离子界面反应对土壤孔隙状况的影响机制

[目的] 分析不同价态离子对土壤颗粒表面电荷性质、颗粒间净作用力的变化规律,阐明离子界面颗粒的相互作用对孔隙状况的影响机制。[方法] 利用工业CT扫描技术,对不同价态离子条件下的土壤孔隙状况进行测定,并分析了其形成的土壤孔隙特征差异。[结果] ①Mg²⁺体系下土体中孔隙数量远大于Na⁺体系孔隙数量,为其1.43倍,其中,＞1 mm孔隙数量分别占1.43%,1.06%。②Mg²⁺,Na⁺体系土体中＞1 mm土壤孔隙体积占所有孔隙体积比例分别为50.4%,40.2%;而且,Mg²⁺体系下土体中＞1 mm土壤孔隙体积是Na⁺体系的1.42倍,Na⁺,Mg²⁺体系土体中土壤孔隙度分别为2.06%,2.35%。③随着Na⁺,Mg²⁺浓度升高,紫色土的表面电位分别从-391.7 mV降至-96.7 mV,从-167.3 mV降至-67.0 mV。在相同浓度下,紫色土表面电位(绝对值)表现为Na⁺大于Mg²⁺。④随着Na⁺,Mg²⁺浓度的升高,土壤颗粒间净作用力呈减小规律,在同一浓度下,Mg²⁺体系下紫色土颗粒间静电斥力小于Na⁺体系,同时,在Na⁺,Mg²⁺体系下,紫色土胶体颗粒间表现为净引力的临界浓度值分别为0.1 mol/L,0.005 mol/L。[结论] Na⁺,Mg²⁺通过改变紫色土颗粒表面电荷性质,进而引起土壤颗粒间相互作用力发生变化,最终影响土壤的孔隙状况。