環(huán)境化學(xué)

前言

當(dāng)今社會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活質(zhì)量的普遍提高，人類在生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面都在不斷影響和改變著周圍的環(huán)境，同時(shí)日益突出的環(huán)境問題也逐漸受到人類的重視。環(huán)境學(xué)科以人類一環(huán)境系統(tǒng)為其特定的研究對象，主要研究環(huán)境在人類活動(dòng)強(qiáng)烈干預(yù)下所發(fā)生的變化和為了保持這個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性所應(yīng)采取的對策與措施。環(huán)境問題已經(jīng)成為一個(gè)不可忽視的、必須要面對和解決的重大難題。多年來，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人多次在不同場合提到了環(huán)境問題的重要性，同時(shí)對發(fā)展環(huán)境教育給予了極大的關(guān)注。為推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，我國的環(huán)境工作在管理思想和管理制度方面也都發(fā)生了深刻的變化，不僅拓寬了環(huán)境學(xué)科的研究領(lǐng)域急需的綜合性學(xué)科，也使其成為科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最年輕、最活躍、最具影響的學(xué)科之一。環(huán)境學(xué)科是一門新興的學(xué)科，并且還處在蓬勃發(fā)展之中，許多社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的部門已經(jīng)積極地加入到了環(huán)境學(xué)科的研究當(dāng)中，它們相互滲透、相互交叉，從而使環(huán)境學(xué)科變得更加寬廣和多樣化。為了更好地向社會(huì)展示環(huán)境學(xué)科的研究成果，進(jìn)一步推進(jìn)環(huán)境學(xué)科的發(fā)展，北京大學(xué)出版社于2007年6月在北京召開了《21世紀(jì)全國高等院校環(huán)境系列實(shí)用規(guī)劃教材》研討會(huì)，會(huì)上國內(nèi)幾十所高校的環(huán)境專家學(xué)者經(jīng)過充分討論，研究落實(shí)了適合于環(huán)境類專業(yè)教學(xué)的各教材名稱及其編寫大綱，并遴選了各教材的編寫組成員。本系列教材的特點(diǎn)在于：按照高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程專業(yè)對本科教學(xué)的基本要求，參考教育部高等學(xué)校環(huán)境科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)研究制定的課程體系和知識體系，面向就業(yè)，定位于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。為貫徹應(yīng)用型本科教育由“重視規(guī)模發(fā)展”轉(zhuǎn)向“注重提高教學(xué)質(zhì)量”的工作思路，適應(yīng)當(dāng)前我國高等院校應(yīng)用型教育教學(xué)改革和教材建設(shè)的迫切需要，培養(yǎng)以就業(yè)市場為導(dǎo)向的具備職業(yè)化特征的高等技術(shù)應(yīng)用型人才，本系列教材突出體現(xiàn)教育思想和教育觀念的轉(zhuǎn)變，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的現(xiàn)狀和趨勢進(jìn)行了精心策劃，系統(tǒng)、全面地研究普通高校教學(xué)改革、教材建設(shè)的需求，優(yōu)先開發(fā)其中教學(xué)急需、改革方案明確、適用范圍較廣的教材。環(huán)境問題已經(jīng)成為人類最為關(guān)注的焦點(diǎn)，每位致力于環(huán)境保護(hù)的人士都在為環(huán)境保護(hù)盡自己最大的努力，同時(shí)還有更多的人加入到這個(gè)隊(duì)伍中來，為人類能有一個(gè)良好的居住環(huán)境而共同努力。參與本系列教材編寫的每一位專家學(xué)者都希望把自己多年積累的知識和經(jīng)驗(yàn)通過書本傳授給更多的有志于為人類——環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和持續(xù)發(fā)展出一份力的同仁。在本系列教材即將出版之際，我們要感謝參加本系列教材編寫和審稿的各位老師所付出的辛勤勞動(dòng)。我們希望本系列教材能為環(huán)境學(xué)科的師生提供盡可能好的教學(xué)、研究用書，我們也希望各位讀者提出寶貴意見，以使編者與時(shí)俱進(jìn)，使教材得到不斷的改進(jìn)和完善。

內(nèi)容概要

本書以大氣、水和土壤三種環(huán)境介質(zhì)為主線，結(jié)合重要環(huán)境問題，分別討論了環(huán)境中的重要污染物在大氣、水和土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，包括與光化學(xué)煙霧、酸性降水、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞有關(guān)的大氣污染化學(xué)；與水環(huán)境中重金屬和持久性有機(jī)污染物有關(guān)的氧化還原作用、沉淀溶解作用、配合作用、水解作用、吸附作用、微生物作用和光化學(xué)作用：以及與農(nóng)藥等持久性有機(jī)污染物有關(guān)的土壤污染化學(xué)。    本書知識結(jié)構(gòu)完整，基礎(chǔ)性強(qiáng)，內(nèi)容適中，注重實(shí)際應(yīng)用性，可作為高等院校環(huán)境科學(xué)等有關(guān)專業(yè)的教材，也可作為一般環(huán)境工作者的參考用書。

書籍目錄

第1章 緒論  1.1 環(huán)境科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展  1.2 環(huán)境化學(xué)的定義  1.3 環(huán)境化學(xué)的研究內(nèi)容    1.3.1 大氣污染化學(xué)    1.3.2 水環(huán)境污染化學(xué)    1.3.3 土壤污染化學(xué)    1.3.4 環(huán)境化學(xué)動(dòng)態(tài)學(xué)  1.4 環(huán)境化學(xué)的特點(diǎn)  思考題與習(xí)題第2章 大氣的組成及其重要污染物  2.1 大氣的主要成分及其停留時(shí)間    2.1.1 大氣的主要成分    2.1.2 大氣組分的停留時(shí)間    2.1.3 大氣組分的分類  2.2 大氣層的結(jié)構(gòu)    2.2.1 對流層    2.2.2 平流層    2.2.3 中間層    2.2.4 熱層  2.3 地球的熱平衡    2.3.1 大氣成分對太陽輻射的吸收    2.3.2 地球與大氣的能量平衡    2.3.3 溫室氣體和溫室效應(yīng)  2.4 大氣中的重要污染物    2.4.1 含硫化合物    2.4.2 含氮化合物    2.4.3 含碳化合物    2.4.4 含鹵素化合物  思考題與習(xí)題第3章 氣相大氣化學(xué)反應(yīng)  3.1 大氣光化學(xué)作用與大氣自由基的形成    3.1.1 光化學(xué)基本定律    3.1.2 光化學(xué)反應(yīng)過程    3.1.3 大氣中的自由基  3.2 氮氧化物的氣相反應(yīng)    3.2.1 N0的化學(xué)反應(yīng)    3.2.2 N02的化學(xué)反應(yīng)    3.2.3 N0、N02和O3的基本光化學(xué)循環(huán)  3.3 二氧化硫(S02)的氣相反應(yīng)    3.3.1 S02的直接光氧化    3.3.2 S02的間接光氧化  3.4 有機(jī)化合物的氣相反應(yīng)    3.4.1 有機(jī)化合物與H0·的反應(yīng)    3.4.2 烯烴與O3、O·和N03的反應(yīng)  3.5 光化學(xué)煙霧    3.5.1 光化學(xué)煙霧的形成條件    3.5.2 光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理  3.6 臭氧層耗損    3.6.1 臭氧層破壞的化學(xué)機(jī)理    3.6.2 南極“臭氧洞”的形成機(jī)理  思考題與習(xí)題第4章 液相大氣化學(xué)反應(yīng)  4.1 大氣中二氧化硫的液相反應(yīng)    4.1.1 S02的溶解平衡    4.1.2 S02的液相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)  4.2 大氣中含氮化合物的液相反應(yīng)    4.2.1 NOx的液相溶解平衡    4.2.2 NH3和HNO3的液相溶解平衡    4.2.3 NOx的液相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)  4.3 酸性降水的形成    4.3.1 降水的化學(xué)組成    4.3.2 降水化學(xué)組成的時(shí)空變化    4.3.3 降水的pH  ……第5章 大氣顆粒物第6章 天然水的組成及其重要污染物第7章 天然水中的氧化還原平衡第8章 水環(huán)境中的沉淀溶解作用第9章 天然水中的配合作用第10章 水解作用第11章 天然水環(huán)境中固液界面的吸附作用第12章 水環(huán)境中的微生物作用第13章 水環(huán)境光化學(xué)作用第14章 土壤的組成及其重要性質(zhì)第15章 土壤中的重要污染物及其遷移轉(zhuǎn)化參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章  緒論1.1  環(huán)境科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展自然環(huán)境主要是由大氣圈、水圈、土壤巖石圈和生物圈所構(gòu)成的。在構(gòu)成自然環(huán)境的4個(gè)圈層當(dāng)中，生物圈最為重要，因?yàn)樗罨钴S，最具有生命力。生物圈是經(jīng)過幾百萬年的演化才逐漸形成的一個(gè)協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。所謂協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)是指在這個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)部各部分的結(jié)構(gòu)和功能都處于相互適應(yīng)、相互協(xié)調(diào)的一種動(dòng)態(tài)平衡之中，也就是說生態(tài)系統(tǒng)是處于一種平衡狀態(tài)的。這種平衡狀態(tài)下的生態(tài)系統(tǒng)最適合人類的生存。可是，在人類社會(huì)的發(fā)展過程中，人類的生產(chǎn)活動(dòng)常常會(huì)影響到生態(tài)系統(tǒng)，有時(shí)甚至?xí)茐娜祟愘囈陨娴倪@種生態(tài)平衡。當(dāng)代人類面臨的環(huán)境問題是隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展而產(chǎn)生的。如化石燃料的使用為工業(yè)革命創(chuàng)造了條件，也為大氣環(huán)境污染埋下了禍根；又如在1909年，。美國人L?貝克蘭首次合成了酚醛塑料，為此后各種塑料的發(fā)明和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，然而，由于塑料在數(shù)百年內(nèi)不會(huì)自然降解，成為今日威脅著全世界的塑料垃圾，即“白色污染”的根源。環(huán)境問題隨著科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展而發(fā)生著變化。在工業(yè)革命之前，由于當(dāng)時(shí)人口比較少，生產(chǎn)力水平比較低，人們對自然資源的開發(fā)和利用程度還不高，由人類的生產(chǎn)活動(dòng)所引起的污染比較輕微，對生態(tài)平衡的破壞并不明顯，因此當(dāng)時(shí)環(huán)境問題并沒有引起人們的注意。而在工業(yè)革命之后，情況發(fā)生了巨大的變化。這時(shí)許多工業(yè)國家的經(jīng)濟(jì)都以空前的規(guī)模和速度發(fā)展起來。特別是在20世紀(jì)之后，這些工業(yè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度之快，規(guī)模之大都是非常驚人的。根據(jù)美國礦山部公布的數(shù)字，1940～1970年這30年中，美國所使用的礦物原料的數(shù)量要比整個(gè)人類從古羅馬時(shí)代開始一直到1940年這漫長的歲月當(dāng)中所使用的礦物原料的總量還要多。環(huán)境問題的集中出現(xiàn)，就會(huì)產(chǎn)生“公害”。從歷史發(fā)展進(jìn)程看。（1）18～20世紀(jì)是公害發(fā)生期，主要是燃煤、冶煉和化工產(chǎn)生的污染帶來的環(huán)境問題。（2）20世紀(jì)20～40年代是公害發(fā)展期，當(dāng)時(shí)工業(yè)發(fā)展迅猛，尤其是二戰(zhàn)后，工業(yè)高速發(fā)展，帶來很多環(huán)境問題。在大氣方面就有馬斯河谷煙霧事件、多諾拉煙霧事件、倫敦?zé)熿F事件等，都跟二氧化硫和煙塵有關(guān)。倫敦?zé)熿F事件尤其著名，其致死人數(shù)最多，5天內(nèi)4000多人死亡，原因就是燃煤產(chǎn)生的二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸霧，導(dǎo)致人們胸悶、咳嗽、嘔吐，年老體弱者因而死亡。洛杉磯光化學(xué)煙霧事件，發(fā)生在20世紀(jì)40～50年代，當(dāng)時(shí)不明原因，小學(xué)生有刺眼、落淚、喉嚨不適等癥狀，植物受害，西紅柿、菠蘿反應(yīng)明顯，直到50年代才找到原因，是汽車及石油工業(yè)的廢氣所致。廢氣在紫外線作用下形成了光化學(xué)煙霧，造成65歲以上老人死亡率增加。

編輯推薦

《環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)》：體系完整：把握環(huán)境學(xué)科相關(guān)專業(yè)、課程之間的關(guān)系，體系嚴(yán)密完整；思路創(chuàng)新：拓寬理論基礎(chǔ)，貼近生活實(shí)際，突出創(chuàng)造能力和創(chuàng)新意識；內(nèi)容新穎：借鑒國內(nèi)外最新理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，遵循最新的準(zhǔn)則、規(guī)范；選材合理：恰當(dāng)?shù)靥幚韨鹘y(tǒng)內(nèi)容與前沿內(nèi)容的關(guān)系，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)；科學(xué)實(shí)用：收集大量一線資料和典型案例，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力；方便教學(xué)：配套教學(xué)方案、電子教案和習(xí)題答案等多種教學(xué)輔助資源；贈(zèng)送電子課件。

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