①土壤電阻率
土壤電阻率是表征土壤導(dǎo)電性能的指標(biāo),常用作判斷土壤腐蝕性的最基本參數(shù)。影響土壤電阻率的因素有:鹽的含量和組成、含水量、土壤質(zhì)地、松緊度、有機(jī)質(zhì)含量、粘土礦物組成和土壤溫度等。在鹽漬化土壤中,離子導(dǎo)電起主導(dǎo)作用;在淋溶性土壤中,膠體電導(dǎo)也占相當(dāng)?shù)谋戎。土壤電阻率的變化范圍很大,從小?FONT face="Times New Roman">1Ω·m到高達(dá)幾百甚至上千Ω·m。
以土壤電阻率來劃分土壤的腐蝕性是名國的常用方法,即電阻率小,腐蝕性強(qiáng)。對(duì)于大多數(shù)情況都是適用的,但有些場合違反這一規(guī)律,呈現(xiàn)土壤電阻率大腐蝕性也大。
②土壤的氧化還原電位()
土壤氧化還原電位是反映土壤中各種氧化還原平衡的一個(gè)多系列的無機(jī)、有機(jī)體系,它包括氧體系、氫體系、鐵體系、錳體系、硫體系和有機(jī)體系等。
土壤的氧化還原電位和土壤電阻率一樣是判斷土壤腐蝕性的主要指標(biāo),一般認(rèn)為在-200mV(SHE)以下的大厭氧下腐蝕激烈,易受到硫酸鹽還原菌的作用,故在低的土壤氧化還原條件下,要注意厭氧微生物導(dǎo)致金屬的生物腐蝕。
土壤的氧化還原是以氫的氧化電位和氧的還原電位為上、下極限間測得的。通常土壤中含鐵多,2價(jià)和3價(jià)的鐵離子對(duì)氫氧化物的氧化還原反應(yīng)的能斯特方程是適用的。
③pH值
pH值代表了土壤的酸堿度、土壤中氫離子的活度和總含量首先會(huì)影響金屬的電極電位。在強(qiáng)酸性土壤中,它通過的去極化過程直接影響陰極極化。在氧的陰極去極化占主導(dǎo)的一般土壤中,土壤酸度是通過中和陰極過程形成的而影響陰極極化的。陽極過程溶解下來的金屬離子,在不同pH值時(shí)所形成的腐蝕產(chǎn)物的溶解度也是不同的,因此pH也有可能影響陽極極化。
對(duì)于缺乏堿金屬、堿土金屬而大量吸附的pH值5的酸性土壤,通常被認(rèn)為是腐蝕性土壤。
自然土壤中所含的殘存鹽類大多溶解在地下水中或吸附在土壤的顆粒上,其中堿性鹽類過多存在的堿性土壤,pH值在8.5左右,這種土壤的腐蝕性尚無一定的規(guī)律。
④土壤含水率
實(shí)際的土壤液相分為地表水和地下水兩部分。從地表至地下水間是地表水的移動(dòng)范圍,常伴有氣相。地下水有滯留性水和移動(dòng)性水兩種。前者存在于不透水的粘土層下面,后者在深部砂礫層的空隙是移動(dòng)。在土壤的液相和氣相中,通常隨濕度增加,也增加,導(dǎo)致對(duì)金屬電極電位和陰極極化產(chǎn)生作用。
土壤的腐蝕性隨著濕度的增加而增加,直到達(dá)到某一臨界濕度時(shí)為止,再進(jìn)一步提高濕度,土壤的腐蝕性將會(huì)降低。
⑤土壤的透氣性
土壤質(zhì)地及土壤松緊度和透氣性直接相關(guān),影響金屬腐蝕有兩個(gè)途徑:土壤電阻率和氧的擴(kuò)散和滲透。
許多學(xué)者認(rèn)為透氣性差是土壤腐蝕性強(qiáng)的標(biāo)志,但有時(shí)這一點(diǎn)得不到證實(shí),甚至產(chǎn)生相反的例子。例如,考古挖掘出的金屬物品都是保存在不透氣的環(huán)境中的。但當(dāng)不透氣的土壤中存在微生物活動(dòng)時(shí),其腐蝕性是不言而喻的。
⑥土壤溫度
土壤溫度對(duì)土壤電阻率影響是比較明顯的,溫度每相差1℃,土壤電阻率約變化2%。其次,金屬在土壤中的腐蝕,在某些情況下是擴(kuò)散過程控制的。而擴(kuò)散速度與溫度的關(guān)系是十分密切的。
溫度還影響到氣體在土壤液相中的溶解度,這涉及到氧的狀況而對(duì)陰、陽極化產(chǎn)生作用。溫度還影響金屬的電極電位,每相差10℃,電極電位可改變幾十毫伏。土壤腐蝕過程的速度在一般情況下將隨著溫度的升高呈現(xiàn)指數(shù)函數(shù)式的增加。
此外,影響土壤腐蝕性的還有土壤含鹽量及含鹽的種類、土壤的有機(jī)質(zhì)、土壤粘土礦物、土壤的類型等因數(shù)。但土壤的上述物理性質(zhì)對(duì)金屬腐蝕程度的影響是綜合作用的。