Soil particle size analysis
1 前期准备
1.1 仪器及耗材
1.5mm试验筛、50mL尖底离心管、30%H2O2、10%HCl、六偏磷酸钠、激光粒度分析仪、移液枪、磁力搅拌器、摇床、离心机、pH试纸、
1.2 样品制备
称7~10g的湿土，风干后过筛（最大量程1500μm，要事先过1.5mm筛）。
需要格外注意，尤其是水分含量高的土壤，在样品半干时，必须及时将土块敲碎打散（使其达到可过筛的程度），但不能过分用力，避免过度破坏其结构。若不进行打散，完全风干后土壤结成非常硬的硬块，无法过筛！
1.3 前处理
1.3.1 为什么要进行前处理
有机质和盐类，如CaSO4，会产生絮凝与胶结，影响样品的测定。
可加入过氧化氢去除有机质；加入分散剂消除絮凝干扰；难溶性碳酸盐会干扰土粒分散，用过量盐酸去除干扰。
1.3.2 前处理步骤
- 称取0.5g风干过筛的土壤，到50mL离心管，加入10mL的30% H2O2 (Ma et al. 2018)，摇匀后静置过夜，直到没有气泡产生；
- 加入10mL的10% HCl (Ma et al. 2018)，摇匀后在摇床振荡1~2h（主要去除碳酸盐，反应较快，可能不用静置过夜）；随后进行离心1700r，5min，倒掉上清液；
- 除酸。往50mL离心管中加入去离子水，放入离心机进行离心，1700r，3min；弃去上清液，继续加去离子水，离心；直到pH接近中性。倒掉上清液；
- 加入10mL的0.05M或10% [(NaPO3)6]分散剂溶液，超声波分散仪10min或摇床振荡8h。
- 进行离心或自然沉降一段时间，倒掉部分上层的六偏磷酸钠溶液，保留5mL左右。盖上离心管盖，上机前将土壤溶液摇匀，迅速倒入激光粒度仪循环池。(倒入适量，否则遮光率会过高)
1.3.3 注意事项
- 在离心的过程中，样液最上层经常会悬浮凋落物残渣，倒上清液时需要将其也倒掉。
- 配置六偏磷酸钠溶液时，试剂变成像凡士林一样的胶状，须用磁力搅拌器进行溶解。
2 仪器使用
下载仪器配套软件及其驱动，将仪器和电脑连接。随即检查仪器的硬件功能，打开软件，依次点击进水，循环，超声，自动清洗按钮。
新建工程
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检查仪器状态
点击粒度测试(自动)，填写基本信息，SOP选择BT-9300ST 通用 (Figure 2.1)；
Figure 2.1: 基本信息。其中，分散剂SHMP代表六偏磷酸钠，土壤前处理步骤中使用了该分散剂。
接着，我们每次测定前都须关注测试界面的参数值 (Figure 2.2)：
- 背景值范围，约在1.4~2.2；
- 测试窗污染度，约在0.9~1.5；
- 系统状态：正常；
- 二维坐标X轴上的绿色信号小于10，图形大小逐渐变小；
Figure 2.2: 自动粒度测试，测试界面
若系统状态非正常或污染度过高，在软件内点击循环和自动清洗，通过此步骤来尝试解决问题。
确认仪器状态正常后
点击启动。将自动进水、消泡、测背景值。
当提示加入样品时，再向池中加入（摇匀的）土壤溶液，将自动调整遮光率、自动超声分散、自动测试与保存结果、自动清洗。
这里需要注意的是，加入的样液只需几毫升，适量加入，使遮光率蓝条落在绿色区间即可！
使用完后，排干净循环池中的水，点击一次开始排水，再点一次停止排水。将白色手帕塞入循环池，放置壁周受到污染。
3 其他
3.1 仪器维护
使用一段时间后，玻璃样品池会受到污染，需定期清理。点排水按钮将循环池中的水排干净，很重要。拆出样品池，把套有白布的刷子沾湿，并滴一滴洗涤剂，刷干净玻璃池，并擦干样品池外表面水分。安装回去，点进水和循环按钮，检查样品池是否漏水。最后将玻璃样品池推回仪器里面。
3.2 稀释浓盐酸
市面上浓盐酸质量分数\(w_1\)为36%-38%，浓度约为12mol/L，密度\(\rho_1 = 1.19 g/mL\)，我们要对其稀释到\(w_2 = 10\%\)，密度约为\(\rho_2 = 1.05 g/mL\)。
如果要配置稀盐酸\(V_2 = 1000mL\)，需要多少体积的浓盐酸？
稀释前后溶质质量不变 (3.1)：
\[ \rho_1V_1\omega_1 = \rho_2V_2\omega_2 \tag{3.1} \]
计算可得，配置1L稀盐酸所需浓盐酸的体积\(V_1\) = 238.4737679mL。
3.4 我的疑问
测定显示的结果是各粒级颗粒所占的体积百分比，而非质量百分比，后续如何进行数据转化？