結果和討論

通過(guo) WDPT 測量，所有(you)五種(zhong)土壤都(dou)具有(you)驅(qu)(qu)蟲性(xing)，具有(you)不同的 排(pai)斥(chi)程度，從輕微（5 到(dao) 60 秒）到(dao) 極（> 3600 s）驅(qu)(qu)蚊（表 1）。 最討厭的 其中(zhong)包括從橙園收集的土壤 OE-128 用(yong)處(chu)理過(guo)的廢水灌溉（Wallach 等人，2005 年），其中(zhong) WDPT 為 5259 秒。

1:1 提(ti)取物的(de)(de)(de)動(dong)態表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力測量 表(biao)(biao)明達到(dao)平衡(heng)(heng)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian) γLV 從大約(yue) 15 分鐘到(dao)長達 5 小(xiao)時(shi)(shi)不等（圖(tu)(tu) 1）。 在所(suo)有情況下，都有一(yi)個相對較快的(de)(de)(de)初始速度 γLV 的(de)(de)(de)變化(hua)，這可(ke)能是(shi)擴散受限的(de)(de)(de)，和(he) 然后是(shi)一(yi)段長時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)低(di)利率 γLV 的(de)(de)(de)變化(hua)。 平衡(heng)(heng)達到(dao)率低(di)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)期被假定為至少兩(liang)個過程(cheng)的(de)(de)(de)結果(guo)：（i）不同分子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)競爭 吸附位點； (ii) 表(biao)(biao)面(mian)(mian)分子(zi)的(de)(de)(de)重排。 時(shi)(shi)間(jian)之(zhi)間(jian)沒有明顯的(de)(de)(de)關(guan)系 實現不同的(de)(de)(de)平衡(heng)(heng) γLV 和(he)提(ti)取時(shi)(shi)間(jian) 土壤（圖(tu)(tu) 1）。

圖 1 1:1 提取物的動態表面張力曲線。

土(tu)(tu)(tu)壤(rang)提(ti)(ti)取(qu)物(wu)的(de)(de)(de) DOC 濃度普(pu)遍增加(jia) 隨(sui)著(zhu)提(ti)(ti)取(qu)時間(jian)的(de)(de)(de)增加(jia)（圖 2a）。 從(cong)圖 2(a) 可以(yi)(yi)看出(chu) 可以(yi)(yi)看出(chu)，在(zai)(zai)給定的(de)(de)(de)提(ti)(ti)取(qu)時間(jian)內(nei)(nei)釋(shi)放(fang)的(de)(de)(de) DOC 量(liang)因(yin)(yin)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)而異(yi)，但沒有(you) 釋(shi)放(fang)量(liang)與(yu)測得(de)的(de)(de)(de) WDPT 之間(jian)的(de)(de)(de)明顯關系。 盡管(guan) DOC 濃度不同 提(ti)(ti)取(qu)物(wu)之間(jian)（多(duo)達 8 倍），平衡 γLV 值(zhi)非常相似(si)，總(zong)變異(yi)為(wei) 僅 3 mN m-1 (51.3–54.5 mN m-1 ; 圖 2b)，表(biao)(biao)明實際(ji)上只(zhi)有(you)一小部分 DOC 有(you)貢獻 明顯降低表(biao)(biao)面張力(li)。 時間(jian)上均勻的(de)(de)(de)最終 γLV 值(zhi)（圖 2b）也表(biao)(biao)明那些有(you)助于(yu)降低表(biao)(biao)面張力(li)的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)是 在(zai)(zai)最初的(de)(de)(de) 10 分鐘(zhong)(zhong)內(nei)(nei)從(cong)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)迅速溶(rong)解 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)潤(run)濕（5 分鐘(zhong)(zhong)搖(yao)動加(jia) 5 分鐘(zhong)(zhong)沉淀） 過濾(lv)前(qian)）。 γLV 和(he) WDPT 之間(jian)沒有(you)關系 （圖 2）被(bei)發(fa)現，與(yu)最近的(de)(de)(de)報告（Hurrass & Schaumann, 2006) 用于(yu)其(qi)他土(tu)(tu)(tu)壤(rang)。 有(you)可能在(zai)(zai)之前(qian)的(de)(de)(de)研(yan)究 (Hurrass & Schaumann, 2006) 中(zhong)，未(wei)獲得(de)平衡 γLV 值(zhi)，因(yin)(yin)為(wei) γLV 僅在(zai)(zai) 30 分鐘(zhong)(zhong)。 值(zhi)得(de)一提(ti)(ti)的(de)(de)(de)是，這(zhe)些土(tu)(tu)(tu)壤(rang)提(ti)(ti)取(qu)物(wu)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面張力(li)降低幅度大于(yu)報道(dao)的(de)(de)(de) 分離出(chu)更高濃度的(de)(de)(de)富(fu)里(li)酸（γLV 59 mN m-1 用于(yu) 1000 mg litre-1 的(de)(de)(de) Suwannee 河溶(rong)液 從(cong)國際(ji)腐殖質物(wu)質中(zhong)提(ti)(ti)取(qu)的(de)(de)(de)富(fu)里(li)酸 社會; Dinar 等人，2006 年(nian)），表(biao)(biao)明表(biao)(biao)面活性劑 在(zai)(zai)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)中(zhong)提(ti)(ti)取(qu)物(wu)比富(fu)里(li)酸更強大。

圖2 土壤溶解(jie)有(you)機(ji)碳（DOC）含量（a）和表面張力（γLV）（b） 提取作為提取時間的函數。 水 以秒(miao)為單(dan)位的液滴穿透(tou)時間 (WDPT) 是 標在面板上(shang)。

水(shui)(shui)滴滲透時(shi)間(jian) (DPT)、1:1 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)提(ti)取(qu)(qu)物(wu)(wu)(wu)、鹽(yan) 五種測試土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)上的(de)溶(rong)液和(he)(he)乙醇(chun)溶(rong)液顯(xian)示(shi)在 圖 3. 可以(yi)看出 1:1 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)提(ti)取(qu)(qu)物(wu)(wu)(wu)的(de) DPT (5 分(fen)鐘、2 小時(shi)和(he)(he) 24 小時(shi)摘錄(lu)）等于或(huo)大于 比所(suo)有(you)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)的(de)水(shui)(shui) DPT。 還(huan)看到鹽(yan) 溶(rong)液（相同的(de) EC 和(he)(he)相同的(de)單價(jia)/二(er)價(jia)陽離(li)子比例 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)提(ti)取(qu)(qu)物(wu)(wu)(wu)，但其(qi) γLV 與(yu)水(shui)(shui)相似）具(ju)有(you) 基本上與(yu)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)提(ti)取(qu)(qu)物(wu)(wu)(wu)相同的(de) DPT。 然(ran)而，DPTs 與(yu) γLV 和(he)(he)鹽(yan)含量相同的(de)乙醇(chun)溶(rong)液 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)提(ti)取(qu)(qu)物(wu)(wu)(wu)顯(xian)著低于土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)的(de) DPT 提(ti)取(qu)(qu)物(wu)(wu)(wu)、鹽(yan)溶(rong)液和(he)(he)水(shui)(shui)（圖 3）。

圖 3 液滴穿(chuan)透時間(jian) (DPT) 水(shui)、1:1 土壤提(ti)取物、鹽溶(rong)液和(he)不同土壤的乙醇溶(rong)液：(a) OE-128； (b) OE-335； (c) OT-28； (d) Coastal-1； (e) 沙漠-1。 誤差(cha)線顯示標準偏差(cha) 復制滴。 小寫字母給(gei)(gei)出 兩側 t 檢驗的結果(guo)。 在給(gei)(gei)定(ding)的 窗格中，不同的字母表示均值(zhi)(zhi) 在 P ? 0.01 顯著差(cha)異 癌癥水(shui)平(ping)。 對于 t 檢驗，結果(guo)為(wei) 三個提(ti)取時間(jian)（5 分鐘(zhong)、2 小時和(he) 24 小時）一起考(kao)慮，因為(wei)它(ta)們(men)的 γLV 值(zhi)(zhi)非常相似（圖 2b）。

發現了 2:1 提取物(wu)的可比結(jie)果。 雖然 2:1 提取物(wu)中的 DOC 濃度高(gao)于 1:1 提取物(wu)（87 對(dui) 49 毫(hao)克(ke)升(sheng)(sheng)- 1 沿海-1; 331 與(yu) 199 毫(hao)克(ke)升(sheng)(sheng)-1 Desert-1），平衡 γLV 值相似(si)（50.7 與(yu) 51.4 mN m-1 Coastal- 1; 52.5 與(yu) 53.3 mN m-1 Desert-1)。 2:1 的 DPT 提取為 與(yu)水(shui)相比，鹽(yan)溶(rong)液和乙(yi)醇(chun)溶(rong)液是(shi) 如圖 4 所示。可以看出，對(dui)于兩種土壤，DPT 的 土壤提取物(wu)和鹽(yan)溶(rong)液非(fei)常相似(si) 其他，并(bing)且明顯大(da)于水(shui)。 乙(yi)醇(chun)的 DPT 解決(jue)方案幾乎是(shi)即時的。

如圖 1 所示(shi)，未達(da)到土(tu)(tu)壤(rang)(rang)提(ti)取物(wu)的(de) γLV 瞬(shun)間。 這意味著當一滴(di)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)提(ti)取物(wu) 放置在(zai)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)表面，它可能(neng)會在(zai)達(da)到 γLV 的(de)最終平(ping)衡值(zhi)之前滲透(tou)。 因(yin)此(ci)，我們還進(jin)行了 將乙醇溶液制成的(de)實(shi)驗 給出與土(tu)(tu)壤(rang)(rang)提(ti)取物(wu)相同(tong)的(de) γLV 水滴(di)滲透(tou)，即在(zai) γLV 大于之前實(shi)驗中的(de)平(ping)衡值(zhi)。 在(zai)這個實(shi)驗中，乙醇混合物(wu)的(de) DPT 也顯著 比(bi)水的(de) DPT (1921 ± 15 s) 快 (519 ± 6 s)，土(tu)(tu)壤(rang)(rang) 提(ti)取物(wu) (2387 ± 6 s) 和(he)鹽(yan)溶液 (2181 ± 9 s)。

圖(tu) 3 和圖(tu) 4 中(zhong)顯示的(de)結果(guo)表明，表面(mian) 從不(bu)同(tong)來源和排斥程(cheng)度的(de)排斥土壤(rang)中(zhong)釋放(fang)的(de)活性物質對(dui)液滴滲透時間沒有影響 減(jian)少，盡管(guan)他們減(jian)少了 γLV。 然而，乙(yi)醇(chun)溶液 相同(tong)的(de) γLV 顯著降(jiang)低(di) DPT。 這(zhe)表明 乙(yi)醇(chun)降(jiang)低(di) DPT 的(de)作用主(zhu)要是(shi)由(you)于(yu) γSL 或 γSV 作為(wei)與有機(ji)物發生(sheng)化(hua)學反應(ying)的(de)結果(guo) 覆蓋(gai)在(zai)(zai)土壤(rang)顆粒上，而不(bu)僅僅是(shi)由(you)于(yu)減(jian)少 在(zai)(zai)廣泛假設的(de) γLV 中(zhong)。

圖 4 水滴滲透時間 (DPT)，2:1 w : w 2 小時 用于 Desert-1 和 沿海 1 土壤。 誤差(cha)(cha)棒顯(xian)示重復的(de)(de)標準偏差(cha)(cha) 滴。 小寫(xie)字(zi)母(mu)給出(chu)了兩側(ce) t 檢(jian)驗的(de)(de)結果。 不同字(zi)母(mu)表示均值在 P ? 0.01 顯(xian)著性水平。

我(wo)們的(de)結(jie)果與廣為接受的(de)邏(luo)輯范(fan)式相(xiang)矛盾(dun)，即 來自土(tu)壤(rang)的(de)表面(mian)活性(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)將有(you)助(zhu)于(yu)潤濕(shi) 排斥土(tu)壤(rang)。 因(yin)此(ci)拒絕檢驗(yan)的(de)假設。 需要(yao)注意(yi)的(de)是，在(zai)標(biao)準 WDPT 測試條件下， 與這里(li)采用的(de)提取方法相(xiang)比(bi)， 水滴體(ti)積(ji)與土(tu)壤(rang)表面(mian)積(ji)之比(bi)要(yao)小得多 表面(mian)活性(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)溶解速度為 預(yu)計會(hui)更慢（由于(yu)沒有(you)主(zhu)動(dong)搖晃(huang)）。 因(yin)此(ci)，這些實(shi)驗(yan)給出了最大的(de)可能(neng)性(xing)(xing) 釋放(fang)的(de)表面(mian)活性(xing)(xing)化合物(wu)(wu)對(dui) DPT 的(de)影(ying)響，以及 然而，沒有(you)注意(yi)到任何(he)影(ying)響。 因(yin)此(ci)可以得出結(jie)論(lun)，如(ru)果 化學(xue)(xue)控制(zhi)排斥性(xing)(xing)土(tu)壤(rang)的(de)潤濕(shi)動(dong)力學(xue)(xue)， 理解化學(xue)(xue)取決(jue)于(yu)固體(ti)有(you)機(ji)物(wu)(wu)的(de)關鍵 物(wu)(wu)質(zhi)相(xiang)而不(bu)是溶解的(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)，或者(zhe)， 也許還有(you)其(qi)他尚未(wei)確定(ding)的(de)機(ji)制(zhi)。

從(cong)此處提(ti)供的(de)數據可以明(ming)顯看(kan)出，并非所有表面(mian)(mian)(mian) 活性材料在(zai)(zai)濕潤排(pai)(pai)斥土(tu)(tu)壤的(de)能(neng)力方面(mian)(mian)(mian)是相同(tong)的(de)， 盡管(guan)具有相同(tong)的(de)表面(mian)(mian)(mian)張力（即土(tu)(tu)壤提(ti)取物與(yu) 乙醇溶液）。 之前(qian)也有類似(si)的(de)結論(lun) 在(zai)(zai)一項(xiang)關于人工表面(mian)(mian)(mian)活性劑在(zai)(zai)穩(wen)定(ding)的(de)排(pai)(pai)斥性土(tu)(tu)壤中(zhong)的(de)滲透研(yan)究(jiu)中(zhong)（Feng 等人，2002 年(nian)）。 在(zai)(zai)該研(yan)究(jiu)中(zhong)，聲稱 各種(zhong)表面(mian)(mian)(mian)活性劑不同(tong)程度地被土(tu)(tu)壤吸附(fu)， 吸附(fu)導致滲透表面(mian)(mian)(mian)活性劑溶液的(de) γLV 增加，從(cong)而減少其對接觸角(jiao)的(de)影響(xiang)。

對于(yu)五(wu)種測試土(tu)壤中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)四種，鹽(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)無機鹽(yan) 溶(rong)液和土(tu)壤提取物(wu)似乎有助于(yu)增(zeng)加 在 DPT 中(zhong)(zhong)(zhong)與純(chun)水相比（圖(tu) 3、4）。 鹽(yan)可以 通(tong)過離(li)(li)子(zi)(zi)-水相互作用可能(neng)會影響(xiang)液滴滲(shen)透時間，從(cong)而(er)導致(zhi)附近水的(de)(de)(de)(de)強(qiang)靜(jing)電排序(xu) 分(fen)子(zi)(zi)。 然(ran)而(er)，我們發現兩者之間沒有明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)關系 DPT 和溶(rong)液鹽(yan)含量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加（表示為離(li)(li)子(zi)(zi) 圖(tu) 5 中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度）。 另一種可能(neng)性是(shi)鹽(yan)會影響(xiang) 結合的(de)(de)(de)(de)有機物(wu)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)構型是(shi) 負(fu)責排斥，導致(zhi) DPT 增(zeng)加。 這些 推測需要進一步測試，目(mu)前正在接受 調查。

圖5 液滴穿(chuan)透時間（DPT）的(de)差異 鹽(yan)溶(rong)液和水(shui)，與鹽(yan)的(de)離子強度 解決方案。

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