環(huán)境化學(xué)

前言

環(huán)境化學(xué)在識(shí)別污染物來(lái)源與控制、維護(hù)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(xué)一直是高等學(xué)校環(huán)境類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展和提煉，環(huán)境化學(xué)呈現(xiàn)出綜合性、系統(tǒng)性、理論性，以及宏觀與微觀相結(jié)合的特點(diǎn)，并產(chǎn)生了不同的分支學(xué)科，如環(huán)境分析化學(xué)、環(huán)境污染化學(xué)、污染生態(tài)化學(xué)、污染控制化學(xué)以及理論環(huán)境化學(xué)等。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)環(huán)境化學(xué)的學(xué)科發(fā)展非常迅速，在有毒化學(xué)污染物的分析檢測(cè)、環(huán)境行為、演變趨勢(shì)、生態(tài)效應(yīng)、健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和控制技術(shù)等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果。關(guān)于化學(xué)污染物的研究，則更加側(cè)重于持久性有機(jī)污染物（POPs）和新興環(huán)境污染物（如藥物及個(gè)人護(hù)理用品PPCPs、納米顆粒物等），同時(shí)還包括這些污染物的來(lái)源解析、環(huán)境水平、多介質(zhì)／界面環(huán)境行為、演變趨勢(shì)等。在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面，更加注重各種理論模型的研究和應(yīng)用（如計(jì)算毒理學(xué)、構(gòu)效關(guān)系模型、多介質(zhì)環(huán)境模型等）}在污染控制和修復(fù)技術(shù)方面，更加注重物理、化學(xué)，以及生物技術(shù)的應(yīng)用。層出不窮的環(huán)境污染問題.推動(dòng)著環(huán)境化學(xué)的學(xué)科發(fā)展；環(huán)境化學(xué)的學(xué)科發(fā)展，也加深了人類對(duì)環(huán)境污染問題的認(rèn)識(shí)、預(yù)防和控制。目前，我國(guó)已進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)階段，這將給我國(guó)生態(tài)與環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力。我國(guó)所面臨的環(huán)境問題，呼喚著更多環(huán)境化學(xué)創(chuàng)新理論與技術(shù)成果的產(chǎn)生；呼喚著更多環(huán)境化學(xué)高水平人才的出現(xiàn)。教材對(duì)于人才培養(yǎng)的重要性，無(wú)論怎樣強(qiáng)調(diào)也不過(guò)分；百花齊放、百家爭(zhēng)鳴，不同風(fēng)格、不同覆蓋范圍與深度教材的出版，可以為教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)提供更多、更好的素材。本書的兩位作者多年來(lái)一直在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域從事教學(xué)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(jié)晶。相信本教材的出版必將推動(dòng)我國(guó)環(huán)境化學(xué)學(xué)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(nèi)容概要

環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為與效應(yīng)，及污染控制的化學(xué)原理與方法的科學(xué)，是環(huán)境科學(xué)的一門重要的分支學(xué)科。環(huán)境化學(xué)是高等學(xué)校環(huán)境專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。     本書力爭(zhēng)既是一本好的環(huán)境化學(xué)教材，也是一本從事環(huán)境化學(xué)研究入門的參考書。本書引用了一些權(quán)威的文獻(xiàn)資料，給出了重要專業(yè)術(shù)語(yǔ)的英文對(duì)照，對(duì)于研究生從事研究工作，也應(yīng)大有裨益。

書籍目錄

第1章 環(huán)境介質(zhì)及性質(zhì)  1.1 自然環(huán)境    1.1.1 地球環(huán)境    1.1.2 環(huán)境介質(zhì)  1.2 大氣圈    1.2.1 大氣的組成    1.2.2 大氣的結(jié)構(gòu)    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(yīng)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(zhì)    1.3.3 水體富營(yíng)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(jié)構(gòu)    1.4.3 土壤的物理性質(zhì)    1.4.4 土壤的化學(xué)性質(zhì)  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(jié)  習(xí)題  主要參考資料第2章 化學(xué)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(jī)理    2.3.2 描述吸附、分配行為的理化參數(shù)  小結(jié)  習(xí)題  主要參考資料第3章 化學(xué)污染物的轉(zhuǎn)化行為  3.1 光化學(xué)轉(zhuǎn)化    3.1.1 基本概念    3.1.2 光吸收與光物理過(guò)程    3.1.3 光化學(xué)過(guò)程    3.1.4 光化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)    3.1.5 光催化降解    3.1.6 大氣中的重要光化學(xué)過(guò)程    3.1.7 天然水中污染物的光化學(xué)降解    3.1.8 環(huán)境介質(zhì)表面污染物的光化學(xué)行為  3.2 典型無(wú)機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化行為    3.2.1 空氣中硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染    3.2.2 空氣中氨氧化物的轉(zhuǎn)化及光化學(xué)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(yīng)  3.3 有機(jī)污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化    3.3.1 酸堿解離反應(yīng)    3.3.2 水解反應(yīng)    3.3.3 自由基或活性氧所引發(fā)的氧化降解  3.4 有機(jī)污染物的生物降解動(dòng)力學(xué)    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(duì)生物降解速率的影響  小結(jié)  習(xí)題  主要參考資料第4章 污染物的生態(tài)毒理  4.1 毒理學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)    4.1.1 毒物與毒理學(xué)    4.1.2 生態(tài)毒理學(xué)  4.2 生物轉(zhuǎn)運(yùn)    4.2.1 物質(zhì)通過(guò)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(zhuǎn)化    4.4.1 生物轉(zhuǎn)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(yīng)    4.4.4 有毒有機(jī)污染物的生物轉(zhuǎn)化類型    4.4.5 有毒有機(jī)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(zhuǎn)化  4.5 毒性及其機(jī)理    4.5.1 劑量－反應(yīng)關(guān)系與劑量－效應(yīng)關(guān)系    4.5.2 毒物的聯(lián)合作用    4.5.3 毒性作用的生物化學(xué)機(jī)制    4.5.4 污染物的“三致作用”    4.5.5 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物  4.6 化學(xué)品污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)    4.6.1 化學(xué)品污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性    4.6.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的框架    4.6.3 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)案例  小結(jié)  習(xí)題  主要參考資料第5章 典型化學(xué)污染物及來(lái)源第6章 有機(jī)污染物的定量結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系第7章 多介質(zhì)環(huán)境模型第8章 污染控制與修復(fù)化學(xué)中英文關(guān)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(zhì)（原生礦物和次生礦物）和土壤有機(jī)質(zhì)，兩者占土壤總質(zhì)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(zhì)合稱為土壤溶液。土壤氣相是指土壤空氣。土壤中還有數(shù)量眾多的生物（如細(xì)菌和微生物等），一般作為土壤有機(jī)物而被看成是土壤固相物質(zhì)。1.土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)是土壤的主要組成物質(zhì)，構(gòu)成了土壤的“骨骼”，占土壤固體總質(zhì)量的90％以上。它來(lái)源于巖石的物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化作用，其大小和組成復(fù)雜多變。土壤礦物質(zhì)按其成因類型可分為原生礦物和次生礦物。在土壤形成過(guò)程中，原生礦物以不同數(shù)量與次生礦物混合成為土壤礦物質(zhì)。（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(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化形成的碎屑物，在形態(tài)上它們是單獨(dú)的礦物結(jié)晶，但在成分和結(jié)構(gòu)上與原始母巖中的礦物一致，沒有化學(xué)性質(zhì)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(zhǎng)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(zhǎng)石、云母、輝石和橄欖石等最常見，是土壤中各種化學(xué)元素的最初來(lái)源。（2）次生礦物次生礦物（secondary mineral）是指原生礦物化學(xué)風(fēng)化或蝕變后的新型礦物，是在疏松母質(zhì)發(fā)育和土壤形成作用時(shí)，由不穩(wěn)定的原生礦物形成的，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)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(shù)量也不盡相同。通常根據(jù)次生礦物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)可分為三類：簡(jiǎn)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(jù)晶層中兩種層片的數(shù)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(wú)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(gòu)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(xué)過(guò)程和性質(zhì)都與土壤所含的黏土礦物有關(guān)。

編輯推薦

《環(huán)境化學(xué)》：普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、高等學(xué)校理工科環(huán)境類規(guī)劃教材

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