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第1章 绪论 1

1.1环境问题 1

1.1.1人类活动和环境问题 1

1.1.2环境问题的产生与发展 3

1.1.3环境意识 5

1.2环境科学 6

1.2.1相关的概念 6

1.2.2环境科学的发展 7

1.2.3环境科学的作用和内容 7

1.3环境化学 8

1.3.1环境化学的发展 8

1.3.2环境化学的研究内容 9

1.3.3环境化学的特点和研究方法 11

参考文献 11

习题 12

第一部分 大气环境化学 13

第2章 大气圈和大气化学 13

2.1大气圈 14

2.1.1大气圈层结构 14

2.1.2大气的组分 16

2.2大气能量传输 18

2.2.1太阳辐射光谱和太阳常数 18

2.2.2大气对太阳辐射的削弱作用 19

2.2.3地面辐射和大气逆辐射 20

2.2.4大气能量传输、气象学和气候 20

2.2.5逆温和空气污染 22

2.3大气污染物 23

2.3.1大气污染物组成分类 23

2.3.2大气污染物浓度表示法 24

2.4大气圈主要物质循环 25

2.4.1含硫化合物 25

2.4.2含氮化合物 26

2.4.3碳氧化物 27

2.4.4碳氢化合物 29

2.4.5卤素化合物 29

2.4.6光化学氧化剂（Ox） 30

参考文献 32

习题 32

第3章 对流层化学 33

3.1基本光化学反应 33

3.2重要的自由基来源及转化 34

3.2.1 OH自由基的来源 34

3.2.2 HO2自由基的来源 34

3.2.3 OH和HO2之间的转化和汇 35

3.3氮氧化合物的转化 35

3.3.1 NO向NO2的转化——自由基反应 35

3.3.2 NO2在空气中的光分解过程 35

3.3.3 NOx向HNO3和HNO2的转化——汇 36

3.4碳氢化合物的转化 37

3.4.1烷烃 37

3.4.2烯烃 37

3.4.3炔烃 38

3.4.4含氧碳氢化合物 38

3.5光化学烟雾 38

3.5.1光化学烟雾的产生 38

3.5.2形成机理（Seinfeld链反应机理） 39

3.5.3光化学烟雾的危害 40

3.5.4光化学烟雾的主要污染源 40

3.5.5光化学烟雾的防治对策 41

3.6硫氧化合物的转化 41

3.6.1 SO2的气相氧化 41

3.6.2 SO2的液相氧化 42

3.6.3在固体表面的催化氧化 44

3.6.4硫酸型烟雾 44

参考文献 45

习题 45

第4章 酸沉降 46

4.1酸雨发展及其研究 46

4.2降水的化学性质 47

4.2.1降水的pH值 47

4.2.2降水的化学组成 49

4.2.3影响降水酸度的因素 49

4.3降水的酸化过程 50

4.3.1云内清除过程（雨除） 51

4.3.2云下清除过程（冲刷） 52

4.4酸雨的环境影响及对策 53

4.4.1酸雨的危害 53

4.4.2控制酸雨对策 54

参考文献 55

习题 56

第5章 大气颗粒物 57

5.1大气颗粒物概述 57

5.2大气颗粒物的粒径分布 57

5.2.1大气颗粒物的粒径 57

5.2.2大气颗粒物粒径分布 58

5.2.3大气颗粒物的三模态理论 61

5.3颗粒物的源和汇 64

5.3.1颗粒物的源 64

5.3.2颗粒物的汇 65

5.4颗粒物的化学组成 66

5.4.1无机颗粒物 66

5.4.2有机颗粒物 67

5.4.3生物颗粒物 69

5.5颗粒物的环境健康效应 71

5.5.1颗粒物对人体健康的危害 71

5.5.2颗粒物对大气能见度的影响 73

5.5.3颗粒物对植被影响 74

参考文献 74

习题 75

第6章 平流层臭氧 76

6.1平流层臭氧 76

6.2平流层臭氧的形成和破坏 76

6.2.1平流层臭氧化学 76

6.2.2极地臭氧“空洞”及其形成机制 78

6.2.3臭氧耗损的后果 80

6.3臭氧层耗损物质 81

6.3.1氯氟烃类化合物 81

6.3.2哈龙类化合物 82

6.3.3其他化合物 82

6.4保护臭氧层国际公约 82

6.5替代化合物 83

6.5.1替代物的种类 83

6.5.2替代物对平流层臭氧的影响 84

参考文献 86

习题 87

第7章 温室效应 88

7.1地球热平衡 88

7.2温室效应 89

7.3全球变暖 89

7.4辐射强迫 90

7.5温室气体 92

7.5.1二氧化碳 93

7.5.2甲烷 93

7.5.3氧化亚氮 93

7.5.4卤烃 93

7.5.5对流层臭氧 94

7.6全球变暖潜势（GWP） 94

参考文献 95

习题 95

第8章 微环境空气污染 96

8.1微环境空气质量 96

8.2室内气态污染物 97

8.2.1二氧化碳 97

8.2.2一氧化碳 97

8.2.3氮氧化物 98

8.2.4二氧化硫 99

8.2.5臭氧 99

8.2.6多环芳烃 99

8.2.7苯并［α］芘 100

8.2.8甲醛 100

8.2.9挥发性有机化合物 101

8.3室内颗粒态污染物 102

8.3.1石棉 102

8.3.2尘和尘螨 102

8.3.3铅 103

8.3.4微生物 103

8.3.5霉菌 103

8.3.6总悬浮颗粒物 104

8.4室内放射性污染物 104

8.5室内空气质量控制 106

8.5.1室内空气质量控制途径 106

8.5.2室内空气质量控制模式 107

8.6绿色建筑和室内环境 108

参考文献 109

习题 110

第二部分 水环境化学 111

第9章 水环境 111

9.1天然水系的组成和性质 111

9.1.1水分子的结构和化学特性 111

9.1.2海洋 112

9.1.3河流 113

9.1.4湖泊 113

9.1.5降水 113

9.1.6地面水的循环与水体污染 114

9.1.7地下水 114

9.1.8天然水体中的异相物质 115

9.2水体中主要离子成分的形成 117

9.3水体中的溶解氧等溶解性气体 118

9.3.1溶解氧 118

9.3.2二氧化碳 121

9.4天然水的水质指标 121

9.4.1水的纯净度 121

9.4.2水质指标 122

9.4.3水质标准 122

参考文献 125

习题 126

第10章 水化学 127

10.1天然水中的酸碱化学平衡 127

10.1.1酸碱质子理论 127

10.1.2酸和碱的种类 128

10.1.3酸和碱的强度 128

10.1.4平衡计算 129

10.1.5酸碱缓冲容量 130

10.1.6碳酸平衡 130

10.1.7碱度和碳酸盐碱度 132

10.1.8酸碱化学原理在水处理技术中的应用 134

10.2水体中的沉淀和溶解基本原理 134

10.2.1溶解和沉淀的基本概念 135

10.2.2水体中物质的沉积过程 135

10.3络合平衡 141

10.3.1天然水体的鳌合作用 141

10.3.2水体中常见的络合体和络合物类型 141

10.3.3羟基络合物与水处理过程中的混凝剂 144

10.3.4混凝沉淀应用实例 144

10.3.5天然鳌合剂 145

10.4吸附平衡 145

参考文献 146

习题 146

第11章 水污染及防治 147

11.1地表水体污染概述 147

11.2地表水体中有机污染物 149

11.2.1地表水体中天然有机物 149

11.2.2地表水体中需氧有机污染物 149

11.2.3地表水体中石油类污染物 151

11.2.4地表水体中内分泌干扰物 152

11.2.5地表水体中酚类污染物 153

11.2.6地表水体中持久性有机污染物 154

11.3地表水体中富营养污染物 155

11.4地表水体中合成洗涤剂污染物 157

11.5地表水体中放射性污染 158

11.6地表水污染防治技术 158

11.6.1污水处理及其再生利用 158

11.6.2受污染地表水体修复原理与技术 163

11.6.3受污染地表水源水净化原理与技术 168

11.7地下水污染及治理 170

11.7.1地下水中的有机污染及治理 170

11.7.2地下水中的氟污染及治理 172

11.7.3地下水中的砷污染及治理 174

11.7.4地下水中的铁、锰污染及净化 176

11.7.5地下水中的硝酸盐氮污染及净化 177

参考文献 181

习题 183

第12章 膜化学原理在水处理中的应用 185

12.1概述 185

12.2反渗透和纳滤 185

12.2.1反渗透膜的主要特性参数 186

12.2.2主要的反渗透膜及其分离性能 187

12.2.3反渗透膜组件及反渗透系统流程 187

12.2.4反渗透系统的应用 192

12.3超滤 193

12.3.1超滤的基本理论 193

12.3.2超滤系统的设计 193

12.4微滤 195

12.4.1微滤系统的设计 195

12.4.2微滤系统膜组件的应用 197

12.5电渗析 197

参考文献 197

习题 198

第13章 水处理中化学氧化技术原理及应用 199

13.1概述 199

13.2常规化学氧化技术 199

13.2.1氯化 199

13.2.2过氧化氢氧化 200

13.2.3二氧化氯氧化 201

13.2.4臭氧氧化 202

13.2.5高锰酸钾氧化 203

13.2.6高铁酸钾氧化 204

13.3高级氧化技术 204

13.3.1光催化氧化 204

13.3.2催化湿式氧化 206

13.3.3超临界水氧化 206

13.3.4超声 207

13.3.5其他高级氧化技术 209

参考文献 209

习题 211

第14章 水体中污染物的迁移转化 212

14.1水体中主要有机污染物的迁移转化 212

14.1.1有机污染物的迁移转化 212

14.1.2有机物的水解作用 212

14.1.3有机物生物氧化分解作用 213

14.1.4挥发 213

14.2天然水体中无机物的迁移转化 213

14.2.1水体中常见可溶性无机物在好氧条件下的基本存在形态 213

14.2.2水体中重金属污染物——镉的迁移转化 214

14.2.3水体中铅污染物的迁移转化 214

14.2.4汞的迁移转化 215

14.3重金属迁移转化原理 215

14.3.1配合作用与重金属的迁移 216

14.3.2其他化学作用对重金属迁移的影响 217

14.4污染物在水环境系统中的综合迁移转化 217

14.4.1污染物在水环境中的运动特征 217

14.4.2污染物的水体推流迁移过程 217

14.4.3分散作用 218

14.4.4污染物的衰减和转化 218

参考文献 219

习题 220

第三部分 土壤环境化学 221

第15章 土壤的组成和性质 221

15.1土壤的组成 222

15.1.1土壤矿物质 222

15.1.2土壤有机质 224

15.1.3土壤生物 224

15.1.4土壤溶液 225

15.1.5土壤空气 225

15.2土壤的剖面构型 226

15.3土壤的粒级与质地 226

15.3.1土壤的粒级 226

15.3.2土壤的质地 227

15.4土壤的基本性质 228

15.4.1土壤的吸附性 228

15.4.2土壤的酸碱性 230

15.4.3土壤的氧化还原性 231

参考文献 232

习题 232

第16章 土壤环境的污染及防治 233

16.1土壤污染的概念 233

16.2土壤的污染源 234

16.2.1天然源 234

16.2.2人为源 234

16.3土壤污染物 234

16.4固体废物 235

16.4.1固体废物的分类、来源及主要组成 235

16.4.2固体废物的排放状况及特点 236

16.4.3固体废物的处理、处置方法 236

16.4.4固体废物对土壤环境的影响 237

16.5土壤污染的防治 238

16.5.1弄清和控制土壤的污染源和污染途径 238

16.5.2污染土壤的治理 239

参考文献 241

习题 241

第17章 土壤重金属污染化学 242

17.1土壤中重金属的存在形态 242

17.2土壤中重金属的迁移转化 243

17.2.1土壤胶体对重金属的吸附作用 243

17.2.2土壤中重金属的配合作用 244

17.2.3土壤中重金属的沉淀和溶解作用 245

17.2.4土壤中重金属的生物转化 245

17.3主要重金属在土壤中的行为 246

17.3.1汞（Hg） 246

17.3.2镉（Cd） 247

17.3.3铅（Pb） 248

17.3.4铬（Cr） 249

17.3.5砷（As） 250

参考文献 251

习题 251

第18章 化学农药在土壤中的迁移转化 252

18.1化学农药在土壤中的行为及其影响因素 253

18.2化学农药在土壤中的吸附作用 254

18.2.1土壤中农药吸附作用的机理 254

18.2.2土壤中农药吸附作用的影响因素 254

18.2.3土壤中农药的吸附等温式 255

18.3化学农药在土壤中的迁移 256

18.4化学农药在土壤中的降解 258

18.4.1光化学降解 258

18.4.2化学降解 259

18.4.3微生物降解 260

18.5化学农药在土壤中的残留性及危害 262

参考文献 263

习题 264

第19章 化学肥料在土壤环境中的行为 265

19.1化学肥料在土壤环境中的迁移转化 266

19.1.1土壤中氮肥的迁移转化 266

19.1.2土壤中磷肥的转化 269

19.2化学肥料对环境的影响 270

19.2.1对土壤环境的影响 270

19.2.2对水环境的影响 270

19.2.3对大气环境的影响 271

19.2.4对生物的危害 271

参考文献 271

习题 272

第四部分 环境化学其他专题 273

第20章 资源与能源 273

20.1能源 273

20.1.1能量和能量循环 273

20.1.2能源和能量转化 274

20.1.3能源利用及其问题 275

20.2常规能源 277

20.2.1煤炭 277

20.2.2石油 278

20.2.3天然气 279

20.3希望能源 280

20.3.1水能 280

20.3.2核能 281

20.3.3太阳能 283

20.3.4地热能 283

20.3.5风能 284

20.3.6生物能 285

20.3.7海洋能 285

20.3.8氢能 286

20.4资源 287

20.4.1物质和物质循环 287

20.4.2资源：利用和危机 288

20.5矿产资源 288

20.5.1金属矿产 289

20.5.2非金属矿产 290

20.6工业废物 291

20.6.1工业废物 291

20.6.2工业废物处理 292

参考文献 294

习题 295

第21章 环境生物化学 296

21.1生物化学 296

21.2生物分子 296

21.2.1蛋白质 296

21.2.2糖类 298

21.2.3脂类 299

21.2.4核酸 300

21.2.5酶 301

21.3细胞 302

21.3.1细胞的主要特征 302

21.3.2细胞的组成 302

21.4代谢过程 304

21.5有毒物代谢 305

21.5.1有毒物 305

21.5.2有毒物代谢 305

21.6有毒物干扰酶功能的机制 306

21.7有毒物进入人体的途径 308

参考文献 309

习题 309

第22章 有毒物化学 310

22.1有毒物剂量和相对毒性 310

22.1.1有毒物剂量 310

22.1.2相对毒性 310

22.2有毒物联合作用 311

22.2.1协同作用 311

22.2.2相加作用 311

22.2.3对抗作用 311

22.3严重毒作用机制 312

22.3.1致突变作用 312

22.3.2致癌作用 313

22.3.3致畸作用 314

22.4元素有毒物 315

22.4.1非金属有毒物 315

22.4.2金属有毒物 315

22.5有毒无机化合物 316

22.5.1氰化物 316

22.5.2一氧化碳 316

22.5.3氮氧化物 316

22.5.4卤代氢 316

22.5.5无机硅化合物 317

22.5.6石棉 317

22.5.7无机磷化合物 317

22.5.8无机硫化合物 317

22.5.9有机金属化合物 318

22.6有机化合物毒性 318

22.6.1烷烃 318

22.6.2烯烃和炔烃 319

22.6.3苯和芳香族碳氢 319

22.6.4含氧有机化合物 320

22.6.5有机氮化合物 321

22.6.6有机卤代化合物 322

22.6.7有机硫化合物 323

22.6.8有机磷化合物 323

22.6.9有机农药 323

22.6.10军事毒气 325

参考文献 325

习题 325