Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11399:2016
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11399:2016 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 11508:1998) quy định các phương pháp xác định khối lượng riêng của hạt đất phục vụ cho việc đánh giá chất lượng đất và tính toán độ xốp của đất. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.
Điều 1: Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định hai phương pháp cụ thể để xác định khối lượng riêng của các hạt rắn trong đất, được tính toán dựa trên khối lượng và thể tích của hạt đất khô:
- Phương pháp bình tỷ trọng chất lỏng: Thường sử dụng nước hoặc chất lỏng phi cực để xác định thể tích hạt đất thông qua thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ.
- Phương pháp bình tỷ trọng khí: Sử dụng nguyên lý dịch chuyển khí (thường là khí heli hoặc nitơ) để đo thể tích thực tế của các hạt đất.
- Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho tất cả các loại mẫu đất khô, đất đã được xáo trộn hoặc không xáo trộn trong tự nhiên, giúp cung cấp số liệu nền tảng để tính toán độ xốp của đất khi kết hợp với số liệu về dung trọng (khối lượng thể tích).
Điều 2: Tài liệu viện dẫn
Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, cần viện dẫn và kết hợp với các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế sau đây:
- TCVN 6647 (ISO 11464) về Chất lượng đất - Tiền xử lý mẫu để phân tích lý hóa.
- TCVN 6648 (ISO 11465) về Chất lượng đất - Xác định chất khô và hàm lượng nước theo khối lượng - Phương pháp khối lượng.
- Các tiêu chuẩn liên quan đến việc hiệu chuẩn dụng cụ đo thể tích và cân phân tích trong phòng thí nghiệm.
Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa
Tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa cốt lõi làm cơ sở cho việc đo lường và tính toán:
- Khối lượng riêng của hạt đất (Particle density): Là tỷ số giữa khối lượng của các hạt đất khô sấy (ở nhiệt độ 105 độ C) và thể tích thực tế của chính các hạt đó (không bao gồm thể tích của các lỗ rỗng bên trong và giữa các hạt). Đơn vị tính thông thường là megagam trên mét khối (Mg/m3) hoặc gam trên centimet khối (g/cm3).
- Độ xốp của đất (Soil porosity): Là tỷ lệ phần trăm giữa tổng thể tích các lỗ rỗng (chứa khí và nước) trong đất so với tổng thể tích tự nhiên của khối đất đó. Độ xốp được tính toán gián tiếp từ khối lượng riêng của hạt đất và khối lượng thể tích thực tế của đất.
Điều 4: Nguyên tắc của các phương pháp xác định
Nguyên tắc chung của việc xác định khối lượng riêng là xác định chính xác khối lượng của mẫu đất khô sấy và thể tích thực tế của các hạt đất đó:
- Nguyên tắc phương pháp bình tỷ trọng chất lỏng: Một lượng mẫu đất khô có khối lượng xác định được cho vào bình tỷ trọng. Thể tích của hạt đất được xác định bằng cách đo khối lượng của chất lỏng (như nước cất hoặc cồn) bị chiếm chỗ bởi đất trong bình tỷ trọng có dung tích đã biết trước. Phương pháp này yêu cầu phải loại bỏ hoàn toàn bọt khí bám trên bề mặt hạt đất bằng cách đun sôi nhẹ hoặc hút chân không.
- Nguyên tắc phương pháp bình tỷ trọng khí: Thể tích của các hạt đất được xác định bằng cách đo sự thay đổi áp suất của một lượng khí trơ (thường là heli) khi nạp vào buồng chứa mẫu đất ở điều kiện nhiệt độ không đổi. Phương pháp này nhanh chóng và có độ chính xác cao đối với các hạt đất có kích thước nhỏ và cấu trúc phức tạp.
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM
TCVN 11399:2016
CHẤT LƯỢNG ĐẤT - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ XỐP
Soil quality - Method of determining particle density and porosity
Lời nói đầu
TCVN 11399:2016 do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CHẤT LƯỢNG ĐẤT - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ XỐP
Soil quality - Method of determining particle density and porosity
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định khối lượng riêng và độ xốp của các loại đất nông nghiệp
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử
TCVN 6860:2001 (ISO 11272:1998) Chất lượng đất - Xác định khối lượng theo thể tích nguyên khối khô.
3 Thuật ngữ, định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa sau.
3.1
Khối lượng riêng (particle density)
Tỷ số giữa khối lượng thể rắn đất khô kiệt (đất không có khoảng trống) của một thể tích nhất định và khối lượng của nước cùng thể tích ở 4 °C.
3.2
Khối lượng theo thể tích nguyên khối khô (bulk density)
Tỷ số giữa khối lượng chất rắn được sấy khô trong tủ sấy và thể tích đất đó.
3.3
Độ xốp (porosity)
Tỷ lệ phần trăm của không khí và nước có trong đất ở dạng nguyên khối so với khối lượng riêng của đất.
4 Nguyên tắc
4.1 Khối lượng riêng: Xác định khối lượng của thể tích nước cất (hoặc chất lòng trơ) tương đương với thể tích khối lượng đất khô lấy phân tích (chiếm chỗ trong picnomet).
4.2 Độ xốp: Dựa vào kết quả xác định được của khối lượng theo thể tích nguyên khối khô và khối lượng riêng của đất.
5 Thiết bị và dụng cụ
Sử dụng các dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ sau:
5.1 Cân phân tích, có độ chính xác đến 0,002 g.
5.2 Bình picnomet, dung tích 100 ml.
5.3 Bếp điện.
5.4 Bình hút ẩm.
5.5 Nhiệt kế, có dải nhiệt độ từ 0 °C đến 50 °C.
5.6 Rây, đường kính lỗ 2mm.
6 Thuốc thử
6.1 Nước, phù hợp với TCVN 4851:1989 - loại 3 được đun sôi 15 min để loại cacbonic (CO2), đậy kín và để nguội.
7 Cách tiến hành
7.1 Xác định khối lượng theo thể tích nguyên khối khô.
Tiến hành theo TCVN 6860:2001 - điều 4.1
7.2 Xác định khối lượng riêng
7.2.1 Xử lý mẫu đất đã sấy (7.1) qua rây (5.6), sấy lại mẫu đã xử lý đến khối lượng không đổi, sau đó để nguội trong bình hút ẩm (5.4), bảo quản trong túi ni lông.
7.2.2 Sấy khô bình picnomet (5.2) ở nhiệt độ không quá 60 °C.
7.2.3 Làm đầy bình picnomet bằng nước (6.1) và đóng nút bình sao cho không còn bọt khí trong bình và ống mao quản của nút hoàn toàn chứa đầy nước. Lau khô phía ngoái bình bằng giấy lọc. Chú ý trong khi thao tác chỉ được cầm cổ bình và không được làm nóng bình.
7.2.4 Cân và ghi lại khối lượng bình có chứa đầy nước.
7.2.5 Rót một nửa lượng nước trong picnomet ra cốc.
7.2.6 Cân 5,0 g mẫu đất (7.2.1) trên cân phân tích (5.1) cho vào bình picnomet (7.2.5) sao cho đất không dính vào cổ bình.
7.2.7 Đun trên bếp điện (5.3) đến khi sôi nhẹ trong 30 min.
7.2.8. Để nguội, thêm nước (6.1) cho đầy bình, đậy nút. Cân và ghi lại khối lượng bình có chứa đầy nước và đất. Nước sử dụng có cùng nhiệt độ với nước ở 7.2.3.
7.2.9 Sau khi cân, dùng nhiệt kế (5.5) đo nhiệt độ của nước và xác định khối lượng riêng của nước theo bảng 1.
Bảng 1 - Khối lượng riêng của nước (g/cm3) ở các nhiệt độ khác nhau
| °C | D | °C | D | °C | D | °C | D | °C | D |
| 10 | 0,9997 | 15 | 0,9991 | 20 | 0,9982 | 25 | 0,9970 | 30 | 0,9957 |
| 11 | 0,9996 | 16 | 0,9989 | 21 | 0,9980 | 26 | 0,9968 | 31 | 0,9953 |
| 12 | 0,9995 | 17 | 0,9988 | 22 | 0,9978 | 27 | 0,9965 | 32 | 0,9950 |
| 13 | 0,9994 | 18 | 0,9986 | 23 | 0,9975 | 28 | 0,9962 | 33 | 0,9947 |
| 14 | 0,9992 | 19 | 0,9984 | 24 | 0,9973 | 29 | 0,9959 | 34 | 0,9944 |
8 Tính kết quả
8.1 Khối lượng theo thể tích nguyên khối khô, tính bằng g/cm3 được tính theo TCVN 6860:2001 - điều 4.1.4
8.2 Khối lượng riêng của đất, d tính bằng g/cm3 được tính theo công thức sau:
(1)
Trong đó:
D là khối lượng riêng của nước, tính bằng gam trên xentimet khối (g/cm3).
p là khối lượng đất khô lấy để phân tích, tính bằng gam (g).
p1 là khối lượng picnomet có nước, tính bằng gam (g).
p2 là khối lượng picnomet có nước và đất, tính bằng gam (g).
8.3 Độ xốp của đất, (ĐX) tính bằng phần trăm (%) được tính theo Công thức sau:
(2)
Trong đó:
d là khối lượng riêng của đất, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm3).
d1 là khối lượng theo thể tích nguyên khối khô, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm3).
9 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm cần bao gồm những thông tin sau
a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;
b) Ngày thử nghiệm;
c) Đặc điểm nhận dạng mẫu;
d) Kết quả thử nghiệm;
e) Mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc được coi là tùy chọn và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] Sổ tay phân tích Đất, Nước, Phân bón, Cây trồng. Viện Thổ nhưỡng Nông hóa biên soạn, NXB Nông nghiệp, 1998.
[2] ISO 11508:1998 Soil quality- Determination of particle densit.
[3] TCVN 6860:2001 (ISO 11272:1998) Chất lượng đất - Xác định khối lượng theo thể tích nguyên khối khô.
[4] Soil survey laboratory methods manual - Phương pháp phân tích đất. Rebecca Burt, Editor, November 2004.
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7594:2006 (ISO 11271 : 2002) về Chất lượng đất - Xác định thế oxy hoá khử - Phương pháp đồng ruộng
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8942:2011 về Chất lượng đất - Xác định phospho dễ tiêu - Phương pháp Bray và Kurtz (Bray II)
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10497:2015 (ISO 11262:2011) về Chất lượng đất - Xác định xyanua tổng số
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11456:2016 về Chất lượng đất - Xác định hàm lượng axit humic và axit fulvic - Phương pháp Walkley-Black
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11316:2016 về Chất lượng đất - Xác định biphenyl polyclo hóa (PCB) trong đất và trầm tích
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12248-5:2018 (ISO 12782-5:2012) về Chất lượng đất - Các thông số từ quá trình chiết dùng để lập mô hình địa hóa các thành phần và sự tồn tại của các thành phần trong đất và vật liệu - Phần 5: Chiết các chất mùn từ mẫu nước
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12903:2020 về Chất lượng đất - Chuẩn bị mẫu phòng thử nghiệm từ mẫu lớn
- 1 Quyết định 3483/QĐ-BKHCN năm 2016 công bố Tiêu chuẩn quốc gia do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4851:1989 (ISO 3696-1987) về nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6860:2001 (ISO 11272 : 1998) về chất lượng đất - xác định khối lượng theo thể tích nguyên khối khô do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7594:2006 (ISO 11271 : 2002) về Chất lượng đất - Xác định thế oxy hoá khử - Phương pháp đồng ruộng
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8942:2011 về Chất lượng đất - Xác định phospho dễ tiêu - Phương pháp Bray và Kurtz (Bray II)
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10497:2015 (ISO 11262:2011) về Chất lượng đất - Xác định xyanua tổng số
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11456:2016 về Chất lượng đất - Xác định hàm lượng axit humic và axit fulvic - Phương pháp Walkley-Black
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11316:2016 về Chất lượng đất - Xác định biphenyl polyclo hóa (PCB) trong đất và trầm tích
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12248-5:2018 (ISO 12782-5:2012) về Chất lượng đất - Các thông số từ quá trình chiết dùng để lập mô hình địa hóa các thành phần và sự tồn tại của các thành phần trong đất và vật liệu - Phần 5: Chiết các chất mùn từ mẫu nước
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12903:2020 về Chất lượng đất - Chuẩn bị mẫu phòng thử nghiệm từ mẫu lớn