环境土壤学实验教案Word文档格式.docx
- 文档编号:17615498
- 上传时间:2022-12-07
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:133.34KB
环境土壤学实验教案Word文档格式.docx
《环境土壤学实验教案Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《环境土壤学实验教案Word文档格式.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3.研究土壤与植物的关系
即作物营养诊断。
每采一个植株样品,同时取该植株的根际土壤。
为更好地反应土壤与作物的关系,应在采样后马上分析,不宜久置,大面积采样,应当由多点样品(约lkg)混合,用四分法取得均匀样品约100g左右,小区取样,最后取50g左右。
4.研究土壤障碍因素的取样
大面积毒质危害应多点采样混合,应取根附近的土壤;
局部毒质危害,可根据植株生长情况,按好、中、差分别进行土壤与植株样品同时采取。
(二)土壤样品的制备
1.风干剔杂除速效养分、还原物质的测定需用新鲜样品外,其余均采用风干土样,以抑制微生物活动和化学变化,便于长期保存。
风干土样的处理方法:
将新鲜土样铺平放在木板上或光滑的厚纸上,厚约2~3cm,放置在阴凉、通气、清洁的室内风干。
严禁暴晒或受到酸、碱气体等物质的污染,应随时翻动,捏碎大土块,剔除根茎叶、虫体、新生物、侵入体等,经过5~7d后可达风干要求。
2.磨细过筛将风干后的土样平铺在木板上,用木棒碾碎,边磨边筛,直到全部通过1mm(18目)为止。
石砾和石块切勿弄碎,必须筛去,少量可弃去,多量时,应称其质量,计算其百分含量。
过筛后土样经充分混匀后,用四分法分成两份,一份供pH、速效养分等测定,另一份继续仔细挑弃残存的植物根等有机体,然后磨细至全部通过0.25nm(60目)筛孔,又按四分法取出50g左右供有机质、全氮测定之用。
3.装瓶贮存过筛后的两份土样分别混合后,分别装入具有磨口塞的广口瓶中,内外各附标签一张,标签上写明土壤样品编号、采集地点、土壤名称、深度、筛孔号、采集人及日期等。
在保存期间应避免日光、高温、潮湿及酸碱气体的影响和污染,有效期一年。
四、数据处理
根据土样处理结果,计算土壤砾石百分率。
五、思考题
土壤样品的采集与制备在土壤分析工作中有什么意义?
实验二土壤水分及pH的测定
土壤酸碱度使土壤的重要化学性质,它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性,从而影响土壤肥力状况和作物生长发育。
土壤酸碱性与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系,因此,测定土壤pH具有十分重要的意义。
通过实验明确测定土壤酸性的意义和原理,初步掌握测定方法,掌握烘干法和酒精燃烧法测定土壤水分的原理和方法。
二、实验原理
1.烘干法原理
在105℃的温度下吸湿水蒸发,而结构水不会破坏,土壤有机质也不被分解。
因此,将土壤样品置于105±
2℃下烘至恒重,根据其烘干前后质量之差,就可以计算出土壤水分含量的百分数。
2.酒精燃烧法原理
利用酒精在土样中燃烧释放出的热量,使土壤水分蒸发干燥,通过燃烧前后的质量之差,计算出土壤含水量的百分数。
酒精燃烧在火焰熄灭前几秒钟,即火焰下降时,土温才迅速上升到180~200℃。
然后温度很快降至85~90℃,再缓慢冷却。
由于高温阶段时间短,样品中有机质及盐类损失很少。
故此法测定土壤水分含量有一定的参考价值。
3.pH测定原理
用水浸液或盐浸液提取土壤洪水溶性或待换性氢离子,再用指示电极(玻璃电极)和另一参比电极(甘汞电极)测定该浸出液的电位差。
由于参比电极的电位是固定,因而电位差的大小取决于试液中的氢离子活度。
在酸度剂上可直接读出pH。
三、仪器与试剂
1.仪器分析天平(感量0.001g)、烘箱、干燥器、铝盒、量筒、无水酒精、滴管、玻棒、酸度计、烧杯(50ml)、量筒(25ml)、天平(感量0.1g)、洗瓶、磁力搅拌器等。
2.试剂配制
(1)pH4.01标准缓冲液称取经105℃烘干2~3h苯二甲酸氢钾(分析纯)10.21g,用蒸馏水溶解后定容至1000ml,即为pH4.01,浓度0.05mol/L的苯二甲酸氢钾溶液。
(2)pH6.87标准缓冲液称取经120℃烘干的磷酸二氢钾(分析纯)3.39g和无水磷酸氢二钠(分析纯)3.53g,用蒸馏水溶解后,定容至1000ml。
(3)pH9.18标准缓冲液称3.80g硼砂(分析纯)溶于无二氧化碳的蒸馏水中,定容至1000ml,此溶液的pH容易变化,应注意保存。
(4)1mol/L氯化钾溶液称取化学纯氯化钾74.6g,溶于400ml蒸馏水中,用10%氢氧化钾和盐酸调节pH至6.0左右,定容至1000ml。
四、实验步骤
(一)烘干法操作步骤
(1)取有盖的铝盒,洗净,放入干燥器中冷却至室温,称重(W1),并注意贴好标签,以防弄错。
(2)用角匙取过1mm筛孔的风干土样4~5g(精确至0.001g),铺在铝盒中(或称样皿中)进行称重(W2)
(3)将铝盒盖打开,放入恒温箱中,在105±
2℃的温度下烘8h左右。
(4)盖上铝盒盖子,放入干燥器中20~30min,使其冷却至室温,取出称重。
(5)打开铝盒盖子,放入恒温箱中,在105±
2℃的温度下再烘2h,冷却,称重至恒重(W3)。
(二)酒精燃烧法操作步骤
称取土样5g左右(精确度0.01g),放入已知质量的铝盒中。
向铝盒中滴加酒精,浸没土面为止,振摇使土样均匀分布于铝盒中。
将铝盒放在石棉铁丝网或木板上,点燃酒精,在即将燃烧完时用玻璃棒轻轻翻动土样,以助其燃烧。
待火焰熄灭,样品冷却后,再滴加2ml酒精,进行第二次燃烧,再冷却,称重。
一般情况下,要经过3~4次燃烧后,土样才达到恒重。
(三)pH测定操作步骤
1.土壤水浸提液pH测定称取通过1mm筛孔的风干土样5.0g于50ml烧杯中,用量筒加入无二氧化碳蒸馏水25ml,在磁力搅拌器(或玻璃棒)剧烈搅拌1~2min,使土体充分分散。
放置0.5h,待测。
仪器校正:
把电极插入与土壤浸提液pH接近的缓冲液中,使标准溶液的pH值与仪器标度上的pH值一致。
然后移出电极,用水冲洗、滤纸吸干后插入另一标准缓冲溶液中,检查仪器的读数。
最后移出电极,用水冲洗、滤纸吸干后待用。
测定:
把电极小心插入待测液中,并轻轻摇动,使溶液与电极密切接触,待读数稳定后,记录待测液的pH值。
每个样品测完后,立即用水冲洗电极,并用滤纸将水吸干再测定下一个样品。
每测定5~6个样品后用pH标准缓冲溶液重新校正仪器。
pH的测定对于酸性土,当水浸提液的pH低于7时,用浸提液测定才有意义。
测定方法除1mol/L氯化钾溶液代替无二氧化碳蒸馏水外,其余操作步骤与水浸提液相同。
以烘干土为基数计算土壤水分得百分含量(W%)
土壤水分含量=
=
水分系数(x)=
风干土重换算成烘干土重为:
烘干土重=风干土重
土样烘干时,如果温度低于105℃或高于110℃,实验结果会怎样?
为什么?
实验三土壤比重、容重及孔隙度的测定
通过实验,要求学生掌握土壤容重的测定和计算方法;
了解容量和孔隙度之间的关系;
利用土壤容重数据进行必要的计算和换算。
土壤容重的测定常用环刀法。
环刀是一种特制的圆形钢筒,筒的一端锋利,另一端套有环盖,便于压筒入土,筒的容积约100cm2测定时将环刀垂直压入土壤,切割自然状态的土体,并使其所切的土体尽量与环刀的体积相等,然后将土壤烘干称土重量,计算单位体积的烘干土重量,以求土壤的容量。
三、实验仪器
天平、环刀、恒温干燥器、削土刀、小铁铲、铝盒、酒精、草纸、剪刀、滤纸等。
1.检查环刀和环刀托是否配套,并记下环刀的编号,称重(准确至0.1g),同时,将事先洗净、烘干的铝盒称重、贴上标签;
带上环刀、铝盒、削土刀、小铁铲到田间取样。
2.在田间选择有代表性的地点,将环刀托套安在环刀无刃口的一端,把环刀垂直压入土中,至环刀全部充满土为止(注意保持土样的自然状态)。
3.用铁铲将环刀周围的土壤挖去,在环刀下方切断,取出环刀,使环刀两端均留有多余的土壤。
4.擦去环刀周围的土,并用小刀细心的沿环刀边缘削去两端多余的土壤,使土壤与环刀容积相同,盖上环刀盖,立即称重
5.在田间进行环刀取样的同时,再同曾采样处取20g左右的土样放入已知重量的铝盒中,用酒精燃烧法测定土壤含水量(或直接从称重后的环刀内取出20g土,测定土壤水分含量)。
五、数据处理
1.土壤容重
土壤容重(d,g/cm3)=
式中:
M——环刀及湿土重(g);
G——环刀重(g);
V——环刀容积(cm3)
W——土壤含水量(%);
此法测定应不少于三次重复,允许绝对误差<0.03g/cm3,取算数平均值。
土壤总孔隙度(P1)=(1-
)×
100%
3;
土壤毛管孔隙度(P2)%=土壤田间持水量(水量%)×
土壤容重。
土壤非毛管孔隙度(P3)%=P1-P2
六、思考题
1、土壤中大、小孔隙比例对土壤的水分、空气状况有什么影响?
2、为什么不同质地的土壤,其容重和总孔度不同。
实验四土壤有机质的测定
土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标,它直接影响着土壤的保肥性、保墒性、缓冲性、耕性、通气状况等因素。
对培肥、改土有一定的指导意义。
通过实验了解土壤有机质测定原理,初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。
能比较准确地测出土壤有机质含量。
在加热条件下,用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液,氧化土壤有机碳,剩余的重铬酸钾用标准FeSO4滴定,由所消耗的硫酸亚铁量计算出有机碳量,从而推算出有机质的含量,其反应式如下:
2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O
K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O
用Fe2+滴定剩余的K2Cr2O7时,以邻啡罗啉(C2H8N2)为指示剂,在滴定过程中指示剂的变色过程如下:
开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主,此时指示剂在氧化条件下,呈淡蓝色,被重铬酸钾的橙色掩盖,滴定时溶液逐渐呈绿色(Cr3+),至接近终点时变为灰绿色。
当Fe2+溶液过量半滴时,溶液则变成棕红色,表示颜色已到终点。
三、实验仪器与试剂
1.仪器用具
硬质试管、油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计、分析天平、酸式滴定管、移液管、漏斗,三角瓶、量筒、草纸、洗瓶、试管夹。
2.试剂配制
(1).0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液称取经过130℃烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中,加热溶解,冷却后架蒸馏水定容到1L,摇匀备用。
(2).0.2mol/L硫酸亚铁或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g,溶于蒸馏水中,加6mol/LH2SO41.5ml,用蒸馏水定容到1L备用。
2O74溶液滴定至棕红色为止,其浓度计算为:
c=
c——表示硫酸亚铁溶液摩尔浓度(mol/L);
V——滴定用去硫酸亚铁的体积(mol);
6——6molFeSO4与1molK2Cr2O7完全反应的摩尔系数比值。
(4).邻啡罗啉指示剂称取化学纯硫酸亚铁0.659g和分析纯邻啡罗啉1.485g溶于100ml蒸馏水中,贮于棕色瓶中。
(5).石蜡(固体)或磷酸或植物油2.5kg。
(6).6mol/L硫酸溶液在两体积水中加入一体积浓硫酸。
(7).浓H2SO4化学纯,密度1.84。
1.准确称取过60目筛的风干土样0.1000~0.5000g(程量多少依有机含量而定),放入清洁干燥硬质试管中,用移液管准确加入0.1333mol/L重铬酸钾溶液5.00ml,再用量筒加入浓硫酸5ml,小心摇匀。
2.将试管插入铁丝笼内,放入预先加热至185~190℃间的油浴锅中,此时温度控制在170~180℃之间,自试管内大量出现气泡时开始计时,保持溶液沸腾5min,取出铁丝笼,待试管稍冷却后,用草纸擦拭干净试管外部油液,冷却。
3.经冷却后,将试管内容物洗入250ml的三角瓶中,使溶液的总体积达60~80ml,加入邻啡罗啉指示剂3~5滴摇匀。
4.用标准的硫酸亚铁溶液滴定,溶液颜色由橙色(或黄绿色)经绿色、灰绿色变到棕红色即为终点。
5.在滴定样品的同时,同时做两个空白试验。
取其平均值,空白试验用石英砂或灼烧的土代替土样,其余操作相同。
有机质=
c——表示硫酸亚铁消耗摩尔浓度(mol/L);
V0——空白试验消耗得硫酸亚铁溶液的体积(ml);
V——滴定待测土样消耗的硫酸亚铁的体积(ml);
0.003——1/4mmol碳的克数;
1.724——由土壤有机碳换算成有机质的换算系数;
1.1——校正系数(用此法氧化率为90%)。
六、注意事项
1.土壤有机质含量为7%—15%时,可称取0.1000g;
2%—4%时可称取0.3000g;
少于2%时的,称取0.5000g以上。
2.消煮时计时要准确,因为对分析结果的准确有较大的影响。
3.对含氮化物多的土壤样品,应加入0.1mol/L左右的硫酸银,以消除氯化物的干扰。
4.测定水稻土时,磨细样品风干十余天,使还原性物质充分氧化后,再测定。
5.烧煮完毕后,溶液的颜色为橙黄色或黄绿色。
若是以绿色为主,说明重铬酸钾用量不足,在滴定时,消耗硫酸亚铁量小于空白1/3时,均应重做,没有氧化完全。
6.土壤样品中存留植物根、茎、叶等有机物时,必须用尖头镊子挑选干净。
7.油浴时,最好选用磷酸代替植物油,他易于洗涤,污染少,同时,也便于观察。
七、土壤有机质含量参考指标
土壤有机质含量(%)丰缺程度
≤1.5极低
1.5-2.5低
2.5-3.5中
3.5-5.0高
>
5极高
八、思考题
1、重铬酸钾容量法测定土壤有质的原理是什么?
2、测定土壤有机质时,加入K2CrO7和H2SO4的作用是什么?
第3章投影基础
第3次课日期周次星期一学时3
内容提要:
§
3-1投影的基本知识
3-2点的投影
目的要求:
1.掌握平行投影方法;
2.了解工程上常用的投影方法,掌握多面正投影法;
3.掌握点在投影体系中的投影画法,能够判断点的相对位置及重影关系;
重点难点:
1.重点
(1)平行投影方法;
(2)点在三面投影体系中的投影。
(3)点的相对位置及重影关系判断;
2.难点
(1)点的相对位置关系判断;
作业、实验
《制图习题集》
一、投影法
日常生活中,随处可见投影现象。
工程上常用的投影法分为两类:
中心投影法和平行投影法。
1、中心投影法
所有投射线交于一点的投影方法称为中心投影法(PPTP3)。
2、平行投影法
所有投射线互相平行的投影方法称为平行投影法(PPTP4)。
根据投射线与投影面的关系,分为正投影法和斜投影法。
平行投影法所得投影与空间要素距离投影面的远近无关。
(1)正投影法(PPTP4)
投射线与投影面垂直。
(2)斜投影法(PPTP4)
投射线与投影面倾斜。
二、工程上常用的投影
投影方法
特征
优点
缺点
用途
多面正投影
用正投影法将空间物体分别向两个或两个以上的互相垂直的投影面进行投影所得到的图形
度量性好,作图简便,在工程上广泛应用
立体感差
工程表达
轴测投影
用平行投影法画出的单面投影图
立体感强
作图复杂,度量性差
产品外观表达
透视投影
中心投影法画出的单面投影图
与照相成影相似,逼真感,直观性强
作图繁琐
建筑外观、工艺美术、宣传广告
标高投影
用正投影法画出空间几何元素的单面投影后,再用数字标出几何元素投影面的距离
用于表达不规则曲面
用于汽车曲面、地形图等
一、点在两投影面体系中的投影
点在一个投影面中的投影是唯一的,但不能确定其具体位置,为些,增加为两个投影面,用所得投影来判断点的空间位置。
1、两投影面体系
两投影面体系由空间两个互相垂直的投影面组成的。
直立的称为正立投影面,简称正面或V面;
水平的称为水平面或H面,H与V面的交线称为投影轴X。
由空间点分别向两投影面作垂线,与投影面的交点分别称为正面投影和水平投影。
空间点------大写字母表示;
(A)
正面投影----小写字母加‘表示。
(a’)
水平投影----小写字母表示(a)
2、点的两面投影图
PPT11-13
3、点的投影规律(结合PPT的图讲解)
(1)点的正面投影与水平投影的连线垂直于X轴;
(2)点的正面投影到X轴的距离等于空间点到H面的距离;
点的水平投影到X轴的距离等于空间点到V面的距离。
二、点在三投影面体系中的投影
在两面投影体系的基础上,增加与V面和H面均垂直的侧立面W。
X轴----H面与V面的交线;
Y轴----H面与W面的交线;
Z轴----V面与W面的交线;
1、点的投影规律(结合PPT的图讲解)
正面投影与侧面投影的连线垂直于Z轴;
(2)点的正面投影到X轴的距离等于点的侧面投影到Y轴的距离,也等于空间点到H面的距离。
点的水平投影到X轴的距离等于点的侧面投影到Z轴的距离,也等于空间点到V面的距离。
点的正面投影到Z轴的距离等于点的水平投影到Y轴的距离,也等于空间点到W面的距离。
2、侧面投影的作法
(1)过原点作45º
分角线,用于作侧面投影。
(2)量取同等宽度。
三、点的投影与坐标的关系
PPT例题(PPTP14)
四、点的相对位置及重影点的投影
1、点的相对位置(结合PPT的图讲解)
相对位置:
点的前后、上下、左右关系。
关键是判断点的绝对坐标的大小。
2、重影点(结合PPT的图讲解)
当两点向某投影面投影时投射线重合,这两点称为投影面的重影点。
可见性判断:
沿投射线方向绝对坐标大的可见,小的不可见,不可见点用()区别。
PPT例题(PPTP15-16)。
第4次课日期周次星期一学时3
3-3直线的投影
3-4平面的投影
1.掌握特殊位置直线的投影特性;
2.理解直线上点的从属性、定比特性;
3.掌握两直线的相对位置判断方法;
4.了解平面的表示方法;
5.掌握特殊位置平面的投影特性;
6.了解一般位置平面的投影特性。
(1)特殊位置直线及特殊位置平面的投影特性;
(2)两直线的相对位置判断。
(1)特殊位置直线及特殊位置平面的投影;
《环境工程制图习题集》
2-3直线的投影
一、直线的投影图
根据投影的类似性可知,直线在投影平面上的投影仍为直线。
在之前学习了点的投影作图方法可知,在做直线的投影图时,应先做出两端点的投影,然后用直线连接即可。
直线及其投影要加粗表示,投影边线和作图线用细线表示。
直线或与投影面垂直、平行或倾斜,根据直线相对投影面的位置,将后者称为一般位置直线,特殊位置直线则包括投影面平行线和投影面垂直线两种。
二、一般位置直线的投影特性
与三个投影面都倾斜的直线称为一般位置直线,其中,直线与H面、V面和W面的夹角分别用α、β、γ来表示。
(PPTP17)
投影特性:
(1)直线的三个投影均不反映实长;
(2)三个投影都与投影轴倾斜,投影与投影轴的夹角不反映空间直线与相应投影面的夹角。
三、特殊位置直线的投影特性
平行于某一投影面而与其余两投影面都倾斜的直线称为该投影面的平行线。
水平线:
平行于H面,倾斜于V面、W面;
正平线:
平行于V面,倾斜于H面、W面;
侧平线:
平行于W面,倾斜于H面、V面。
投影规律:
(1)直线平行于某一投影面,直线在该投影面内的投影反映实长;
(2)该投影与投影轴的夹角,反映空间直线与对应投影面的夹角;
(3)直线的其余两投影平行于相应的投影轴。
2.投影面垂直线
当直线平行于两投影面,即垂直于某一投影面时,称为该投影面的垂直线。
铅垂线:
垂直于H面;
正垂线:
垂直于V面;
侧垂线:
垂直于W面。
(1)直线垂直于某一投影面,直线在该投影面内的投影重影为一点;
(2)其余两投影垂直于相应的投影轴,而且均反映空间直线的实长;
四、直线上的点
点若在直线上,则点的各个投影均在直线上。
点若分直线成定比,点的各投影一定分直线成相同的比例。
例题讲解(PPTP38)
五、两直线的相对位置
空间两直线平行,则无论从哪个角度进行投影,所得投影结果仍为平行两直线。
此为判断两直线平行的依据。
若直线为特殊位置直线,则需判断三面投影或根据定比特性判断。
空间相交的两直线,交点为两直线的共有点,交点符合投影规律。
交叉直线,又称异面直线,指的是即不平行也不相交的两直线。
若某投影面出现重影点,则可根据重影点的可见性来差别交叉直线的相对位置。
一、平面的表示方法
由中学的几何知识可知,能够表达平面的几何元素包括:
不在同一直线上的三点;
一直线及其外一点;
相交两直线;
平行两直线;
任意的平面图形;
迹线:
平面与投影面的交线。
在表达平面时,可用迹线来进行平面的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 环境 土壤学 实验 教案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)