土壤氧化還原電位儀(Eh計)是監(jiān)測土壤氧化還原狀態(tài)(電子得失能力)的專業(yè)設(shè)備，通過測量土壤中氧化劑與還原劑的相對活性(電位值，單位mV)，揭示土壤微生物活動、養(yǎng)分有效性及污染程度的關(guān)鍵信息，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)與污染修復(fù)領(lǐng)域。
一、核心原理：
氧化還原電位(Eh)反映土壤溶液中電子的轉(zhuǎn)移趨勢——當(dāng)土壤中氧化劑(如氧氣、高價鐵Fe³?)占主導(dǎo)時，Eh值較高(通常>400mV，好氧環(huán)境)；當(dāng)還原劑(如硫化氫H?S、低價鐵Fe²?)占優(yōu)時，Eh值較低(通常<200mV，厭氧環(huán)境)。儀器基于電化學(xué)原理，通過鉑電極(工作電極)與參比電極(如飽和甘汞電極或銀-氯化銀電極)組成原電池：鉑電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)(與土壤中的電子供體/受體交換電子)，參比電極提供穩(wěn)定基準(zhǔn)，兩者之間的電位差(經(jīng)溫度補償后)即為Eh值(測量范圍通常-400mV至+1000mV)。
關(guān)鍵參數(shù)受土壤含水量、通氣性及微生物活動影響——例如，淹水土壤(通氣差)因有機物厭氧分解產(chǎn)生大量還原性物質(zhì)(如CH?、H?S)，Eh值可降至-300mV以下；而干燥疏松的旱地土壤(氧氣充足)，Eh值常高于600mV。溫度每升高10℃，Eh值約增加10-30mV(需通過內(nèi)置溫度傳感器補償修正)。
二、行業(yè)應(yīng)用：
•農(nóng)業(yè)種植：在水稻田中，Eh值需維持在100-200mV(微還原環(huán)境)以促進水稻根系對鐵、錳等元素的吸收(缺氧誘導(dǎo)根表鐵膜形成，保護根系免受重金屬毒害)；若Eh值過高(>400mV)，會導(dǎo)致氮素以硝態(tài)氮形式存在(易淋失)，需通過排水或增施有機肥降低Eh。在旱作農(nóng)田中，Eh值>300mV時，土壤中的磷(以難溶性的鐵/鋁磷酸鹽存在)有效性低，可通過深耕或施用石灰調(diào)節(jié)Eh至200-300mV，釋放有效磷。
•環(huán)境監(jiān)測：在濕地、湖泊周邊土壤中，Eh值是判斷水體富營養(yǎng)化風(fēng)險的關(guān)鍵指標(biāo)——Eh值過低(<100mV)表明有機物厭氧分解旺盛，可能釋放大量氨氮與硫化氫，惡化水質(zhì)；在垃圾填埋場周邊，Eh值監(jiān)測可追蹤滲濾液對土壤的污染范圍(污染區(qū)Eh值通常<-200mV，伴隨硫化氫異味)。
•污染修復(fù)：在重金屬污染土壤(如鎘、鉛)修復(fù)中，通過調(diào)節(jié)Eh值改變重金屬形態(tài)——例如，將酸性礦山排水污染土壤的Eh值從-100mV(還原態(tài)，重金屬以離子態(tài)存在，易遷移)提升至300mV(氧化態(tài)，重金屬形成難溶的氫氧化物或硫化物沉淀)，降低其生物有效性；在有機污染場地(如石油烴)，Eh值>400mV時好氧微生物活性強，可加速污染物降解(修復(fù)效率提升50%以上)。
土壤氧化還原電位儀通過量化土壤的“電子生態(tài)”，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化、環(huán)境風(fēng)險預(yù)警及污染治理提供了科學(xué)依據(jù)，是土壤健康管理的“電子探針”。
更新時間：2025-09-16
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