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第一章环境化学和化学的公害1

1.1 我们的脆弱世界1

1.2 化学的公害2

1.3 什么是环境化学3

1.4 某些定义4

1.5 水、空气、土壤和生命4

补充参考资料5

第二章天然水的性质和组成8

2.1 水质、水量和水化学8

2.2 水的来源和使用：水的循环8

2.3 水的性质，一种独特的物质10

2.4 水体特性11

2.5 水生生物13

2.6 天然水系的化学模式14

2.7 水中金属离子的性质14

2.8 作为酸的水合金属离子15

2.9 气体在水中的溶解性16

2.10 水中的氧17

2.11 二氧化碳和碳酸盐类19

2.12 碱度和碳酸盐的平衡21

2.13 酸度24

2.14 水中的钙24

2.15 水中其它的化学物种26

补充参考资料28

问题和习题29

第三章天然水中的氧化还原平衡31

3.1 氧化还原平衡在天然水和废水中的重要性31

3.2 电子活度的表示——pE32

3.3 电极电位、pE和能斯特方程32

3.4 反应的相对倾向：半反应到全反应34

3.5 能斯特方程与化学平衡35

3.6 E和pE与自由能的关系36

3.7 1电子－摩尔表示的反应36

3.8 E0及pE0值的确定37

3.9 水的pE范围39

3.10 天然水的pE值40

3.11 pE-pH图40

3.12 以pE为自变量的浓度对数图：水中氮系统43

3.13 腐蚀45

补充参考资料46

问题和习题47

第四章天然水和废水中的络合作用48

4.1 金属形态48

4.2 络合作用48

4.3 水中螯合剂50

4.6 络合物溶液中形态浓度计算51

4.5 螯合专一性51

4.4 金属络合物的键及结构51

4.7 去质子化配体的络合作用52

4.8 质子化配体的络合作用53

4.9 NTA对铅的络合55

4.10 条件生成常数56

4.11 螯合剂同金属氢氧化物的反应57

4.12 螯合剂同金属碳酸盐的反应58

4.13 钙离子对螯合剂与难溶盐反应的影响59

4.14 理论计算的局限61

4.15 水环境中的NTA61

4.16 水中的聚磷酸盐62

4.17 聚磷酸盐的水解63

4.18 聚磷酸盐的络合作用64

4.19 腐殖质络合剂64

4.20 氨基酸络合剂66

4.21 络合和氧化还原平衡66

补充参考资料67

问题和习题67

第五章微生物：水生化学反应的催化剂69

5.1 微生物和病毒69

5.2 水中微生物的类型69

5.3 细菌69

5.5 藻类71

5.4 真菌71

5.6 自养和异养生物体72

5.7 需氧和厌氧细菌72

5.8 细菌生长的动力学73

5.9 微生物引起的氧化和还原反应74

5.10 碳的微生物转化作用74

5.11 生产甲烷的细菌75

5.12 细菌对烃类的利用76

5.13 细菌对一氧化碳的利用78

5.14 转化氮的细菌78

5.15 固氮作用79

5.16 氮的硝化作用（硝酸化作用）80

5.17 硝酸根的还原作用81

5.18 脱硝作用82

5.19 硝酸根离子和其它氧化剂对有机物质的竞争性氧化作用82

5.20 微生物对硫的转化作用83

5.21 细菌对硫化氢的氧化作用和对硫酸根的还原作用83

5.22 微生物参与的有机硫化物的还原作用84

5.23 微生物对硒的转化作用85

5.24 铁和锰细菌85

5.25 酸性矿山水体86

5.26 微生物对农药的降解87

5.27 微生物的腐蚀91

补充参考资料92

问题和习题93

第六章水化学中液－固－气间相互作用96

6.1 固、气、水间的相互作用96

6.2 沉积物的形成97

6.3 固体的表面吸附98

6.4 胶体粒子的性质99

6.5 粘土的胶体性质103

6.6 粒子的聚集104

6.7 盐类对胶体的凝聚作用105

6.8 三价铁对SiO2胶体的凝聚作用105

6.10 聚合物对细菌的絮凝作用106

6.9 聚合电解质对胶体的絮凝106

6.11 金属在金属氧化物—MnO2上的吸附108

6.12 底部沉积物的阳离子交换109

8.13 底部沉积物与磷的交换110

6.14 沉积物和悬浮物中的痕量金属111

6.15 悬浮物、沉积物、土壤对有机物的吸附113

6.16 间隙水中气－气吸附115

补充参考资料116

问题和习题117

7.1 水质119

7.2 水污染物的分类119

第七章水污染119

7.3 水中痕量元素污染物120

7.4 砷124

7.5 镉125

7.6 铅126

7.7 汞126

7.8 水中金属－有机物的结合127

7.9 水中的氰化物和其它无机化合物128

7.10 水中的石棉129

7.11 藻类营养物和富营养化129

7.12 水环境中的放射性核素130

7.13 酸度、碱度和盐度134

7.14 污水和水污染135

7.15 水中的需氧物质136

7.16 肥皂、洗涤剂和洗涤剂助剂137

7.17 水中痕量有机污染物和难生物降解化合物139

7.18 水中的农药141

7.19 多氯联苯类化合物和多溴联苯类化合物148

补充参考资料149

问题和习题151

第八章水处理153

8.1 水处理和水利用153

8.2 水处理厂153

8.3 固体的去除154

8.4 水硬度的去除155

8.6 饮用水中有机物的去除159

8.5 铁和锰的去除159

8.7 水的消毒160

8.8 污水处理161

8.10 废水的二级生物处理162

8.11 三级水处理165

8.12 废水中悬浮固体的去除166

8.13 废水中溶解有机物的去除166

8.14 可溶性无机物的去除167

8.15 电渗析168

8.17 反渗透169

8.16 离子交换169

8.18 磷的去除170

8.19 氮的去除171

8.20 废水中重金属的去除173

8.21 总体的废水处理系统174

8.22 废水的物理－化学处理174

8.23 污泥177

8.24 利用土壤改善水质180

补充参考资料181

问题和习题182

9.1 环境化学分析的重要性及其作用184

9.2 滴定方法184

第九章环境化学分析184

9.3 吸收分光光度测定法186

9.4 原子吸收分析191

9.5 原子发射技术193

9.6 X射线荧光194

9.7 中子活化分析法195

9.8 电化学分析方法196

9.9 气相色谱199

9.10 高效液相色谱201

9.11 水污染物的色谱分析201

9.12 质谱分析202

9.13 水分析的自动化方法203

9.14 简易水质测定盒204

9.15 水的物理性质的测量204

9.16 水样的采集205

9.17 水样的保存207

9.18 水中的总有机碳207

9.19 测量水中的放射性208

9.20 水分析方法的总结209

补充参考资料210

问题和习题211

第十章陆圈和土壤的环境化学213

10.1 陆圈213

10.2 土壤的性质214

10.3 土壤中的水和空气215

10.4 土壤的无机成分216

10.5 土壤中的有机质217

10.6 土壤中酸－碱和离子交换反应219

10.7 土壤中常量营养素221

10.8 土壤中的氮222

10.9 土壤中的磷224

10.10 土壤中的钾224

10.11 土壤中微量营养素224

10.12 肥料225

10.13 土壤中的废物和污染物226

10.14 土壤侵蚀227

10.15 遗传工程和农业229

10.16 农业和健康229

补充参考资料230

问题和习题232

第十一章大气的性质和组成234

11.1 大气的重要性234

11.2 大气的组成234

11.3 大气的主要区域235

11.4 地球的热平衡238

11.5 气象学241

11.6 大气的演变243

11.7 大气中的化学反应和光化学反应244

11.8 大气中的离子和自由基246

11.9 大气层中氧的反应248

11.10 大气层中氮的反应251

11.11 大气中的羟基自由基和氢过氧化自由基252

11.12 大气层中的二氧化碳253

11.13 大气中的水257

11.14 大气中的颗粒物257

11.15 人类活动正改变着地球上的气候吗？258

11.16 清洁空气法260

补充参考资料260

问题和习题263

12.1 无机污染气体264

第十二章大气中气态无机污染物和氧化物264

12.2 一氧化碳的产生265

12.3 一氧化碳对人类健康的影响265

12.4 大气中一氧化碳的归宿266

12.5 一氧化碳排放的控制267

12.6 二氧化硫来源和硫循环267

12.7 二氧化硫对人类健康的影响268

12.8 二氧化硫对植物的影响268

12.9 大气中二氧化硫的反应269

12.10 硫的去除271

12.11 大气中的氮氧化合物273

12.12 NOx在大气中的反应275

12.13 氮氧化物的有害影响276

12.14 氮氧化物的控制278

12.15 酸雨279

12.16 大气中的氨281

12.17 氯、氟及其气态化合物282

12.18 硫化氢、碳酰硫和二硫化碳284

补充参考资料285

问题和习题287

第十三章大气中的颗粒状物质289

13.1 大气中的微粒289

13.2 大气微粒的大小和沉降290

13.4 微粒形成的化学过程292

13.3 微粒形成的物理过程292

13.5 表面性质、电荷和微粒的反应293

13.6 颗粒物浓度和大小294

13.7 无机颗粒物的组成294

13.8 大气中的有毒金属297

13.9 大气中的汞298

13.10 大气中的铅298

13.11 大气中的铍298

13.12 大气中的石棉299

13.13 来自燃烧的矿质颗粒物：飞灰299

13.14 大气中的放射性核素300

13.15 有机颗粒物301

13.16 多环芳烃303

13.17 颗粒物对健康的影响305

13.18 颗粒物的去除305

补充参考资料306

问题和习题307

第十四章光化学烟雾309

14.1 烟雾是什么？309

14.2 汽车烃类污染物的生成和控制309

14.3 大气中有机化合物的反应313

14.4 光化学烟雾形成概况314

14.5 光化学烟雾形成机理316

14.6 烟雾形成中烃的反应性321

14.7 光化学烟雾的影响322

15.2 天然来源的有机化合物323

14.8 光化学烟雾中的硫酸盐和硝酸盐325

补充参考资料325

问题和习题326

第十五章大气中的有机污染物328

15.1 大气中的有机化合物328

15.3 大气中的烃类污染物330

15.4 大气中的芳香烃335

15.5 大气中的醛和酮338

15.6 大气中其它含氧化合物339

15.7 大气中的有机卤化物341

15.8 大气中的有机硫化合物343

15.9 大气中的有机氮化合物344

补充参考资料346

问题和习题346

第十六章大气监测347

16.1 大气监测的重要性347

16.2 测量的空气污染物347

16.3 采样349

16.4 分析方法351

16.5 二氧化硫的分析352

16.6 氮氧化物353

16.7 氧化剂的分析356

16.8 一氧化碳的分析356

16.9 烃类的分析357

16.10 空气污染物标准的渗透管358

16.11 气态空气污染物的直接分光光度法分析359

16.12 颗粒物的分析361

16.13 指纹污染物363

补充参考资料363

问题和习题364

17.1 天然资源－能－环境的三角关系365

17.2 金属365

第十七章天然资源和能365

17.3 非金属资源369

17.4 主要再生资源—木材372

17.5 能源问题373

17.6 全球能资源374

17.7 节能376

17.8 能的转换过程377

17.9 石油和天然气378

17.1 煤382

17.11 煤的转换385

17.12 核裂变发电389

17.13 核聚变发电391

17.14 地热能392

17.15 理想能源—太阳392

17.16 生物量能393

17.17 汽油醇394

17.18 未来能源395

补充参考资料395

问题和习题400

第十八章环境生物化学与化学毒理学401

18.1 污染和生物圈401

18.2 生物化学基础401

18.3 有毒物质404

18.4 毒性物质经历人体的途径405

18.5 毒性物质的代谢406

18.6 干扰酶的作用408

18.7 砷的生化效应410

18.8 铅的生化效应411

18.9 汞的生化效应412

18.10 氰化物的生化效应412

18.11 亚硝酸根离子的生化效应414

18.12 一氧化碳的生化效应415

18.13 二氧化硫的生化效应415

18.14 臭氧和PAN的生化效应416

18.16 农药的生化效应417

18.15 氮氧化物的生化效应417

18.17 诱变420

18.18 畸胎生成422

18.19 致癌作用423

18.20 人类与大气中的毒性和危险物质的接触427

补充参考资料431

问题和习题434

第十九章有害废弃物的性质和来源435

19.1 洛夫运河435

19.2 有害废弃物的威胁437

19.3 什么是有害废弃物？441

19.4 可燃性442

19.6 反应生443

19.5 腐蚀性443

19.7 毒性444

19.8 有害物组成和分类446

19.9 有害废弃物的化学分类449

19.10 有害废弃物农药455

19.11 工业生产产生的有害废弃物456

19.12 城市固体废弃物459

19.13 非城市来源的固体废弃物461

补充参考资料461

问题和习题463

20.1 有害废弃物的分离和回收465

第二十章有害废弃物的环境化学465

20.2 对未分离废弃物的处理过程467

20.3 处理前有害固体废弃物的固定468

20.4 填坑里的有害废弃物470

20.5 水圈里的有害废弃物473

20.6 陆圈中的有害废弃物476

20.7 大气中的有害废弃物479

20.8 生物降解作用484

20.9 有害废弃物对健康的影响485

补充参考资料485

问题和习题485

奇数问题和习题的答案486

附表494