报告题目：
铁的生物地球化学反应的尺度效应
主要内容：
地球化学反应速率具有显著的尺度效应。许多地球化学反应的野外观测速率比实验室观测速率低2-5个数量级，给不同尺度的研究成果的对比和外推造成了极大困难，制约了实验室研究成果在野外场地的应用。引起地球化学反应速率随时间和空间的尺度变化的原因很多，概括起来，有两个方面：（1）能观测到的地球化学反应都是由若干基元反应和传质过程组成，不同时间和空间尺度下观察到的地球化学反应速率的主控过程往往是不同的；（2）观测或计算得到的地球化学反应速率和速率常数代表的是在一定时间和空间范围内的平均速率，小于计算尺度的非均质性是引起地球化学反应速率具有尺度效应的重要原因。因此，对不同尺度下测得的地球化学反应速率进行比较和外推时，需要进行尺度转换。常见的尺度转换方法是采用多尺度的地球化学反应动力学实验和模拟技术，在不同的时间和空间尺度下，针对同一个反应进行动力学实验或动力学观测，获得反应速率与观测尺度特征参数，通过研究不同尺度反应速率与观测尺度特征参数的关系，构建反应速率和特征参数的函数关系来进行尺度转换。
铁是地球表层生态系统中丰度最高的氧化还原敏感性金属元素，积极地参与地球表层生态系统中的元素循环，当土壤和沉积物的氧化还原条件发生变化时，二价铁和三价铁会相互转化，改变土壤和沉积物的氧化还原能力，从而影响生态系统中氧化还原敏感元素，包括重金属的环境归趋。氧、氮、锰、碳等元素均能通过微生物驱动的地表元素循环影响二价铁和三价铁的相互转化，直接或间接影响铁的氧化还原能力。此外，天然土壤和沉积物中铁的组成形态复杂，不同的形态通常具有不同的氧化还原活性，导致铁的反应速率受亚尺度非均质性影响较大。因此，铁的生物地球化学反应具有很强的尺度效应，给数值模拟铁的反应迁移行为造成极大的挑战。本文以铁为例，介绍批实验-微流控-土柱相结合的多尺度反应动力学实验方法，以及使用多元素耦合的多速率模型对反应速率参数进行尺度转换的方法。
个人简介：
刘媛媛，女，1980年生，南京大学地球科学与工程学院特聘研究员，博士生导师，入选第十三批国家重大人才工程A类青年项目。主要从事土壤和地下水污染物反应迁移行为研究，目前研究方向集中在水稻田土壤砷的污染研究，裂隙介质碳酸钙沉淀-溶解过程研究，河岸带对地下水污染物铬和硝酸的阻滞能力，放射性污染物锝在地下含水层的固化。近年来，主持和参与自然科学基金委和科技部国家重点研发计划4项，主持江苏省双创人才项目1项，参与湖北省地质调查项目1项，发表SCI论文30篇。2020年获中国矿物岩石地球化学学会第18届侯德封青年科学家奖。
美迪康会务通