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目录 1

第一章 绪论 1

1.1 环境问题的产生与发展 1

1.2 化学公害 4

1.3 环境化学及其内容 5

1.4 环境化学中常用的几个概念 6

1.5 水、空气、土壤和生物 7

1.6 结束语 7

第二章 天然水的性质和组成 9

2.1 水的数量、质量和化学性质 9

2.2 水源和水的使用：水循环 10

2.3 水，一种独特物质的性质 11

2.4 水体的特征 11

2.5 水生生物 12

2.6 天然水系的化学模型 13

2.7 水中金属离子的性质 14

2.8 酸性水合金属离子 14

2.9 水中气体的溶解度 16

2.10 水中的氧 17

2.11 二氧化碳和碳酸盐类物质 18

2.12 碱度和碳酸盐平衡 21

2.14 水中的钙 23

2.13 酸度 23

2.15 水中其他化学物质 25

问题和习题 26

第三章 天然水中的氧化还原平衡 28

3.1 天然水和废水中氧化还原平衡的重要性 28

3.2 用pE表示的电子活度 29

3.3 电极电位、pE和能斯特方程 30

3.4 相对反应趋势—由半反应到全反应 32

3.5 能斯特方程式和化学平衡 33

3.6 E和pE与自由能的关系 33

3.7 用摩尔电子表示反应 34

3.8 E°和pE°值的确定 35

3.9 水中pE值的限度 36

3.10 天然水生系统中的pE值 37

3.11 pE-pH图 38

3.12 以pE为独立变量的对数浓度图：水中氮系统 41

3.13 腐蚀 43

问题和习题 44

第四章 天然水和废水中的络合作用 46

4.1 天然水和废水中的重金属元素 46

4.2 络合作用 46

4.3 水中螯合剂的存在 48

4.6 络合物溶液中物类浓度的计算 49

4.4 金属络合物的结合及结构 49

4.5 螯合作用的专一性 49

4.7 通过脱质子配体进行络合 50

4.8 通过质子化配体进行络合 51

4.9 NTA对铅离子的络合作用 53

4.10 条件形成常数 54

4.11 螯合剂与金属氢氧化物的反应 55

4.12 螯合剂与金属碳酸盐的反应 56

4.13 钙离子对螯合剂与微溶性盐类反应的影响 57

4.16 水中的多磷酸盐 59

4.15 水生环境中的NTA 59

4.14 理论计算的局限性 59

4.17 多磷酸根的水解 61

4.18 多磷酸根的络合作用 61

4.19 作为络合剂的腐殖质 62

4.20 作为络合剂的氨基酸 64

4.21 络合和氧化还原平衡 64

问题和习题 64

第五章 微生物—水生化学反应的催化剂 66

5.1 微生物和病毒 66

5.2 水中微生物的类型 66

5.4 真菌 67

5.3 细菌 67

5.5 藻类 68

5.6 自养生物和异养生物 68

5.7 需氧和厌氧细菌 69

5.8 细菌增殖动力学 69

5.9 微生物引起的氧化还原反应 70

5.10 碳的微生物转化 70

5.11 产生甲烷的细菌 73

5.12 细菌对碳水化合物的利用 74

5.13 微生物对一氧化碳的利用 75

5.15 固氮 76

5.14 通过细菌进行的氮的转化 76

5.16 硝酸化 77

5.17 硝酸根还原 78

5.18 脱氮作用 79

5.19 硝酸根离子和其他氧化剂对有机物的竞争性氧化 79

5.20 硫的微生物转化 80

5.21 细菌引起的H2S的氧化和硫酸根的还原 80

5.22 有机硫化物的微生物降解 81

5.23 硒的微生物转化 82

5.24 铁细菌和锰细菌 82

5.25 酸性矿水 83

5.26 农药的微生物降解 84

问题和习题 88

第六章 水生化学中的液－固－气相间的反应 91

6.1 固体、气体和水之间的化学反应 91

6.2 沉积物的形成 91

6.3 固体的表面吸着作用 92

6.4 胶体颗粒的性质 94

6.5 粘土的胶体性质 97

6.6 微粒的聚集 98

6.7 加盐凝聚 98

6.8 由铁（Ⅲ）引起的SiO2凝聚 98

6.10 通过聚合物絮絮凝细菌 99

6.9 通过聚合电解质絮凝胶体 99

6.11 通过金属氧化物—氧化锰（Ⅳ）吸着金属 101

6.12 水底沉积物的阳离子交换 102

6.13 水底沉积物的磷交换 103

6.14 沉积物和悬浮物中的痕量金属 104

6.15 悬浮物、沉积物和土壤对有机化合物的吸着 105

6.16 气体被吸着—间隙水中的气体 107

问题和习题 108

第七章 水污染 110

7.1 水质 110

7.2 水污染物的种类 111

7.3 水中的痕量元素污染物 112

7.4 砷 114

7.5 镉 115

7.6 铅 115

7.7 汞 117

7.8 金属与有机物在水中的结合 118

7.9 水中氰化物及其他无机化合物物类 119

7.10 水中的石棉 120

7.11 藻类营养素和富营养化 120

7.12 水生环境中的放射性核素 121

7.13 酸度、碱度和盐度 124

7.14 污水和水污染 125

7.15 水中的需氧物质 126

7.16 肥皂、洗涤剂和洗涤增效剂 127

7.17 水中痕量有机污染物和耐降解性化合物 129

7.18 水中的农药 130

7.19 PCB和PBB 136

问题和习题 137

第八章 水处理 139

8.1 水处理及水的利用 139

8.2 水处理厂 139

8.4 水硬度的去除 140

8.3 去除固态物 140

8.5 铁和锰的去除 144

8.6 去除饮水中有机物 144

8.7 水的消毒 145

8.8 下水道污水处理 146

8.9 一级废水处理 146

8.10 通过微生物作用进行的二级废水处理 147

8.11 三级废水处理 149

8.12 废水中悬浮固体的去除 150

8.13 废水中溶解的有机物质的去除 150

8.14 溶解的无机物质的去除 151

8.15 电渗析法 152

8.16 离子交换法 152

8.17 反渗透法 153

8.18 磷的去除 153

8.19 氮的去除 154

8.20 废水中重金属的除去 156

8.21 总废水处理系统 157

8.22 废水的物理－化学处理 158

8.23 污泥 158

8.24 水的土壤净化 161

8.25 水污染控制技术的发展动向 162

问题和习题 163

第九章 环境化学分析 164

9.1 环境化学分析的任务和重要性 164

9.2 滴定方法 164

9.3 吸收分光光度法 166

9.4 原子吸收分析 170

9.5 原子发射技术 171

9.6 X射线荧光分析 173

9.7 中子活化分析 173

9.8 电化学分析方法 174

9.9 气相色谱测定法 176

9.11 水污染物的色谱分析 178

9.10 高效液相色谱 178

9.12 质谱测定法 179

9.13 用自动化程序进行水分析 179

9.14 水检验箱 180

9.15 水的物理性质测定 180

9.16 水的采样 181

9.17 水样的防腐 182

9.18 水中的总有机碳 183

9.19 水的放射性测定 184

9.20 水分析方法一览 184

问题和习题 186

10.1 陆圈 187

第十章 陆圈与土壤的环境化学 187

10.3 土壤中的水和空气 188

10.2 土壤的性质 188

10.4 土壤的无机组分 190

10.5 土壤中的有机物 190

10.6 土壤中的酸碱反应和离子交换反应 192

10.7 土壤中的常量营养素 194

10.8 土壤中的氮 195

10.9 土壤中的磷 196

10.11 土壤中的微量营养素 197

10.12 肥料 197

10.10 土壤中的钾 197

10.13 土壤中的废物和污染物 198

10.14 土壤 浸蚀 199

10.15 遗传工程与农业 200

10.16 农业和健康 200

问题和习题 201

第十一章 大气的性质和组成 203

11.1 大气的重要性 203

11.2 大气的组成 203

11.3 大气的主要层次 204

11.4 地球的热平衡 206

11.5 气象学 208

11.6 大气的演变 210

11.7 大气中的化学反应和光化学反应 211

11.8 大气中的离子和自由基 213

11.9 大气中氧的反应 214

11.10 大气中氮的反应 217

11.11 大气中的氢氧基自由基和氢过氧基自由基 218

11.12 大气中二氧化碳 220

11.13 大气中的水 222

11.14 大气中的微粒 223

11.15 人类活动在改变地球的气候吗？ 223

问题与习题 224

第十二章 大气中的气态无机污染物和氧化物 226

12.1 气态无机污染物 226

12.2 一氧化碳的产生 227

12.3 一氧化碳对人类健康的危害 227

12.4 大气中一氧化碳的变化 228

12.5 控制一氧化碳排放 229

12.6 二氧化硫的来源和硫循环 229

12.7 二氧化硫对人类健康的危害 230

12.8 二氧化硫对植物的危害 230

12.9 大气中二氧化硫的反应 231

12.10 硫的去除 233

12.11 大气中的氮氧化物 235

12.12 大气中NOx的反应 237

12.13 氮氧化物的危害 238

12.14 氮氧化物的控制 239

12.15 酸雨 241

12.16 大气中的氨 242

12.17 氯、氟及其气态化合物 242

12.18 硫化氢、硫化羰和二硫化碳 245

问题与习题 246

13.1 大气中的微粒 248

第十三章 大气中的颗粒物质 248

13.2 大气微粒的大小与沉降 249

13.3 微粒形成的物理过程 250

13.4 微粒形成的化学过程 250

13.5 微粒的表面性质、电荷与反应 251

13.6 颗粒物浓度和大小 252

13.7 无机颗粒物的组成 252

13.8 大气中的有毒金属 254

13.9 大气中的汞 255

13.10 大气中的铅 255

13.13 燃烧产生的矿物颗粒物—飘尘 256

13.12 大气中的石棉 256

13.11 大气中的铍 256

13.14 大气中的放射性核素 257

13.15 有机颗粒物质 258

13.16 多环芳烃 259

13.17 颗粒物对健康的影响 261

13.18 颗粒物去除 261

问题与习题 262

第十四章 光化学 烟雾 264

14.1 何谓烟雾 264

14.2 汽车产生的烃类污染物及其控制方法 264

14.3 大气中有机化合物的反应 267

14.4 光化学烟雾形成的一般情况 269

14.5 光化学烟雾形成机理 271

14.6 烃类在烟雾形成中的反应性 275

14.7 光化学烟雾的危害 276

14.8 光化学烟雾中的硫酸盐和硝酸盐 278

问题与习题 278

第十五章 大气中的有机污染物 280

15.1 大气中的有机化合物 280

15.2 来自天然来源的有机化合物 280

15.3 大气中的污染物—烃 282

15.5 大气中的醛和酮 288

15.6 大气中的其它含氧有机化合物 290

15.7 大气中的有机卤化物 292

15.8 大气中的有机硫化物 294

15.9 大气中的有机氮化物 294

问题与习题 296

15.4 大气中的芳烃 296

第十六章 大气监测 297

16.1 大气监测的重要性 297

16.2 空气污染物检测 297

16.3 采样 299

16.5 二氧化硫的分析 301

16.4 分析方法 301

16.6 氮氧化物 303

16.7 氧化剂的分析 304

16.8 一氧化碳的分析 305

16.9 烃类的分析 306

16.10 大气污染物标准渗透管 306

16.11 气态大气污染物的直接光谱分析 307

16.12 颗粒物分析 309

16.13 污染源鉴别 310

问题与习题 311

17.2 金属 312

第十七章 自然资源和能源 312

17.1 自然界资源、能源和环境之间的密切关系 312

17.3 非金属矿物资源 318

17.4 木材—一种主要的可再生资源 319

17.5 能源问题 321

17.6 世界的能源 321

17.7 节能 322

17.8 能的转变过程 323

17.9 石油和天然气 324

17.10 煤 326

17.11 煤转化 328

17.12 核裂变动力 332

17.13 核聚变动力 334

17.14 地热能 335

17.15 太阳能—一种理想的能源 335

17.16 生物量转变能量 336

17.17 加醇汽油（Gasohol） 337

17.18 将来的能源 337

问题与习题 338

第十八章 环境生物化学和化学毒理学 339

18.1 生物圈和污染 339

18.4 有毒物质进入机体的途径 342

18.3 有毒物质 342

18.5 有毒物质的代谢 344

18.6 毒物对酶功能的扰乱 345

18.7 砷的生化效应 347

18.8 铅的生化效应 348

18.9 汞的生化效应 349

18.2 生物化学基础知识 349

18.10 氰化物的生化效应 350

18.11 亚硝酸根离子的生化效应 351

18.12 一氧化碳的生化效应 352

18.13 二氧化硫的生化效应 352

18.15 氮氧化物的生化效应 353

18.14 臭氧和过氧化乙酰硝酸酯（PAN）的生化效应 353

18.16 农药的生化效应 354

18.17 致突变作用 356

18.18 致畸作用 359

18.19 致癌作用 359

18.20 人与大气中有毒及有害物质的接触 363

问题与习题 365

第十九章 有害废物的性质和来源 367

19.1 洛夫渠（Love Canal） 367

19.2 有害废物的威胁 370

19.4 可燃性 373

19.3 何谓有害废物？ 373

19.5 腐蚀性 374

19.6 活泼性 374

19.7 毒性 375

19.8 有害化合物、分子式和物质分类 376

19.9 有害废物的化学分类 379

19.10 农药成了有害废物 384

19.11 工业中产生的有害废物 385

19.12 城市固体废物 387

19.13 非城市来源固体废物 389

问题与习题 389

20.1 有害废物组分的分离与回收 391

第二十章 有害废物的环境化学 391

20.2 处理未分离废物的方法 393

20.3 有害固体废物处置前的固定 394

20.4 掩埋场中的有害废物 396

20.5 水圈中的有害废物 397

20.6 陆圈中的有害废物 400

20.7 大气圈中的有害废物 402

20.8 生物圈中有害有机化合物的生物降解 408

20.9 有害废物对健康的影响 409

问题与习题 409

问题与习题的奇数题答案 411