環(huán)境化學(xué)

前言

我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)發(fā)展至今，其規(guī)劃已經(jīng)從經(jīng)濟(jì)制約型向環(huán)境-經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)型過渡；污染控制已經(jīng)從簡單的單項(xiàng)治理轉(zhuǎn)化為高層次的系統(tǒng)化管理。當(dāng)前多方面的污染問題與化學(xué)科學(xué)密切相關(guān)，所以，如何闡明這些危害人類的環(huán)境問題的化學(xué)機(jī)制并為解決這些問題提供科學(xué)依據(jù)，已是環(huán)境科學(xué)工作者的一個(gè)重要職責(zé)。 《環(huán)境化學(xué)》是環(huán)境工程專業(yè)與環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門主干專業(yè)課，本書是在總結(jié)編者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫的，本書具有如下特點(diǎn)： 1全書主要介紹環(huán)境化學(xué)在環(huán)境科學(xué)中和解決環(huán)境問題上的地位與作用，其研究內(nèi)容、特點(diǎn)與發(fā)展動(dòng)向以及主要污染物的類別和它們?cè)诟魅又械倪w移轉(zhuǎn)化過程； 2全書較系統(tǒng)地介紹了環(huán)境化學(xué)這門學(xué)科的概貌與發(fā)展過程； 3全書按水環(huán)境化學(xué)、大氣環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、重點(diǎn)污染物圈層化學(xué)等分別介紹，又根據(jù)我國目前環(huán)境保護(hù)工作中急需解決的問題，給出“面源污染及控制”、“濕地資源的保護(hù)對(duì)策”等環(huán)境化學(xué)專題； 4目前國際上十分重視環(huán)境優(yōu)先污染物的優(yōu)先監(jiān)測(cè)、特別是優(yōu)先有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)，本書中加強(qiáng)了對(duì)環(huán)境優(yōu)先污染物之優(yōu)先有機(jī)污染物的有關(guān)機(jī)理與技術(shù)的論述； 5近年來環(huán)境化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)有較大的發(fā)展，本書給出相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)。 全書分緒論、天然水的基本特性與水污染、水環(huán)境化學(xué)、天然大氣環(huán)境和性質(zhì)、大氣環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、污染生態(tài)學(xué)、典型污染物的特性及其遷移轉(zhuǎn)化、有害廢物及放射性固體、其他環(huán)境化學(xué)專題、環(huán)境化學(xué)研究中的實(shí)驗(yàn)室模擬方法和實(shí)驗(yàn)。 本書可供高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生與研究生作教學(xué)用書，也可供各類環(huán)境科學(xué)工作者參考使用。 本書由華南理工大學(xué)劉綺主編，梁惠楓、梁松筠、陳惠中、趙昕、劉玉機(jī)、夏虹、郝海生、劉少龍、黃慶華、甘海錄、張佳揚(yáng)、羅建明參加了編寫工作，化學(xué)工業(yè)出版社教材出版中心的相關(guān)編輯為本書的出版做了大量工作，在此一并致謝。 限于編者水平，書中錯(cuò)誤與不妥之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　環(huán)境化學(xué)是環(huán)境工程專業(yè)、環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)主干課，《環(huán)境化學(xué)》是在總結(jié)編者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫的?！董h(huán)境化學(xué)》體系以環(huán)境化學(xué)的理論、方法和技術(shù)為主線，各章密切結(jié)合環(huán)境化學(xué)的應(yīng)用，力求體現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，方法技術(shù)與案例相結(jié)合?！董h(huán)境化學(xué)》共十一章，系統(tǒng)而詳細(xì)地討論了環(huán)境化學(xué)的形成及其內(nèi)容與研究方法，水環(huán)境化學(xué)、大氣環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、污染生態(tài)化學(xué)、典型污染物的遷移轉(zhuǎn)化、有害廢物及放射性固體等內(nèi)容；結(jié)合我國環(huán)境工程與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域面臨急需解決的面源污染與控制、濕地資源利用與保護(hù)、地下水污染與控制等問題的具體狀況給出環(huán)境化學(xué)專題的闡述。書末還給出環(huán)境化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)研究的典型案例。

書籍目錄

第一章 緒論1 第一節(jié) 環(huán)境化學(xué)的形成1 一、環(huán)境問題1 二、環(huán)境污染物及其環(huán)境行為與危害3 第二節(jié) 環(huán)境化學(xué)的定義、內(nèi)容與研究方法14 一、環(huán)境化學(xué)的任務(wù)及研究內(nèi)容14 二、大氣、水體、土壤環(huán)境化學(xué)的研究方法16 第三節(jié) 環(huán)境化學(xué)的幾個(gè)基本概念和單位16 一、常見的基本概念16 二、常用的單位與代號(hào)19 習(xí)題20 第二章 天然水的基本特性與水污染21 第一節(jié) 水圈、水的特性和水分子結(jié)構(gòu)21 一、水圈21 二、天然水概況22 三、水的特性與水分子結(jié)構(gòu)23 第二節(jié) 天然水的組成與性質(zhì)25 一、天然水的組成25 二、主要陽離子27 三、主要陰離子28 四、藻類28 五、細(xì)菌等其他微生物29 六、水中溶解性氣體29 七、天然水的酸堿化學(xué)平衡30 八、天然水的硬度35 九、緩沖能力36 第三節(jié) 水體污染物36 一、有機(jī)污染物36 二、無機(jī)污染物36 三、放射性污染物38 四、水體中富營養(yǎng)物質(zhì)38 五、病原微生物污染39 六、熱污染39 七、硬水污染39 八、生活污水中的主要污染物40 第四節(jié) 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)分析40 一、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)40 二、水質(zhì)指標(biāo)42 三、地面水項(xiàng)目分析方法43 習(xí)題44 第三章 水環(huán)境化學(xué)46 第一節(jié) 水環(huán)境中的沉積作用46 一、化學(xué)沉淀46 二、膠體顆粒的凝聚沉降46 三、重力沉降49 第二節(jié) 水環(huán)境中的吸附作用49 一、吸附現(xiàn)象及其類別49 二、吸附等溫線50 三、水環(huán)境中膠體對(duì)重金屬離子的吸附作用51 第三節(jié) 氧化還原作用54 一、環(huán)境物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)特點(diǎn)54 二、pE和E關(guān)系55 三、重金屬化合物形態(tài)與體系的pE-pH圖及決定電勢(shì)56 四、水體中無機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化60 五、水體中有機(jī)物的氧化還原作用61 第四節(jié) 水環(huán)境中配位體對(duì)重金屬的配合作用63 一、水環(huán)境中的無機(jī)配位體對(duì)重金屬的配合作用64 二、水環(huán)境中的有機(jī)配位體對(duì)重金屬的配合作用65 第五節(jié) 水解作用67 一、有機(jī)化合物的水解平衡及其動(dòng)力學(xué)原理67 二、影響水解速率的因素68 第六節(jié) 光解作用69 第七節(jié) 重金屬的甲基化作用71 第八節(jié) 生物轉(zhuǎn)化作用71 第九節(jié) 有機(jī)物在水-固體系中的分配作用72 一、分配理論72 二、分配系數(shù)72 三、標(biāo)化分配系數(shù)73 四、顆粒物大小對(duì)分配系數(shù)的影響73 五、辛醇-水分配系數(shù)與分配系數(shù)的關(guān)系73 六、生物濃縮因子75 第十節(jié) 揮發(fā)作用75 一、揮發(fā)速率76 二、揮發(fā)作用的雙膜理論76 三、揮發(fā)作用的半衰期77 第十一節(jié) 水處理方法概要77 一、給水處理與廢水處理間的界限變化過程77 二、水處理的目的與方法分類78 第十二節(jié) 水質(zhì)模型81 一、河流水質(zhì)模型81 二、湖泊富營養(yǎng)化預(yù)測(cè)模型87 三、有毒有機(jī)污染物的歸趨模型89 習(xí)題91 第四章 天然大氣環(huán)境和性質(zhì)93 第一節(jié) 大氣層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)93 一、大氣的組成93 二、大氣組分濃度表示法93 三、大氣層垂直結(jié)構(gòu)94 四、大氣穩(wěn)定度與污染物擴(kuò)散關(guān)系95 五、近地層空氣的物理性質(zhì)97 六、按地理?xiàng)l件劃分區(qū)域97 第二節(jié) 大氣中重要的自由基97 一、自由基的特點(diǎn)97 二、重要自由基的來源98 第三節(jié) 光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)99 一、光化學(xué)定律99 二、初級(jí)光化學(xué)過程的主要類型100 習(xí)題102 第五章 大氣環(huán)境化學(xué)103 第一節(jié) 大氣污染103 一、大氣污染源分類103 二、大氣污染物及其分類104 第二節(jié) 氮氧化物的轉(zhuǎn)化106 一、NO2的轉(zhuǎn)化106 二、NO的轉(zhuǎn)化107 第三節(jié) 硫氧化合物的轉(zhuǎn)化與酸性降水107 一、SO2的氣相氧化108 二、SO2的液相氧化109 三、酸性降水109 第四節(jié) 硫酸型煙霧與光化學(xué)煙霧112 一、硫酸型煙霧112 二、光化學(xué)煙霧112 第五節(jié) 臭氧層空洞117 一、臭氧(O3)117 二、臭氧層形成與耗損的化學(xué)反應(yīng)118 第六節(jié) 大氣其他環(huán)境化學(xué)專題之溫室效應(yīng)120 一、溫室氣體120 二、溫室效應(yīng)的控制措施123 習(xí)題133 第六章 土壤環(huán)境化學(xué)134 第一節(jié) 土壤的形成及其環(huán)境意義134 一、土壤的形成134 二、土壤的環(huán)境機(jī)能135 第二節(jié) 土壤的組成136 一、土壤層次137 二、土壤礦物質(zhì)及其粒級(jí)劃分138 三、土壤有機(jī)質(zhì)143 四、土壤生物146 五、土壤水147 六、土壤空氣148 第三節(jié) 土壤的性質(zhì)149 一、土壤的吸附性149 二、土壤的酸堿性151 三、土壤的氧化還原性155 第四節(jié) 土壤污染157 一、土壤污染源157 二、土壤污染物158 三、土壤環(huán)境質(zhì)量159 四、土壤背景值160 五、評(píng)價(jià)模式與指數(shù)分級(jí)164 六、土壤環(huán)境容量165 第五節(jié) 污染物在土壤-植物體系中的遷移機(jī)制167 一、土壤-植物系統(tǒng)污染生態(tài)學(xué)特征及指標(biāo)167 二、土壤-植物系統(tǒng)中重金屬的歸趨168 三、重金屬對(duì)土壤微生物的毒性171 第六節(jié) 農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化173 一、農(nóng)藥在土壤中的濃度估算174 二、農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的擴(kuò)散行為176 三、非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用181 四、農(nóng)藥對(duì)土壤微生物的生態(tài)效應(yīng)183 五、農(nóng)藥殘留186 第七節(jié) 土壤的自凈作用與污染防治的非生物方法187 一、土壤的自凈作用187 二、土壤的污染防治方法188 第八節(jié) 土壤污染的微生物修復(fù)技術(shù)188 一、原位生物修復(fù)188 二、異地生物修復(fù)189 習(xí)題190 第七章 污染生態(tài)化學(xué)191 第一節(jié) 污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)191 一、暴露途徑191 二、污染物質(zhì)進(jìn)入動(dòng)物體的途徑192 三、污染物在動(dòng)物體內(nèi)的分布194 四、污染物在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)類型195 五、排泄196 六、蓄積197 第二節(jié) 生物膜的透過機(jī)理198 一、生物膜的結(jié)構(gòu)198 二、生物膜的透過機(jī)理198 第三節(jié) 污染物質(zhì)的生物濃縮、放大和積累199 一、污染物的生物濃縮199 二、污染物的生物放大202 三、污染物的生物積累204 第四節(jié) 污染物的生物代謝205 一、微生物的酶205 二、細(xì)菌的呼吸類型210 三、代謝作用211 第五節(jié) 污染物的毒性及效應(yīng)218 一、毒物的毒性參數(shù)218 二、毒性作用的分類220 三、毒物的單獨(dú)作用與聯(lián)合作用220 第六節(jié) 毒性作用的生物化學(xué)機(jī)制221 一、致癌作用221 二、致畸作用223 三、致突變作用224 第七節(jié) 毒性測(cè)試225 一、毒性測(cè)試程序225 二、毒性試驗(yàn)226 習(xí)題231 第八章 典型污染物的特性及其遷移轉(zhuǎn)化232 第一節(jié) 重要污染元素及其環(huán)境化學(xué)行為232 一、汞232 二、鎘235 三、鉛236 第二節(jié) 重要有機(jī)污染物239 一、多環(huán)芳烴239 二、亞硝胺242 三、多氯聯(lián)苯243 四、鹵代脂肪烴243 五、單環(huán)芳香族化合物244 六、苯酚類和甲酚類244 七、酞酸酯類244 習(xí)題244 第九章 有害廢物及放射性固體245 第一節(jié) 固體廢物的分類、來源及主要組成245 第二節(jié) 有害廢物的判別特性246 一、有害固體廢物的定義分類、來源及組分246 二、有害廢物的遷移及危害249 三、固體廢物的處理、處置方法251 第三節(jié) 放射性固體廢物簡介252 一、放射性252 二、照射量和劑量253 三、環(huán)境中的放射性254 四、放射性固體廢物257 五、放射性物質(zhì)的遷移259 六、核輻射對(duì)人體的危害260 習(xí)題260 第十章 其他環(huán)境化學(xué)專題262 第一節(jié) 面源污染及其控制262 一、點(diǎn)源與面污染源262 二、面源污染的程度與負(fù)荷262 三、面源污染物264 四、面污染源控制措施270 第二節(jié) 濕地資源利用與保護(hù)273 一、《濕地公約》及其濕地定義273 二、濕地定義的基礎(chǔ)及應(yīng)用274 三、濕地的類型與分布274 四、濕地功能277 五、濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)278 六、濕地植物種植與開發(fā)模式283 七、濕地保護(hù)對(duì)策285 第三節(jié) 地下水污染286 一、地下水中主要成分286 二、地下水中的微量組分290 三、地下水中的氣體成分294 四、地下水污染源分類294 五、地下水的污染途徑及污染條件分類294 習(xí)題297 第十一章 環(huán)境化學(xué)研究中的實(shí)驗(yàn)室模擬方法和實(shí)驗(yàn)299 一、模擬實(shí)驗(yàn)研究案例299 二、農(nóng)藥在土壤中的遷移實(shí)驗(yàn)303 三、魚體中氯苯類有機(jī)污染物的分析305 四、工業(yè)廢渣滲漏模型實(shí)驗(yàn)307 五、非色散紅外吸收法測(cè)定大氣中的一氧化碳307 六、鄰二氮菲分光光度法測(cè)定鐵條件的研究308 習(xí)題310 附錄312 附錄1 25℃時(shí)一些氣體在水中的亨利定律常數(shù)312 附錄2 水在不同溫度下的分壓312 附錄3 某些農(nóng)藥的辛醇-水分配系數(shù)、溶解度與蒸氣壓312 附錄4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（25℃, 101325Pa）某些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能（ΔGf) 及標(biāo)準(zhǔn)生成焓（ΔHf) 312 附錄5 天然水中重要氧化-還原反應(yīng)的pE值316 附錄6 某些物質(zhì)在水中的溶度積常數(shù)（25℃, 101325Pa) 317 附錄7 地表水中污染物揮發(fā)速率的典型值318 附錄8 腐殖酸配合物穩(wěn)定性常數(shù)318 附錄9 鹵代脂肪烴揮發(fā)時(shí)間319 附錄10 某些典型礦物的等電點(diǎn)319 附錄11 部分行業(yè)最高允許排水量319

章節(jié)摘錄

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