環(huán)境化學

前言

環(huán)境化學在識別污染物來源與控制、維護人類和生態(tài)健康，以及提供環(huán)境管理決策等方面，都發(fā)揮著重要作用。環(huán)境化學一直是高等學校環(huán)境類專業(yè)的重要基礎課程。經過40多年的發(fā)展和提煉，環(huán)境化學呈現出綜合性、系統(tǒng)性、理論性，以及宏觀與微觀相結合的特點，并產生了不同的分支學科，如環(huán)境分析化學、環(huán)境污染化學、污染生態(tài)化學、污染控制化學以及理論環(huán)境化學等。進入新世紀以來，我國環(huán)境化學的學科發(fā)展非常迅速，在有毒化學污染物的分析檢測、環(huán)境行為、演變趨勢、生態(tài)效應、健康風險評價和控制技術等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果。關于化學污染物的研究，則更加側重于持久性有機污染物（POPs）和新興環(huán)境污染物（如藥物及個人護理用品PPCPs、納米顆粒物等），同時還包括這些污染物的來源解析、環(huán)境水平、多介質／界面環(huán)境行為、演變趨勢等。在生態(tài)風險和健康風險評價方面，更加注重各種理論模型的研究和應用（如計算毒理學、構效關系模型、多介質環(huán)境模型等）}在污染控制和修復技術方面，更加注重物理、化學，以及生物技術的應用。層出不窮的環(huán)境污染問題.推動著環(huán)境化學的學科發(fā)展；環(huán)境化學的學科發(fā)展，也加深了人類對環(huán)境污染問題的認識、預防和控制。目前，我國已進入了經濟快速增長階段，這將給我國生態(tài)與環(huán)境帶來巨大的壓力。我國所面臨的環(huán)境問題，呼喚著更多環(huán)境化學創(chuàng)新理論與技術成果的產生；呼喚著更多環(huán)境化學高水平人才的出現。教材對于人才培養(yǎng)的重要性，無論怎樣強調也不過分；百花齊放、百家爭鳴，不同風格、不同覆蓋范圍與深度教材的出版，可以為教師講授和學生學習提供更多、更好的素材。本書的兩位作者多年來一直在環(huán)境化學領域從事教學和科研工作，并取得了豐碩的成果，本教材是他們辛勤工作的結晶。相信本教材的出版必將推動我國環(huán)境化學學科的發(fā)展，并為環(huán)境專業(yè)人才的培養(yǎng)發(fā)揮重要作用。

內容概要

環(huán)境化學是一門研究有害化學物質在環(huán)境介質中的存在、化學特性、行為與效應，及污染控制的化學原理與方法的科學，是環(huán)境科學的一門重要的分支學科。環(huán)境化學是高等學校環(huán)境專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課。     本書力爭既是一本好的環(huán)境化學教材，也是一本從事環(huán)境化學研究入門的參考書。本書引用了一些權威的文獻資料，給出了重要專業(yè)術語的英文對照，對于研究生從事研究工作，也應大有裨益。

書籍目錄

第1章 環(huán)境介質及性質  1.1 自然環(huán)境    1.1.1 地球環(huán)境    1.1.2 環(huán)境介質  1.2 大氣圈    1.2.1 大氣的組成    1.2.2 大氣的結構    1.2.3 大氣顆粒物    1.2.4 臭氧層的形成與損耗    1.2.5 溫室效應和溫室氣體  1.3 水圈    1.3.1 天然水的組成    1.3.2 天然水的性質    1.3.3 水體富營養(yǎng)化  1.4 土壤圈    1.4.1 土壤的組成    1.4.2 土壤的剖面結構    1.4.3 土壤的物理性質    1.4.4 土壤的化學性質  1.5 生物圈    1.5.1 概述    1.5.2 種群    1.5.3 生物群落    1.5.4 生態(tài)系統(tǒng)  1.6 環(huán)境問題    1.6.1 環(huán)境污染    1.6.2 全球和區(qū)域性環(huán)境問題  小結  習題  主要參考資料第2章 化學污染物的遷移行為  2.1 概述    2.1.1 大氣中污染物的遷移    2.1.2 水中污染物的遷移    2.1.3 土壤中污染物的遷移  2.2 揮發(fā)與沉降    2.2.1 揮發(fā)作用    2.2.2 干沉降和濕沉降    2.2.3 酸沉降  2.3 界面吸附與分配    2.3.1 吸附、分配作用的機理    2.3.2 描述吸附、分配行為的理化參數  小結  習題  主要參考資料第3章 化學污染物的轉化行為  3.1 光化學轉化    3.1.1 基本概念    3.1.2 光吸收與光物理過程    3.1.3 光化學過程    3.1.4 光化學反應動力學    3.1.5 光催化降解    3.1.6 大氣中的重要光化學過程    3.1.7 天然水中污染物的光化學降解    3.1.8 環(huán)境介質表面污染物的光化學行為  3.2 典型無機污染物的轉化行為    3.2.1 空氣中硫氧化物的轉化及硫酸煙霧型污染    3.2.2 空氣中氨氧化物的轉化及光化學煙霧污染    3.2.3 水相中溶解-沉淀平衡    3.2.4 水相中配合平衡    3.2.5 氧化-還原反應  3.3 有機污染物的化學轉化    3.3.1 酸堿解離反應    3.3.2 水解反應    3.3.3 自由基或活性氧所引發(fā)的氧化降解  3.4 有機污染物的生物降解動力學    3.4.1 生物降解作用    3.4.2 生物睜解代謝模式    3.4.3 環(huán)境因素對生物降解速率的影響  小結  習題  主要參考資料第4章 污染物的生態(tài)毒理  4.1 毒理學與生態(tài)毒理學    4.1.1 毒物與毒理學    4.1.2 生態(tài)毒理學  4.2 生物轉運    4.2.1 物質通過生物膜的方式    4.2.2 吸收    4.2.3 分布與貯存    4.2.4 排泄  4.3 生物富集、放大與積累    4.3.1 生物富集    4.3.2 生物放大    4.3.3 生物積累  4.4 生物轉化    4.4.1 生物轉化中的酶    4.4.2 幾種重要輔酶的功能    4.4.3 生物氧化中的氫傳遞反應    4.4.4 有毒有機污染物的生物轉化類型    4.4.5 有毒有機污染物的微生物降解    4.4.6 部分非金屬和金屬的微生物轉化  4.5 毒性及其機理    4.5.1 劑量－反應關系與劑量－效應關系    4.5.2 毒物的聯合作用    4.5.3 毒性作用的生物化學機制    4.5.4 污染物的“三致作用”    4.5.5 環(huán)境內分泌干擾物  4.6 化學品污染的生態(tài)風險性評價    4.6.1 化學品污染的生態(tài)風險性    4.6.2 風險評價的框架    4.6.3 生態(tài)風險性評價案例  小結  習題  主要參考資料第5章 典型化學污染物及來源第6章 有機污染物的定量結構-活性關系第7章 多介質環(huán)境模型第8章 污染控制與修復化學中英文關鍵詞索引

章節(jié)摘錄

插圖：土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。土壤固相包括土壤礦物質（原生礦物和次生礦物）和土壤有機質，兩者占土壤總質量的90％～95％。土壤液相指土壤水分及其可溶物，土壤水分及其可溶物質合稱為土壤溶液。土壤氣相是指土壤空氣。土壤中還有數量眾多的生物（如細菌和微生物等），一般作為土壤有機物而被看成是土壤固相物質。1.土壤礦物質土壤礦物質是土壤的主要組成物質，構成了土壤的“骨骼”，占土壤固體總質量的90％以上。它來源于巖石的物理風化和化學風化作用，其大小和組成復雜多變。土壤礦物質按其成因類型可分為原生礦物和次生礦物。在土壤形成過程中，原生礦物以不同數量與次生礦物混合成為土壤礦物質。（1）原生礦物原生礦物（primary mineral）是各種巖石受到不同程度的物理風化而未經化學風化形成的碎屑物，在形態(tài)上它們是單獨的礦物結晶，但在成分和結構上與原始母巖中的礦物一致，沒有化學性質上的變化。土壤中0.001～1 mllrl粉砂粒和砂粒幾乎全部是原生礦物。土壤原生礦物的種類主要有：硅酸鹽類、鋁硅酸鹽類礦物，如長石類、云母類、輝石、角閃石、橄欖石等；氧化物類礦物，如石英、金紅石、鋯石等；硫化物類礦物，如黃鐵礦等；磷酸鹽類礦物，如氟磷灰石。其中石英、長石、云母、輝石和橄欖石等最常見，是土壤中各種化學元素的最初來源。（2）次生礦物次生礦物（secondary mineral）是指原生礦物化學風化或蝕變后的新型礦物，是在疏松母質發(fā)育和土壤形成作用時，由不穩(wěn)定的原生礦物形成的，其化學組成和結構均發(fā)生改變。土壤次生礦物種類很多，不同的土壤所含的次生礦物的種類和數量也不盡相同。通常根據次生礦物的性質與結構可分為三類：簡單鹽類（方解石、石膏等）、三氧化物類（褐鐵礦、針鐵礦等）和次生鋁硅酸鹽類。次生礦物有晶態(tài)和非晶態(tài)之分。鋁硅酸鹽類黏土礦物屬于晶態(tài)次生礦物，主要由硅氧四面體和鋁氧八面體的層片組成。高嶺石、蒙脫石和伊利石等根據晶層中兩種層片的數目和排列方式的不同，可分為1：1和2：1型礦物。其中高嶺石屬于1：1型礦物，主要由一層硅氧四面體和一層鋁氧八面體組成。而蒙脫石和伊利石，主要由兩層硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組合而成，屬于2：1型礦物。非晶態(tài)，也稱無定形態(tài)，主要包括含水氧化鋁、氧化鐵、氧化硅等。次生礦物中的含水氧化物類（主要是鐵、鋁）和次生硅鋁酸鹽類（伊利石等）是構成土壤黏粒的主要成分，故又稱為黏土礦物。土壤中的許多物理、化學過程和性質都與土壤所含的黏土礦物有關。

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