آنالیز خاک به مجموعه ای از آنالیزها گفته می شود که پارامترهایی مانند کیفیت شیمیایی خاک، شناسایی آلاینده های خاک و مقاومت مکانیکی خاک را بررسی می کنند. آنالیز خاک حوزه ها و بخش های مختلفی از جمله مهندسی کشاورزی، مهندسی محیط زیست و مهندسی عمران را در بر می گیرد. آنالیزهای خاک در حوزه مهندسی کشاورزی بر کیفیت شیمیایی خاک و سایر آزمایش های مرتبط با آن می باشد در صورتی که در مهندسی محیط زیست نیز تمرکز بر شناسایی آلاینده های موجود در خاک و تاثیر روش های احیا بر کیفیت خاک می باشد. از دیدگاه مهندسی عمران فیزیک خاک و مقاومت مکانیکی خاک مقوله ی بااهمیت در آنالیز خاک است.
خاک یا soil مخلوطی از گازها، مایعات، مواد آلی، مواد معدنی و ارگانیسم ها می باشد که از در کنار هم قرار گرفتن آنها حیات امکانپذیر شده است.
شکل1: نمونه خاك
آنالیز خاک ممکن است که به یک و یا چند آنالیز در حوزه گسترده از آزمایش خاک، برای یک یا چندین دلیل مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. احتمالاً بیشترین آزمایش های انجام شده در خاک، آزمایش هایی است که برای برآورد غلظت موجود در گیاهان از مواد مغذی گیاه انجام شده است، تا بتوان کود مورد استفاده را در کشاورزی تعیین کرد.
مراحل و روش آنالیز خاک
مراحل انجام آزمون شیمیایی خاک شامل سه مرحله می باشد:
- مرحله ی اول شامل نمونه برداری و آماده سازی نمونه خاک است. نمونه برداری و آماده سازی مکمل هم هستند و در صورتی که یکی از آنها دچار نقص باشد، باعث ایجاد خطا در نتیجه ی آنالیز می شود.
- مرحله ی دوم شامل تهیه عصاره اشباع است.
- در نهایت مرحله ی سوم، انجام آزمایش و دستیابی به نتایج آزمایشگاهی و نهایتاً توصیه برای افزودن عناصر و مواد مورد نیاز به خاک می باشد.
آنالیز خاک در مهندسی کشاوری
اصولا در آزمایشگاه خاک شناسی یا در مهندسی کشاورزی، پارامترهای زیر در آزمایش شیمیایی خاک مورد بررسی و سنجش قرار می گیرند:
- میزان غلظت مواد مغذی مورد نیاز گیاهان شامل اشکال مختلف نیتروژن موجود در آب، خاک و گیاه از جمله نیتروژن کل، آمونیوم و نیترات و اشکال مختلف فسفر مانند فسفات و فسفیت
- کاتیون ها مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و نسبت آنها
- میزان مواد آلی ( درصد کربن) موجود در خاک، همچنین درصد رطوبت موجود در خاک
- اندازه گیری میزان اسیدی یا اسیدیته (PH) و همچنین هدایت الکتریکی(EC) یا شوری خاک
- اندازه گیری میزان عناصر فلزی مورد نیاز گیاهان مانند بر، مس و روی و همچنین درصد فلزات سنگین
- اندازه گیری هیدروکربن ها یا سموم کشاوری موجود در خاک
شکل 2: نمونه خاك كشاورزي
اهداف مورد نظر از آزمایش های خاک
- تشخیص خاک های دارای کمبود: با استفاده از این امر میتوان میزان کود مورد نیاز را توصیه و کمبود خاک را قبل از کشت یا در طول دوره رشد گیاه شناسایی و استفاده نمود.
- سرنوشت کودهای اضافه شده به خاک و پیگیری تغییرات ایجاد شده در قابلیت استفاده عناصر غذائی این کودها پس از اضافه و وارد شدن به خاک را تعیین نمود.
- ممکن است در نتیجه مصرف بی رویه کودها، فاضلابها و فضولات در خاک باعث مسمومیت در گیاه، انسان و یا حیوانات شده که این نقاط را می توان از قبل مشخص و آگاهی های مورد نظر را داد.
- نقاطی که خاک آنها از نظر غلظت عناصر به حد سمیت رسیده را مشخص می کنند و باید از مصرف بیشتر عناصر در آنها به هر شکلی خودداری نمود. این دو مورد اخیر از اهمیت بالایی در محیط زیست برخوردار هستند.
آنالیز خاک در مهندسی محیط زیست
در این حوزه میزان آلاینده ها که عموما شامل ترکیبات هیدروکربنی، فلزات سمی و انواع سموم می باشد مورد توجه قرار می گیرد. خاک بصورت طبیعی ممکن است در موارد نادر حاوی این مواد باشد اما غالبا این مواد مستقیم یا غیر مستقیم در اثر فعالیت های بشر وارد خاک می شوند. اندازه گیری این مواد در خاک از گسترش آلودگی ها جلوگیری شود.
شکل 3: نمونه خاك زيست محيطي
آنالیز خاک در مهندسی عمران
برخلاف حوزه های کشاورزی و محیط زیست در اینجا تمرکز آزمایش خاک بر سنجش و برآورد کیفیت مکانیکی خاک است. بنابراین آزمایش های شیمیایی خاک تنها به تعیین pH ، سختی کل آب، هدایت الکتریکی(EC)، کلر، سولفات، کلسیم، سدیم، منیزیم، پتاسیم، کربنات و بی کربنات، مقدار کل املاح محلول، مقدار گچ، آهک و مواد آلی در خاک محدود می شود. در حالیکه در پروژهای عمرانی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی خاک برای تحلیل رفتار های خاک محل احداث پروژه عمرانی از اهمیت بالایی برخوردار می باشند.
برای تعیین و دستیابی به این پارامترها و همین طور رفتارهای خاک محل مورد نظر نیاز به آزمایشاتی می باشد که مختصرا در ذیل ذکر می گردد:
- ارزیابی و شناسایی ساختگاه شامل حفاری گمانه شناسایی و انجام آزمایش های میدانی و بررسی موارد مربوط به زمین شناسی
- تعیین پارامترهای رفتاری و مکانیکی خاک در آزمایشگاه
- انجام طراحی های ژئوتکنیکی و تهیه گزارش مدون ژئوتکنیکی
