內(nèi)容簡介:地球化學(xué)模擬是研究水-巖相互作用的有效工具，實現(xiàn)定量論證地質(zhì)和環(huán)境過程的模型和假說，優(yōu)化環(huán)境治理、能源生產(chǎn)方案，預(yù)測地質(zhì)環(huán)境變化等目標。本書由國際上該領(lǐng)域主要學(xué)科帶頭人所著，深入淺出地介紹了熱力學(xué)、反應(yīng)動力學(xué)和地球化學(xué)建模的理論知識，由簡到繁地闡釋了化學(xué)形態(tài)-溶解度、表面絡(luò)合、反應(yīng)路徑，逆向質(zhì)量守恒、耦合反應(yīng)溶質(zhì)遷移等模型的原理，演示了PHREEQC、The Geochemist’s Workbench TM、TOUGHREACT等流行的模擬軟件的應(yīng)用。本書通過豐富的案例（二氧化碳地質(zhì)封存、成巖作用、酸性礦山廢水、核廢料處理、尾礦和采礦廢物處置、深井灌注、垃圾填埋場滲濾液污染），全方位展示了地球化學(xué)模擬的實用性。

目錄:目錄
第1章 緒論 1
1.1 環(huán)境問題與地球化學(xué)模擬的必要性 1
1.2 環(huán)境監(jiān)管框架 8
1.3 地球化學(xué)模擬的作用 10
1.4 當(dāng)前地球化學(xué)模擬在環(huán)境問題方面應(yīng)用的情況介紹 12
1.5 地球化學(xué)模擬在CO2的地質(zhì)封存中的應(yīng)用 13
1.6 地球化學(xué)模擬在石油地質(zhì)中的應(yīng)用 15
1.7 本章小結(jié) 20
第2章 模型概念 21
2.1 模型定義 21
2.2 地球化學(xué)模型的整體認識 22
2.3 地球化學(xué)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(xué)背景 32
3.1 系統(tǒng)與平衡 32
3.2 化學(xué)反應(yīng) 34
3.3 吉布斯自由能 34
3.4 活度、逸度和化學(xué)勢 36
3.5 平衡常數(shù) 41
3.6 組分與物種 44
3.7 相律 49
3.8 氧化還原反應(yīng) 52
3.9 堿度 55
3.10 酸度 60
3.11 局部平衡假設(shè) 63
3.12 本章小結(jié) 67
第4章 地球化學(xué)模擬軟件 68
4.1 計算機程序、數(shù)據(jù)庫和模型 68
4.2 常用模擬軟件簡介 69
4.3 數(shù)據(jù)庫 71
4.4 化學(xué)濃度單位 75
4.5 輸入/輸出示例 75
第5章 建立地球化學(xué)模型 84
5.1 引言 84
5.2 確定目標 84
5.3 認識地下水流系統(tǒng) 84
5.4 野外和實驗室數(shù)據(jù)采集 84
5.5 確定建立何種模型 89
5.6 化學(xué)特征數(shù)據(jù)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(jié)果闡釋 93
5.10 模擬結(jié)果的報告和展示 94
第6章 化學(xué)形態(tài)和溶解度模擬 95
6.1 引言 95
6.2 Bear Creek鈾礦尾礦庫區(qū)的模擬計算結(jié)果 95
6.3 在生物可利用性和風(fēng)險評估研究中的應(yīng)用 112
6.4 反應(yīng)柱實驗的解釋 114
第7章 表面吸附模擬 118
7.1 引言 118
7.2 離子交換 119
7.3 表面絡(luò)合 122
7.4 吸附反應(yīng)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(qū)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(yīng)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緩沖 143
8.5 有害廢棄物的深井灌注 145
8.6 礦坑湖化學(xué)特征 150
8.7 人工回灌 153
8.8 自然背景值研究的應(yīng)用 153
8.9 古海水主要化學(xué)成分的計算 154
第9章 逆向質(zhì)量守恒模擬 159
9.1 引言 159
9.2 模型假設(shè) 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(qū)14C定年 168
9.6 評估深層含水層微生物代謝率 171
第10章 耦合反應(yīng)溶質(zhì)遷移模型 175
10.1 前言 175
10.2 多組分反應(yīng)溶質(zhì)遷移模型 175
10.3 基于等溫式的反應(yīng)遷移模型 176
10.4 簡單示例 180
10.5 反應(yīng)遷移中的緩沖作用 184
10.6 鈾礦尾礦酸性污染羽的遷移 189
10.7 鈾礦尾礦儲存庫的修復(fù)設(shè)計 196
10.8 總結(jié)與評述 199
第11章 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模擬 201
11.1 引言 201
11.2 基本理論 201
11.3 沉淀-溶解反應(yīng)的動力學(xué)過程 206
11.4 醋酸鹽分解動力學(xué) 210
11.5 溶液物種形態(tài)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(yīng)用 217
11.7 總結(jié) 219
第12章 地球化學(xué)模擬在CO2地質(zhì)封存中的應(yīng)用 220
12.1 背景 220
12.2 CO2的封存機制 220
12.3 地球化學(xué)模擬的應(yīng)用 221
12.4 礦物反應(yīng)動力力學(xué)對CO2遷移轉(zhuǎn)化的作用 226
12.5 本章小結(jié) 248
第13章 地球化學(xué)模擬共沉淀 250
13.1 引言 250
13.2 鐵納米顆粒對Pb2+的吸附和Pb與Fe的共沉淀實驗的模擬 250
13.3 鐳和重晶石的共沉淀 262
13.4 本章小結(jié) 264
第14章 地球化學(xué)模擬在碎屑巖成巖作用方面的應(yīng)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(xué)反應(yīng)路徑模擬 269
14.4 本章小結(jié) 295
第15章 地球化學(xué)模擬在碳酸鹽巖成巖作用中的應(yīng)用 296
15.1 引言 296
15.2 沙特加瓦爾油田白云石化的反應(yīng)溶質(zhì)運移模擬 297
15.3 哈薩克斯坦Tengiz油田熱對流引起的成巖作用及其對儲層質(zhì)量的影響 312
15.4 本章小結(jié) 314
參考文獻 316
附錄 數(shù)據(jù)庫的修改 339
中英文對照 345
索引 349
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