提取土壤中可溶性盐分的方法_2

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,但其管壁上可具有肉眼不可见的微孔,所述微孔的孔径为10 nm (纳米)-900 nm,微孔的数量为每平方厘米至少10万个,使用微润管的水分出流方式为,水分从管壁的微孔中同时渗出且管壁外表面同时湿润。
[0029]S103,将渗析管通过管件与接通于水源的输水管相连接以组成渗析管网。
[0030]将各条垄中的渗析管通过管件与输水管相连接,且将输水管接通于水源,以组成拟处理土地中的渗析管网。
[0031]S104,开启水源向渗析管网供水,以在每条垄中形成与渗析管等长且以渗析管为轴心的圆柱形湿润体,并由湿润体中的水流将垄内部土壤中的可溶性盐分携带到垄的土壤表面,直至垄内部土壤的含盐量符合预置含盐量阈值时关闭水源。
[0032]参看图3所示,在开启水源后,也就是渗析管22内充水后,渗析管22的管壁可均匀出水且可沿管线长度方向线源供水,以此可实现在每条垄内与管壁接触的土壤首先湿润,且湿润的范围越来越大,并形成以该垄内的渗析管为轴心、以该渗析管管长等长的圆柱形湿润体23。
[0033]在湿润体23内,水分流动的方向是从圆心流向圆周(可参看图3中的带箭头的虚线所示方向)且在圆周出形成湿润锋,缓慢流动的微水流溶解了土壤中的可溶性盐分,并携带着可溶性盐分向湿润锋处移动,当湿润锋到达垄的土壤表面,水分蒸发,可溶性盐分留在土壤表面,随时间的延长,土壤表面的可溶性盐分越聚越多,同时垄内部土壤的含盐量越来越少,土壤中盐的分布方式发生了变化,分化成两个不同的区域,一个是逐渐脱盐的低含量区,另一个是逐渐富集的高含量区。
[0034]在该渗析过程中,没有使可溶性盐分向下移动的驱动力,通过渗析管可使得驱动可溶性盐分运动的水流(也就是圆柱形湿润体中的水流)的方向与驱动可溶性盐分运动的蒸腾力的方向完全相同,在该两个同向驱动力的加和作用下,可将垄内部土壤中的分散的、无序的可溶性盐分,被有序地携带到垄的土壤表面,使得可溶性盐分定向移动并定向富集到垄的土壤表面,从而形成可溶性盐分的富集层,而垄内部土壤的含盐量大幅降低。
[0035]需要说明的是,在渗析过程中,虽然大部分可溶性盐分被携带到土壤表面,但位于渗析管下方的部分可溶性盐分会被水流携带渗入到土壤深层,并在土壤深层聚集成湿润锋,使该处土壤成为可溶性盐分的高含量区。当完成一次渗析过程后,也就是停止供水后,土壤深层的可溶性盐分自动向垄内部土壤中扩散,此时则可对重新回到垄内部土壤中的盐分再一次进行渗析,一般情况下,经2-4次的渗析过程,即可使垄内部土壤的含盐量达到正常耕作标准。
[0036]在渗析过程中,可定时检测垄内部土壤的含盐量,当垄内部土壤的含盐量符合预置含盐量阈值时,则可关闭水源,停止供水,以停止渗析过程。
[0037]该预置含盐量阈值可根据需要进行设置,可代表土壤符合耕作标准的含盐量,比如可设置为1%,也就是当垄内部土壤的含盐量到达1%时,即该垄内部土壤符合耕作标准,即可关闭水源,停止供水。
[0038]此外,渗析管还可具有可精准控制出水量的特性,在开启水源之后,还可对渗析管的单位出水量进行控制,以控制渗析管的单位出水量小于水分在土壤表面的蒸腾量,从而避免在供水过程中产生重力水。
[0039]S105,对到达垄的土壤表面的可溶性盐分以预置方式进行提取。
[0040]在本实施例中,可通过在垄的土壤表面设置吸附层、直接对垄表面的土壤进行处置等方式对到达垄土壤表面的可溶性盐分进行提取。
[0041]在一种实现方式中,可在将渗析管通过管件与输水管相连接以组成渗析管网并将输水管连接于水源之后,将经过亲水性处理后的吸附层铺设于垄的土壤表面,以将垄的土壤表面全面覆盖并紧密接触。
[0042]比如可选用土工布、大棚保温毯等具有预设强度且厚度一般不小于0.1cm的材料作为吸附层,可在吸附层经表面活性剂处理而具有亲水性后铺设于垄的土壤表面,以将垄表面全面覆盖,铺紧拍实以使之与土壤紧密接触,然后可在垄沟处用木钉固定或压土固定,以实现通过吸附层吸附到达垄的土壤表面的可溶性盐分。
[0043]在设置了吸附层的情况下,对到达垄的土壤表面的可溶性盐分进行提取的过程可为:
将吸附层取下并置入提取设备中以水进行洗涤,以将吸附层上的可溶性盐分转移到提取设备中,其中,该提取设备可选用深度较浅的露天水泥池、大型容器等。
[0044]在取出经洗涤的吸附层后对提取设备中的含可溶性盐分的水进行蒸发(比如可为经风吹日晒的自然蒸发等),以使可溶性盐分结晶析出。
[0045]结晶析出的固定盐分可按固体废弃物处理,也可稍加提纯后作为低档产品使用,经洗涤后的吸附层则可反复使用。
[0046]在另一种实现方式中,对到达垄的土壤表面的可溶性盐分式进行提取的过程可为:将预置厚度(比如Icm至2cm)的垄表面的土壤刮下并置入提取设备以水进行浸泡,以将刮下土壤中的可溶性盐分转移到提取设备中,然后在取出经浸泡后的土壤后对提取设备中的含可溶性盐分的水进行蒸发,以使可溶性盐分结晶析出。
[0047]在又一种实现方式中,对到达垄的土壤表面的可溶性盐分进行提取的过程可为:以水对垄表面的土壤进行喷淋冲洗,然后收集喷淋冲洗后的液体并置于提取设备中,再对提取设备中的液体进行蒸发以使得可溶性盐分结晶析出。
[0048]下面通过几个具体例子来详细说明本申请实施例提供的提取土壤中可溶性盐分的方法。
[0049]例一:提取土壤中的氯化钠
土样含盐量为0.4%,为粘壤土,田间持水量29%,用电导仪检测土壤中的含盐量变化,用土壤水分测定仪监测土壤含水量,水源为自来水,用减压阀调节压力控制渗析管单位时间给水量,渗析管选用微润管。
[0050]土体整理成横截面为梯形的垄,高度为40cm,下梯面宽为60cm,上梯面宽为20cm,渗析管铺设于梯形剖面中央,距垄个表面的距离为20cm,渗析管与带有压力调节器的水源接通,垄的土壤表面铺设有0.5cm厚的土工布做吸附层。
[0051]渗析管内通水后,保持水压0.02Mpa,水分从渗析管壁渗出使土壤湿润并形成以渗析管为轴心、与渗析管等长的圆柱形湿润体,在水分不断从渗析管渗出向湿润峰扩散的过程中,湿润体内形成微水流,微水流的方向是从圆心到圆周,从渗析管流向湿润峰,微水流溶解土壤中的可溶性盐分并携带其向湿润峰方向运移,当湿润峰到达位于垄的土壤表面的吸附层时,水分从吸附层蒸发,将可溶性盐分留在吸附层内。
[0052]渗析管保持24小时不停供水,源源不断的微水流不停地将土壤内部的可溶性盐分陆续运移到土壤表面,并在吸附层内富集。其结果是,土壤内部的盐分越来越少,逐渐脱盐淡化,而吸附层上的盐分越集越多,浓度越来越高。
[0053]检测土壤内部的含盐量,当含盐量降至0.1% (也就是达到正常耕作标准)后,说明土壤已基本脱离盐碱化,原土壤中的盐分已全部被运移至吸附层内,将吸附层剥离,使盐和土实现彻底分离。
[0054]用适量的水在提取设备中洗涤吸附层,可溶性盐分转移至水中,提取设备中的含盐水经自然浓缩蒸发后,盐结晶析出,所得的固态盐为氯化钠,可作为原料送化工厂精制加工,或作为低档产品直接利用,洗净的吸附层可反复使用。
[0055]例二:
在例一中的渗析过程中,位于渗析管正下方土壤中的盐分被微水流携带向下运移,并在土壤深层湿润峰处富集,这部分盐碱仍残留在土壤中,并且土壤深层的含盐量远远高于圆柱形湿润体内的含盐量。
[0056]第一次渗析完成后,停止供水,残留盐分受热力学第二定律熵增原理支配,自动由高含量处向圆柱形湿润体内的低含量处扩散,最终达到高含量处消失,残留盐分又均匀地分布在圆柱形湿润体的土壤中的状态。此时,再次开启水源,也就是再次执行渗析过程,对残留盐分再次进行渗析。
[0057]一般情况下,经二次渗析后,土壤的含盐量均可达到并稳定保持在正常耕作标准,但对于原土含盐量过高的重度盐碱地等,可根据实际情况进行三次甚至四次渗析过程。
[0058]例三:
不铺设吸附层,渗析过程完全相同,但由于没有铺设吸附层,渗析过程盐分在土壤表面富集,须对土壤表面进行直接处理。
[0059]其方法是将土壤表面约Icm厚度的土壤(该层土含盐量很高)刮下并植入提取设备中,用适量水浸泡,以将土壤中的可溶性盐分转移到水中,在取出经浸泡后的土壤后,对提取设备中的含可溶性盐分的水进行蒸发,以使可溶性盐分结晶析出,此方法的缺点是操作麻烦,比较费工
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