Vol.22 No.4 卢琳等：石油沥青涂层管线土壤环境腐蚀性因素的模糊聚类 ·363· 101112131415 161718 1920212324 25 第 第 第 要 第 6 类 2类 类 类 类 类 图2土镶腐蚀性因素聚类谱系图 Fig.2 Pedigreo of corrsive factor clucters of soil 原理中得到说明. 透气性亦差，氧含量随之减小，则Eh,值低.另 已知： 一方面，土壤微生物的营养来源和活动能源主 含水量 w=&二& (1) 要来自有机质和全氮量，换言之，有机质和全氮 g2 需度（环刀法）日99 含量直接影响土壤中腐蚀菌含量的高低.而腐 (2) 蚀菌的生命活动和新陈代谢可以消耗氧，可以 总孔隙度：P=93.947-32.995d (3) 降低土壤氧化还原电位Eh,.由此可见，它们对 含气率： P.=P-Wxd (4) 土壤腐蚀性的影响是非常复杂的，也是非常重 其中：g一湿土质量，g一干土质量，G一环刀质 要的. 量，G-环刀加湿土质量，V一环刀体积，W一土 Cl浓度，SO浓度，NO5浓度，Na含量，Ca2 壤含水量，d一土壤密度. 含量，Mg含量，全盐，电导率，泥糊电导也属于 从上述4个公式可清楚地看到，计算需要 一类.显而易见，土壤中的盐分对土壤腐蚀介质 含水量的值，孔隙度是直接由密度算得，含气率 的导电过程起到重要的作用.电导率、泥糊电导 则由其他3个参数算出.这就不难解释为什么 都是表征土壤的导电能力，二者存在着必然的 这4种因素的相关性比较好.尤其是对于密度 联系，同时土壤中盐离子的含量还能影响到土 和孔隙度，理论上二者的相关性应达到100%， 壤溶液中的氧的溶解度，含盐量高，氧气溶解度 实际计算所得ry>99.9%.土壤介质中含水量增 就会下降，于是削弱了土壤腐蚀的电化学阴极 加时，土壤中的孔隙被水充满，透气能力会下 过程，同时还会影响土壤的Eh, 降.同样可以证实土壤含气率与土壤密度和含 (2)第2类：HCO浓度，pH.在这2种因素 水量有密切相关性. 中，pH值是土壤中所含盐分的综合反映，它表 其次，有机质含量，全氮含量，真菌，E,等 征着土壤酸碱性强弱.本研究的土壤中CO?的 因素聚在一起，说明它们之间的关系比较密切. 含量极少，所以土壤中的H的含量就少，相对 由腐蚀原理知，有机质对金属腐蚀的作用常常 而言，OH的含量主要影响pH值.它主要来源 是通过土壤微生物活动过程而加剧的.土壤有 于HCO的水解，即： 机质在土壤微生物的作用下，一是能把复杂的 HCO:+H2O=H,CO,+OH. 有机质分解成简单的无机化合物，二是能把动 可见，pH值的大小直接取决于HCO含量的多 植物残体分解后，再合成腐植质，在分解转化过 少，实测数据也说明这一点，土壤的pH值均大 程中，释放出的气体和有机酸有较强的氧化作 于7. 用，从而影响土壤介质氧化还原电位E,.此外， (3)第3类：K含量.K*含量单独为一类有待 有机质的含量越高，土壤的孔隙度越低，土壤的 进一步研究验证.从实测数据来看，K的含量很V b l . 2 2 N o . 4 卢 琳等 : 石 油沥 青涂层 管线土 壤环境 腐蚀性 因素 的模 糊聚类 . 3 6 3 . 3 l 7 1 1 卜 l ` 卜 月 { 叫肛」 第 第3 第4 第5 第6 1 类 类 类 类 类 图 2 土壤腐 蚀性 因 素聚 类谱 系图 F ig . 2 p ed ig reo o f e o r r s i v e fa e t o r c l u e t e r s o f s o U 、、产了、. 、 , 尹 气且,. 、少. `ù,、 4 了.、 、 .、 r l 、厂叹 原理 中得 到说 明 己 知 『6 , : 含 水 量 w = 翅二且圣 系 密 度 ( 环 刀 法 ) d ( G 一 G 。 ) x 1 0 0 Vx ( 10 0 + 哟 总孔 隙度 : P = 9 3 . 9 4 7 一 3 2 . 9 9 5 d 含气率 : aP = 尸一 牙火 d 其 中 : g ,一 湿 土质量 , 乡一 干土 质量 , 0G 一 环 刀 质 量 , G 一 环 刀 加湿 土 质量 , V一 环 刀 体积 J 不` 土 壤含水量 , 子一土 壤 密 度 . 从 上 述 4 个公 式可 清楚地看到 , 计 算需 要 含水 量 的值 , 孔隙度是 直 接 由密 度算得 , 含气 率 则 由其他 3 个参数算 出 . 这就不 难解释 为什 么 这 4 种因素 的相 关 性 比较好 . 尤 其 是对 于 密度 和 孔隙度 , 理 论上 二 者 的相关性应 达 到 10 % , 实际 计算所 得 r 。 > 9 .9 % . 土 壤 介质 中含 水 量 增 加 时 , 土 壤 中的孔 隙被水充满 , 透 气能力会下 降 . 同 样可 以证 实土 壤含气率 与土 壤密 度和 含 水 量有 密切 相 关性 . 其 次 , 有机质含 量 , 全氮含量 , 真菌 , Eh 7 等 因素 聚 在 一起 , 说明它 们 之间 的关 系 比较密切 . 由腐蚀 原理知 , 有机质对 金 属 腐蚀 的作用常常 是通过 土壤微生 物活动 过程而 加 剧 的 , 土 壤有 机 质在 土 壤微生 物 的作用下 , 一 是 能把 复杂 的 有 机质分解成 简单 的无机化合 物 , 二 是 能把动 植 物残体分解后 , 再合成腐植质 . 在分解转化过 程 中 , 释 放 出 的气 体和 有 机酸 有 较 强 的 氧化作 用 , 从而 影 响土 壤介质氧化还 原电位 E h 7 . 此外 , 有机质的含量越高 , 土 壤 的孔隙度越低 , 土 壤 的 透气 性亦 差 , 氧含量 随之减 小 , 则 Eh 7 值低 . 另 一 方 面 , 土 壤微生 物 的营养来源和 活 动 能源主 要 来 自有机质和 全氮量 , 换言之 , 有机质和 全氮 含量直 接影 响 土 壤 中腐 蚀菌 含量 的高 低 . 而腐 蚀菌的生 命活 动和新陈代谢可 以消耗氧 , 可 以 降低 土 壤 氧化还 原 电位 Eh 7 . 由此可 见 , 它们 对 土 壤腐蚀性 的影响是非常复杂 的 , 也是非常重 要 的 . C l 一 浓度 , S以 一 浓度 , N O歹浓度 , N a ` 含量 , C犷 含量 , M 才 +含量 , 全盐 , 电导率 , 泥 糊 电导 也 属于 一 类 . 显 而 易 见 , 土 壤中的 盐分 对 土 壤腐 蚀介质 的导 电过程起 到 重 要的作用 . 电导率 、 泥 糊电 导 都 是表 征土壤 的 导 电 能力 , 二 者 存在 着 必然 的 联 系 . 同时 土 壤 中盐 离子 的含量还 能影 响 到 土 壤溶液 中的氧 的溶解 度 , 含 盐量 高 , 氧气 溶解度 就会下 降 , 于 是削弱 了土 壤腐蚀 的 电化学阴极 过程 , 同 时 还会影 响 土 壤 的 E h 7 . (2 ) 第 2 类 : H C O 了浓度 , p H . 在这 2 种 因素 中 , p H 值是 土 壤 中所含盐 分 的综 合反 映 , 它 表 征着土 壤酸碱性强 弱 . 本研究 的土 壤中 C O 犷的 含量极 少 , 所 以土 壤中的 H ` 的含量就少 . 相对 而 言 , O H 一 的含量主 要 影 响 p H 值 . 它 主 要来源 于 H C O 子的水解 , 即 : H C O 歹+ H Z O 二 H Z C O 3+ O H 一 可 见 , p H 值 的大 小直 接取决于 H C O歹含 量 的多 少 . 实测数据 也 说 明这 一 点 , 土 壤 的 p H 值均大 于 7 . (3 ) 第 3 类 : +K 含量 . K 十含量 单独为一 类有待 进一 步研 究验证 . 从实测 数据 来看 , +K 的含量 很