uchebnik13

\При м е р: в 1 кг навески вес скелетной части

Ме~анические элементы крупнее 10 мм представляют собою обломки первоначальной массивной горной породы, из которой образовалась почва. Частицы от 30 до 3 .мм являются промежу­ точными продуктами распада горной породы. Они состоят обыч­ но из отдельных минералов - полевого шпата, мусковита, био­ тита и т. д. Частицы от 3 до 0,05 .мм состоят почти из чистого

кварца.

После распределения скелетной части по фракциям почва

классифицируется по степени каменистости:

По характеру скелетной части почвы бывают валунные, га­ лечниковые и щебенчатые.

Мелкозем из данной пробы почвы собирают в склянку с при­ тертой пробкой и анализируют одним из методов, приведенных

ниже.

Отмучивание частиц потоком воды разной скорости (по Ше­ не). В природе можно часто наблюдать разделение обломочного материала потоками воды разной скорости. Так, ручьи с большой

скоростью течения несут с собою гальку, ·хрящ, медленно теку­

щие - переносят мелкоземистый материал.

21

0,25 мм. Осадок на сите протирают пa.rJьцем д.r1Я уда.'Iения г.ни­ ны. Промытый песок - фракцию 0,25-1 M/vl -- переносят в су­ шильный стаканчик и высушивают до ПОСТОЯННОго веса. Подго­

товив таким образом почву, начинают разделение частиц

<0,25 мм - предварительное в фарфоровых чашках и оконча­

тельное в стеклянных стаканах или цилиндрах, отчего метод

и получил название двойного отмучивания. Перед отмучиванием необходимо установить прибор в рабочее состояние. Для этого

проверяют горизонтальность верхней и нижней площаДОI( шта­

тива (с помощью уровня) и исправность сифона.

На верхнюю площадку ставят малый стакан с де.lениями от

и сливают слой воды от 4 до 2 см. После проверки прист) пают

к анализу.

Суспензию в бо.!JЬШОЙ чашке взмучивают и через 30 сек пере­ носят в ма.'IУЮ фарфоровую чашку, из малой фарфоровой чаш­

ки через 60 сек ПОС.!Jе взмучивания ее переносят в малый стакан,

а чашки вновь доливают дистиллированной водой. Из малого

стакана через 100 сек после взмучивания сливают спой суспен­ зии от 4 до 2 см. За это время частицы крупнее 0,01 /vt/vt, имею­ щие скорость 0,2 мм/сек, пройдут слой в 2 см, частицы менее

0,01 мм, падающие с меньшей СКОРОLТЬЮ, будут находиться во взвешенном состоянии. Таким образом, при сливании слоя от

4 до 2 C/vt В стакан удаляются частицы менее 0,01 M/vt. Отмучи­

вание суспензии через установленные сроки ведется до тех пор,

пока жидкость в чашках и в стакане (слой от 4 до 2 см) станет прозрачноЙ. При этом необходимо, после 2-3 С.1иваниЙ, почву

вчашке ПОДI3ергать растиранию пальцем с резиноI3ЫМ колпаком

или каучуковым пестиком..

После отмучивания почву из чашек переносят в стакан, де­

лают 1-2 контрольных сливания и затем почву переносят

в большой стакан 'Прибора Сабанина. Устанавливают сифон

в стакане на глубине 6 см от поверхности суспензии и наливают

воду до отметки 12 см. При такой установке прибора производят

проверку на чистоту отделения частиц < 0,01 /vtM, для чего сус­

пензию взмучивают и наблюдают за просветлением. Если через

300 сек слой жидкости от 12 до 6 см будет прозрачным, то ча­

стицы <0,01 /vt/vt отделены ПО.!JНОСТЬЮ. В противном случае произ­ водят отмучивание через 300 сек до просветления указанного

слоя воды.

В дальнейшем частицы < O,Ql мм, собранные в стакане, или

разделяются на фракции с поr.юшыо метода-пипетки или выбра­

сываются. Оставшаяся после отмучивания частиц <0,01 /vt/vt почва в стакане состоит из фракции мелкого песка 0,25-0,05 .1tM и крупной пыли 0,05-0,01 мм. Они разделяютсн отмучиванием слоя от 12 до 6 см через 30 сек. За это время частицы> 0,05 мм, падающие со скоростью 2 мм/сек, пройдут слой то.пшиноЙ 6 см,

24

частицы < 0,05 мм, находясь во взвешенном состоянии, будут

С.'1Иваться в приемник. Отмучивание ведут до просветления слоя

12-6 см. Почву из большого и малогО стаЕанов переносят в су­

шильные стаканчики, ВЫСУШИВ2ЮТ дО постоянного веса и вычис­

ляют в процентах к весу абсолютно сухой навески.

В резу.lьтате анализа выделяют следующие фракции:

Резу.1ьтат анализа записывается по форме таб.'I 3

Таблица 3

Данные механического анализа почвы (грунта) по методу Сабанина в % от веса сухой почвы

,

.I\1етод Са6анина применяется для почв легкого механиче­ ского состава, где содержание физической глины не превы­

шает 10-15%. В сочетании с ситовым методом он может быть

рекомендован для песчано-гравелистых или щебенчатых почв

игрунтов.

Мелкозернистые почвы и грунты, как показали исследова­ ния М. М. Филатова (1925), при этом методе утяжеляются за счет засасывания сифоном суспензии с глубин бо.1ЬШИХ, чем те,

на которых его устанавливают.

В настоящее время метод двойного отмучивания Сабанина применяется со многими дополнениями. М. М. Филатов усовер­

шенствовал прибор Сабанина: при отмучивании через опреде­

ленный срок на зад.нную глубину опускают не сифон, а полый

цилиндр с диафрагмои, которая закрывается по прошествии

времени. Цилиндр извлекают из стакана, и суспензию сливают из него в банку.

На кафедре почвоведения Ташкентского университета

проф. А. М. Орлов приспособил прибор Сабашша для массовых ана.1ИЗОВ. Изменения здесь сводятся к следующему: стаканы для

отмучивания и стаканы-приемники устанавливают на полках

25

деревянной рамы один против другого. На раме смонтировано

приспособление для взбалтывания суспензии, одновременного опускания сифонов во все стаканы и сливания суспензии в при­

емники, автоматизирована подача воды в стаканы. На конце сифона, погружаемого в стакан, впаяна сетка. Когда сифон

поднимают из воды, то в силу поверхностного натяжения вод­

ных пленок на сетке вода из сифона не выливается. Все это

упрощает и ускоряет работу. Поэтому при массовых анализах

целесообразно пользоваться этими приспособлениями. После анализа по методу Сабанина группу механического состава почвы устанавливают по классификации Н. М. Сибирцева (СМ.

табл. 10) или Н. А. Качинского (см. табл. 11), если применя­

лась подготовка почвы по его методу и использова.ТIИСЬ скорости

падения частиц в воде по Стоксу.

Выделение из почв и грунтов фракций различного размера отмучиванием. При изучении физических и химических свойств

частиц различного размера, слагающих почву, а также при

определении минералогического состава, необходимо из почвы

выделить в большом количестве фракции различного размера.

Дезагрегацию почвы производят методом мокрого растирания

или химическим путем по методу Качинского. Метод мокрого

растирания применим к дерново-подзолистым, серым лесным

почвам и некарбонатным черноземам. Для расчленения и вы­

деления фракцией менее 0,25 ММ применяют отмучивание,

как в методе Сабанина. Скорости падения частиц в воде рас­

считывают по формуле Стокса (приложение, табл. 1).

Для выделения частиц различного размера берут навеску

почвы от 50 до 500 г в зависимости от того, какое количество

(по весу) частиц необходимо получить. Д.'IЯ минералогического

анализа достаточно 50 г, для изучения физических свойств и хи­

мического состава почвенных частиц берут большие навески.

При этом нужно иметь в виду, что концентрация суспензии в со­

суде для отмучивания должна быть не более 3%. В случае

сильно засоленных почв (солончаки) в отдельной навеске путем

промывки водой пробы в 20 г - до прекращения реакции на CI и

S04 - определяют количество легко растворимых солей. По раз­

ности веса сухой почвы до и после промывки определяют потерю

веса за счет легко растворимых солей. ПО методу растирания

навеску почвы, увлажненную до состояния густой пасты, расти­

рают в течение 30 мин в фарфоровой ступке пестиком с резино­ вым наконечником. Затем добавляют дистиллированную воду (до жидкого состояния) и переносят почву на сито с отверстием 0,25 ММ. Собранную на сите фракцию 1-0,25 ММ отмывают при

легком растирании от глинистых ча~тиц до тех пор, пока с сита

будет идти совершенно nрозрачная вода. Затем частицы с сита

помещают в стаканчик и высушивают. Так собирают и опреде·

ляют средний и крупный песок 1-0,25 ММ. Установка для отмучивания дана на рис. 6.

26

суспензии. При одном слнвании фракции < 0,001 JШ получают

около 500 МЛ суспензии. для полного удаления частиц ила тре­

буется 10-20, а то и более сливаниЙ. После каждого сливания

цилиндр вновь доливают суспензией из фарфоровой чаш­

ки. И так продолжают до тех пор, пока в чашке Со10Й воды

над осадком не станет прозрачным_ После этого содеРЖИ:\lОе

чашки переносят в цилиндр, где отмучивание продолжают до

суспензию фильтруют через воронки Бюхнера под вакуумом.

На дно воронки помещают подкладку из сатина, на нее кладут

плотный фильтр (синяя обмотка или бумага для хроматогра­

фического ана.'1иза); воронку вставляют в толстостенную колбу

конической формы (колба Бунзена), к отростку которой при­

соединяют водоструйный насос, создающий разряжение внутри колбы. При хорошей герметичности вакуум держится несколько часов без работы насоса. Первые мутные порции фильтрата воз­ вращают снова на фильтр. Когда фильтрация сильно замед­ ляется вследствие накопления осадка, последний снимают с во­

ронки. Д.r]Я этого колбу отъединяют от насоса, фильтрат сли­

вают, с воронки снимают фильтр с осадком. Осадок переносят

в фарфоровую чашку. В воронку вставляют новый фильтр

в С.IJучае разрушения старого, и фильтрация продолжается. На­

копившийся осадок можно соскрести ложечкой в фарфоровую чашку, чтобы избежать затраты времени на заиление нового фильтра, что происходит ДОВО.IJЬНО медленно. Осадок ча­

этого после каждого сливания в суспензию добавляют 2 - 3 кап­

ли крепкой Hel. Частицы почвы коагулируют. ПросветлеННУIQ

жидкость сливают; с.'Iедующее сливание делают в этот же сосуд.

После отмучивания ила осадок промывают дистиллированной водой путем декантации до тех пор, пока re.IJb осадка не перейдет

в золь. Для этого обычно требуется 3 - 5 промываниЙ. Затем

воду из осадка уда.ТJЯЮТ путем выпаривания на водяной бане до

тестообразного состояния. Осадок досушивают на воздухе, расти­

рают в ступке, просеивают через сито с отверстиями 0,1 А1А!

И хранят в стек."шнноЙ банке с притертой пробкой.

вают по температуре суспензии с помощью табл. 8), сливают

28

слой суспензии в 10 С.М. После отмучивания суспензия отстаи­

вается, прозрачную воду сливают и осадок подсушивают.

вают слой суспензии в 10 С.М. Точно срок сливания устанавли­

вается по температуре суспензии (таб"'J. 8). После отстаивания слитой суспензии слой прозрачной воды сливают. Собрав всю

фракцию в приемнике, осадок профильтровывают и сушат на

воздухе. .

В ы д е л е н и е ч а с т и Ц 0,05-0,01 ММ. Ход работы такой же, как и при выделении предыдущих фракций. Сливают слой в 25 С.М через 100 сек. Точно срок сливания устанавливают пО

табл. 8.

ВЦШ1Индре после отмучивания последней фракции останут­

ся частицы 0,25-0,05 м.м.

Врезультате описанных работ выделяются шесть фракций:

Для изучения физических, физико-химических свойств, хи­

мичеСJЮГО и минералогического состава нужно иметь около

50-100 г каждой фракции. Для минералогического состава до· статочно по 5-10 г каждой фракции.

Подготовка П,очвы методом растирания применима не для всех почв; для карбонатных и гипсовых горизонтов почв и грун­

тов, для почв красноземного типа с подвижными полуторными

окислами требуется химический метод подготовки.

Вследствие наличия в этих почвах сильных коагуляторов почти невозможно выделить мелкие фракции, так как суспен­

зии быстро свертываются. В таком случае применяют метод химической обработки почвы по Н. А. Качинскому.

Навеску почвы обрабатывают 0,2 н. НС! до прекращения вы­ деления пузырьков СО2. Декантацией раствор над почвой пере­ носят на фильтр. После разрушения карбонатов почву пере­ носят в воронку и обрабатывают 0,05 н. не! до исчезновения в фильтрате реакции на Са. Затем соляную ЕИСЛОТУ из почвы

отмывают водой, почву с фильтра переносят в фарфоровую чаш­

ку, растирают в течение 30 МИН. да.'lее разде.'lение осущест­

вляется так, как описано выше.

Ареометрический метод. Ареометрический метод был пред­

.1)ожен Буйюкосом в 1927 г. Метод основан на измерении удель­

ного веса суспензии изменяющегося во времени по мере оседания

частиц сначала крупных, а потом все более мелких (т. е. удель­

ный вес суспензии постепенно уменьшается). Для определения

29

плотности суспензии применяется стеклянный ареометр кон­

струкции Казагранда (рис. 7), на шкале которого нанесены де­

.!Jения от 0,995 до 1,030 с точностью до 0,001, отсчеты берутся на

пература суспензии. Разница температур в 20С дает ошибку в оп­

ределении около 2%. Поэтому необходимо весь анализ вести при

одной температуре или точно замерять ее с тем, чтобы по табл. 4

определить температурную поправку. При температуре суспензии

более 200С поправка прибавляется, при температуре менее 200С

поправка вычитается из показанин ареометра (см. табл. 4).

При измерении плотности суспензии ареомеТРО'1 необходимо

помнить, что:

1. На луковице ареометра могут оседать частицы почвы. 1(0-

.1lIчество осадка зависит от времеНII нахождения ареометра

в суспензии, от КОНР,ентрации суспензии и, в значительной сте­

пени, от характера почвы. Во избежание ошибки от оседания ча­

стиц на луковицу ареометра отсчет не должен занимать более

5-10 сек, а ареометр после отсчета необходимо вынимать из

суспензии и очищать от осевших частиц грунта.

2. Концентрация суспензии не должна превышать 30 г/л,

в противном случае закон Стокса не применим.

30