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目录1

第一章 绪论1

1.1 环境问题的产生与发展1

1.2 化学公害4

1.3 环境化学及其内容5

1.4 环境化学中常用的几个概念6

1.5 水、空气、土壤和生物7

1.6 结束语7

第二章 天然水的性质和组成9

2.1 水的数量、质量和化学性质9

2.2 水源和水的使用：水循环10

2.3 水，一种独特物质的性质11

2.4 水体的特征11

2.5 水生生物12

2.6 天然水系的化学模型13

2.7 水中金属离子的性质14

2.8 酸性水合金属离子14

2.9 水中气体的溶解度16

2.10 水中的氧17

2.11 二氧化碳和碳酸盐类物质18

2.12 碱度和碳酸盐平衡21

2.14 水中的钙23

2.13 酸度23

2.15 水中其他化学物质25

问题和习题26

第三章 天然水中的氧化还原平衡28

3.1 天然水和废水中氧化还原平衡的重要性28

3.2 用pE表示的电子活度29

3.3 电极电位、pE和能斯特方程30

3.4 相对反应趋势—由半反应到全反应32

3.5 能斯特方程式和化学平衡33

3.6 E和pE与自由能的关系33

3.7 用摩尔电子表示反应34

3.8 E°和pE°值的确定35

3.9 水中pE值的限度36

3.10 天然水生系统中的pE值37

3.11 pE-pH图38

3.12 以pE为独立变量的对数浓度图：水中氮系统41

3.13 腐蚀43

问题和习题44

第四章 天然水和废水中的络合作用46

4.1 天然水和废水中的重金属元素46

4.2 络合作用46

4.3 水中螯合剂的存在48

4.6 络合物溶液中物类浓度的计算49

4.4 金属络合物的结合及结构49

4.5 螯合作用的专一性49

4.7 通过脱质子配体进行络合50

4.8 通过质子化配体进行络合51

4.9 NTA对铅离子的络合作用53

4.10 条件形成常数54

4.11 螯合剂与金属氢氧化物的反应55

4.12 螯合剂与金属碳酸盐的反应56

4.13 钙离子对螯合剂与微溶性盐类反应的影响57

4.16 水中的多磷酸盐59

4.15 水生环境中的NTA59

4.14 理论计算的局限性59

4.17 多磷酸根的水解61

4.18 多磷酸根的络合作用61

4.19 作为络合剂的腐殖质62

4.20 作为络合剂的氨基酸64

4.21 络合和氧化还原平衡64

问题和习题64

第五章 微生物—水生化学反应的催化剂66

5.1 微生物和病毒66

5.2 水中微生物的类型66

5.4 真菌67

5.3 细菌67

5.5 藻类68

5.6 自养生物和异养生物68

5.7 需氧和厌氧细菌69

5.8 细菌增殖动力学69

5.9 微生物引起的氧化还原反应70

5.10 碳的微生物转化70

5.11 产生甲烷的细菌73

5.12 细菌对碳水化合物的利用74

5.13 微生物对一氧化碳的利用75

5.15 固氮76

5.14 通过细菌进行的氮的转化76

5.16 硝酸化77

5.17 硝酸根还原78

5.18 脱氮作用79

5.19 硝酸根离子和其他氧化剂对有机物的竞争性氧化79

5.20 硫的微生物转化80

5.21 细菌引起的H2S的氧化和硫酸根的还原80

5.22 有机硫化物的微生物降解81

5.23 硒的微生物转化82

5.24 铁细菌和锰细菌82

5.25 酸性矿水83

5.26 农药的微生物降解84

问题和习题88

第六章 水生化学中的液－固－气相间的反应91

6.1 固体、气体和水之间的化学反应91

6.2 沉积物的形成91

6.3 固体的表面吸着作用92

6.4 胶体颗粒的性质94

6.5 粘土的胶体性质97

6.6 微粒的聚集98

6.7 加盐凝聚98

6.8 由铁（Ⅲ）引起的SiO2凝聚98

6.10 通过聚合物絮絮凝细菌99

6.9 通过聚合电解质絮凝胶体99

6.11 通过金属氧化物—氧化锰（Ⅳ）吸着金属101

6.12 水底沉积物的阳离子交换102

6.13 水底沉积物的磷交换103

6.14 沉积物和悬浮物中的痕量金属104

6.15 悬浮物、沉积物和土壤对有机化合物的吸着105

6.16 气体被吸着—间隙水中的气体107

问题和习题108

第七章 水污染110

7.1 水质110

7.2 水污染物的种类111

7.3 水中的痕量元素污染物112

7.4 砷114

7.5 镉115

7.6 铅115

7.7 汞117

7.8 金属与有机物在水中的结合118

7.9 水中氰化物及其他无机化合物物类119

7.10 水中的石棉120

7.11 藻类营养素和富营养化120

7.12 水生环境中的放射性核素121

7.13 酸度、碱度和盐度124

7.14 污水和水污染125

7.15 水中的需氧物质126

7.16 肥皂、洗涤剂和洗涤增效剂127

7.17 水中痕量有机污染物和耐降解性化合物129

7.18 水中的农药130

7.19 PCB和PBB136

问题和习题137

第八章 水处理139

8.1 水处理及水的利用139

8.2 水处理厂139

8.4 水硬度的去除140

8.3 去除固态物140

8.5 铁和锰的去除144

8.6 去除饮水中有机物144

8.7 水的消毒145

8.8 下水道污水处理146

8.9 一级废水处理146

8.10 通过微生物作用进行的二级废水处理147

8.11 三级废水处理149

8.12 废水中悬浮固体的去除150

8.13 废水中溶解的有机物质的去除150

8.14 溶解的无机物质的去除151

8.15 电渗析法152

8.16 离子交换法152

8.17 反渗透法153

8.18 磷的去除153

8.19 氮的去除154

8.20 废水中重金属的除去156

8.21 总废水处理系统157

8.22 废水的物理－化学处理158

8.23 污泥158

8.24 水的土壤净化161

8.25 水污染控制技术的发展动向162

问题和习题163

第九章 环境化学分析164

9.1 环境化学分析的任务和重要性164

9.2 滴定方法164

9.3 吸收分光光度法166

9.4 原子吸收分析170

9.5 原子发射技术171

9.6 X射线荧光分析173

9.7 中子活化分析173

9.8 电化学分析方法174

9.9 气相色谱测定法176

9.11 水污染物的色谱分析178

9.10 高效液相色谱178

9.12 质谱测定法179

9.13 用自动化程序进行水分析179

9.14 水检验箱180

9.15 水的物理性质测定180

9.16 水的采样181

9.17 水样的防腐182

9.18 水中的总有机碳183

9.19 水的放射性测定184

9.20 水分析方法一览184

问题和习题186

10.1 陆圈187

第十章 陆圈与土壤的环境化学187

10.3 土壤中的水和空气188

10.2 土壤的性质188

10.4 土壤的无机组分190

10.5 土壤中的有机物190

10.6 土壤中的酸碱反应和离子交换反应192

10.7 土壤中的常量营养素194

10.8 土壤中的氮195

10.9 土壤中的磷196

10.11 土壤中的微量营养素197

10.12 肥料197

10.10 土壤中的钾197

10.13 土壤中的废物和污染物198

10.14 土壤 浸蚀199

10.15 遗传工程与农业200

10.16 农业和健康200

问题和习题201

第十一章 大气的性质和组成203

11.1 大气的重要性203

11.2 大气的组成203

11.3 大气的主要层次204

11.4 地球的热平衡206

11.5 气象学208

11.6 大气的演变210

11.7 大气中的化学反应和光化学反应211

11.8 大气中的离子和自由基213

11.9 大气中氧的反应214

11.10 大气中氮的反应217

11.11 大气中的氢氧基自由基和氢过氧基自由基218

11.12 大气中二氧化碳220

11.13 大气中的水222

11.14 大气中的微粒223

11.15 人类活动在改变地球的气候吗？223

问题与习题224

第十二章 大气中的气态无机污染物和氧化物226

12.1 气态无机污染物226

12.2 一氧化碳的产生227

12.3 一氧化碳对人类健康的危害227

12.4 大气中一氧化碳的变化228

12.5 控制一氧化碳排放229

12.6 二氧化硫的来源和硫循环229

12.7 二氧化硫对人类健康的危害230

12.8 二氧化硫对植物的危害230

12.9 大气中二氧化硫的反应231

12.10 硫的去除233

12.11 大气中的氮氧化物235

12.12 大气中NOx的反应237

12.13 氮氧化物的危害238

12.14 氮氧化物的控制239

12.15 酸雨241

12.16 大气中的氨242

12.17 氯、氟及其气态化合物242

12.18 硫化氢、硫化羰和二硫化碳245

问题与习题246

13.1 大气中的微粒248

第十三章 大气中的颗粒物质248

13.2 大气微粒的大小与沉降249

13.3 微粒形成的物理过程250

13.4 微粒形成的化学过程250

13.5 微粒的表面性质、电荷与反应251

13.6 颗粒物浓度和大小252

13.7 无机颗粒物的组成252

13.8 大气中的有毒金属254

13.9 大气中的汞255

13.10 大气中的铅255

13.13 燃烧产生的矿物颗粒物—飘尘256

13.12 大气中的石棉256

13.11 大气中的铍256

13.14 大气中的放射性核素257

13.15 有机颗粒物质258

13.16 多环芳烃259

13.17 颗粒物对健康的影响261

13.18 颗粒物去除261

问题与习题262

第十四章 光化学 烟雾264

14.1 何谓烟雾264

14.2 汽车产生的烃类污染物及其控制方法264

14.3 大气中有机化合物的反应267

14.4 光化学烟雾形成的一般情况269

14.5 光化学烟雾形成机理271

14.6 烃类在烟雾形成中的反应性275

14.7 光化学烟雾的危害276

14.8 光化学烟雾中的硫酸盐和硝酸盐278

问题与习题278

第十五章 大气中的有机污染物280

15.1 大气中的有机化合物280

15.2 来自天然来源的有机化合物280

15.3 大气中的污染物—烃282

15.5 大气中的醛和酮288

15.6 大气中的其它含氧有机化合物290

15.7 大气中的有机卤化物292

15.8 大气中的有机硫化物294

15.9 大气中的有机氮化物294

问题与习题296

15.4 大气中的芳烃296

第十六章 大气监测297

16.1 大气监测的重要性297

16.2 空气污染物检测297

16.3 采样299

16.5 二氧化硫的分析301

16.4 分析方法301

16.6 氮氧化物303

16.7 氧化剂的分析304

16.8 一氧化碳的分析305

16.9 烃类的分析306

16.10 大气污染物标准渗透管306

16.11 气态大气污染物的直接光谱分析307

16.12 颗粒物分析309

16.13 污染源鉴别310

问题与习题311

17.2 金属312

第十七章 自然资源和能源312

17.1 自然界资源、能源和环境之间的密切关系312

17.3 非金属矿物资源318

17.4 木材—一种主要的可再生资源319

17.5 能源问题321

17.6 世界的能源321

17.7 节能322

17.8 能的转变过程323

17.9 石油和天然气324

17.10 煤326

17.11 煤转化328

17.12 核裂变动力332

17.13 核聚变动力334

17.14 地热能335

17.15 太阳能—一种理想的能源335

17.16 生物量转变能量336

17.17 加醇汽油（Gasohol）337

17.18 将来的能源337

问题与习题338

第十八章 环境生物化学和化学毒理学339

18.1 生物圈和污染339

18.4 有毒物质进入机体的途径342

18.3 有毒物质342

18.5 有毒物质的代谢344

18.6 毒物对酶功能的扰乱345

18.7 砷的生化效应347

18.8 铅的生化效应348

18.9 汞的生化效应349

18.2 生物化学基础知识349

18.10 氰化物的生化效应350

18.11 亚硝酸根离子的生化效应351

18.12 一氧化碳的生化效应352

18.13 二氧化硫的生化效应352

18.15 氮氧化物的生化效应353

18.14 臭氧和过氧化乙酰硝酸酯（PAN）的生化效应353

18.16 农药的生化效应354

18.17 致突变作用356

18.18 致畸作用359

18.19 致癌作用359

18.20 人与大气中有毒及有害物质的接触363

问题与习题365

第十九章 有害废物的性质和来源367

19.1 洛夫渠（Love Canal）367

19.2 有害废物的威胁370

19.4 可燃性373

19.3 何谓有害废物？373

19.5 腐蚀性374

19.6 活泼性374

19.7 毒性375

19.8 有害化合物、分子式和物质分类376

19.9 有害废物的化学分类379

19.10 农药成了有害废物384

19.11 工业中产生的有害废物385

19.12 城市固体废物387

19.13 非城市来源固体废物389

问题与习题389

20.1 有害废物组分的分离与回收391

第二十章 有害废物的环境化学391

20.2 处理未分离废物的方法393

20.3 有害固体废物处置前的固定394

20.4 掩埋场中的有害废物396

20.5 水圈中的有害废物397

20.6 陆圈中的有害废物400

20.7 大气圈中的有害废物402

20.8 生物圈中有害有机化合物的生物降解408

20.9 有害废物对健康的影响409

问题与习题409

问题与习题的奇数题答案411