海洋化學(xué)論文
海洋化學(xué)論文
海洋化學(xué)是研究海洋各部分的化學(xué)組成、物質(zhì)分布、化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)過程，以及海洋化學(xué)資源在開發(fā)利用中的化學(xué)問題的科學(xué)。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于海洋化學(xué)論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!
海洋化學(xué)論文篇1
談?wù)勌岣吆Ｑ蠡瘜W(xué)課程建設(shè)的建議
摘要：海洋化學(xué)知識(shí)是培養(yǎng)海洋類人才必備的基礎(chǔ)知識(shí)之一，本文通過對(duì)課程教學(xué)大綱、參考資料和相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分析，以及對(duì)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)合學(xué)生課外閱讀，適當(dāng)增加海洋化學(xué)講座，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用海洋化學(xué)手段，并試著解釋一些現(xiàn)在存在的海洋環(huán)境化學(xué)方面的問題，提高海洋化學(xué)課程的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：海洋化學(xué);課程;建設(shè)分析
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，海洋事關(guān)國家安全和長遠(yuǎn)發(fā)展，增強(qiáng)海洋意識(shí)，大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，依靠科技創(chuàng)新，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，海陸聯(lián)動(dòng)，協(xié)調(diào)發(fā)展，積極發(fā)展島嶼經(jīng)濟(jì)，注重海洋生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，是今后海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。而作為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展主體的海洋類人才的質(zhì)量和數(shù)量尤為重要。海洋類大學(xué)作為輸送海洋人才的一個(gè)重要教育機(jī)構(gòu)，肩負(fù)著培養(yǎng)海洋類人才的重大使命。“海洋化學(xué)”是海洋類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，主要存在以下幾方面的問題：原理多、概念復(fù)雜、涉及的知識(shí)面廣、學(xué)科交叉性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，常常出現(xiàn)教師講授困難、學(xué)生學(xué)習(xí)乏味的現(xiàn)象，因此單純、呆板的授課方式很難引起學(xué)生的興趣。
一、編制可行的教學(xué)大綱
《海洋化學(xué)》是海洋類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，它在很多領(lǐng)域存在著廣泛的應(yīng)用，包括海岸帶海洋化學(xué)、海洋沉積物界面及深層海水的海洋化學(xué)，海氣界面的海洋微表層化學(xué)以及極地海洋化學(xué)，海洋生物及有機(jī)地球化學(xué)，等等，涉及范圍廣，化學(xué)過程復(fù)雜。根據(jù)上述情況，設(shè)置合適教學(xué)大綱十分必要。
本課程系統(tǒng)介紹了海洋化學(xué)的基本概念、學(xué)科進(jìn)展和在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位與作用、海洋的形成和海水的化學(xué)組成、海洋中的常量元素、海水中的各種氣體組分、海水碳酸鹽體系、海洋中的主要營養(yǎng)鹽及其生物地球化學(xué)、海水中微量元素和海洋重金屬污染化學(xué)、海洋有機(jī)化學(xué)和海洋有機(jī)污染化學(xué)、海洋同位素化學(xué)、海洋化學(xué)中的重要理論和原理、海水中重要的元素化學(xué)形態(tài)及海洋化學(xué)模型、海洋界面化學(xué)、海洋中幾種重要的元素地球化學(xué)循環(huán)、海洋化學(xué)資源等。重點(diǎn)向?qū)W生傳授各種海洋化學(xué)物質(zhì)組成、分布以及化學(xué)變化規(guī)律，海洋化學(xué)研究的經(jīng)典理論以及各領(lǐng)域方向的最新研究成果，使得學(xué)生對(duì)海洋化學(xué)基本原理、觀點(diǎn)和各個(gè)層面的知識(shí)有較為全面的熟悉和了解。然而這些方方面面的知識(shí)涉及內(nèi)容繁多，要在短短的一學(xué)期之內(nèi)講授給學(xué)生，就要進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾踊蛘邉h減。
緒論要求學(xué)生熟悉海洋化學(xué)基本概念、研究?jī)?nèi)容，了解海洋化學(xué)的發(fā)展過程及在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的地位和應(yīng)用、與人類的關(guān)系以及海洋化學(xué)學(xué)科的發(fā)展簡(jiǎn)史，理解并掌握海洋化學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容及特點(diǎn)，學(xué)時(shí)為2～3個(gè)。海水的化學(xué)組成要求學(xué)生了解海洋的形成過程、海水來源以及海洋形成的有關(guān)理論，掌握海水的化學(xué)組成及其自古至今的變化規(guī)律，熟悉并掌握海水的基本化學(xué)組成及其在空間上的分布情況，熟悉并掌握海水的化學(xué)組成、鹽度與氯度概念及相關(guān)理論，熟悉海水中主要化學(xué)元素類型以及海水中元素分布的Marcct-Dittmar恒比定律，了解海洋自形成以來的海水化學(xué)成分的變遷及其變遷模型，了解影響海水化學(xué)組成的因素和海洋生物地球化學(xué)理論。第三部分要求學(xué)生熟悉并掌握淺層海水中主要?dú)怏w的組分類型、它們?cè)诤Ｋ械娜芙庑?，特別是海洋中的溶解氧，熟悉海洋中非活性氣體和微量活性氣體類型以及它們的化學(xué)特性，了解中國近海的CO2循環(huán)和碳的化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)。海水中二氧化碳―碳酸鹽體系(4學(xué)時(shí))：熟悉海洋碳酸鹽體系的重要性、海水堿度與PH值特點(diǎn)，熟悉海水中碳酸鹽體系及其化學(xué)作用與化學(xué)平衡、碳酸鹽體系的沉淀與溶解平衡，掌握海水二氧化碳―碳酸鹽體系各個(gè)分量的計(jì)算方法，了解二氧化碳―碳酸鹽體系全球循環(huán)對(duì)人類的意義。主要生源要素的生物地球化學(xué)循環(huán)要求學(xué)生熟悉并掌握淺層海洋中主要營養(yǎng)鹽的組分類型，它們?cè)诤Ｋ械幕瘜W(xué)形態(tài)、化學(xué)轉(zhuǎn)化作用、時(shí)空分布、所參與的海洋生物地球化學(xué)循環(huán)，熟悉海洋中富營養(yǎng)化特征與評(píng)價(jià)方法，了解海洋中的赤潮及其發(fā)生情況。海洋中的痕量金屬要求學(xué)生熟悉并掌握海水中微量元素的含量和分布情況，以及它們?cè)诤Ｑ笪⒘吭氐纳锏厍蚧瘜W(xué)行為，熟悉海洋中主要重金屬污染類型及狀況，了解海水中金屬的腐蝕作用原理和影響金屬腐蝕的因素。海洋有機(jī)地球化學(xué)要求學(xué)生重點(diǎn)熟悉并掌握海水中有機(jī)碳的來源、時(shí)空分布特點(diǎn)和在海洋中的循環(huán)特點(diǎn)，了解海水中的有機(jī)磷和有機(jī)氮化學(xué)，理解并掌握海洋中初級(jí)生產(chǎn)力及其影響因素，概要了解中國近海及主要河口的有機(jī)物質(zhì)分布情況。同位素海洋化學(xué)要求學(xué)生重點(diǎn)熟悉并掌握海洋中穩(wěn)定同位素類型及其在大洋水圈中的變化情況，以及氫氧同位素在海洋科學(xué)中的應(yīng)用，了解海洋中放射性同位素類型及其在海洋科學(xué)中的應(yīng)用，概要了解海洋新生產(chǎn)力的估算及其方法。
總之，該課程的學(xué)習(xí)對(duì)開展海洋科學(xué)、海洋環(huán)境保護(hù)與污染治理，以及海洋資源的綜合利用等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究具有重要的指導(dǎo)作用。
二、海洋化學(xué)參考資料的選擇
在課程教材方面，根據(jù)學(xué)科的設(shè)置選擇合適的教材是必不可少的。目前，關(guān)于本門課程的教材相對(duì)較少，有關(guān)授課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合以及有關(guān)計(jì)算的思考題還是比較欠缺的，在制定教學(xué)大綱和授課的過程中，教師根據(jù)具體情況設(shè)置合適的大綱是十分必要的。本門課程的參考教材主要有張正斌教授編著的《海洋化學(xué)》和陳敏教授編著的《化學(xué)海洋學(xué)》，內(nèi)容主要包括海洋的組成、海水的組成、海洋中的常量、微量元素、海洋中的營養(yǎng)鹽、海洋中的二氧化碳以及海洋中的同位素化學(xué)以及界面化學(xué)等內(nèi)容。這兩本教科書都是很好的教材，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充一些內(nèi)容，例如最近幾年的一些關(guān)于海洋化學(xué)問題的最近研究成果，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上對(duì)當(dāng)下的一些情況有一定程度的了解。
三、實(shí)驗(yàn)課中實(shí)驗(yàn)的選擇
海洋化學(xué)實(shí)驗(yàn)可根據(jù)課程進(jìn)度適當(dāng)?shù)陌才艑?shí)驗(yàn)，原來的實(shí)驗(yàn)主要包括海水中的溶解氧的測(cè)定、PH值測(cè)定、總堿度的測(cè)定、磷酸鹽和硝酸鹽的測(cè)定等，但是還存在一些缺點(diǎn)，例如海水中的微量元素以及同位素這一塊的實(shí)驗(yàn)基本沒有涉及，然而有一些客觀條件使測(cè)得的存在可能這塊比較欠缺。根據(jù)教學(xué)大綱課程的安排，結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，適當(dāng)分組安排學(xué)生去參觀一些精密儀器，例如電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、同位素質(zhì)譜儀等，讓學(xué)生對(duì)有關(guān)課程有一個(gè)實(shí)質(zhì)性的認(rèn)識(shí)。針對(duì)學(xué)院設(shè)置，海洋環(huán)境的學(xué)生對(duì)海洋化學(xué)方面的要求比較高，可以將海洋化學(xué)課程和海洋化學(xué)實(shí)驗(yàn)分開來，讓學(xué)生在掌握海洋化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠熟練掌握海洋化學(xué)類的實(shí)驗(yàn)技巧。 四、學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果
學(xué)生是國家海洋發(fā)展的未來，也是教學(xué)的主體，了解學(xué)生對(duì)本門課程的興趣、掌握程度是十分必要的，對(duì)此我們進(jìn)行了一次學(xué)生調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下表所示。從調(diào)查結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生希望在學(xué)習(xí)這門課程方面有更自由的空間。作為基礎(chǔ)專業(yè)課，基礎(chǔ)理論知識(shí)的講授必不可少，實(shí)例以及專題的講解可以在一定程度上進(jìn)行分析講解。然而，眾口難調(diào)，加之學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備不一，在學(xué)習(xí)時(shí)，還要進(jìn)一步進(jìn)行課程的革新。例如適當(dāng)增加海洋化學(xué)知識(shí)講座，可以將最新的研究成果以介于科普與專業(yè)知識(shí)之間的難度介紹給學(xué)生。實(shí)踐證明：學(xué)生對(duì)這一教學(xué)形式興趣濃厚，如此也得以適應(yīng)海洋化學(xué)學(xué)科不斷發(fā)展的現(xiàn)狀。
五、教學(xué)方法和形式上的注意事項(xiàng)
能使學(xué)生對(duì)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，認(rèn)真學(xué)習(xí)本門課程是教師授課的初衷，靈活多變的教學(xué)方法十分重要。在教學(xué)方法上和形式上，根據(jù)授課的情況總結(jié)為以下幾個(gè)方面：
(1)教師可以充分利用多媒體教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在上課之前可以對(duì)本次課要講的內(nèi)容先做一個(gè)引導(dǎo)，例如一個(gè)簡(jiǎn)短的視頻、一些實(shí)際生活中的圖片，都能激發(fā)起學(xué)生的興趣。
(2)在課堂開始時(shí)，先對(duì)上一次課所講授的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)上堂課所講的內(nèi)容有一個(gè)簡(jiǎn)單回顧和復(fù)習(xí)，克服“狗熊掰玉米”的學(xué)習(xí)方式。
(3)在上課的過程中，通過互動(dòng)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生積極的回答問題并積極的提出問題，就學(xué)生感興趣的相關(guān)內(nèi)容結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行分析。
(4)下課前對(duì)本次課程的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的小結(jié)，在正常的課堂教學(xué)之外，部分主要章節(jié)講授完之后，對(duì)有關(guān)的內(nèi)容布置適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，鞏固學(xué)過的知識(shí)。有關(guān)章節(jié)結(jié)束的時(shí)候，適當(dāng)?shù)牟贾靡恍┧伎碱}或者文獻(xiàn)閱讀，讓學(xué)生自由討論，目的是讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有一個(gè)全面的理解和掌握，同時(shí)把握本門課程的最新進(jìn)展。
(5)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際觀察和動(dòng)手能力?？梢宰寣W(xué)生根據(jù)自己所學(xué)的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并通過某些實(shí)驗(yàn)試著來解釋某些海洋里的現(xiàn)象。
(6)提高學(xué)生的主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)某個(gè)專題，通過查閱文獻(xiàn)、整理資料，在課堂上進(jìn)行講解，對(duì)一些爭(zhēng)議性的問題提出自己的觀點(diǎn)。
(7)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。要積極鼓勵(lì)學(xué)生，通過已有的海洋化學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況參與一些創(chuàng)新活動(dòng)，做到學(xué)以致用，而不是墨守成規(guī)，被動(dòng)的接受。總之，在靈活教學(xué)基礎(chǔ)上讓學(xué)生活學(xué)活用，最后能學(xué)以致用才是學(xué)習(xí)這門課的最終目標(biāo)。
六、結(jié)語
通過近年來課程建設(shè)與教師在實(shí)際教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與課程特點(diǎn)并切實(shí)結(jié)合學(xué)生問卷調(diào)查，提出了在教學(xué)過程中遇到的問題以及提高教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)建議，但是要把這門課程建設(shè)成精品課程仍然是一項(xiàng)長期艱巨的任務(wù)，需不斷的進(jìn)行教學(xué)改革，使得學(xué)生在掌握基本理論的基礎(chǔ)上做到與時(shí)俱進(jìn)。
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海洋化學(xué)論文篇2
淺析化學(xué)方式防腐在海洋調(diào)查中的作用
摘 要：隨著國防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，我國的采油平臺(tái)、鋼鐵輪船、海洋設(shè)備日益增多，這些金屬構(gòu)件無時(shí)無刻不在遭受著海水的腐蝕。由于海水中含有溶解氧、有機(jī)物以及幾乎全部的化學(xué)物，使得海水成為天然的電解質(zhì)。在海水和空氣的不斷作用下，金屬設(shè)備極容易發(fā)生破壞和變質(zhì)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以說加快海洋防腐的研究，開發(fā)信的防腐材料和方法刻不容緩。
關(guān)鍵詞：化學(xué)方式防腐 海洋調(diào)查 作用
海洋調(diào)查是人類了解、研究海洋最主要的方式。隨著現(xiàn)代海洋調(diào)查的發(fā)展，海洋調(diào)查船所攜帶的測(cè)量?jī)x器、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)視設(shè)備越來越精細(xì)化、尖端化，無論是調(diào)查船還是其附屬設(shè)備對(duì)防腐都有較高的要求。而海洋防腐所使用的方法和材料大多和化學(xué)防腐有關(guān)，該文首先論述了化學(xué)防腐在海水中的防腐能力，接著分析了不同化學(xué)防腐方式的不同用途。
1 化學(xué)防腐在海水中的防腐能力
目前，海洋防腐的方法和材料有很多，具有代表性防腐方法有：涂裝、有機(jī)襯、包覆金屬，如表1所示。
從根本上可歸結(jié)為兩種：化學(xué)防腐和物理防腐，所有涉及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的防腐都可稱作化學(xué)防腐。有機(jī)襯的防腐功能是通過隔絕海水和空氣實(shí)現(xiàn)的，是物理防腐;涂裝因含有比鐵更加活潑的金屬鋅，使得海水首先與鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成鋅的化合物，繼而實(shí)現(xiàn)保護(hù)金屬構(gòu)件的目的，是化學(xué)防腐;包覆金屬因鈦、鉻、鎳比較穩(wěn)定，與海洋環(huán)境中氯離子、氧的化學(xué)反應(yīng)非常緩慢或形成一層致密的氧化膜阻礙進(jìn)步一的化學(xué)反應(yīng)，繼而實(shí)現(xiàn)保護(hù)金屬構(gòu)件的目的，是化學(xué)防腐。相對(duì)于包覆金屬，涂裝的防腐能力更強(qiáng)。
2 不同化學(xué)防腐方式的不同用途
按方式，化學(xué)防腐分為光致陰極防腐和光陽極防腐。
2.1 光致陰極防腐
隨著半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)展，其在金屬的光電化學(xué)防腐蝕上展現(xiàn)出越來越高的應(yīng)用價(jià)值。盡管該領(lǐng)域已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一，但還處于探索階段，主要的研究對(duì)象是TiO2光催化劑，對(duì)金屬的光致陰極防腐的爭(zhēng)論還比較大。本節(jié)主要以TiO2光催化劑為切入點(diǎn)來論述光致陰極防腐。在20世紀(jì)90年代中期，Tsujikawa等[1]發(fā)現(xiàn)：在紫外光照下，TiO2涂層可陰極保護(hù)碳鋼、不銹鋼以及金屬銅。經(jīng)過相關(guān)學(xué)者的進(jìn)一步研究，人們發(fā)現(xiàn)：在γ射線或紫外光的照射下，TiO2可對(duì)不銹鋼進(jìn)行光致陰極保護(hù)。Leng等[2]在研究TiO2光催化劑對(duì)機(jī)污染物的降解作用時(shí)，不經(jīng)意發(fā)現(xiàn)鎳表現(xiàn)出較強(qiáng)的惰性，不易被腐蝕。在20世紀(jì)末，Tsujikawa組建了研究組，對(duì)TiO2涂層光致陰極防腐的機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和闡述，且還發(fā)現(xiàn)其具有一定的自潔凈功能，使得TiO2涂層不僅能保護(hù)304不銹鋼免于被腐蝕，還能確保戶外不銹鋼材料的干凈、清潔。而Choi等的研究則發(fā)現(xiàn)即使水中沒有有機(jī)物，水的電離電子同樣會(huì)繼續(xù)腐蝕碳鋼，對(duì)TiO2的光致陰極防腐的研究，使得他們認(rèn)為催化劑陽極-金屬陰極耦合可以遠(yuǎn)程光保護(hù)地下金屬，但這種設(shè)想只停留在理論論述中，無法得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在國內(nèi)，對(duì)光致陰極防腐的研究的代表是沈嘉年，其主要的研究成果是：TiO2可經(jīng)陽極氧化法制備;在無紫外光照時(shí)，TiO2-碳鋼耦合體系能加速碳鋼的腐蝕。總的來說，光致陰極防腐具有較大的局限性，可供選用的金屬材料并不多，因這些材料必須滿足腐蝕電流密度小、腐蝕電位正的要求。當(dāng)前，對(duì)X70管線鋼光陰極保護(hù)的研究較多，也展現(xiàn)出一定的效果，當(dāng)其應(yīng)用價(jià)值并沒有充分挖掘，對(duì)條件的要求也較高。
2.2 光陽極防腐
由于具有較高的穩(wěn)定性和效率，光陰極的防腐還比較依賴于TiO2。而在光陽極的防腐上，SnO2、ZnO和SrTiO3等寬禁帶半導(dǎo)體的應(yīng)用也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。從熱力學(xué)角度分析，對(duì)腐蝕電位比較負(fù)金屬的保護(hù)能借助于電位比較負(fù)的催化劑實(shí)現(xiàn)，這也是寬禁帶半導(dǎo)體尤其是導(dǎo)帶邊緣得到大部分學(xué)者重視的原因之一。在Subasri等的研究中，SnO2和TiO2按1∶1制備的半導(dǎo)體SnO2-TiO2能顯著提升光電轉(zhuǎn)換效率，這是因?yàn)榇藭r(shí)半導(dǎo)體不單具有光致儲(chǔ)能效果，還具有較佳的光電流，這就是說對(duì)Cu的保護(hù)作用并不會(huì)隨著光照停止而停止[3]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)，當(dāng)光照停止時(shí)保護(hù)作用還能維持?jǐn)?shù)小時(shí)。通過對(duì)TiO2-WO3復(fù)合半導(dǎo)體的研究，則進(jìn)步一說明了由于光致儲(chǔ)能效應(yīng)半導(dǎo)體電極在光照停止后還具有一定的緩蝕作用，對(duì)于化學(xué)防腐意義重大。
3 結(jié)語
我國具有較長海岸線，無論是經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是國防建設(shè)都要與海洋打交道，而海洋環(huán)境不同于陸地，其更加的復(fù)雜多變，對(duì)海洋設(shè)備的腐蝕也更加的劇烈?；瘜W(xué)防腐是海洋防腐的重點(diǎn)之一，盡管我國相關(guān)的研究落后于發(fā)達(dá)國家，但相信隨著我國海洋事業(yè)的發(fā)展，我國海洋防腐的能力一定會(huì)不斷提高。
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