雾滴沉积deposition of droplets

农药雾滴向靶体上沉降和附着的运动过程。雾粒沉积过程受多种条件的影响。了解雾滴沉积运动的特征。有助于选择正确的农药使用技术和制订施药作业规程，以提高农药的有效使用率，减轻或消除农药对环境的污染风险。
简史 早在19世纪后期就已发现，简单的泼洒施药法，药剂沉积不均匀，防治效果很差。后来又发现由于沉积率不高，喷到果树上的无机砷杀虫剂大量流失到地面上对土壤造成污染，导致美国于1910年建立了第 一个杀虫剂管理法，“联邦杀虫剂管理法(FTA)”。对砷素杀虫剂的使用加以限制。1922年飞机用于喷撒农药后，雾滴的大范围飘移所产生的农药污染问题更日益引起关注。这些问题均与雾滴的沉积特性有关。对于雾滴沉积特性的研究，须借助于流体力学、空气动力学以及气溶胶力学的研究方法和有关理论。而雾滴在物体表面上的附着则与表面化学及界面物理化学的基础研究相关。在开拓这些边缘科学研究方面，约输斯通(D.R.Johnstone)、弗米奇(C.G.L.Furmidge)、布伦斯齐尔(R.T.Brunskill)以及耶茨和阿克森(WesleyE.Yates and Norman B.Akesson)等人所做的大量研究工作，奠定了基础。50年代以来由于低容量和超低容量喷撒技术的迅速发展，细雾滴和超细雾滴的运动和沉积特性受到特别重视。研究发现了生物体对不同细度雾滴具有选择捕获能力，并于70年代中提出了生物最佳粒径学说。随后，雾滴在作物群体中的沉积分布模型的研究引起了广泛的兴趣。查明农药雾滴在各种类型的作物丛中的典型沉积分布模式，对于发展科学的使用技术有重大指导作用。80年代以来，这项研究的重要性使国际上许多农药公司也纷纷建立了专门的试验室和试验站进行了大量研究。英国的帝国化学公司(ICI)，还因此而开发成功一种有很高沉积效率的静电喷雾机(electrodyn)。中国从80年代初开始系统地研究农药雾滴沉积分布特性，并发现了雾滴在叶部沉积时的叶尖优势现象以及烟微粒在植物上沉积时的热致迁移效应。
沉积方式 有三种方式： ❶沉降沉积(sedimenta-tional deposition)。粗雾滴垂直降落到表面上的沉积方式。雾滴直径大于200微米时，沉降3米高度所需的时间小于4.2秒。沉降沉积方式在阔叶作物的平展叶上沉积率较高。但沉积量的多少则与雾滴在叶上的粘附能力以及叶面的承载能力有关。粗雾滴在叶面上如果润湿性能差，则雾滴很容易滚落； 此外粗雾滴还容易发生不同程度的弹跳现象(bouncing)(见图1)。

图1 雾滴弹跳现象

(据B.W.Young,1980)

滚落和弹跳均不利于沉降沉积。粗雾滴也容易发生互相凝并，从而更容易发生滚落。如果药液润湿性能太强，由于药液容易展开，因而容易从叶面流失。
❷撞击沉积(impactional deposition)。雾滴因与表面发生撞击而沉积到表面上的沉积方式。这主要指在垂直表面上的沉积，特别是禾本科植物的直立叶和松柏科植物的针叶。在作物茎秆上的沉积也通过撞击作用而发生。在垂直面上发生的撞击沉积，雾滴须具有足够动能，特别是细雾滴，其动能应足以克服空气的阻力并足以克服近表面层气流的偏流对雾滴沉积的影响(图2)。

图2 雾滴的撞击沉积
(据J.J.Spillman,1980)

撞击沉积效率可用撞击参数P表述如下：

式中 D为靶体表面宽度或直径（厘米）; d为雾滴直径（微米）;为雾流对于靶体的流速(厘米/秒);ρ为雾滴密度(克/厘米³);η为空气粘度(帕· 秒)。因此在细、狭的靶体如窄叶、针叶、细枝、毛和刺，昆虫触角等表面上，撞击沉积的效率比较高。
❸静电诱导沉积。带静电荷的雾滴在接近表面时，诱导表面产生相反电荷，在两种相反电荷之间产生的引力使雾滴撞击到靶体表面上而形成沉积。静电诱导沉积可显著提高沉积效率并减少雾滴脱靶的机率。
研究方法 雾滴沉积的检查和定量测定以及运动和沉积过程的研究方法，由于雾滴细，常须采用特殊手段。❶图像分析法。采用图像仪可以获得雾滴在靶面上沉积状况的详细数据，包括雾滴尺寸、沉积密度、雾滴之间的距离以及雾滴对靶面的覆盖面积及百分率等。
❷荧光示踪法。可以获得比较直观的效果。希默尔(C.M.Himel)采用的荧光颗粒法(FPs)，除了直观效果外，并可对雾滴尺寸及沉积量作定量分析。
❸比色法。选用适当的有色试剂加入喷雾液中，采取比色法来估测沉积量和沉积密度（计数）。此法灵敏度不如荧光法。
❹气相色谱法。此法可以直接检测药剂的沉积率，但不能检测沉积密度和覆盖率。
❺镜检法。直接用显微镜或扫描电镜观察靶体表面上的雾滴沉积状况。此法可以直接观察雾滴在表面上的存在状态。
❻高速摄影法。利用高速摄影机可以观察并记录雾滴在沉积运动过程中的行为和状态，提供动态的记录。
❼中子活化测定法。采用氯化镝，用中子活化技术可以检测极微量的沉积物。
❽全息摄影技术。可以观察并记录雾滴在空间的立体分布状态。
❾其他方法。如红外线摄影技术，可以考察雾滴在全田的总体分布状况。(见彩图65～ 67)