การวิเคราะห์หาขนาดอนุภาคดิน

คุณอยู่ที่: หน้าแรก

ให้เรตสมาชิก

อนุภาคตะกอนดินเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยสิ่งต่างๆ หลายอย่าง เช่น กรวด ทราย ตะกอน ทรายดินเหนียว สารอินทรีย์ เป็นต้น คุณสมบัติของตะกอนดินจะขึ้นกับองค์ประกอบต่างๆ ดังกล่าวเหล่านี้ การจำแนกประเภทเนื้อดินทำให้สามารถประเนินคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของตะกอนดินอย่างคร่าวๆ ได้

อนุภาคเดี่ยวของตะกอนดินมีมากมายหลายขนาด นับตั้งแต่ขนาดใหญ่ซึ่งมองเห็นด้วยตาเปล่าได้อย่างชัดเจน ไปจนถึงขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นแม้ว่าจะใช้กล้องจุลทรรศน์ธรรมดาที่มีกำลังขยายสูงมากช่วยขยายแล้วก็ตาม ด้วยเหตุที่ตะกอนดินจำนวนหนึ่งแม้ว่าจะมีจำนวนเล็กน้อยสักเท่าใดก็ตาม มีอนุภาคมากมายเกินกว่าที่จะแยกพิจารณาทีละอนุภาคได้ จึงจำเป็นต้องจัดแบ่งอนุภาคเหล่านั้นออกเป็นกลุ่มขนาด (separate หรือ size class) และแต่ละกลุ่มขนาดมีชื่อเฉพาะเพื่อความสะดวกในการกล่าวถึง (ตาราง) อนุภาคที่อยู่ในกลุ่มเดียวกันอาจมีขนาดแตกต่างกันได้ การแบ่งกลุ่มขนาดอนุภาคตะกอนดินมีหลายเกณฑ์ (ตาราง) ซึ่งแต่ละพื้นที่จะเลือกใช้เกณฑ์แตกต่างกัน อย่างเช่นในอเมริกาเหนือนิยมใช้เกณฑ์ของ Wentworth ส่วนที่อื่นๆ นิยมใช้เกณฑ์สากล (Bartram and Ballance, 1996)

ตาราง การจัดกลุ่มขนาดอนุภาคตะกอนดิน

ชื่อกลุ่มขนาด	ขนาดอนุภาค (มิลลิเมตร)
ชื่อกลุ่มขนาด	USDA¹	ISSS¹	Wentworth²
กรวด (gravel)	2-64	>2	>2
ทรายหยาบมาก (very coarse sand)	1-2		1-2
ทรายหยาบ (coarse sand)	0.5-1	0.2-2	0.5-1
ทรายปานกลาง (medium sand)	0.25-0.5		0.25-0.5
ทรายละเอียด (fine sand)	0.1-0.25	0.02-0.2	0.125-0.25
ทรายละเอียดมาก (very fine sand)	0.05-0.1		0.063-0.125
ทรายแป้ง (silt)	0.002-0.05	0.002-0.02	0.004-0.062
ดินเหนียว (clay)	<0.002	<0.002	0.00024-0.004

ที่มา ¹ Boyd (1995)

² Bartram and Ballance (1996

หมายเหตุ USDA = United States Department of Agriculture

ISSS = International Society of soil Sciene

วิธีหาขนาดอนุภาคตะกอนดินมีหลายวิธี เช่น การใช้ตะแกรงร่อน (sieve analysis ) การใช้ไฮโดรมิเตอร์ (hydrometer method) และการใช้หลอดดูด (pipette method) (วรากรและคณะ,2525; Carter, 1993) ในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะวิธีการหาขนาดอนุภาคตะกอนดินโดยใช้ไฮโดรมิเตอร์เท่านั้น เมื่อรู้การกระจายขนาดอนุภาคของตะกอนดินสามารถแยกประเภทเนื้อดิน (textural class name) โดยใช้ตาราง สามเหลี่ยมสำหรับแยกประเภทเนื้อดิน หรือวิธีที่ง่ายที่สุดแบ่งประเภทเนื้อดินออกเป็น 4 กลุ่ม ดังนี้ คือ กลุ่มทราย (sand) ( > 70 % sand, < 15 % clay) กลุ่มทรายแป้ง (silt) ( > 80 % silt, < 12 % clay) กลุ่มดินเหนียว (clay) ( > 50 % clay) และกลุ่ม loams (การกระจายขนาดอนุภาคอื่นๆ ทั้งหมด) (Boyd, 1995) ในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบ่งประเภทเนื้อดินออกเป็นกลุ่มทราย กลุ่มทรายแป้ง และกลุ่มดินเหนียวก็เพียงพอแล้ว (Boyd, 1995)

ตารางสามเหลี่ยมสำหรับสำหรับใช้พิจารณาประเภทเนื้อดิน

ที่มา : Boyd (1995)

การหาขนาดอนุภาคตะกอนดินโดยใช้ไฮโดรมิเตอร์ (hydrometer method)

วิธีนี้ใช้กับตะกอนดินที่มีขนาดเล็กกว่า 0.075 มิลลิเมตร ลงไป เช่น ตะกอนทราย ดิน เหนียว เป็นต้น การหาขนาดอนุภาคตะกอนดินโดยใช้ไฮโดรมิเตอร์อาศัยหลักการตกตะกอนของอนุภาคของสารแขวนลอยที่มีนํ้าเป็นตัวกลางของการแขวนลอย อนุภาคเดี่ยวแต่ละขนาดจะต้องกระจายอย่างสมํ่าเสมอในทุกๆ ส่วนของสารแขวนลอยในขณะที่เริ่มทำการวิเคราะห์ ปล่อยให้อนุภาคเหล่านี้ตกตะกอน ตามแรงโน้มถ่วงของโลก ถ้ากำหนดความลึกและระยะเวลาในการตกตะกอนก็สามารถหาการกระจายของ อนุภาคต่าง ๆ ในสารแขวนลอยนั้นได้

อุปกรณ์และสารเคมีที่ใช้

1.    กระบอกตกตะกอน

2.    กระบอกตวง

3.    เครองผสมไฟฟ้า

4.    ไฮโดรมิเตอร์

5.    กรวยแก้ว

6.    ขวดนํ้ากลั่น, นํ้ากลั่น

7.    บีกเกอร์

8.    แท่งแก้วคน

9.    Sodium hexametaphosphate

10.    เทอร์โมมิเตอร์

น้ำยาเคมีและวิธีเตรียม

1.    สารละลาย calgon 5 เปอร์เซ็นต์

ละลาย sodium hexametaphosphate(NaP0₃)₆ 35.7 กรัม และ sodium carbonate anhydrous (Na₂C0₃) 37.94 กรัม ในน้ำกลั่น แล้วปรับปริมาตรให้เป็น 1 ลิตร

2.    ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H₂0₂) 36 เปอร์เซ็นต์ ขั้นตอนวิเคราะห์

1.    ชั่งตัวอย่างตะกอนดินแห้งที่ร่อนผ่านตะแกรง 2 มิลลิเมตร 50 กรัม เติมสารละลาย calgon 50 มิลลิลิตร และน้ำกลั่นประมาณ 300 มิลลิลิตร คนให้ทั่ว ทิ้งไว้ค้างคืน

2.    ป่นกวนส่วนผสมโดยใช้เครื่องผสมไฟฟ้าประมาณ 1-2 นาที เพื่อให้เม็ดดินที่จับกัน เป็นก้อนแยกออกจากกัน เทลงในกระบอกตกตะกอน ใช้นํ้ากลั่นฉีดล้างเศษตะกอนดินจากเครื่องผสมลงให้หมด เติมนํ้าให้ได้ 1 ลิตร

3.    ใส่สารละลาย calgon 5 เปอร์เซ็นต์ ลงในกระบอกตวงไว้ข้างๆ อีกหนึ่งกระบอกไว้ เพื่ออ่านค่าปรับแก้ผลเนื่องจากอุณหภูมิ และแช่ไฮโดรมิเตอร์ในระหว่างที่ไม่ใช้วัด

4.    ใช้จุกยางปิดปากกระบอกตกตะกอน เขย่าส่วนผสมให้เข้าโดยสมํ่าเสมอ แล้ววางลง เริ่มจับเวลาทันที

5.    หย่อนไฮโดรมิเตอร์ลงไป อ่านค่าที่เวลา 40 วินาทีแรก จดบันทึกค่าที่อ่านได้ และวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์ พร้อมกับบันทึกค่าที่วัดได้

6.    ทิ้งไว้ 2 ชั่วโมง วัดด้วยไฮโดรมิเตอร์ (จับเวลา 40 วินาที แล้วอ่านค่า ) บันทึกผลและ วัดอุณหภูมิอีกครั้ง

7.    คำนวณเปอร์เซ็นต์โดยนํ้าหนักของทราย ทรายแป้ง และดินเหนียวโดยใช้สูตร