課程資訊
課程名稱
河口微量元素化學
Biogeochemistry of Trace Element in Estuarine Environment 
開課學期
109-2 
授課對象
理學院  海洋化學組  
授課教師
 
課號
Ocean7109 
課程識別碼
241 M3150 
班次
 
學分
2.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期四3,4(10:20~12:10) 
上課地點
 
備註
總人數上限:25人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

微量金屬是所有生態系統中,尤其是水中生物地球化學反應的主控要角。許多微量金屬更是生命中不能缺少的營養要素,在濃度極低或利用率不夠時,生物會出現營養不足狀況,發育不良。另一方面,許多營養金屬在高濃度時卻會造成有害(例如Cr,Cu,Ni,Se,Zn)或甚至劇毒(例如As,Cd,Pb,Hg)致命反應。人為活動,如採礦、化石燃料燃燒或工業製程,改變了許多微量金屬的生物地球化學循環,急速增加其在環境中的濃度及可用性。本課程的目的是講解有關微量金屬環境化學的重要科學背景;描述各種水環境中的微量金屬循環,特別著眼於河口環境;各種地球化學反應塑造的過程,人類如何影響以及如何受到影響;探討各個環境之間的聯結,並說明生物地球化學過程與微量金屬之間的耦合反應;最後闡述現今微量金屬的生物地球化學研究的一些突破發現與發展。
Trace metals are imperative in the biogeochemistry of aquatic ecosystems. Many trace metals are essential micronutrients for life, organisms will show nutrient deficiencies at very low concentrations or availability. Many metals can have deleterious effects at high concentrations (e.g. Cr, Cu, Ni, Se, Zn) or even toxic ((e.g. As, Cd, Pb, Hg). Anthropogenic activities, such as mining, fossil fuel combustion or industrial processes, have greatly altered the biogeochemical cycles of many trace metals and increased their availability. The objectives of this course are to provide crucial background information on the environmental chemistry of trace metals; describe trace metal cycling in various aquatic environment, special emphasis will be on estuarine environments; the processes that shape them, how humans affect them and are affected by them; Focus on linkages between these environments to illustrate coupling between biogeochemical processes and trace metals; at last, to provide some recommendations for future research on the biogeochemistry of trace metals. 

課程目標
本課程將詳細講解微量金屬在大氣與水域環境(海洋,湖泊和河流),中的濃度,形態和循環,尤其特別著眼於河口環境。討論界面(空氣/水和沈積物/水)上的交換,基礎反應化學,以及驅動控制水生系統中微量金屬循環,濃度和形態的主要因素。另外,還將教授計算與平衡金屬濃度,物種和宿命的反應基本原理和熱力化學模式方法,並討論這些元素對微生物和水生食物鏈的毒性和生物利用度的原理。在課程的後半部分將舉例特定元素(例如,Hg,Fe,As,Zn),凸顯其於污染物處理過程之重要性與營養性吸收之變化。
This course provides detailed examination of the concentration, form and cycling of trace metals (metalloids) through the aquatic biosphere, dealing with the atmosphere, the ocean, lakes and rivers. We will discuss exchanges at the water interface (air/water and sediment/water) and the major drivers control the cycling, concentration and form of trace metals in aquatic systems. Also, some efforts will be focused on the fundamental principles and modelling approaches for metal concentration, speciation and fate in the aquatic environment, the underlying chemical principles controlling toxicity and bioavailability of these elements to microorganisms and to the aquatic food chain are also discussed. At the later part of the course will show specific metals that are of particular interests (i.e. Hg, Fe, As, Zn), which deals with pollutant and nutrient metals and metalloids.  
課程要求
普通化學與基礎地球科學或海洋學能力 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
指定閱讀
Trace Metals in Aquatic Systems (By Robert Mason) 
參考書目
The Biological Chemistry of the Elements, by J. Frausto & R. Williams;
Metal Speciation and Bioavailability in Aquatic Systems, by A. Tessier & D. Turner; 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期末考或作業 
40% 
 
2. 
期中考或作業 
30% 
 
3. 
出席與課堂作業 
30% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/25  課程簡介Schedule and Introduction
 
第2週
3/04  定義與分類Definition & Classification
 
第3週
3/11  重金屬循環Cycling of Metals in Biosphere
 
第4週
3/18  配位與錯合反應Coordinationation and Complexes
 
第5週
3/25  研究航次,課程暫停Day Off (Field trip to WPS on NOR3)
 
第6週
4/01  假日School Holiday
 
第7週
4/08  金屬類型Speciations
 
第8週
4/15  大氣塵埃Metals in Atmosphere and Inputs to Surface Waters: Atmospheric Dusts
 
第9週
4/22  期中考Midterm Exam
 
第10週
4/29  大氣輸送與平衡Metals in Atmosphere and Inputs to Surface Waters: Inputs & Fluxes
 
第11週
5/06  大洋中的重金屬Trace Metals in Marine Waters: Open Ocean
 
第12週
5/13  湖泊中的重金屬Trace Metals in Fresh Waters: Reservoirs & Lakes
 
第13週
5/20  河流中的重金屬Trace Metals in Fresh Waters: Streams & Rivers
 
第14週
5/27  河海交會區中的重金屬Trace Metals in Marine Waters: Estuaries
 
第15週
6/03  重金屬與浮游生物Trace Metals and Organisms: Planktons
 
第16週
6/10  重金屬與魚類Trace Metals and Organisms: Nektons
 
第17週
6/17  重金屬與沉積物及化石Trace Metals in Sediments & Fossils