phreeqc实例练习.docx

例1——物种形成分析
这个例子计算了海水中矿物质的分布以及一组有关矿物在海水中的饱和程度。为了证明如何在这个模型中应用新的元素，将元素铀添加入由定义的液相模型中[wateq.dat是包含于程序分类中的一个数据库文件，它来自于WATEQ4F（BallandNordstrom,1991），并包含铀]。
物质形成计算所需要的数据包括温度、Ph、元素的浓度和/或其元素的化合价。海水中的这些数据见表10。这个例子计算中输入的数据组见表11。在模拟中所运用的有关计算的注释包含在TITLE关键字中。SOLUTION数据块定义了海水的成分。注意：元素的化合价用元素化学符号后面圆括号中的数字表示[S(6),N(5),N(-3)和O(0)]。
表10—海水的成分
[未指定浓度时，其浓度的单位为ppm]
分析的组分PHREEQC符号浓度钙Ca镁Mg钠Na钾K铁Fe.002锰Mn.0002硅石，SiO2Si氯化物Cl碱度，HCO3-Alkalinity硫酸盐，SO42-S(6)硝酸盐，NO3-N(5).29铵，NH4+N(-3).03铀U.0033pH，标准单位pHpe，无单位pe温度，℃temperature密度，千克/升density用于分配氧化还原元素和计算饱和指数的pe由redox标识符所指定。在这个例子中，用氧化还原电对O(-2)/O(0)计算的pe值相对应于溶解氧/水，并且这个pe适用于需要pe值的所有的计算。如果redox没有指定，那么缺省的值将会是所输入的pe。缺省的氧化还原标识符可被任何氧化还原元素代替，如输入元素锰时，则输入的pe被用来表示各种化合价状态的锰；输入铀时，这里是氮/铵电对将会用来计算所形成各种价态铀的pe值。
数据组中缺省的单位为ppm（units标识符）。这个缺省值可以替换为任何浓度单位，如指定铀的浓度为ppb来代替ppm。因为ppm是一个质量单位，而不是一个摩尔单位，这个程序必须用分子量来将浓度单位转化为摩尔单位。每一种主要物质缺省的分子量在SOLUTION_MASTER_SPECIES输入中指定（缺省数据库的值列在表4和附录B中）。如果提交的分子量数据不同于其缺省值，必须在输入数据的设置中指定适当的分子量。这可以用gfw标识符来完成，在这里输入真正的分子量，转化硝酸盐的分子量为62.0g/mol，或是更简便的是以as标识符来完成，在这里输入所使用的化学分子式的单位，正如在这个例子中输入的碱和铵是一样的。注意最后给定的溶解氧O(0)的浓度是1ppm的初始估计值，但它的浓度将会得以调整，直到氧气分压的对数达到。[O2(g)的定义是在缺省数据库文件中在PHASES输入(附录B)]。当使用相均衡来指定初始浓度[正如这个例子中的O(0)]，则仅有一种浓度是得以调整。例如，例如石膏被用来调整钙的浓度，钙的浓度会改变，而硫酸盐的浓度却保持不变。
表11例1的输入数据
TITLEExample1.--Adduraniumandspeciateseawater.
SOLUTION1SEAWATERFROMNORDSTROMETAL.(1979)
unitsppm
pH
pe
density
temp
redoxO(0)/O(-2)
Ca
Mg
Na
K
Fe
Mn0.0002pe
Si
Cl
Alkalinity141.682asHCO3
S(6)
N(5)
N(-3)0.03asNH4
U3.3ppbN(5)/N(-3)
O(0)1.0O2(g)
SOLUTION_MASTER_SPECIES
UU+4238.0290
U(4)U+4
U(5)UO2+
U(6)UO2+2
SOLUTION_SPECIES
#primarymasterspeciesforU
#isalsosecondarymasterspeciesforU(4)
U+4=U+4
log_k
U+4+4H2O=U(OH)4+4H+
log_k
delta_h24.760kcal
U+4+5H2O=U(OH)5-+5H+
log_k
delta_h27.580kcal
#secondarymasterspeciesforU(5)
U+4+2H2O=UO2++4H++e-
log_k
delta_h31.130kcal
#secondarymasterspeciesforU(6)
U+4+2H2O=UO2+2+4H++2e-
log_k
delta_h34.430kcal
UO2+2+H2O=UO2OH++H+
log_k
delta_h11.015kcal
2UO2+2+2H2O=(UO2)2(OH)2+2+2H+
log_k
delta_h-36.04kcal
3UO2+2+5H2O=(UO2)3(OH)5++5H+
log_k
delta_h-44.27kca