环境化学PDF电子书下载

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pH 161

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