高等环境化学与微生物学原理及应用PDF电子书下载

上篇 高等环境化学原理与应用 1

1 污染物结构与环境科学和工程的关系 1

参考文献 6

2 污染物结构 8

2.1 宏观结构参数--辛醇-水分配系数 8

2.2 官能团参数 10

2.2.1 Hammett参数 10

2.2.2 Taft参数 12

2.3 分子几何结构参数--分子连接指数 13

2.3.1 一级连接指数 14

2.3.2 二级连接指数 15

2.3.3 高级连接指数 15

2.3.4 价键连接指数 16

2.3.5 分子连接指数解析 18

2.4 量子化学参数 20

2.5 光谱参数 22

2.5.1 红外光谱 22

2.5.2 紫外光谱 24

2.6 其他结构参数 25

2.6.1 分子量 25

2.6.2 分子体积 25

2.6.3 表面积 25

2.6.4 范德华半径 25

2.6.5 分子折射率MR 25

2.6.6 氢键 25

2.7 各种参数相互之间的关系 26

2.6.9 信息指数 26

2.6.8 立体结构或者空间效应 26

2.6.7 核磁共振跃迁 26

2.8 综合性方法--专家系统 27

参考文献 31

3 污染物基本性质 32

3.1 沸点和熔点 32

3.2 密度 35

3.3 表面张力和等张比容 36

3.4 溶解度 38

3.4.1 官能团方法 39

3.4.2 分子连接指数模型 41

3.4.3 与lgKOW定量关联模型 42

3.5 辛醇-水分配系数 42

3.5.1 分子片法 43

3.5.2 分子连接指数模型 47

3.6 蒸气压 48

3.6.1 非极性化合物的饱和蒸气压 48

3.6.2 极性化合物的蒸气压 49

3.7 亨利挥发系数 50

3.8 金属离子的性质 51

参考文献 53

4 污染物传质迁移 55

4.1 扩散传质 55

4.1.1 污染物在空气中的扩散系数DA 56

4.1.2 污染物质在水中的扩散传质系数DW 58

4.1.3 多孔介质扩散传质系数DS 59

4.2.1 活性碳吸附 60

4.2 吸附过程 60

4.2.2 土壤与沉积物吸附 62

参考文献 68

5 污染物化学降解 71

5.1 水解反应 71

5.2 电离反应 72

5.3 光化学反应 76

5.3.1 卤代苯光解反应 77

5.3.2 稠环芳烃光解反应 78

5.4 高级氧化技术 78

5.4.1 羟基自由基氧化 79

5.4.2 臭氧氧化 80

5.5 大气自由基化学 81

5.6 还原反应 83

参考文献 84

6 污染物生物降解 87

6.1 定性关系模型 89

6.2 定量关联模型 91

6.2.1 分子片结构模型 93

6.2.2 综合模型 93

6.3 芳香烃的生物降解 94

6.3.1 芳香烃的好氧生物降解 94

6.3.2 芳香烃的厌氧生物降解 96

6.4 厌氧生物降解 97

6.5 专家系统 99

参考文献 101

7 污染物结构与环境毒理学 104

7.1 污染物质的富集和累积 105

7.1.1 鱼类生物富集因子 107

7.1.2 牛肉和奶制品的生物富集因子 109

7.1.3 植物和蔬菜生物富集因子 110

7.2 污染物质的毒性效应 110

7.2.1 “麻醉性”毒性 111

7.2.2 “反应性”毒性 111

7.2.3 单一酶的毒性 112

7.2.4 哺乳动物的综合毒性 113

7.2.5 遗传毒性--致突变 114

7.3 芳香烃的环境毒理效应 116

7.4 金属化合物的毒理学效应 118

7.4.1 金属离子的毒性 118

7.4.2 有机金属化合物毒理学 121

7.5 复合毒理学效应 122

7.6 综合专家系统--MULTICASE 123

参考文献 125

8 污染物结构与环境管理学 130

8.1 环境质量评价 130

8.1.1 淡水环境系统 132

8.1.2 陆地环境系统 134

8.1.3 大气环境系统 134

8.2 化学结构模型的应用 135

8.2.1 物质降解模型与毒理学模型结合用于现场的评价 136

8.2.2 美国有毒物质控制法实施中的环境风险评价 138

参考文献 142

9 附录 145

附录Ⅰ QSAR模型研究方法 145

附录Ⅱ 中国优先控制的有机污染物 147

附录Ⅲ 美国环保局优先控制的有机污染物 149

附录Ⅳ 网上资源 152

下篇 高等环境微生物原理与应用 153

10 环境微生物过程的复杂性及其简化 153

参考文献 156

11 传统微生物模型及其局限性 157

11.1 微生物生长特性 157

11.2 Monod模型 158

参考文献 161

12 关键酶的诱导合成与调控 162

12.1 活性酶的功能 162

12.2 酶的基因诱导合成 163

12.3 活性酶诱导动力学模型 167

12.4 细胞对酶活性的综合调控机理 169

12.5 饥饿状态的影响 170

参考文献 172

13 微生物的毒性抑制和自我恢复 174

13.1 传统的毒性抑制模型 174

13.2 对活性酶的抑制 175

13.3 以细胞为基础的毒性抑制 176

13.3.1 竞争性抑制 176

13.3.2 选择性抑制 178

13.3.3 非选择性抑制 179

13.3.4 中间代谢产物抑制 181

13.3.5 最终代谢产物抑制 182

13.4 自我恢复 183

13.4.2 酶恢复模型 186

13.4.1 经验模型 186

13.4.3 “不完全恢复”理论及模型 187

参考文献 188

14 能量代谢动力学 192

14.1 能量代谢机理 192

14.2 能量代谢模型 194

14.2.1 物料衡算 194

14.2.2 能量的产生 195

14.2.3 能量的消耗 196

14.3 能量调控模型 197

14.4 好氧降解过程能量代谢 198

14.5 厌氧降解过程能量代谢 199

参考文献 201

15.1.1 宏观结构参数--辛醇-水分配系数 203

15 污染物结构与微生物代谢 203

15.1 污染物分子结构参数 203

15.1.2 官能团特征参数--Hammett系数 204

15.1.3 分子几何结构参数--分子连接指数 206

15.1.4 量子化学参数 209

15.1.5 光谱参数 210

15.2 微生物降解过程参数 212

15.3 定性结构模型 214

15.4 定量结构模型 215

15.4.1 与关键酶的作用--以单氧酶为例 217

15.4.2 分子片结构模型 217

15.4.3 综合模型 218

15.5.1 芳香烃好氧生物降解 219

15.5 芳香烃生物降解 219

15.5.2 芳香烃厌氧生物降解 221

15.6 专家系统 223

参考文献 223

16 微生物生态 227

16.1 活性污泥 228

16.2 生物膜 231

16.3 厌氧过程 233

16.4 自然水体中的微生物生态 235

参考文献 238

17 综合模型 245

17.1 微生物同时利用数种基质 245

17.2 微生物分别利用数种基质 247

17.4 最大比生长速率μmax的变化 248

17.3 一种物质被同时用做多种用途 248

17.5 半饱和系数KS的变化 249

17.6 穿越细胞膜的传质过程 251

17.7 好氧-缺氧过程转换 251

17.8 实际发生的过程 253

参考文献 255

18 污染物共降解 257

18.1 好氧微生物共降解 259

18.1.1 链烃共降解 260

18.1.2 环烃共降解 260

18.1.3 芳香烃共降解 261

18.2 厌氧微生物共降解 262

18.3 化能自养微生物共降解 263

18.4 共降解复合模型 264

参考文献 269

19 污水处理毒性抑制及其控制模式 274

19.1 污水处理毒性抑制模型 274

19.2 控制模式 277

19.3 参数确定 278

参考文献 279

20 贫营养微生物及微污染饮用水净化 281

20.1 贫营养微生物特性 281

20.2 饮用水生物净化原理--有机物 283

20.3 饮用水生物净化原理--无机物 285

20.3.1 硝化 285

20.3.2 铁和锰的微生物氧化 286

20.4 处理工艺 287

20.3.3 反硝化 287

参考文献 290

21 受污染地下水和土壤的生物修复 293

21.1 土壤中的微生物 293

21.2 微生物的迁移 294

21.3 生物修复原理 295

参考文献 298

22 废气生物处理的复杂性 301

参考文献 303

23 附录 305

附录Ⅰ 国际水协城市污水生物处理1号模型 305

附录Ⅱ 国际水协城市污水生物处理2号模型 306

附录Ⅲ 常见污染物及其中间产物生物降解动力学参数 311

参考文献 326