土壌酸素センサー

土壌酸素センサーMIJ-03

溶存酸素センサーとMIJ-03土壌酸素センサーとの違い

溶存酸素センサー
水中に溶存している酸素、溶存酸素を測定するセンサー。
過飽和を除く通常の測定範囲は0〜20mg/L、ppb単位の計測。
恒常設置の場合は電極の汚染に注意。

MIJ-03土壌酸素センサー
土壌は冠水することは稀なので、溶存酸素センサーでは測定ができない期間が長すぎることを解消するために開発された酸素センサー。電極と土壌が直接接触しない構造なので、ノーメンテ、恒常設置が可能。
通常の測定範囲は0〜20.9%。土壌内酸素は大気中酸素の20.9%より高くなることは無い。
特例的に田んぼは冠水時期や水を抜く時期があり、1年を通して計測する場合は溶存酸素センサーと土壌酸素センサーを一緒に使うことが多い。

特徴

土壌酸素濃度を長期にわたり連続して計測する事ができます。

・センサー周辺が雨水で飽和してしまっても、機械的に溶存酸素の気相換算値として出力します。

・スパン校正は大気中の酸素濃度(20.9%)にて実施可能、ゼロ校正は不要です。

・電力は不要です。

2006年開発以来、日本のみならず世界で使用されているロングセラー品

Soil Oxygen Sensor MIJ-03: 2006年に開発し日本のみならず海外の研究者達が使用しています。

土壌中の酸素と言えば、酸化還元電位ORPの測定と混同されがちですが、本センサーで計測するのはO2という分子の形をした酸素の濃度、もしくは土壌水、(降雨後など、しゃぷしゃぷの土壌)の場合には土壌水中のO2と物理的に平衡した気相換算値となります。土壌中に解離したイオン類は一切検出しません。
光量子の強度と植物近辺の土壌酸素が逆相関の関係にあることが、このセンサーで確認でます。

植物の健全な成長には根呼吸が大きな影響を与えるとされています。MIJ-03土壌酸素センサーは土壌内 の酸素濃度をオーダーで検出します。通常は鉛直方向に数十cm間隔で複数個を埋設して使用し、酸素 の鉛直プロファイルを計測する用途に用いられますが、植木鉢などの場合には1個ずつ設置するという使 い方も可能です。

Figure 1.
pFと同時計測。潅水を要因とした変動はありますが、急激ではない点が面白いです。

Figure 2.
北海道北部での計測データO2、CO2、PARの計測

仕様

測定原理 ガルバニ電池+ ガス透過膜方式
形状 φ40、全長78 mm (ケーブルグラントは約50mm
出力 約45~65mV(at 20.9%O2時)
重量 約220 g(ケーブル含)
ケーブル長 約5m(+/白, -/黒, シールド付)
温度特性 相対湿度100%, 酸素濃度20.9%時, 20.8% at 5℃, 19.4% at 40%

相対湿度0%, 酸素濃度20.9%時, 検出できず(影響なし)

使用温度 0~40℃

MIJ03使用参考例:

大豆作圃場での土中水分・酸素濃度の降雨応答
(Observed response of soil moisture and O2 concentration to rainfall events in a soybean field)
土中に敷設された廃棄物最終処分場キャッピング用複合シートのガス透過性実証実験
(Gas Permeability of Hybrid Geosynthetics for Landfill Cap Cover Installed in the Underground)
ガス透過性防水シートの適応に関する検討
自然的原因による重金属汚染の対策技術の開発
ガス透過性無粋シートの開発と除染廃棄物仮置場への適用
Development of Gas-permeable/Waterproof Sheet and Its Application to temporary Storage Site for Decontaminated Waste
低圃場負荷地下かんがい・排水システムの開発
Dry Cover Method to Prevent Acid Mine Drainage Generation in coal Mine Site: Oxygen and Water Behavior
Field Measurement
Relationship Between Short-Term Compression Strength and Transmissivity Properties of Geonets
Comparative field experiment on gas permeability of cover sheets for temporary storage sites of
decontamination waste
Effects of Additional Layer(s) on the Mobility of Arsenic from Hydrothermally Altered Rock in Laboratory
 Column Experiments
Effects of application of lime nitrogen and dicyandiamide on nitrous oxide emissions from green tea fields
Appendix O NOEF Closure Monitoring System Report
Capabilities and limitations if DGGE for the analysis of hydrocarbonoclastic  prokartyotic communities
directly in environmental samples