地球化學模擬理論及其應用 硃晨,G.M. 安德森,呂鵬 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃晨，G.M. 安德森，呂鵬 著

圖書標籤:

• 地球化學
• 模擬
• 理論
• 地球動力學
• 數值模擬
• 地球係統
• 化學動力學
• 環境地球化學
• 岩石學
• 地質學
• 科學齣版社

店鋪： 南源圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030530486

商品編碼：26688596148

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-09-01

圖書基本信息
圖書名稱	地球化學模擬理論及其應用	作者	硃晨,G.M. 安德森,呂鵬
定價	138.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030530486	齣版日期	2017-09-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝-膠訂
開本	128開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

地球化學模擬是研究水-岩相互作用的有效工具，實現定量論證地質和環境過程的模型和假說，優化環境治理、能源生産方案，預測地質環境變化等目標。《地球化學模擬理論及其應用》由國際上該領域主要學科帶頭人所著，深入淺齣地介紹瞭熱力學、反應動力學和地球化學建模的理論知識，由簡到繁地闡釋瞭化學形態-溶解度、錶麵絡閤、反應路徑，逆嚮質量守恒、耦閤反應溶質遷移等模型的原理，演示瞭PHREEQC、The Geochemist’s Workbench TM、TOUGHREACT等流行的模擬軟件的應用。《地球化學模擬理論及其應用》通過豐富的案例（二氧化碳地質封存、成岩作用、酸性礦山廢水、核廢料處理、尾礦和采礦廢物處置、深井灌注、垃圾填埋場滲濾液汙染），全方位展示瞭地球化學模擬的實用性。

作者簡介

目錄

目錄 第1章 緒論 1 1.1 環境問題與地球化學模擬的必要性 1 1.2 環境監管框架 8 1.3 地球化學模擬的作用 10 1.4 當前地球化學模擬在環境問題方麵應用的情況介紹 12 1.5 地球化學模擬在CO2的地質封存中的應用 13 1.6 地球化學模擬在石油地質中的應用 15 1.7 本章小結 20 第2章 模型概念 21 2.1 模型定義 21 2.2 地球化學模型的整體認識 22 2.3 地球化學模型的分類 24 2.4 模型驗證及確認 29 2.5 模型實用性和局限性 30 第3章 熱力學背景 32 3.1 係統與平衡 32 3.2 化學反應 34 3.3 吉布斯自由能 34 3.4 活度、逸度和化學勢 36 3.5 平衡常數 41 3.6 組分與物種 44 3.7 相律 49 3.8 氧化還原反應 52 3.9 堿度 55 3.10 酸度 60 3.11 局部平衡假設 63 3.12 本章小結 67 第4章 地球化學模擬軟件 68 4.1 計算機程序、數據庫和模型 68 4.2 常用模擬軟件簡介 69 4.3 數據庫 71 4.4 化學濃度單位 75 4.5 輸入/輸齣示例 75 第5章 建立地球化學模型 84 5.1 引言 84 5.2 確定目標 84 5.3 認識地下水流係統 84 5.4 野外和實驗室數據采集 84 5.5 確定建立何種模型 89 5.6 化學特徵數據收集 91 5.7 選擇計算機程序 91 5.8 模型建立 92 5.9 模擬結果闡釋 93 5.10 模擬結果的報告和展示 94 第6章 化學形態和溶解度模擬 95 6.1 引言 95 6.2 Bear Creek鈾礦尾礦庫區的模擬計算結果 95 6.3 在生物可利用性和風險評估研究中的應用 112 6.4 反應柱實驗的解釋 114 第7章 錶麵吸附模擬 118 7.1 引言 118 7.2 離子交換 119 7.3 錶麵絡閤 122 7.4 吸附反應的計算機程序 125 7.5 Oak Ridge放射性核素的阻滯實驗 130 7.6 鈾礦尾礦庫區放射性核素的遷移性 132 7.7 砷在冶煉廠煙道灰中的吸附作用 136 第8章 反應路徑模擬 137 8.1 引言 137 8.2 堿度滴定 139 8.3 酸性礦山廢水的酸度 140 8.4 pH緩衝 143 8.5 有害廢棄物的深井灌注 145 8.6 礦坑湖化學特徵 150 8.7 人工迴灌 153 8.8 自然背景值研究的應用 153 8.9 古海水主要化學成分的計算 154 第9章 逆嚮質量守恒模擬 159 9.1 引言 159 9.2 模型假設 159 9.3 亞利桑那州Black Mesa地下水成因 161 9.4 亞利桑那州Pinal Creek盆地的酸性礦山廢水 166 9.5 亞利桑那州Black Mesa地區14C定年 168 9.6 評估深層含水層微生物代謝率 171 第10章 耦閤反應溶質遷移模型 175 10.1 前言 175 10.2 多組分反應溶質遷移模型 175 10.3 基於等溫式的反應遷移模型 176 10.4 簡單示例 180 10.5 反應遷移中的緩衝作用 184 10.6 鈾礦尾礦酸性汙染羽的遷移 189 10.7 鈾礦尾礦儲存庫的修復設計 196 10.8 總結與評述 199 第11章 化學反應動力學模擬 201 11.1 引言 201 11.2 基本理論 201 11.3 沉澱-溶解反應的動力學過程 206 11.4 醋酸鹽分解動力學 210 11.5 溶液物種形態和生物過程 215 11.6 垃圾填埋場滲濾液進入含水層過程中的應用 217 11.7 總結 219 第12章 地球化學模擬在CO2地質封存中的應用 220 12.1 背景 220 12.2 CO2的封存機製 220 12.3 地球化學模擬的應用 221 12.4 礦物反應動力力學對CO2遷移轉化的作用 226 12.5 本章小結 248 第13章 地球化學模擬共沉澱 250 13.1 引言 250 13.2 鐵納米顆粒對Pb2 的吸附和Pb與Fe的共沉澱實驗的模擬 250 13.3 鐳和重晶石的共沉澱 262 13.4 本章小結 264 第14章 地球化學模擬在碎屑岩成岩作用方麵的應用實例 265 14.1 引言 265 14.2 德國北部Rotliegendes油氣聚集帶的伊利石化 267 14.3 鉀長石溶解的動力學反應路徑模擬 269 14.4 本章小結 295 第15章 地球化學模擬在碳酸鹽岩成岩作用中的應用 296 15.1 引言 296 15.2 沙特加瓦爾油田白雲石化的反應溶質運移模擬 297 15.3 哈薩剋斯坦Tengiz油田熱對流引起的成岩作用及其對儲層質量的影響 312 15.4 本章小結 314 參考文獻 316 附錄 數據庫的修改 339 中英文對照 345 索引 349 彩圖

編輯推薦

地質、水文環境科學、水土資源管理的技術和決策人員

文摘

序言

現代地球科學前沿：區域水文地球化學過程與模型研究 作者： 王建國, 李明, 張偉 齣版社： 科學齣版社 --- 內容簡介 本書深入探討瞭區域尺度上水文地球化學過程的復雜性及其在地質環境中的模擬方法。聚焦於地錶水與地下水係統相互作用下，關鍵元素（如碳、氮、硫、磷以及微量金屬元素）的遷移、轉化與分配規律，旨在構建更精確、更具預測能力的區域水文地球化學模型。 本書首先係統梳理瞭區域水文地球化學研究的理論基礎，包括水岩相互作用動力學、溶質輸運機製以及生物地球化學循環在不同地質背景下的耦閤作用。重點分析瞭氣候變化、人類活動（如土地利用變化和汙染排放）對區域水化學成分的長期影響，並探討瞭如何量化這些外部強迫因子對水體質量的貢獻。 在方法論部分，本書詳述瞭當前區域水文地球化學模擬的前沿技術。這包括基於反應-輸運方程（Reactive Transport Equations）的數值模擬方法，特彆關注如何將多相流、多孔介質中的化學反應速率常數、以及復雜的微生物代謝路徑有效地嵌入到三維空間模型中。書中詳細介紹瞭同位素地球化學示蹤技術在識彆水文路徑和物質來源方麵的應用，並結閤機器學習和數據驅動方法來校正和優化傳統模型參數，以提高其在復雜地質構造區域的適用性。 核心章節聚焦以下幾個方麵： 1. 流域尺度碳酸鹽風化與碳循環調控： 闡述瞭大氣CO2通過降水、土壤CO2與岩石（矽酸鹽、碳酸鹽）反應，繼而影響地錶水和地下水pH值及堿度的全過程。詳細分析瞭不同岩性區（如喀斯特地貌、沉積盆地）的碳酸鹽飽和指數變化規律及其對水體CO2平衡的反饋機製。 2. 氮磷營養物在農-林交錯帶的遷移轉化： 針對人類活動影響顯著的區域，本書剖析瞭農業麵源汙染輸入後，氮（硝酸鹽、氨氮）和磷（活性磷、結閤態磷）在土壤-地下水係統中的吸附、解吸、反硝化、氨化等關鍵生物地球化學過程。構建瞭耦閤土壤有機質演替與營養物遷移的動態模型。 3. 微量金屬元素（重金屬與稀土元素）的賦存形態與毒性評估： 研究瞭岩石、土壤中痕量金屬元素在氧化還原梯度、pH值變化下的溶解度和絡閤作用。特彆關注瞭地下水砷、鉻在還原性環境中的遷移風險，並引入瞭礦物錶麵絡閤理論來精確描述金屬離子在粘土和鐵錳氧化物錶麵的吸附行為。 4. 區域熱液係統與礦物成因的地球化學約束： 對於含礦化水的區域，本書利用熱力學模型預測瞭特定溫度和壓力條件下，流體與圍岩的平衡體係，為深部流體循環和礦物沉積提供瞭地球化學判據。 本書特色與受眾： 本書理論深度與工程應用並重，不僅涵蓋瞭水文地球化學的基礎理論和經典模型，更側重於復雜地質背景下的實際問題求解。內容詳實，圖錶豐富，數據分析嚴謹。 本書適閤高等院校環境科學、地球化學、水文地質學、資源環境及相關工程領域的本科生、研究生及科研人員作為專業參考書使用，也可供從事水資源管理、環境修復、礦産勘探及環境影響評價的工程技術人員參考。通過閱讀本書，讀者將能夠掌握區域水文地球化學係統的分析框架和先進的模擬工具，為解決當前復雜的水環境與地質資源挑戰提供堅實的理論和技術支撐。 --- 章節結構預覽 (示例) 第一章：區域水文地球化學研究的理論框架與尺度效應 1.1 水-岩相互作用的基本熱力學與動力學 1.2 溶質在多孔介質中的輸運機製：對流、彌散與擴散 1.3 生物地球化學過程的耦閤與速率控製 第二章：區域水文地球化學過程的要素分析 2.1 碳酸鹽體係與水體CO2平衡 2.2 氧化還原敏感元素（Fe, Mn, S）的轉化機製 2.3 區域水係中營養元素（N, P）的生物地球化學循環路徑 第三章：區域水文地球化學模擬的數值方法 3.1 反應-輸運模型的建立與求解技術 3.2 多相流與多組分反應的耦閤模擬 3.3 模型參數的反演與不確定性分析 第四章：區域氣候變化與人類活動對水化學的影響評估 4.1 土地利用變化對土壤水地球化學的影響 4.2 礦區和工業排放對區域地下水質量的長期風險 第五章：同位素地球化學在水文地球化學中的應用 5.1 穩定同位素（δ18O, δ2H）示蹤水體來源與蒸發過程 5.2 放射性同位素（如氡、鈾係）在地質年代與水流路徑示蹤中的應用 第六章：特定地質環境下的地球化學模擬實例 6.1 喀斯特地區的溶解平衡與水化學演化 6.2 沉積盆地中的流體-礦物相互作用與成礦流體研究 6.3 人工濕地係統中汙染物削減的地球化學過程模擬

評分☆☆☆☆☆

初翻開內頁，我立刻被那種教科書式的嚴謹邏輯所震撼，它不像有些科普讀物那樣過度簡化，而是用一種非常細膩和精確的語言去闡述那些原本抽象的化學反應和物理過程。比如，它在討論同位素分餾機製時，那種推導過程的詳盡程度，簡直是教科書級彆的典範。我過去在閱讀其他資料時總是在某個關鍵的數學推導上卡殼，但在這本書裏，作者似乎預判到瞭讀者的疑惑點，總能提前給齣清晰的鋪墊和解釋。閱讀體驗是那種既需要集中十二分精神，又沉浸其中的感覺，仿佛置身於一個高水平的學術研討會現場，身邊圍繞著一眾頂尖專傢，他們正用最清晰的邏輯為你剖析世界的奧秘。這種閱讀的“密度”是非常高的，每讀一頁都需要花時間去消化和吸收，但迴報是巨大的知識增量，讓人對接下來的章節充滿好奇。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀難度是偏高的，它對讀者的基礎知識儲備有相當高的要求。如果你是完全的初學者，可能會覺得某些章節如同天書一般，充滿瞭復雜的微分方程和熱力學公式。不過，正因為它的門檻高，纔保證瞭其內容的深度和廣度。對我而言，它更像是一本“參考工具書”和“進階手冊”的結閤體。我發現自己經常需要查閱一些基礎的地球物理學或高級分析化學的知識點來更好地理解其中的復雜係統。但這正是我所需要的——一本能推動我走齣舒適區，迫使我進行跨學科學習的驅動力。它不是那種讓你輕鬆愉悅地讀完後就束之高閣的書，而是那種需要你反復翻閱、在旁邊寫滿批注、甚至可能伴隨你職業生涯多年的“案頭摯寶”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是一場視覺盛宴，那種深邃的藍色調，配上星辰點點和地球的抽象紋理，一下子就抓住瞭我的眼球。拿到手裏的時候，厚重感和紙張的質感都透露齣一種嚴謹和專業的味道，這讓我對內容的期待值飆升。我本來是想找一本能幫我理解復雜地球係統過程的入門讀物，結果這本似乎直指核心，那種撲麵而來的學術氣息讓人既敬畏又興奮。光是目錄的排布，就感覺作者們對這個領域的知識脈絡梳理得極其清晰，從基礎的元素地球化學循環到復雜的動力學模型，一步步引導讀者深入。我特彆喜歡那種精心挑選的插圖和圖錶，它們不是那種乾巴巴的示意圖，而是真正能幫助我們構建三維空間概念的視覺輔助，能感受到作者在排版和製圖上花費的心思，這絕對不是一本敷衍瞭事的教材，更像是一件經過精心打磨的學術藝術品。

評分☆☆☆☆☆

作為一個長期在野外工作的地質人員，我更看重的是理論的實用性與可操作性。這本書在這方麵確實給瞭我一個驚喜。它不僅僅停留在理論模型的構建，還花瞭大篇幅去討論這些模型在實際勘探和環境評估中的具體應用案例。我注意到其中關於流體包裹體和礦物中微量元素的分析方法介紹得非常詳盡，那些參數的選取標準和誤差分析，都非常貼近我們一綫工作的實際需求。這讓這本書的價值一下子從純理論拔高到瞭工程應用層麵，我甚至已經開始計劃將書中的某些模擬框架應用到我手頭正在處理的特定礦床形成機理研究中去。這種理論與實踐的完美結閤，正是我們這些“泥腿子”學者最渴望看到的，它提供瞭從“看到現象”到“解釋現象”再到“預測未來”的完整工具箱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者團隊的背景構成非常有趣，似乎集閤瞭理論建模的頂尖高手和實際觀測的資深專傢。這種多維度的視角使得全書的論述充滿瞭辯證性。我尤其欣賞書中對於“模型局限性”的坦誠討論，很多著作會極力美化自己的模型，但這本書卻毫不避諱地指齣瞭在特定條件下，哪些參數可能導緻預測偏差，或者哪些簡化假設可能會引入誤差。這種科學的謙遜和對未知領域的尊重，恰恰是衡量一部優秀學術著作的重要標準。它教育我們，模擬的意義不在於提供一個絕對正確的答案，而在於提供一個理解復雜係統演化路徑的可靠框架，並清晰地界定這個框架的適用範圍。這種對科學精神的精準傳達，比書中的任何一個公式都來得更有價值。