【技术指导】土壤污染物沉降速率计算公式及2个沉降速率经验参数

本文章主要提供两个沉降速率的经验值，一个沉降速率V的计算公式，还有几个关于土壤中重金属的小知识。

土壤中重金属的来源主要是大气沉降。有研究表明在旱地，大气沉降、施肥均会带来一定量的重金属输入，水稻田的重金属来源是大气干湿沉降、施肥和灌溉。

颗粒物的沉降分为干沉降和湿沉降。一般来说，大气中颗粒物沉降量中湿沉降占80-90%，干沉降仅占10-20%。

颗粒物的沉降具体到计算中常涉及到沉降速率。沉降速率V是一个难以测定的值，沉降速率V与许多变化的因素有关，如颗粒物粒径大小、气象状态、大气稳定度、相对湿度、风速、沉降面特征等，其中颗粒物粒径大小起着至关重要的贡献。

沉降速率的计算公式：

颗粒物沉降速度可应用斯托克斯定律求出：

式中V：表示沉降速度cm/s；

g：重力加速度，cm/s2；

d：粒子直径（直径取0.1μm），cm；

ρ1、ρ2：颗粒密度和空气密度，g/cm2（20℃空气密度为1.2g/cm2）；

η：空气的粘度，Pa·S（20℃空气粘度为1.81×10-4Pa·S）

该公式来自《生活垃圾焚烧发电厂烟尘中重金属沉降对土壤环境影响评价方法探讨》（【环保科技】2013年第2期 作者：徐玮、李燕、李敏），该论文列出的公式参考文献是：《环境化学》（王晓蓉，南京大学出版社，1993）。

备注：斯托克斯定律：斯托克斯定律(Stokes Law，1845)是由英国科学家乔治·斯托克斯(1819.08.13—1903.02.01)推导出，具体定律是指半径为r的小球在黏度为η的流体中以速度v运行时，小球受到的粘滞阻力为f=6πηrv，即在与粘滞力相比，惯性力可以忽略的情况下斯托克斯导出的阻力表达式。

斯托克斯定律的应用：沉降分离和离心分离

沉降速率的两个经验参数：

1、Yun等人（2002）在韩国的小城市Kunpo所做的研究中计算得到小颗粒物的沉降速率低于0.4cm/s。

该沉降速率的参考文献如下所示：

2、铅尘沉积速率0.007m/s，来源：西北铅锌冶炼资源综合利用项目

关于重金属污染的小知识：

1、空间分布上，大气重金属沉降量表现为北方燃煤城市大于南方城市，城市明显高于郊区，而且不同功能区的大气重金属污染也具有明显差异性，一般工业区>综合区>交通区>居民区>郊区。

2、张乃明对太原市的研究表明，不同类型区大气污染状况与大气沉降输人土壤中重金属累积顺序一致均为工矿区>城区和近郊区>风景区>远郊区。

3、Rossini等对威尼斯泻湖地区大气干湿沉降中重金属沉降量研究，发现城市区和工业区重金属Cd、Cu、Ni、Pb和Hg的沉降量是偏远地区的3~4倍。

来源：伯益说