基于CT扫描的微塑料对砂壤土孔隙结构的影响研究

【目的】探究微塑料对砂壤土孔隙结构的影响，为土壤新型污染物微塑料的防治提供科学依据，也对应用CT扫描进行土壤结构与土壤质量评估提供借鉴与指导。【方法】采用室内土柱模拟方法和计算机断层扫描技术，对CK（未赋存微塑料的空白组）和M（赋存2%浓度聚丙烯微塑料的试验组）处理进行了三维土壤孔隙结构的可视化分析和孔隙特征参数的测定。【结果】聚丙烯微塑料显著影响砂壤土孔隙结构。通过对三维孔隙结构可视化研究发现，CK中土壤孔隙分布较为均匀，出现明显下沉且纵向连续性强，而M处理中土壤孔隙破碎化程度高，连通性较差；且CK中土壤孔隙度为4.98%，M处理中土壤孔隙度只有3.79%。聚丙烯微塑料赋存条件下土壤孔隙数量与孔隙体积分布随土壤深度发生变化。在土柱0~4 cm深度范围内，土壤孔隙总数量表现为CK＞M处理，M处理中土壤孔隙总数较CK降低了73.02%，且二者的孔隙数量差异随土壤深度的增加而逐渐增大；土壤平均孔隙体积表现为CK（1 709 mm3）＞M处理（1 235 mm3），且相较于CK，M处理的大体积土壤孔隙数量占比有不同程度的降低。聚丙烯微塑料对砂壤土孔隙形态特征产生了影响。随着土层深度的增加，CK的孔隙成圆率趋于平稳，孔隙更接近圆形；但孔隙平均当量直径却表现为M处理＞CK，M处理的平均当量直径均随土壤深度的增加呈逐渐上升的趋势。【结论】聚丙烯微塑料的赋存影响了砂壤土孔隙结构并降低了土壤孔隙度，对土壤孔隙数量和形态特征也产生了一定的影响。