Оценка степени однородности почвогрунтов

4.2.1. Определение степени однородности гетерогенных смесей - аналогов почвогрунтов

Анализ экологических и иных требований к сыпучим материалам, применяемым в условиях городских экосистем, которые можно рассматривать в качестве аналогов почвогрунтов заводского изготовления приводит к выводу, что ближайшим аналогом почвогрунтов в городских экосистемах является бетонная смесь.

Существует определенное количество государственных стандартов, регламентирующих состав, технологию изготовления и качество бетонов. Из различных видов бетонов наиболее близки по своим физическим характеристикам легкие бетоны.

Однородность бетонной смеси определяет качество легкого бетона, поэтому разработана методика ее определения.

Объемный вес бетонной смеси является одной из важных характеристик, определяющих ее однородность, а, следовательно, и постоянство свойств затвердевшего бетона - его объемный вес и прочность. На объемный вес смеси оказывают влияние относительное содержание и свойства крупного и мелкого заполнителей, объем межзерновых пустот смеси, степень последующего уплотнения бетона. Эти факторы влияют и на расход вяжущего в бетонной смеси.

Для оценки однородности легкого бетона по объемному весу (плотности) определяют показатель изменчивости и коэффициент однородности в соответствии с ГОСТ 11050-64 "Бетон легкий на пористых заполнителях. Методы определения прочности и объемного веса".

Однако объемный вес как критерий для оценки устойчивости во времени почвогрунтов заводского изготовления не может быть применен из-за своей низкой временной вариабельности. Определение актуальной временной устойчивости должно базироваться на подборе показателей с относительно высокой амплитудой изменений.

4.2.2. Основные положения. Выбор объектов. Отбор проб

Целью определения однородности почвогрунтов, используемых для озеленения и благоустройства города, является определение их способности иметь заданные свойства в пространстве.

Определение однородности должно производиться однократно по показателям, отражающим основные свойства почвогрунта: агрохимические и гранулометрические.

Из буртов хранения почвогрунта на производственной площадке предприятия-производителя однократно отбирается проба объемом 1 л (1 дм³) в четырех повторностях. Повторности берут из различных мест бурта, выбираются визуально наиболее неоднородные участки массы почвогрунта.

Пробы затариваются в полиэтиленовые пакеты и направляются в испытательную лабораторию.

Каждый образец почвогрунта делится перед анализом на четыре равные части без нарушения структуры произвольным образом.

Подготовка каждой части образца к анализу проводится в соответствии с видом анализа (ГОСТ 174402-84). В лаборатории каждая из четырех частей пробы освобождается от посторонних примесей, доводится до воздушно-сухого состояния, тщательно перемешивается и также делится на части для проведения анализа. Отдельно оставляется контрольная часть от каждой анализируемой четверти образца (около 150 г) и хранится 2 недели на случай арбитража.

Определение концентраций химических веществ в почве проводится методами, использованными при обосновании ПДК (ОДК) или методами, метрологически аттестованными (НД).

4.2.3. Оценка степени однородности почвогрунтов по выбранным показателям

Различные компоненты почвогрунтов имеют различную природную вариабельность агрохимических, гранулометрических показателей. Однако, содержание элементов питания в торфе, песке, компосте или котлованном грунте может различаться на порядок, это относится и к рН водной вытяжки (среднекислая реакция у низинных торфов, нейтральная у песка, слабощелочная у компоста).

Качество смешивания компонентов на заводе при производстве почвогрунта определяет его однородность, многое зависит также от рецептуры, технологической цепочки. Отсюда определение степени однородности почвогрунта может служить показателем и условий его приготовления.

Для оценки степени однородности целесообразно использовать показатели вариационной статистики. Наиболее часто применяется коэффициент вариации. Коэффициент вариации рассчитывается как отношение среднего квадратического отклонения выборки (s) к среднему значению (х_ср.) показателя, выраженное в процентах:

, или

,

где n - число повторностей проб;

х _i - значение одной из повторностей измерения показателя;

х _ср. - среднее значение показателя.

С учетом предельной случайной ошибки конечное значение коэффициента вариации примет вид:

При расчете предельной ошибки принимается число повторностей n = 5 и доверительный уровень вероятности 0,95.

По величине коэффициента вариации судят о степени варьирования признака и, соответственно, об однородности изучаемого показателя. При величине коэффициента вариации до 33% совокупность считается относительно однородной, свыше 33% - неоднородной по данному показателю.

Для определения однородности используются наиболее простые и вариабельные показатели - кислотность, определяемая из солевой вытяжки (рНН20) (ГОСТ 26483-85), обменный калий (К₂О, мг/кг) (ГОСТ 26207-91), содержание физической глины, % (метод пипетки с пирофосфатной подготовкой пробы).

Коэффициент вариации рассчитывается в процентах для данной пробы по показателям, определенным в каждой из его четырех частей. Затем рассчитывают среднее значение коэффициента вариации по четырем повторностям (см. табл. 10).

Таблица 10