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海洋物理化学的海水固体粒子 海水化学 张正斌

2020-10-04知识20

张正斌的二 一个默默为祖国的科研和教学事业献身的人,祖国和人民是不会忘记他的。2003年,张正斌因为在科研和教学方面的突出贡献,受到了教育部的嘉奖,并荣获教育部首届国家级教学名师奖。获得此奖的,山东省只有四人,青岛市只有他一人。“科研和教学并行不悖。两手都要抓,两手都要硬”是张正斌一直以来的指导方针。对于科研和教学的关系,张正斌有一个巧妙的比喻。他说:“教学工作好比一座座小岛,科研工作就是把岛连接起来的一座座桥。只有岛和桥真正相连,才能构筑出完善的教学体系,也才能真正掌握住一门学科。学高为师,德高为范。张正斌身体力行地为学生树立了楷模。对待科研,他从来都是兢兢业业、一丝不苟。在1994年突发心肌梗塞之前,他一直都是早上6点起床,晚上凌晨1点睡觉。虽然现在医生仍多次告诫他不要过度劳累,他却依然早起晚睡,并始终坚持和学生一起在实验室里做实验。对待教学,他更是毫不含糊,46年了,无论在何种情况下,他从没有离开过教学第一线。从《物理化学》、《结构化学》、《量子化学》、《胶体化学》到《海洋化学》、《海水物理化学》,每一门基础课他都全力以赴地给学生讲授。本科生、硕士生、博士生、博士后,不论哪个层次,他都会倾其。

海洋物理化学的海水化学模型 研究海水中元素的存在形式是元素海洋地球化学的一个研究内容,又是影响海水中元素迁移变化规律的一个重要因素,因此海水化学模型是元素海洋地球化学的一个重要组成部分。它对海水分析、海水中微量元素提取机理、海水中微量元素与悬浮粒子相互作用等,均是常常需要考虑的前提。1962年,加勒尔斯和M.E.汤普森为研究海水中常量元素的溶存形式,提出了离子对模型。后来这种海水化学模型的应用范围已不限于常量元素,而且推广到微量元素和有机物质,并提出络合物模型、HSAB(硬软酸碱)模型、活度系数模型和微观结构参数模型等。这些化学模型大致可分为3类:① 用活度系数和渗透系数来描述离子之间的相互作用(例如M.惠特菲尔德用皮策公式),由此推断海水及其组分的若干性质。但这类方法缺乏一般海洋化学工作者所习惯的形象化的结构图式。② 离子对模型或络合物模型。西伦、加勒尔斯和汤普森等首先提出。在已知海水化学组成、络合物的稳定常数和活度系数的基础上,应用化学平衡理论进行计算,可得常量元素和微量元素的化学模型。③ 微观结构参数模型,是由张正斌、刘莲生、陈镇东提出的。由海水中微量元素的化学模型与结构参数的关系可见属软酸和中间酸的元素主要形成M-。

海洋物理化学的海水固体粒子 海水含有大量固体粒子,具有胶体化学或表面化学特征。这些固体粒子上微量元素的液-固分配,遵循着低浓度的界面化学和胶体化学的规律。这方面的研究是探讨海洋中元素迁移变化规律的理论基础,是河口化学的重要内容,也是海洋污染和防污、海水化学资源提取的基础研究。这方面研究虽然多数针对着微量元素,但常量元素在海水-洋底界面间的离子交换作用,也属于这种作用范围,例如碳酸盐沉积物的钙-镁交换 Mg2+2CaCO3匑Ca2+MgCa(CO3)2又如对海水pH的形成可能有重要作用的K+-H+交换:3Al2Si2O5(OH)4(固)+2K+匑 2KAl3Si3O10(OH)2(固)+3H2O 海水中元素与固体粒子相互作用的理论主要有3种:①R.O.詹姆斯和T.W.希利等提出的化学吸附理论;②W.施图姆、P.W.欣德勒、C.W.戴维斯、J.O.莱基等提出的表面络合理论;③张正斌、刘莲生提出的表面分级离子(配位子)交换理论。三者各有所长,都尚在发展中。在具体研究中,进行得最早和最多的是离子交换率(或吸着率)和pH的关系。研究得最多的无机离子交换剂是水合氧化物,其次是粘土矿物、氟石等,涉及的微量元素20多种。由离子交换率-pH关系研究得到的图形呈S型或反S型,可推断作用过程为阳离子交换还是阴离子交换;由曲线的位置和。

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