土体的冻结温度是指土中的流体（水）发生相变时的温度，是土体是否冻结的重要特征指标。在寒区工程建设、人工冻结施工以及数值模拟计算中，冻结温度都是必不可少的最基本参数。其中，在多年冻土区以及季节性冻土区，石油通过管道运输过程中受到外界因素的影响诱发石油泄漏并造成管道周围土体受到污染。管周土的冻结温度和石油污染土的冻结温度为寒区石油管道与冻土热互作用计算和环境定量评价最基本的参数之一，是判断管周土或者管周石油污染土冻结与否的重要指标

目前的冻结温度测试手段能比较精确地测定高含水量土体的冻结温度。但对于低含水量或受到石油污染的土体，其冻结温度不易精确测量。因此，寻求新的手段测定冻结温度显得十分迫切。

近日，中国科学院西北生态环境资源研究院李国玉研究员和张军博士等基于电阻测定冻结温度的方法，结合土样的降温曲线精确测定了低含水量以及受到石油污染土体的冻结温度（如图1所示）。这种测试方法为低含水量以及石油污染土体冻结温度的测量提供了新的方法。

研究发现，相比传统的测试方法，基于土体电阻变化并结合土体的降温曲线的方法可以有效且准确测定低含水量条件下冻结石油污染土的冻结温度。研究发现，细颗粒土壤的水/油混合顺序强烈影响着冻结温度，土-水-油系统的冻结温度低于土-油-水系统的冻结温度。而对于粗颗粒土壤（砂土），这两种系统的冻结温度没有明显差异。含水量小于15%时，含油量的变化对冻结温度的影响最为显著；随着含水量的增加，冻结温度逐渐增加，直至趋近于0°C。在含油量为5%时，含油量对冰点的影响较大。随着含水量的增加，含油量对冰点的影响逐渐减小。在水、油含量相同的条件下，土壤的冻结温度随粒径的减小而减小。

研究成果以“A novel freezing point determination method for oil–contaminated soils based on electrical resistance measurement and its influencing factors”为题发表在Science of the total environment期刊。

该研究获第二次青藏高原科学考察研究项目（2019QZKK0905）和国家自然科学基金等项目资助。

图1 基于电阻变化冻结温度测试仪器和样品示意图

图2 土样的温度、电阻、温度变化速率以及电阻变化速率与时间的关系曲线