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1.1　环境化学概述1

1.1.1　化学品进入环境1

第1章　绪论1

1.1.2　环境科学中的化学3

1.2　环境化学的研究方法7

1.2.1　实地观测7

1.2.2　实验室研究7

1.3.1　环境要素8

1.3.2　环境背景值8

1.3　环境化学的基本概念8

1.2.3　模式计算8

1.3.3　环境容量9

1.3.4　环境污染和污染物9

1.3.5　源和汇9

1.3.6　均相反应和非均相反应10

1.3.7　污染物的生物毒性10

1.3.8　污染物之间的复合作用10

2.1　地球大气的演化过程11

第2章　大气环境概述11

2.2　大气层的垂直结构12

2.2.1　对流层12

2.2.2　平流层14

2.2.3　中间层14

2.2.4　热层14

2.2.5　逃逸层14

2.3.1　大气中物种浓度的表达15

2.3.2　对流层大气的组成和停留时间15

2.3　对流层大气中微量气体的性质15

2.3.3　大气组分的全球循环16

2.3.4　大气过程的时空尺度18

2.4　对流层大气中重要物种的源和汇20

2.4.1　含硫化合物20

2.4.2　含氮化合物23

2.4.3　含碳化合物24

2.4.4　含卤素化合物25

2.5　对流层大气化学反应27

2.5.1　大气化学反应热力学27

2.5.3　大气光化学反应28

2.5.2　大气化学反应动力学28

2.5.4　大气中重要的光吸收物质30

2.5.5　大气中的自由基32

2.5.6　对流层清洁大气中的光化学过程33

第3章　光化学烟雾35

3.1　大气中VOCs和NOx的主要来源35

3.1.1　大气中NMVOCs的主要来源35

3.1.2　大气中NOx的主要来源38

3.2　VOCs的大气化学反应39

3.2.1　烷烃在大气中的反应39

3.2.2　烯烃在大气中的反应43

3.2.3　芳香烃在大气中的反应47

3.2.4　羰基化合物在大气中的反应48

3.3　VOCs-NOx体系的光化学反应——光化学烟雾污染50

3.3.1　光化学烟雾污染的出现和日变化规律50

3.3.2　光化学烟雾污染的形成机制51

3.3.3　对流层臭氧的变化趋势53

3.4.1　天气条件的影响54

3.4　光化学烟雾污染的影响因素和控制对策54

3.4.2　VOCs/NOx比值的影响55

3.4.3　EKMA曲线55

3.4.4　NOx和VOCs的排放控制56

第4章　酸沉降化学58

4.1　大气中重要酸碱性气体的来源58

4.2　大气中硝酸的形成机制59

4.2.1　日间化学59

4.2.2　夜间化学59

4.3.1　还原态硫的氧化60

4.2.3　硝酸的清除60

4.3　大气中硫酸的形成机制60

4.3.2　SO2的均相气相氧化61

4.3.3　SO2的液相氧化62

4.4　干、湿沉降机制和沉降通量69

4.4.1　大气中水相的化学平衡69

4.4.2　降水的酸化过程70

4.4.3　干沉降71

4.5.1　酸沉降污染的危害72

4.5　酸沉降污染的危害及控制对策72

4.5.2　污染现状73

4.5.3　煤炭脱硫技术74

第5章　大气颗粒物79

5.1　大气颗粒物的环境影响概述79

5.1.1　降低大气能见度79

5.1.2　凝结核作用79

5.1.3　扩大污染范围79

5.1.4　参与和影响大气化学反应79

5.1.5　对全球气候变化的影响80

5.1.6　在酸沉降和富营养化中的重要影响80

5.1.7　损害人体健康80

5.2　大气颗粒物的粒径分布及其来源、转化和去除规律80

5.2.1　粒径和沉降速率80

5.2.2　大气颗粒物的来源81

5.2.3　大气颗粒物的去除82

5.2.4　大气颗粒物的三模态理论83

5.3.1　无机成分85

5.3　大气颗粒物的化学组成85

5.3.2　有机成分87

5.3.3　元素组成90

5.3.4　大气棕色云91

5.4　大气颗粒物表面的异相化学反应91

5.4.1　NOx在大气细粒子表面的异相化学反应91

5.4.2　SO2在大气细粒子表面的异相化学反应92

5.4.3　PAHs在大气细粒子表面的异相化学反应93

5.5　大气颗粒物污染的控制93

5.6　城市空气质量报告95

第6章　平流层化学97

6.1　大气平流层的基本特征97

6.1.1　平流层的物理特征97

6.1.2　平流层的化学特征98

6.2　平流层的气相化学过程101

6.2.1　纯氧体系的臭氧化学——Chapman机制101

6.2.2　臭氧分解的催化机制103

6.3　南极臭氧洞107

6.3.1　南极臭氧洞及全球臭氧损耗的观测107

6.3.2　南极臭氧洞产生的原因110

6.4　臭氧层破坏的危害和人类保护臭氧层的行动113

6.4.1　臭氧层破坏的危害113

6.4.2　人类保护臭氧层的行动114

第7章　全球气候化学116

7.1　地球系统的能量平衡116

7.1.1　地球系统的辐射平衡116

7.1.2　辐射强迫119

7.2.1　天然温室效应122

7.2　气候变化和温室气体122

7.2.2　人为的温室效应123

7.3　区域污染和气候变化133

7.3.1　大气臭氧在气候变化中的作用133

7.3.2　颗粒物在气候变化中的作用135

7.3.3　大气化学过程对温室气体的影响138

7.4　全球气候变化的影响和对策139

7.4.1　全球气候变化的影响139

7.4.2　全球气候变化的对策140

8.1.1　水的环境特性142

8.1　水环境与水资源142

第8章　天然水环境化学142

8.1.2　地球上的水资源143

8.1.3　天然水体的类型和特点145

8.2　天然水的化学组成146

8.2.1　无机离子146

8.2.2　溶解性气体147

8.2.3　有机质148

8.2.4　胶体物质149

8.3.1　酸碱平衡150

8.2.5　生物质150

8.3　天然水体中的化学平衡150

8.3.2　配位平衡152

8.3.3　氧化还原平衡153

8.3.4　沉淀－溶解平衡156

8.3.5　吸附－解吸平衡156

8.3.6　分配作用160

8.3.7　生物累积作用160

8.4.1　硬度161

8.4.2　酸度、碱度及pH161

8.4　水质评价161

8.4.3　有机物162

8.4.4　含氮化合物163

8.4.5　总溶解性固体163

8.5　水污染问题概述164

第9章　无机盐污染166

9.1　毒害性无机盐污染物166

9.1.1　氟化物166

9.1.2　氰化物168

9.1.3　硝酸盐和亚硝酸盐169

9.2　营养盐污染——水体富营养化169

9.2.1　水体的营养变化规律169

9.2.2　水中营养物质的来源和迁移转化172

9.2.3　水体富营养化污染175

9.2.4　富营养化污染的危害177

9.2.5　富营养化污染的防治179

10.1　金属的环境分类182

第10章　重金属污染182

10.2　重金属的环境化学特性184

10.2.1　环境有机化作用184

10.2.2　形态与环境效应186

10.2.3　生物累积作用187

10.2.4　人体摄入途径和毒理机制188

10.3　汞污染189

10.3.1　汞的分布、特性和用途189

10.3.2　汞在环境中的转化和迁移190

10.3.3　汞对人体的毒害作用193

10.3.4　汞污染的防治194

10.4　铅污染196

10.4.1　铅污染的发现196

10.4.2　铅的环境分布和主要用途196

10.4.3　铅的生物毒性和防治197

10.4.4　含铅废水的处理198

10.5　镉污染199

10.5.1　镉的环境分布和迁移规律199

10.6.2　砷在环境中的转化迁移200

10.6.1　砷的环境分布和用途200

10.6　砷污染200

10.5.2　镉的毒害性200

10.6.3　砷的生物毒性和防治201

10.7　其他重金属污染202

10.7.1　铬202

10.7.2　铜203

10.7.3　锌204

10.7.4　硒204

10.7.5　铊205

10.7.6　锡206

第11章　有机物污染207

11.1　有机污染物在环境中的迁移转化207

11.1.1　挥发作用208

11.1.2　分配作用和吸附作用208

11.1.3　生物累积作用208

11.1.4　降解转化作用209

11.2　有机污染物的生物降解210

11.2.2　丙酮酸的氧化降解211

11.2.1　生物降解作用的影响因素211

11.2.3　脂肪酸的β氧化机制213

11.2.4　烃类化合物的生物降解214

11.2.5　生物大分子有机物的生物降解215

11.3　常见的有机污染物216

11.3.1 石油污染物216

11.3.2　多环芳烃217

11.3.3　表面活性剂218

11.3.4　酚类化合物220

11.3.5　酞酸酯221

11.4　持久性有机污染物222

11.4.1　POPs的化学名称、结构和毒性特点222

11.4.2　POPs的环境化学行为特征227

11.4.3　POPs的构效关系229

第12章　废水处理化学231

12.1　物理化学法232

12.1.1　物理方法232

12.1.2　溶剂萃取法233

12.1.3　吸附法233

12.1.4　离子交换法233

12.1.5　膜分离法234

12.1.6　絮凝沉淀法235

12.2　化学法236

12.2.1　化学中和法236

12.2.2　化学沉淀法236

12.2.3　化学氧化法238

12.2.4　化学还原法239

12.2.5　电化学法239

12.3.1　生物化学法240

12.3　生物处理法240

12.3.2　生物物理法242

12.3.3　植物富集法243

12.4　工业废水的综合防治244

12.4.1　改进工艺，减少排放244

12.4.2　综合利用，化害为利245

12.5　城市污水的处理245

第13章　土壤环境化学247

13.1　土壤的结构和组成247

13.1.1　土壤的形成过程247

13.1.2　土壤的基本结构和粒径分布248

13.1.3　土壤的化学组成249

13.2　土壤的物理化学性质253

13.2.1　土壤的荷电性253

13.2.2　土壤的离子交换性质254

13.2.3　土壤的酸碱性255

13.2.4　土壤的氧化还原性257

13.2.5　土壤中的配位、螯合作用257

13.3　土壤污染的主要来源、类型和特点258

13.2.7　土壤的自净作用258

13.2.6　土壤中的生化过程258

13.3.1　土壤污染物及其主要来源259

13.3.2　土壤污染的发生类型259

13.3.3　土壤污染的特点260

第14章　土壤－植物系统的污染和防治261

14.1　土壤－植物系统中的重金属污染261

14.1.1　重金属在土壤中的迁移转化261

14.1.2　重金属在根际环境中的迁移转化机制263

14.1.3　重金属之间的复合污染268

14.1.4　土壤中重金属污染的防治269

14.2　土壤－植物系统中的化学农药污染273

14.2.1　有机合成农药的结构组成和毒性作用机理274

14.2.2　有机农药在环境中的迁移转化规律276

14.2.3　农药污染对人类和生态环境的危害280

14.2.4　农药污染的综合防治282

14.2.5　生物农药的开发和利用284

第15章　室内环境问题287

15.1　室内环境问题概述287

15.1.1　室内环境质量的主要影响因素287

15.1.2　室内环境污染的主要类型289

15.2　室内放射性污染290

15.3　室内挥发性有机污染物污染291

15.3.1　甲醛292

15.3.2　苯、甲苯和二甲苯293

15.3.5　三氯乙烯294

15.4　无机有害气体污染294

15.4.1　氮氧化物294

15.3.3　酞酸酯294

15.3.4　尼古丁294

15.4.2　二氧化硫295

15.4.3　一氧化碳295

15.4.4　二氧化碳295

15.4.5　氨296

15.5.6　臭氧296

15.5　室内可吸入颗粒物污染296

15.1.2　多环芳烃297

15.6　生物污染297

15.5.1　石棉297

15.7　室内空气质量的控制298

15.7.1　控制污染源298

15.7.2　增加室内外空气交换299

15.7.3　天然植物净化299

15.7.4　人工空气净化器299

15.8　室内空气污染的治理——光催化氧化净化空气法299

15.8.1　PCO反应原理299

15.8.2　光催化剂300

15.8.3　动力学实验301

主要参考文献305