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第1章　绪论 1

1.1 环境科学的产生与发展 1

1.2　环境化学的定义 2

1.3　环境化学的研究内容 3

1.3.1　大气污染化学 3

1.3.2　水环境污染化学 4

1.3.3　土壤污染化学 4

1.3.4　环境化学动态学 4

1.4　环境化学的特点 5

思考题与习题 5

第2章　大气的组成及其重要污染物 6

2.1 大气的主要成分及其停留时间 6

2.1.1 大气的主要成分 6

2.1.2　大气组分的停留时间 7

2.1.3　大气组分的分类 8

2.2　大气层的结构 8

2.2.1 对流层 9

2.2.2　平流层 9

2.2.3 中间层 10

2.2.4　热层 10

2.3　地球的热平衡 11

2.3.1 大气成分对太阳辐射的吸收 11

2.3.2　地球与大气的能量平衡 12

2.3.3　温室气体和温室效应 12

2.4　大气中的重要污染物 15

2.4.1　含硫化合物 15

2.4.2　含氮化合物 18

2.4.3　含碳化合物 21

2.4.4　含卤素化合物 31

思考题与习题 33

第3章　气相大气化学反应 34

3.1　大气光化学作用与大气自由基的形成 34

3.1.1　光化学基本定律 34

3.1.2　光化学反应过程 35

3.1.3　大气中的自由基 36

3.2　氮氧化物的气相反应 38

3.2.1　NO的化学反应 38

3.2.2　NO2的化学反应 40

3.2.3　NO、NO2和O3的基本光化学循环 40

3.3 二氧化硫（SO2）的气相反应 41

3.3.1　SO2的直接光氧化 41

3.3.2　SO2的间接光氧化 41

3.4　有机化合物的气相反应 42

3.4.1　有机化合物与HO·的反应 42

3.4.2　烯烃与O3、O·和NO3的反应 44

3.5　光化学烟雾 46

3.5.1 光化学烟雾的形成条件 46

3.5.2　光化学烟雾的形成机理 47

3.6　臭氧层耗损 50

3.6.1 臭氧层破坏的化学机理 51

3.6.2　南极“臭氧洞”的形成机理 55

思考题与习题 58

第4章　液相大气化学反应 59

4.1 大气中二氧化硫的液相反应 59

4.1.1　SO2的溶解平衡 59

4.1.2　SO2的液相反应动力学 60

4.2　大气中含氮化合物的液相反应 62

4.2.1　NOx的液相溶解平衡 62

4.2.2　NH3和HNO3的液相溶解平衡 63

4.2.3　NOx的液相反应动力学 64

4.3　酸性降水的形成 65

4.3.1 降水的化学组成 65

4.3.2　降水化学组成的时空变化 67

4.3.3　降水的pH 70

4.3.4　酸雨 71

4.4　硫酸烟雾型污染 73

思考题与习题 74

第5章　大气颗粒物 75

5.1　大气颗粒物的来源与去除 75

5.1.1　大气颗粒物的来源 75

5.1.2　大气颗粒物的去除 76

5.2　大气颗粒物的粒径分布 77

5.2.1 大气颗粒物的粒径 77

5.2.2　大气颗粒物的分类 77

5.2.3　大气颗粒物的环境浓度 78

5.2.4　大气颗粒物的三模态 79

5.3　大气颗粒物的化学组成 80

5.3.1　大气中的无机颗粒物 80

5.3.2　大气中的有机颗粒物 82

5.4　大气颗粒物中的PM2.5 89

5.5　大气颗粒物对人体的危害 89

思考题与习题 90

第6章　天然水的组成及其重要污染物 91

6.1　地球上水的分布 91

6.2　天然水的组成 93

6.2.1 天然水中的主要离子成分 93

6.2.2　天然水中溶解的气体 98

6.3　天然水中的重要污染物 109

6.3.1　重金属 109

6.3.2　水中的氰化物和其他无机污染物 112

6.3.3　植物营养物质 112

6.3.4　水中的耗氧物质 113

6.3.5　肥皂、洗涤剂和洗涤增效剂 114

6.4　水体中污染物的自净作用 116

6.4.1　水体污染物的自净途径 116

6.4.2　影响水体自净的因素 116

6.5　污染物进入水体后的迁移转化过程 119

6.5.1　迁移过程 120

6.5.2　富集过程 120

6.5.3　转化过程 120

思考题与习题 120

第7章　天然水中的氧化还原平衡 121

7.1 电子活度和pE 121

7.2　电极电势E和pE之间的关系 122

7.3　天然水的pE 124

7.4　pE-pH图 126

7.4.1 水的氧化限度和还原限度 126

7.4.2　铁体系的pEpH图 127

7.5 以pE为独立变量的对数浓度图 130

7.5.1　Fe3+-Fe2＋体系 130

7.5.2　NH+ 4-NO- 2-NO- 3体系 131

思考题与习题 133

第8章　水环境中的沉淀溶解作用 135

8.1 金属氢氧化物的沉淀溶解平衡 135

8.2　金属硫化物的沉淀溶解平衡 137

8.3　金属碳酸盐的沉淀溶解平衡 138

思考题与习题 138

第9章　天然水中的配合作用 139

9.1 无机配位体对重金属的配合作用 139

9.1.1　Cl-对重金属的配合作用 139

9.1.2　Cl-配合作用对重金属迁移转化的影响 140

9.2　有机配位体对重金属的配合作用 141

9.2.1 天然水中的腐殖质 141

9.2.2　腐殖质与重金属离子配合反应的机理 143

9.2.3　腐殖质与重金属离子配合反应的影响因素 143

9.2.4　腐殖质的配合作用对重金属迁移转化的影响 145

9.3　人工合成配位体对重金属的配合作用 145

9.3.1 NTA对Pb2＋的配合作用 146

9.3.2　NTA与金属氢氧化物的反应 146

9.3.3　NTA与重金属碳酸盐的反应 147

9.3.4　Ca2＋的存在对NTA与难溶盐反应的影响 148

思考题与习题 148

第10章　水解作用 149

10.1 金属离子的水解作用 149

10.1.1　水解平衡 149

10.1.2　水解产物 150

10.2　有机污染物的水解作用 154

10.2.1 有机污染物的水解机理 155

10.2.2　水解速率 155

10.2.3 影响水解的主要因素 156

思考题与习题 157

第11章　天然水环境中固液界面的吸附作用 158

11.1 固-液吸附过程中的吸附等温式 158

11.1.1 溶液中的Langmuir吸附等温式 158

11.1.2　溶液中的Freundlich吸附等温式 159

11.2　天然水中的重要颗粒物 160

11.2.1 无机粒子 160

11.2.2　有机粒子 162

11.2.3　无机和有机粒子的聚集体 162

11.3　天然水中的颗粒物对重金属的吸附作用 162

11.3.1 黏土矿物微粒对重金属的吸附作用 162

11.3.2　金属水合氧化物微粒对重金属的吸附作用 163

11.3.3　腐殖质微粒对重金属的吸附作用 163

11.4　天然水中的颗粒物对有机污染物的吸附作用 165

11.4.1 有机污染物的分类 165

11.4.2　有机污染物的吸附机理 166

11.4.3　有机污染物的吸附平衡 168

11.5　吸附作用对污染物在水环境中迁移转化的影响 172

思考题与习题 174

第12章　水环境中的微生物作用 175

12.1 生物降解过程中的细菌、酶和辅酶 175

12.1.1 细菌 175

12.1.2　酶和辅酶 176

12.2　微生物在水环境中的分布 177

12.3　有机污染物的微生物转化 178

12.3.1　有机物生物降解的基本反应类型 178

12.3.2　典型有机污染物的生物降解途径 181

12.3.3　影响有机物生物可降解性的主要因素 184

12.4　环境中的金属有机化合物与金属的生物甲基化作用 188

12.4.1　金属有机化合物的形成机理 188

12.4.2　汞的环境甲基化作用 190

思考题与习题 192

第13章　水环境光化学作用 193

13.1 水环境中太阳辐射的衰减 193

13.1.1 太阳光在空气-水界面的传播 193

13.1.2　水体对光的吸收 194

13.2　水中有机污染物的光化学降解机理 195

13.2.1　直接光解 195

13.2.2 间接光解 196

13.2.3　光氧化降解 197

思考题与习题 198

第14章　土壤的组成及其重要性质 199

14.1　土壤的组成 199

14.1.1　土壤中的空气 200

14.1.2　土壤中的水 200

14.1.3　土壤中的矿物质 201

14.1.4　土壤中的有机质 203

14.1.5　土壤的粒级分组与质地分组 203

14.2　土壤的性质 207

14.2.1　土壤胶体的表面积 207

14.2.2　土壤胶体的带电性 207

14.2.3　土壤的离子吸附与交换性 209

14.2.4　土壤的酸碱度 215

14.2.5　土壤的氧化还原性 218

思考题与习题 220

第15章　土壤中的重要污染物及其迁移转化 221

15.1　土壤中的农药污染 221

15.1.1　农药的分类 221

15.1.2　农药的半衰期 222

15.1.3　农药对环境的影响 222

15.1.4　农药在土壤中的迁移转化 223

15.2　土壤中的多环芳烃（PAH） 228

15.3　土壤中的多氯联苯（PCB） 229

15.3.1　PCB 的性质 230

15.3.2　PCB的迁移转化途径 231

15.4　土壤中的重金属污染 232

15.4.1　重金属在土壤中的形态 233

15.4.2　土壤中重金属的迁移转化 235

思考题与习题 237

参考文献 238