать ее сообщение с атмосферой. Показания снимались в течение 5 минут с каждой площадки (первую минуту в течение каждых 10 сек, вторую- в течение 20, третью – 30, далее поминутно).

Для расчета потока полученные нами в ppm (1 ppm=10^-4 %) концентрации СО₂ необходимо перевести в мг/м³ по следующей формуле:

По полученным значениям были построены графики зависимости концентрации СО₂ от времени. Тогда тангенс угла наклона касательной к прямолинейному участку графика будет равен

.

Поток [Q] = мг/(м²*ч) рассчитываем по формуле

где h – высота камеры в метрах.

Анализ полученных данных.

Ниже приведены графики зависимости концентраций СО₂ от времени на разных глубинах, на поверхности почвы под травой, а также с площадки, залитой водой (рис. 4.4.1).

Рис. 4.4.1. Графики зависимости концентрации СО₂ от времени

Чтобы проследить изменение потока СО₂ от глубины, был составлен график зависимости потока СО2 от глубины площадки (рис. 4.4.2).

Рис. 4.4.2. График зависимости потока СО₂ от глубины площадки

В целом анализ полученных данных показывает, что наблюдается увеличение содержания с глубиной (увеличивается изоляция почвенного воздуха от атмосферного). Происходит смена органогенного горизонта элювиально-иллювиальным, что обуславливает снижение микробиологической активности и, соответственно, уменьшение продуцирования СО₂.

Нами была проанализирована зависимость потока от фотосинтетической активности растительных организмов (рис. 4.4.2). Поток с площадки со срезанной травой превышает поток с площадки при естественных условиях. Это связано с поглощением СО₂ растениями.

Рис. 4.4.3. Зависимость потока от активности растительных организмов

Также был проведены анализ площадки на глубине 27 см, залитой водой, и сравнение результатов с площадкой незатопленной на глубине 27 см.

Рис. 4.4.4. Зависимость потока СО₂ от увлажнения площадки

Таким образом, мы провели и проанализировали измерения по эмиссии СО₂ на разных глубинах и в различных условиях.

Электрофизические свойства почв

Электрофизические свойства широко используются в почвоведении. Электрические параметры так или иначе связаны с проявлением электрических полей: 1) параметры естественных электрических полей – потенциал, разность потенциалов, ЭДС; 2) параметры искусственных электрических полей – сопротивление, электропроводность. Из наиболее распространенных электрических характеристик почв следует отметить удельное электрическое сопротивление и величину обратную ему – электропроводность.

Почва электропроводна в силу наличия в ней проводников – ионов, сорбированных твердой фазой и находящихся в растворе. Проводники – вещества, проводящие электрический ток благодаря наличию в них большого количества зарядов, способных свободно перемещаться (в отличие от изоляторов). Они бывают I (первого) и II (второго) рода. Электропроводность проводников первого рода (чистые металлы, сплавы, некоторые соли, оксиды, ряд органических веществ) обусловлена электронами и не сопровождается химическими процессам. На электродах, выполненных из проводников I рода, происходит процесс переноса катиона металла в раствор или из раствора на поверхность металла. К проводникам II рода относятся электролиты. В них прохождение тока связано с химическими процессами и обусловлено движением положительных и отрицательных ионов.

Понятие сопротивления можно применять не только к линейным проводникам, но также к объемным, каковыми являются почвы.

Все методы исследования электрических свойств почв основаны на измерении истинного удельного электрического сопротивления. Различают истинное электрическое сопротивление, получаемое при измерениях относительно однородных сред, и кажущееся, получаемое при измерении неоднородных сред. Первый случай реализуется при лабораторных измерениях гомогенезированных почвенных паст, суспензий, вытяжек, растворов в кюветообразных датчиках с площадными электродами. Второй – в методах вертикального и послойного зондирования.

В почвоведении получили распространения 4-электродные симметричные прямолинейные установки электродов АMNВ и способы измерения сопротивления на их основе пришедшие из геофизики. На АВ подается исходное поле и в этой цепи измеряется ток. На MN измеряются разности потенциалов. Сопротивление рассчитывается по специальной формуле. Форма электродов может быть точечной или площадной (Хмелевской, 1973, 1979; Поздняков и др., 1979).

ER=K [Ом·м], где K=

При площадных электродах АВ в почве создается однородное электрическое поле, и поэтому измеряемое сопротивление называют «истинным сопротивлением».

Рис. 5.1. Прибор для измерения параметров почв и растений «Landmapper-03».

В ходе практики по физике почв нами были изучены электрические параметры с помощью прибора «LANDMAPPER – 03», используя следующие полевые и лабораторные методы: горизонтальное электрическое профилирование (ГЭП), вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и метод почвенных паст (рис. 5.1).

С помощью данного прибора возможно решение различных задач, стоящих перед почвоведением:

• изучение генетических и почвенно-экологических особенностей почв; используется в таксономии;

• изучение морфологии почв;

• оценка гумусного состояния;

• изучение морфологии почв;

• оценка гумусного состояния;

• мониторинг свойств почв (процессы засоления/рассоления);

• изучение гидрологической обстановки;

• оценка структуры почвенного покрова;

• изучение процессов (промерзание/оттаивание);

• оценка мелиоративных свойств почв и многое другое.

Измерения можно проводить:

1. в лаборатории;

2. в поле по стенкам разрезов;

3. по приповерхностной толщи почв методом профилирования, например при картировании;

4. методом вертикального электрического зондирования для изучения строения почвенно-грунтовой толщи без закладки разрезов и скважин, проводя измерения лишь с поверхности.

Остановимся подробнее на этих методах.