土壤中的水分傳輸機制與土壤污染 水分進入土壤后,將立即滲透至水分不受約束的區(qū)域,如不受約束的有機質(zhì)中,形成凝膠相,不受約束礦物顆粒(粘土)的微孔中,顆粒與顆粒之間的孔隙中(中孔、大孔/毛細孔中),這一過程很短。然而隨著水分的進入,土壤的組分單元將與水分產(chǎn)生相互作用,如水分滲透進有機質(zhì)與礦物顆粒的結(jié)合界面,從而阻斷之間的氫鍵連接、離子鍵連接、共價鍵連接等,甚至還伴隨著水解作用的產(chǎn)生,隨著這些約束的破壞,其產(chǎn)物如分離出的有機質(zhì)和礦物顆粒進一步吸水,從而極終達到水分傳輸分布的平衡狀態(tài),當如土壤失水干燥時,上述過程使可逆的,伴隨著凝膠相失水坍塌、有機質(zhì)與礦物質(zhì)在界面作用下,重新分型聚集,封閉微孔等。這一微孔打開/封閉的過程,將極有可能使污染物在土壤中聚集,從而形成土壤污染。非常規(guī)巖芯磁共振分析儀特有T1-T2二維脈沖,可區(qū)分樣品中不同的含氫組分,如水、油、氣、油母瀝青等。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器供應商
水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)低場核磁共振技術(shù)主要采用永磁體結(jié)構(gòu),磁場強度一般在1.0 T以下,主要采集被檢測樣品的弛豫信息。它的特點是研究原子核在磁場中的一些特性。能提供核周圍的分子或環(huán)境的信息。并且氫核有極強的磁共振信號極容易被儀器探測。 低場核磁共振射頻探頭性能: 1) 探頭由射頻線圈和調(diào)諧匹配電路組成。是射頻磁場的發(fā)生裝置。也是核磁信號的接收裝置。 2) 探頭性能直接影響核磁共振信號的接收靈敏度。低性能探頭會導致核磁共振信號的降低甚至丟失。 3) 探頭性能直接決定核磁系 統(tǒng)的測量準確度。 低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術(shù)。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點。已廣闊應用在食品品質(zhì)控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病研究、石油勘探、水泥水化過程分析、水泥基材料不同配方選擇、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固體有機質(zhì)探測、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領域。核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器咨詢土壤和巖芯在多孔介質(zhì)中起到支撐和穩(wěn)定作用。
低場核磁共振(LF-MMR)通過H原子能量變化判斷樣品中水分子的自由度、分析不同種類水分的含量,是一種快速、有效、無損的測量技術(shù)。國內(nèi)外學者利用低場核磁共振技術(shù)在食品水分檢測、凍土未凍水、低滲透巖心孔隙分布等方面進行了大量研究。
根據(jù)拉莫定律,在給定磁場強度下,當外加射頻頻率與1H核共振頻率相同時,1H才產(chǎn)生共振吸收。而1H核共振頻率由分子組成與結(jié)構(gòu)決定,即不同分子的1H具有不同的核磁共振頻率,因此施加特定外加射頻頻率,測水中的H而不測其他物質(zhì)中的H。1H低場核磁共振的弛豫時間長短與氫質(zhì)子的存在狀態(tài)及所處的物理化學環(huán)境有關,縱向弛豫T2越長,說明分子運動性越強,所受束縛力弱,反之,分子運動性弱,所受束縛力強。因此,利用T2值大小可以區(qū)別黏土的表面水化水、滲透水、自由水的類型。即采樣總信號幅值與物質(zhì)中水分子的氫質(zhì)子數(shù)呈正比,各種類型水的質(zhì)量比等于各自的核磁共振信號峰的面積比。利用聯(lián)合迭代重建技術(shù)(SIRT算法)反演T2離散點,可得離散型與連續(xù)型相結(jié)合的T2積分譜,峰面積為該狀態(tài)水分的信號幅值。
對常規(guī)水稻土和不同轉(zhuǎn)化年限設施蔬菜地犁底層土壤進行即時掃描得到的 T2譜線可知,耕層土壤小峰橫向弛豫時間集中分布在 3~2000 ms,犁底層土壤小峰橫向弛豫時間的集中分布在6~100 ms,耕層土壤分布范圍明顯大于犁底層土壤,說明耕層土壤吸持自由水的能力明顯大于犁底層土壤,即耕層土壤吸持水分的有效性更強。水稻土轉(zhuǎn)化為大棚蔬菜地土壤2 a后即出現(xiàn)了新犁底層,使得原有的犁底層位置上移,耕層空間壓縮。]認為長期的復耕壓實和黏粒淀積是產(chǎn)生新犁底層的主要原因。由于犁底層結(jié)構(gòu)致密,會嚴重妨礙空氣和水分的運動,進而會對作物根系的延伸以及對土壤水分的吸收產(chǎn)生很大的影響。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于非常規(guī)巖芯FFI、BVI、CBW等檢測分析。
MAGMED Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀是用于測試土壤等多孔介質(zhì)的分析儀。該系統(tǒng)主要用于對樣品水分物性。自由與束縛水。以及水分遷移的測量分析??捎糜趯ν寥赖榷嗫捉橘|(zhì)的孔隙度、孔隙大小分布的測量與分析。還可用于探測和研究樣品中的固體有機質(zhì)。 MAGMED Soil-2260高精度磁共振土壤分析儀采用23MHz磁場強度及進口部件配置。可檢測到樣品中的微量含氫物質(zhì)。在保證測量精度的同時。極大拓展了儀器的應用領域。如土壤修復情況評價、質(zhì)地結(jié)構(gòu)變化對水文特性的影響研究等。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可研究水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化。高精度磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)凍土未凍水檢測
水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于研究非常規(guī)巖芯的產(chǎn)油和產(chǎn)氣過程的實時模擬檢測。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器供應商
核磁共振技術(shù)是利用巖石等多孔介質(zhì)內(nèi)部流體中H原子的核磁共振信號強度與流體體積成正比這一特性來實現(xiàn)巖石微觀孔隙結(jié)構(gòu)測量,T2圖譜是核磁共振測得的直觀結(jié)果之一。對于均質(zhì)的純凈物,發(fā)生核磁共振時其內(nèi)部每個原子核與周圍環(huán)境的相互作用基本相同,因此可以用一個單一的弛豫時間T來表征被測樣品的物性特征。而對于巖石這種多孔介質(zhì)而言,情況要復雜的多。巖石礦物含量與構(gòu)成不一,孔隙內(nèi)的流體被巖石骨架分割在大小形狀不一的孔道內(nèi),每個原子核與固體表面的接觸機會不一樣,導致每個原子核弛豫被加強的幾率不等,因此,儲層巖石內(nèi)的流體弛豫不能用單一的弛豫時間來描述,而應當是一個分布。不同類型巖石內(nèi)不同流體決定了各自具有不同的弛豫時間分布。低場時域核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)儀器供應商