蒸汽漂移和倒转之间的关系是什么?

贴在

关于Tom Wolf (Nozzle_Guy)

Tom Wolf在萨斯卡通,SK,在喷洒行业有32年的研究经验。他在曼尼托巴大学获得植物科学的BSA(1987)和M.Sc。(1991),俄亥俄州立大学的农学博士(1996)。汤姆专注于以研究为基础的实用建议,以提高生产者的效率。

请按查看所有帖子汤姆·沃尔夫(Nozzle_Guy).

漂移症状可能需要几周的时间才能发现,为了找出原因,人们需要在有问题的应用过程中重建情况。风向是最容易的。但当我们考虑到反转、波动性、平静条件和其他用于解释农药运动的因素时,它很快就会变得相当混乱。

让我们回顾一下农药是如何以及为什么移动的。

农药脱靶的主要方式有六种。

  1. 应用时液滴漂移;
  2. 使用时或之后的蒸汽漂移;
  3. 施用后农药在水中的移动(降水或径流);
  4. 施用后可从植物表面清除残留物;
  5. 施用后含有土壤运动的农药;
  6. 农药残留喷洒到其他地点。

每当我们在不属于杀虫剂的地方发现杀虫剂时,通常首先是由这种除草剂特有的植物症状表现出来的,我们需要找出可能的原因,并采取措施防止这种情况再次发生。我们将重点关注上述列表中的前两项,因为这两项是最常见的。

液滴漂移:喷雾喷嘴产生的液滴大小从5 μ m到1000 μ m不等,有的可达2500 μ m。所有的喷嘴,甚至是推荐用于dicamba应用的古老的低漂移喷嘴,其体积的一小部分是可漂移的液滴,例如,小于150 - 200µm。对于低漂移的喷雾,这一比例确实很低,仅占总喷雾体积的几个百分比。对于传统的喷嘴,如果使用高压,可漂移的比例可能是10 - 20%或更多。

微小的液滴本身没有能量,随着它们被释放到的气团移动。如果有风,它们会顺风移动。如果空气是湍流的,它们就会上下移动。如果大气是稳定的,浮力部分就会停留在空中并集中。所以为了了解它们的运动,我们需要了解大气。

蒸汽漂移:有些化学物质本身就是挥发性的。这意味着它们会根据温度自行从液相或固相转变为气相。水就是一个很好的例子,它的挥发性很强。它也可以升华,这意味着它可以直接从固体转化为蒸汽,而不经过液相。一个例子就是冷冻烧伤,在冷冻烧伤中,冰块由于水以蒸汽的形式逸出而收缩。

挥发性农药也可以升华。当降落在叶子或土壤上时,一滴的很大一部分被吸收或吸附。一些部分可能在叶子表面干燥。剩余的固体在施用后可以挥发(形成蒸汽)数小时或数天。蒸发率由两个因素驱动:(a)大气中物质的背景蒸汽压,以及(b)化学物质所处物体的表面温度。对于水,大气蒸汽压可表示为相对湿度。当大气中已经充满水时,液滴蒸发速度较慢。

农药蒸发主要由表面温度驱动。空气中农药的本底浓度远低于饱和浓度,且无影响。农药蒸发不受相对湿度的直接影响,因为蒸汽压彼此独立。换句话说,不管相对湿度是30%还是100%,大多数活性成分都会以相同的速率蒸发(事实上比这要复杂一点)注意在蒸发在本文的底部)。孩子们,这会在测试中。

通过选择低挥发性的杀虫剂,以及在凉爽的天气使用,可以将蒸汽损失降至最低。我们还需要看天气预报,明天或后天天气预报炎热时,要避免喷洒。

有时降雨会影响水蒸气的损失,促使农药释放到大气中。这种行为可以用化学物质的亨利定律常数来预测。

反转:湍流有两种类型,机械性和热力性。机械性乱流是空气在穿越地形时遭遇摩擦造成的。更高的物体和更强的风导致更大的机械乱流。这种湍流产生了小涡流,使得不同的大气层相互交流,并将动量和内容上下传递。更多的机械湍流意味着更多的混合,更多的沉降和稀释污染物。换句话说,随着更大的机械湍流,漂移粒子的顺风影响减小。机械乱流发生在有风的时候,无论白天还是晚上,它往往会抵消热乱流。

热湍流比机械湍流对污染物的扩散作用更强。在太阳加热地球表面的驱动下,低层大气的温度要比高层大气高得多。通常情况下,你走得越高,大气就越冷(大约为1°C/100米,称为干燥绝热递减率),但在阳光充足的时候,梯度更大。换句话说,它冷却得更快是因为地面的空气更温暖。

热效应使大量空气上下移动,我们称之为“an”不稳定或者一个动荡不安的的气氛。当气团上升或下降很远的时候,我们会得到一种强大的稀释效应,这通常与微风有关,但在平静的条件下也会发生。不稳定的大气层非常善于驱散漂移,使其顺风影响最小化。这种情况只会发生在白天,在阳光下最强烈,晚上几乎不会发生。

顺便说一下,a中立的当空气随高度冷却的速率等于上面所述的绝热直减率时,大气就产生了。中性大气可能出现在下雨前的多云天或刮风的夜晚。中性大气中没有热效应,唯一的扩散是由于机械乱流(多风条件)而发生的。

A.稳定的气氛(反演)发生在没有太阳能加热土壤的情况下。换句话说,它只能发生在太阳在天空中很低或在晚上。在这种情况下,土壤冷却,冷的土壤使附近的空气冷却。因此,气温随海拔升高而升高。由于空气随海拔升高而冷却是正常的(在前面提到的干燥绝热重叠率下),温度剖面现在是……倒转的。因此才有了“倒置”这个名称。要清楚的是(孩子们,把这个写下来,考试里有),逆温描述的是一种(潜在的)温度随海拔上升的大气状态。就是这样。这种情况在白天很少发生,但在晴朗平静的夜晚很常见。(顺便说一句,“潜在温度是根据其随高度的正常冷却速率调整的温度。” To have thermal effects, the rate of cooling needs to be different from this rate.)

大气被称为稳定的,因为没有热混合。航空包裹留在原地。悬浮的颗粒,如小液滴,会留在原地。飘浮的云集中而有力。如果你生火,烟就会冒出来。凉爽、稠密的空气靠近地面,向侧面移动非常缓慢,可能像水一样在斜坡环境中流向下坡。这种情况是危险的,因为它可以将农药颗粒或蒸汽移动很远,而不会被稀释或分散。另一个危险是,夜间相对湿度较高,延迟了水滴的蒸发。他们保持有效。

总而言之:农药在大气中移动,并被机械湍流,特别是热湍流迅速稀释。这就是为什么我们喜欢在阳光明媚的日子里,在微风吹拂的情况下使用喷雾剂,这会使产品朝着可预测的方向移动,并迅速稀释沿途的任何漂移。我们通过通常的措施,如使用低吊杆、防护罩、缓慢的行驶速度和较粗糙的喷雾,将颗粒漂移降至最低。我们避免在炎热天气或之前喷洒挥发性杀虫剂,以最大限度地降低蒸汽漂移的风险。当大气稳定(逆温)时,我们不使用杀虫剂,这通常意味着在晴朗的夜晚,从日落前到黎明后。

好了,这就是基础。现在让我们探讨一些常见的问题。

  1. 所有的农药都能以颗粒和蒸汽的形式移动吗?所有通过喷嘴雾化的农药都可以像颗粒一样移动。只有被认为“挥发性”的农药才能形成大量的水蒸气并以这种形式移动。麦草畏是不稳定的。新的dicamba配方,如Xtendimax, FeXapan和Engenia比旧的配方挥发性小得多,但它们仍然能够以蒸汽的形式移动。草甘膦和许多其他农药不被认为是挥发性的,也不知道会导致水蒸气漂移。
  2. 倒置只是迪坎巴的问题吗?反转对所有杀虫剂的液滴漂移影响相同。关键区别在于任何给定的液滴或蒸气云所能带来的伤害程度。麦草畏能以极低剂量危害传统大豆、许多蔬菜作物和许多树木和灌木。这意味着,即使是微弱的逆温或少量的漂移也会对远距离造成极大的危害。相比之下,大多数其他产品在如此小的剂量下对我们的大多数作物没有那么大的危害(请原谅,我是一般性的)。微量可能永远不会被注意到,但它们确实存在。麦草畏让我们注意到这些微量。
  3. 水蒸气的漂移仅仅是反向的吗?不,尽管在倒置的情况下,它的运动更具破坏性。在炎热的天气里,当树叶或土壤表面含有挥发性物质时,在最近喷洒过的树冠上方就会形成蒸汽飘浮云。在晴天(无逆温),这种蒸汽可能会在下风向迅速消散,造成的损害随着距离增加而减小,相对于非目标植物的敏感性。但临近傍晚时,随着太阳落山和大气变得稳定,消散(由热湍流引起)结束。现在,作物上方残留的蒸汽云不再被稀释,可能会根据土地的坡度或非常温和的晚风向一个不可预知的方向移动。这种移动可能非常显著,在某些情况下会延伸数英里,并可能在沿途造成伤害。
  4. 使用后多久会出现蒸汽漂移?在大多数情况下,由于农药被植物吸收、代谢、转化为非挥发性形式等原因,蒸汽损失迅速减少,并可能在几天内消失。对于某些产品来说,一场小雨会释放出一波新的蒸汽漂移,因为这些产品更愿意成为蒸汽而不是溶解在水里,这符合亨利常数定律。
  5. 有些产品会比其他产品走得更远吗?是也不是,但基本上不是。喷雾漂移是由大气中液滴行为所控制的物理过程。液滴的直径决定了它的质量,而质量控制了液滴沉淀到地面的时间。溶解或悬浮在液滴中的物质对这种行为没有影响。但有两个关键的例外需要考虑。首先,我们知道一些配方比其他配方产生更多的细液滴,即使通过相同的喷嘴雾化。小水滴越多,在任何给定的距离上都会造成更大的漂移损害,并在顺风方向进一步延伸。其次,一些配方改变了水滴蒸发的速度。因此,顺风移动的水滴可能收缩得更快,实际上使它们更容易漂移,并导致它们进一步顺风移动。相同大小的液滴漂移相同的距离,但液滴大小会发生变化。 Question for the final: If you spray dicamba and glyphosate on the same day using the same nozzle, and the formulation has no impact on droplet size or evaporation, which one drifts further over a soybean crop? The answer is at the bottom of this article.
  6. 平静的环境是否表示反转?逆温定义为温度廓线,而不是风况。但这两者是相关联的。逆温最明显,在无风条件下持续时间最长,因为它抑制了大气混合,逆温确实阻止了有风的上层大气到达地面。但在气氛不稳定的中午,它可能是平静的。平静的状态消除了机械湍流,因此减少了喷雾云的分散。风平浪静的条件也是不受欢迎的,因为风平浪静之后的风通常在方向、力量或持续时间上都是不可预测的。所以在完全平静的时候喷洒并不是个好主意,即使是在阳光灿烂的日子。
  7. 白天会发生反转吗?是的,但这是罕见的。有时一个巨大的冷空气团进入一个区域,比如说从一个凉爽的水体,将热空气推到其上方。因此从技术上讲,地面的空气比其上方的空气要冷,从而抑制了通过该覆盖层的扩散。另一种情况是在蒸腾植物冠层顶部形成的逆温层水平面是温暖的,在作物蒸发叶子水分的地方突然冷却。空气温度随海拔升高而升高,然后根据预期的轮廓再次冷却。因此,我们有一个薄层,其中垂直混合受到抑制。这在土壤水分充足的密密、厚的檐篷中最常见在热天。
  8. 每晚都有反转吗?不。云层的覆盖抑制了土壤的快速冷却,土壤层的空气保持温暖的时间更长。风将冷气层和暖气层混合在一起,形成一个更中性的状态。逆温极有可能发生在晴朗无风的夜晚。最近来自密苏里州和北达科他州的逆温频率数据显示,逆温发生在大多数夜晚,但频率取决于位置。
  9. 漂移可以消除吗?是的,我们可以通过将喷雾雾化成小滴(或者,对于干燥的土壤活性产品在载体颗粒上),使其大到足以抵抗风的移动,来消除喷雾漂移。我们需要确保绝对不会产生微小的液滴或颗粒,而且它们在应用后不会脱落。这就需要不同的雾化器和更大的水量,可能还需要新的佐剂。有些人会说,通过使用护罩或空气辅助来保护微小的液滴也可以消除漂移,但同样,这种保护需要是100%的。漂移控制还没有成为这些技术开发和应用的足够高的优先级。不使用挥发性产品可以消除蒸汽漂移。

农药在大气中的运动是复杂的。但是农药的移动不仅仅是由于水蒸气或液滴的漂移。在调查受影响的领域时,考虑所有的选项。让我们共同努力,更好地了解农药运动并预防它。

答:两个同样漂移。但假设大豆对这两种除草剂都敏感,由于大豆对这种除草剂更敏感,dicamba的损害将出现在更下风的地方。这并不意味着它漂流得更远。

注意在蒸发:对相对湿度对蒸汽损失的作用进行了讨论。虽然我们说RH在农药挥发性中没有直接作用,但我们需要对其进行限定。

(a)许多农药溶于水。在相对湿度较低的时期,更多的水分会流向植物或土壤表面,这可能会携带溶解的农药。这样就补充了可以蒸发的农药的供应。

(b)蒸发由温度和源与大气之间的浓度梯度驱动。在静止空气中,最接近蒸发表面的空气层中,蒸发的农药最多,从而减缓了进一步的蒸发。空气流动会除去这些层,增加蒸发的速度。

(c)某些农药可能会共蒸馏。这意味着溶解在水中的农药可能会随水蒸发,释放到大气中。当共蒸馏发生时,低RH也会增加农药的损失。

关于这些现象,我们还有很多需要了解的,尤其是当它影响到新的配方时。