Rw = Σrj・Aw・xj・θ・Z (33)
ここで、
Aw = 土壌鉱物の露出表面積(m2/ha)
xj = 土壌鉱物jの表面積の割合
rj = 式(28)による、鉱物jの反応速度(溶解速度)(keq/ha/年)
θ = 土壌水分の飽和度
Z = 土壌層の厚さ(m)
Aw =(8.0・xclay+2.2・xsilt+0.3・xsand+0・xcoarse)・(ρ/ρo) (34)
ここで、
xclay = 2ミクロン以下の鉱物の割合
xsilt = 2-60ミクロンの鉱物の割合
xsand = 60-250ミクロンの鉱物の割合
xcoarse = 250ミクロン以上の鉱物の割合
ρ = 土壌の密度(kg/m3)
ρo = 参照の密度(kg/m3)
Aw = 表面積(m2/m3土壌)
θ = ρmineral・Θ/(ρmineral+ρwater・Θ−ρsoil) (35)
ここで、
ρmineral = 鉱物の密度(kg/m3)
ρwater = 水の密度(kg/m3)
ρsoil = 土壌のバルク密度(kg/m3)
Θ = 土壌の含水率(トンH2O/m3土壌)
θ = 土壌水分の飽和度
rj = kH+・[H+]nn・(1/fH)+kH2O・(fH2O)+kCO2・(PCO2)m・(1/fCO2)+korg・[R-]0.5・(1/forg) (28)
fH = (1+[BC]/CBC,H)xBC・(1+[Al3+]/CAl,H)yAl (29)
fH2O = (1+[BC]/CBC,H2O)zBC・(1+[Al3+]/CAl,H2O)zAl (30)
forg = (1+[R-]/CR)0.5 (31)
fCO2 = 1 (32)
ここで、
r = 反応速度(kmol/m2/秒)
kH+ = H+反応での速度定数
kH2O = H2O反応での速度定数
kCO2 = CO2反応での速度定数
korg = 有機酸反応での速度定数
CAl = アルミニウム飽和定数(μm/l)
CBC = 塩基(陽イオン)飽和定数(μm /l)
CR = 有機反応飽和定数(μm/l)
x = H+反応での塩基陽イオン反応次数
u = H2O反応でのAl反応次数
m = CO2反応での反応次数
[H+] = 水素イオン濃度(kmol/m3)
[BC] = 塩基陽イオン濃度(kmol/m3)
[R] = 解離した有機配位子(リガンド)濃度(kmol/m3)
PCO2 = 土壌溶液中のCO2分圧(atm)