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表面活性劑是否對斥水性土壤的潤濕性有影響？——概括、介紹
來源：上海謂載 瀏覽 1890 次 發(fā)布時間:2021-11-09
概括
土壤防水性通常不穩(wěn)定，例如量化防水性的常用方法 度數(shù)——水滴滲透時間 (WDPT) 測試。 水的動態(tài)滲透和滲透 排斥性土壤通常歸因于固液界面能 (γSL) 的降低或液氣界面能 (γLV) 的降低，或兩者兼而有之。 γSL 的減少可能是由于覆蓋土壤顆粒表面的有機(jī)分子的構(gòu)象變化、水合作用或重排造成的 與水接觸的結(jié)果，而 γLV 的減少可能是由于土壤中的表面活性有機(jī)化合物溶解在水滴中。 本研究的目的是明確測試 第二種機(jī)制在不穩(wěn)定排斥性土壤中動態(tài)潤濕過程中的作用，通過檢查 不同提取后獲得的驅(qū)蟲土壤中水提取物的液滴滲透時間 (DPT) 時間和不同的土壤：水比。 確實發(fā)現(xiàn)土壤提取物具有較低的表面張力（γLV 約 51–54 mN m-1 ) 而不是蒸餾水。 然而，土壤中的 DPT 在水中提取 排斥土壤通常與水相同或更大。 具有與土壤提取物相同的電導(dǎo)率和一價/二價陽離子比例的鹽溶液，但缺乏表面活性 有機(jī)物質(zhì)，具有與提取物相同的 DPT。 相比之下，乙醇溶液的 DPT 具有與土壤相同的 γLV、電導(dǎo)率和一價/二價陽離子比例 提取，速度要快得多。 乙醇溶液通常用作減少 γLV 的試劑，因此， 降低 DPT。 得出的結(jié)論是，含水土壤中表面活性的、土壤衍生的有機(jī)物質(zhì) 提取物對潤濕動力學(xué)沒有貢獻(xiàn)，因此，這種解釋動力學(xué)的機(jī)制 水滲透到防水土壤中被拒絕。 還得出結(jié)論，快速滲透 乙醇溶液的變化不僅要歸因于 γLV 的變化，還要歸因于任一或兩者的變化 γSL 和固氣界面能 (γSV)。 這些結(jié)果與廣為接受的結(jié)果形成鮮明對比 邏輯范式。
介紹
土壤拒水性，定義為土壤 當(dāng)水被施加到它的表面時不會自發(fā)潤濕， 在世界各地的土壤中得到越來越多的認(rèn)可（Wallis & 霍恩，1992 年； Doerr 等人，2002 年）。 土壤防水性，或 疏水性，可以特別有效地防止或 阻礙水向下運動，將其引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)優(yōu)先流動路徑，或產(chǎn)生不穩(wěn)定的不規(guī)則潤濕前沿。 盡管它的重要性和 深入研究（到 2004 年發(fā)表了 1000 多篇論文；Dekker et al., 2005)，盡管主要因素是導(dǎo)致土壤拒水性的機(jī)制仍遠(yuǎn)未了解 包括礦物顆粒上的土壤有機(jī)質(zhì)涂層、某些真菌、細(xì)菌和植物物種，以及火災(zāi)（Doerr 等人， 2000）。
防水性的主要標(biāo)準(zhǔn)是 放置在水平土壤上的水滴的接觸角 y 表面。 所涉及的三個階段之間的關(guān)系 （固體（S），液體（L）和蒸汽（V））在平衡是 由楊方程描述：
其中 g 是界面能。 根據(jù)經(jīng)典 Young 方程，在 y > 90° 時，水滴將保持在 表面和土壤將被歸類為驅(qū)蟲劑。 在天然土壤中，通常表現(xiàn)出不穩(wěn)定的排斥性（即可變 隨著時間的推移），由于與 水。 土壤拒水性的這種時間不穩(wěn)定性是 確實以常見的量化方法為例 排斥度——水滴滲透時間（WDPT） 測試 (Letey, 1969)。 將一滴水放在物體表面 排斥性土壤不會立即滲透（y > 90°），但具有 時間流逝，水滴滲入。 過去的 時間被用作排斥程度的量度。
通常，最初具有排斥性的土壤的潤濕動力學(xué)為 假定是由于 (i) 固液減少 界面能 (γSL)，或 (ii) 減少液體蒸汽 界面能（γLV），或兩者（等式（1）），導(dǎo)致 接觸角 y 的減小（例如 Letey 等，2000）。 這 γSL 的減少可能是由于構(gòu)象變化造成的， 有機(jī)分子涂層的水合或重排 由于與水接觸而導(dǎo)致的土壤顆粒表面 (Tschapek, 1984; Ma'shum & Farmer, 1985; Doerr et al., 2000; Ellerbrock 等人，2005 年）。 γLV 的降低可能是由于 土壤表面活性有機(jī)化合物的溶解 進(jìn)入水滴 (Chen & Schnitzer, 1978; Tschapek, 1984; 巴雷特和 Slaymaker，1989 年； 多爾等人，2000 年； 哈拉斯& 紹曼，2006 年）。
本研究的目的是明確測試 第二種假設(shè)機(jī)制，即表面溶解 活性物質(zhì)進(jìn)入水滴導(dǎo)致減少 γLV，用于解釋初始驅(qū)蟲劑的潤濕動力學(xué) 土壤。 這是通過檢查液滴穿透時間來完成的 不同提取時間后獲得的土壤-水提取物 并且在不同的土壤：水比例下。 驅(qū)避不同土壤 WDPT 測量的排斥性的起源和程度是 測試。