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第一章绪论1

1.1环境化学的形成1

目 录1

1.2环境化学的特点3

1.3环境化学的研究对象、任务和范围3

1.4环境化学发展动向4

一、环境分析化学和化学形态研究4

二、环境胶体化学和界面化学4

三、环境化学动态学5

四、大气污染化学5

五、有害环境化学物质的评价及控制6

思考与练习7

本章基本要求7

阅读资料7

第一篇 水环境化学9

第二章天然水的性质和组成9

2.1水质概况9

2.2天然水的组成9

一、天然水化学组成的形成过程11

二、天然水中的主要离子组成14

三、水中的金属离子14

四、溶解在水中的气体15

五、水生生物17

一、碳酸平衡18

2.3天然水的性质18

二、天然水的碱度和酸度21

三、天然水体的缓冲能力23

四、水的硬度26

2.4天然水的分类26

本章基本要求27

阅读材料27

思考与练习28

第三章水环境中的溶解和沉淀作用29

3.1溶解和沉淀作用在水环境中的意义29

3.2溶解和沉淀的动力学过程29

一、沉淀过程29

一、氧化物和氢氧化物30

二、溶解过程30

3.3天然水各类固体的溶解度30

二、硫化物32

三、碳酸盐33

3.4水溶液中不同固相的稳定性36

3.5水的稳定性38

本章基本要求39

阅读材料40

思考与练习40

第四章水环境中的配合作用41

4.1天然水体中的配合作用41

4.2配合物在溶液中的稳定性43

4.3羟基对重金属离子的配合作用45

一、NTA对金属的配合作用47

4.4螯合剂NTA的配合作用47

二、NTA与金属氢氧化物的作用50

三、NTA与微溶盐的作用50

四、Ca2+离子对NTA与微溶盐作用的影响52

4.5腐殖质的配合作用53

4.6有机配位体对重金属迁移的影响56

一、影响颗粒物（悬浮物或沉积物）对重金属的吸附56

二、影响重金属化合物的溶解度57

本章基本要求57

阅读材料58

思考与练习58

第五章天然水中的氧化－还原平衡59

5.1天然水中氧化－还原平衡的意义59

二、氧化还原电位E和pE的关系60

5.2电子活度和氧化还原电位60

一、电子活度的概念60

三、相对反应趋势及氧化－还原平衡61

四、E和pE与自由能的关系63

5.3天然水体的pE—pH图63

一、水的氧化还原限度64

二、pE—pH图64

三、天然水的pE66

5.4天然水中污染物的氧化还原转化68

一、重金属元素的氧化还原转化68

二、无机氮化物的氧化还原转化68

三、无机硫的氧化还原转化71

五、水中有机物的氧化72

四、无机砷的氧化还原转化72

阅读材料73

思考与练习73

本章基本要求73

第六章水环境中固－液界面的相互作用76

6.1水体中各相间的相互作用76

6.2天然水体中的胶体物质76

一、矿物微粒和粘土矿物77

二、金属水合氧化物77

三、腐殖质77

6.3胶体颗粒的性质78

一、胶体的表面电荷78

五、其它78

四、水体悬浮沉积物78

二、双电层模型79

三、胶体粒子的凝聚80

6.4颗粒物在水环境中的吸附过程82

一、固体表面的吸附作用82

二、吸附等温线和等温式83

三、氧化物表面吸附的配合模式85

6.5沉积物——探索天然水体重金属污染的工具87

一、沉积物的来源87

二、沉积物中金属结合类型87

三、沉积物是人类活动及自然变迁的反映88

四、沉积物中重金属的释放89

思考与练习90

本章基本要求90

阅读材料90

第七章有机毒物的环境行为和归趋模式92

7.1有毒有机污染物的环境行为92

一、农药93

二、多氯联苯（PCBs）94

三、卤代脂肪烃94

四、醚类95

八、多环芳烃类（PAHs）96

7.2归趋模式简介96

九、亚硝胺和其它化合物96

七、酞酸酯类96

六、苯酚类和甲酚类96

五、单环芳香族化合物96

一、有机物消失速率99

二、吸着的影响99

三、稳态时的浓度100

7.3分配系数101

一、有机物在沉积物（土壤）与水之间的分配系数Kp和标化的分配系数Koc101

二、生物浓缩因子102

7.4挥发速率103

一、亨利定律104

二、挥发作用的双膜理论105

三、C.T.Chiou挥发速率模式108

7.5水解速率110

7.6光解速率111

一、直接光解112

二、敏化光解（间接光解）115

三、氧化反应115

7.7生物降解速率116

一、生长物质的代谢116

二、共代谢117

三、影响生物降解的因素118

7.8归趋模式应用举例119

本章基本要求123

阅读材料123

思考与练习124

8.1大气的组成和停留时间126

一、大气的组成126

第八章天然大气和重要污染物126

第二篇大气环境化学126

二、大气组分的停留时间127

8.2大气的主要层次127

一、对流层128

二、平流层129

三、中层129

四、热层129

8.3大气中的离子及自由基130

一、大气中的离子130

二、大气中的自由基130

8.4大气中的重要污染物132

一、含硫化合物133

二、含氮化合物134

三、含碳化合物135

四、含卤素化台物138

8.5温室气体和温室效应139

一、地球的热平衡139

二、温室气体和温室效应140

8.8大气组分浓度表示法143

一、混合比单位表示法（体积混合比或质量混合比）143

二、单位体积内物质的质量数表示法143

本章基本要求144

阅读材料144

思考与练习144

9.1大气光化学反应基础146

第九章气相大气化学146

9.2氮氧化物的气相反应147

一、氮氧化物的基本反应147

二、NO、NO2和O3的基本光化学循环148

三、氮氧化物气相反应动力学149

9.3二氧化硫的气相反应150

一、SO2与氧原子的反应150

二、SO2与其它自由基的反应150

9.4有机物的气相反应151

一、碳氢化合物的一些重要反应152

二、OH·与烯烃类、烃类、醛类、卤代烃、芳烃类的反应152

三、烯烃与臭氧、原子氧和氮氧化物的反应153

四、天然有机物的转化155

9.5光化学烟雾156

一、光化学烟雾的形成156

二、光化学烟雾的形成机理157

三、光化学烟雾的化学动力学机理158

四、光化学烟雾及还原烟雾的区别159

9.6平流层化学160

一、平流层的化学反应160

二、南极“臭氧洞”现象及解释162

本章基本要求164

阅读材料164

思考与练习164

一、SO2的液相平衡166

10.1二氧化硫的液相反应166

第十章液相大气化学166

二、SO2的液相反应动力学168

10.2氮氧化物的液相反应171

一、NOx的液相平衡171

二、NH3和HNO3的液相平衡172

三、NOx的液相反应动力学173

10.3酸沉降化学173

一、酸雨的形成174

二、酸雨的化学组成175

三、酸雨中的关键性离子组分176

四、影响酸雨形成的因素177

六、酸雨危害179

五、酸雨来源179

10.4降水化学组分和pH的背景值180

一、降水化学组分的背景值180

二、降水pH的背景值181

本章基本要求181

阅读材料181

思考与练习181

第十一章大气颗粒物（大气气溶胶）183

11.1大气颗粒物的分类183

11.2大气颗粒物的源和汇184

一、大气颗粒物的来源184

二、大气颗粒物的汇184

一、颗粒物的粒度分布185

11.3大气颗粒物的粒度分布及表面性质185

二、微粒的表面性质187

11.4大气中的无机颗粒物188

一、无机颗粒物的来源188

二、无机颗粒物的组成189

三、颗粒物来源的推断原理191

11.5大气颗粒物中的有机化合物193

一、大气有机颗粒物的来源及类型193

二、多环芳烃195

11.6大气中的放射性核素197

一、放射性衰变197

二、大气中放射性物质的来源198

一、颗粒物进入人体的途径200

11.7颗粒物对人体健康的影响200

三、放射性核素对健康的效应200

二、人体吸入量的估算201

本章基本要求202

阅读材料202

思考与练习202

第三篇 土壤环境化学205

第十二章土壤的物理化学性质205

12.1土壤的组成205

一、土壤矿物质206

二、土壤有机质209

三、土壤中的水分210

一、土壤的胶体性质211

12.2土壤的表面性质211

四、土壤中的空气211

二、土壤的阳离子交换213

三、土壤中的阴离子吸附214

12.3土壤的酸碱度214

一、土壤的酸度214

二、土壤的碱度216

三、土壤的缓冲作用217

12.4土壤溶液中的氧化还原作用220

本章基本要求221

阅读材料221

思考与练习221

13.2土壤－植物系统中重金属的归趋222

13.1土壤重金属污染222

第十三章重金属在土壤环境中的迁移转化222

一、影响重金属在土壤中归趋的主要因素223

二、重金属在土壤－植物体系中的累积和迁移225

13.3土壤环境容量228

一、土壤环境容量概念228

二、土壤环境容量的确定229

本章基本要求230

阅读材料231

思考与练习231

二、土壤中氮的形态232

一、土壤氮素的来源232

14.1氮素在土壤中的迁移232

第十四章氮、磷肥料在土壤环境中的迁移232

三、氮素的流失233

四、氮污染234

14.2磷素在土壤中的迁移235

一、土壤磷素的来源235

二、土壤中磷的形态235

三、土壤的固磷作用237

四、磷肥的污染237

14.3氮、磷肥对环境的影响238

一、水体富营养化238

二、地下水源的污染241

14.4化肥污染预测241

二、磷肥污染预测242

一、氮肥污染预测242

本章基本要求243

阅读材料243

思考与练习243

第十五章农药在土壤环境中的迁移转化244

15.1农药在土壤中的环境行为244

15.2土壤对农药的作用244

一、影响农药在土壤中行为的因素244

二、土壤对农药的吸附作用245

15.3土壤有机质、粘土矿物及湿度在非离子性有机化合物和农药吸着中的247

作用247

一、分配理论的提出247

三、土壤有机质对吸附的影响248

二、分配作用和吸附作用的比较248

四、粘土矿物对吸附的影响250

15.4农药在土壤中的迁移转化253

一、农药在土壤中的挥发、扩散和迁移253

二、农药在土壤中的降解254

三、农药在土壤中的残留260

本章基本要求260

阅读材料260

思考与练习261

第四篇 化学物质的生物效应和生态效应263

第十六章天然水中金属形态及金属的生物有效性263

16.1金属形态研究的重要性263

一、直接法265

16.2天然水中金属形态的划分265

16.3溶解态金属的形态分析技术265

二、计算法267

16.4颗粒态金属的形态分析技术270

一、形态的划分270

二、形态分离技术——化学提取法271

16.5不同金属形态的生物有效性272

一、溶解态金属存在形态的生物有效性273

二、颗粒物结合态的生物有效性277

16.6形态分析技术应用及存在问题277

一、形态分析技术的应用277

二、形态分析中若干问题280

阅读材料281

本章基本要求281

思考与练习282

第十七章微生物对水环境中化学物质的作用283

17.1微生物在水环境中的重要作用283

17.2水环境中微生物的类群284

一、微生物的类群284

二、细菌的分类286

三、细菌的生长动力学286

17.3微生物媒催化的氧化还原反应287

17.4碳的微生物转化289

一、含碳化合物的好氧分解289

二、含碳化合物的厌氧分解290

一、固氮291

17.5氮的微生物转化291

二、硝化作用292

三、硝酸盐还原293

四、脱氮293

五、NO？及其它氧化剂对有机物的竞争氧化294

17.6硫的微生物转化294

一、微生物对硫酸盐的还原作用295

二、微生物对H2S的氧化作用295

三、有机硫化物的微生物降解295

17.7重金属及类金属的微生物转化296

一、铁的转化296

二、汞的转化297

三、砷的转化299

四、硒的转化300

17.8烃类的微生物降解300

17.9农药的微生物降解302

本章基本要求303

阅读材料303

思考与练习304

第十八章化学物质的生物吸收和生物浓缩机理305

18.1生物浓缩、生物积累和生物放大作用305

一、生物浓缩305

二、生物积累305

三、生物放大306

18.2生物膜的透过机理306

一、被动输送307

18.3生物组织中化合物的浓缩机理309

二、主动输送309

18.4生物浓缩的模型311

一、单一组合311

二、食物链组合313

18.5植物对非离子型有机化合物的吸收314

一、根部吸收和输送过程314

二、从植物地上部分摄取317

三、化学品与植物体内物质的相互作用318

18.6微生态系统方法在环境化学中的应用319

一、水生实验室微生态系统320

二、陆生实验室微生态系统322

阅读材料324

本章基本要求324

思考与练习325

第十九章化学物质与人体健康326

19.1外来化合物在生物体内的生物转运和代谢326

一、外来化合物在生物体内的生物转运326

二、外来化合物的代谢327

19.2化学物质的联合作用329

一、协同作用329

二、相加作用329

三、独立作用329

四、拮抗作用329

二、化学致畸作用330

19.3化学致突变作用、化学致畸作用及化学致癌作用330

一、化学致突变作用330

三、化学致癌作用331

19.4有机物结构与致癌作用的关系334

一、K区理论和湾区理论334

二、双区理论336

三、双区理论的定量模型339

四、多环芳烃的分配系数与双区理论346

五、多环芳烃的溶解度与双区理论346

19.5元素与健康347

一、元素的生物学分类347

二、生物最适营养浓度定律348

三、金属中毒与解毒350

19.6有毒物质的生物化学效应351

一、砷的生物化学效应351

二、铅的生物化学效应351

三、汞的生物化学效应352

四、氰化物的生物化学效应352

五、NO？离子的生物化学效应352

六、一氧化碳的生物化学效应353

七、二氧化硫的生物化学效应354

19.7环境生物地球化学与地方病354

本章基本要求357

阅读材料357

思考与练习357