Bioimpedanssilaitteiston käyttö

EIS-100 -laitteella määritettyjä veden ominaisuuksia eri lämpötiloissa impedanssifunktion f(Z) avulla

  • Lämpötila-alue 0 – 20oC: veden tiheyden lisääntyminen +4oC lämpötilassa (ektrapolaatio kulmakertoimien k1 ja k2 avulla) sekä veden jähmettyminen veden kolmoispisteen (+0.01oC) alapuolella.
  • Lämpötila-alue -20 – 0oC: veden esiintyminen sekä vesi-jää -seoksena että jäänä. Impedanssifunktion vaihteluväli lämpötilavälillä (-20oC – 0oC) on 30 kertainen verrattuna impedanssifunktion vaihteluväliin lämpötilavälillä (0oC – 20oC) ja tämän kuvaajan vaihteluväli on merkitty katkoviivoilla vasemman puoleisen kuvaajan alapuolelle.

EIS-100 -laitteella määritetty veden käyttäytyminen mullassa eri lämpötiloissa impedanssifunktion f(Z) avulla

Veden faasimuutoksien aiheuttamista vaikutuksista f(Z)-tasoon lämpötilan muuttuessa, kun kasvualustana on orgaaninen kasvumulta (vrt. viereinen kuva). Vertailun vuoksi veden f(Z)-taso on merkitty katkoviivalla ja maa-aineksen perustaso (T=22oC) ”◊”-merkkijoukolla. Kun maa-aineksen lämpötila on laskenut tasolta -3oC tasolle -8oC kuvattu ”○” -merkkijoukolla, f(Z)-taso ei ole vakioitunut ja maa-aineksessa oleva vesi on sekä nesteenä että kiinteänä. Lämpötilan laskiessa tasolle T= -9oC tapahtuu f(Z)-tasoissa voimakas kasvu, minkä jälkeen seuraa vakioituminen, jota kuvataan ”⧠”-merkkijoukolla. Siirros tarkoittaa, että maa-aineksessa oleva vesi on nyt jäätynyt kokonaan, mitä indikoi 46 kertainen f(Z)-tason nousu, kun vertailutasona käytetään katkoviivalla merkittyä veden tasoa.

EIS-100 -laitteella määritetty veden käyttäytyminen porkkanassa eri lämpötiloissa impedanssifunktion f(Z) avulla

Veden ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa lisäämällä siihen suoloja tai sokereita, jolloin seoksesta käytetään nimitystä elektrolyyttiliuos. Tällaisia vesipohjaisia elektrolyyttiliuoksia löytyy muun muassa biologisista näytteistä kuten esimerkkinä olevasta porkkanasta (vrt. kuva). Kun lämpötila laskee alle nollapisteen, niin nesteenä oleva elektrolyyttilioksen impedanssifunktion kuvaaja  lähtee -2.5oC alapuolella jyrkkään kasvuun, mikä voidaan tulkita kiinteä faasin ilmaantumisesta elektrolyyttiin, mikä hidastaa ionin liikettä ja nostaa tätä kautta f(Z)-tasoa. Varsinainen lopullinen jäätyminen tapahtuu lämpötilan alittaessa -9oC, jolloin f(Z) vakiintuu tasolle, joka on noin 68 kertaa suurempi kuin katkoviivoilla merkitty veden f(Z)-taso.