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第1章 城市与区域大气复合污染 朱彤　1

1.1 引言1

目录1

1.2　大气复合污染的特征2

1.2.1　大气氧化性与氧化剂3

1.2.2　大气细颗粒物4

1.2.3　大气污染的非线性特征及数值模拟5

1.2.4　大气复合污染的特征观测6

1.3.1　气态物种向细颗粒物的转化7

1.3.2　细颗粒物作为大气的氧化剂7

1.3　表面多相反应与大气复合污染的形成机制7

1.3.3　小分子气态物种在颗粒物表面的反应8

1.3.4　细颗粒物与大气氧化剂的协同效应9

1.3.5　大气复合污染形成机制研究的实验室手段9

1.3.6　大气多相复合化学反应的发展方向10

1.4　大气复合污染的健康效应12

1.5　大气复合污染的调控原理14

1.6　城市群大气污染16

参考文献17

第2章 环境空气气溶胶化学 白志鹏　18

2.1 引言18

2.2　基于组成特征的大气颗粒物排放源分类方法20

2.2.1　建立污染源化学成分谱的方法21

2.2.2 大气颗粒物排放源分类21

2.3　样品的采集及处理22

2.3.1　源样品采集原则22

2.3.2　代表性源样品采集技术的新进展23

2.4　源与受体样品化学组分的分析技术24

2.4.1　热解电化学测碳法25

2.4.2　热光反射测碳法25

2.5　气溶胶的化学成分谱27

2.5.1 污染源排放的气溶胶与环境空气中的气溶胶成分表示方法27

2.5.2　颗粒物源成分谱的实例28

2.5.3　源与受体颗粒物成分谱的数据32

2.6 颗粒物来源解析技术的发展32

2.6.1　我国大气颗粒物污染状况及治理中存在的问题32

2.6.2　大气颗粒物源解析技术的提出及发展过程33

2.6.3　化学质量平衡（CMB）受体模型34

2.6.4　二重源解析技术36

2.6.5　二次颗粒物的浓度及来源解析37

2.6.6　源贡献值分析39

2.7　我国空气颗粒物中烃类物质的来源解析研究进展43

2.7.1　空气颗粒物中饱和烃的来源研究43

2.7.2　空气颗粒物中多环芳烃的来源研究44

2.8　稳定同位素在大气颗粒物载带的污染物来源分析中的应用进展45

2.8.1　稳定同位素及同位素比值的概念45

2.7.3　小结45

2.8.2　稳定同位素的分析技术46

2.8.3　稳定同位素技术在大气污染物来源分析中的应用46

2.8.4　应用实例——运用稳定碳同位素技术推测大气颗粒物中的多环芳烃的来源46

2.8.5　小结47

2.9　室内颗粒物暴露的来源解析48

2.10.1　霾及其重要性50

2.10.2　霾（能见度）的单位50

2.10　颗粒物与能见度50

2.10.3　霾的测量51

2.10.4　美国的立法52

2.10.5　改善能见度的措施52

2.10.6　结论53

2.11　结束语54

参考文献54

第3章 可吸入颗粒物毒性与Fenton反应 王玉秋，马永民，戴树桂　57

3.1 问题的提出57

3.2　Fenton反应机理的研究60

3.2.1 回顾历史61

3.2.2　实验分析62

3.2.3　高价铁化合物的实验考察65

3.2.4　理论研究结果65

3.3 金属介导DNA氧化损伤机制68

3.4　金属介导蛋白质氧化损伤机制71

3.5　金属介导脂质过氧化72

3.6　结束语73

参考文献74

第4章 化学生态物质与环境保护和污染修复 庄源益，钟远　77

4.1 引言77

4.2.1　概述78

4.2　植物化感作用78

4.2.2　化感物质79

4.2.3　化感作用的应用81

4.3　信息素85

4.3.1 昆虫信息素研究的发展过程85

4.3.2　信息素的分类86

4.3.3　信息素产生与释放的影响因素88

4.3.4　昆虫信息素的应用89

4.3.5　昆虫信息素应用存在的问题与展望91

4.4　诱导型污染修复92

4.4.1　植物的根分泌物及其作用92

4.4.2　次生代谢物与诱导物94

4.4.3　诱导物与污染修复95

4.4.4　展望97

参考文献98

第5章 饮用源水中砷的去除技术进展 陈甫华　100

5.1 引言100

5.2 As（Ⅲ）的氧化技术101

5.2.1　必要性101

5.2.2　化学氧化剂氧化101

5.2.3　阳光催化氧化101

5.3　砷的去除技术102

5.3.1　混凝技术102

5.3.2 吸附技术105

5.3.3　离子交换技术111

5.3.4　膜技术112

5.4　小结115

参考文献116

第6章 有机污染土壤修复新技术与土壤－污染物不可逆作用过程 孙红文，李阳　119

6.1　有机污染土壤修复新技术119

6.1.1　引言119

6.1.2　植物修复120

6.1.3　深度氧化125

6.1.4　湿式氧化130

6.2.1 引言134

6.2　土壤－污染物不可逆作用过程134

6.2.2　污染物在土壤中的锁定现象136

6.2.3　污染物在土壤中的吸附／脱附行为139

6.2.4　影响土壤中有机污染物环境有效性的因素140

6.2.5　土壤中有机污染物环境有效性的研究手段142

参考文献144

第7章 有机膨润土及其在环境污染控制和修复中的应用 朱利中，陈宝梁　148

7.1 膨润土和有机膨润土149

7.1.1　膨润土149

7.1.2　有机膨润土150

7.2　膨润土和改性膨润土在废水处理中的应用157

7.3.1　单阳离子有机膨润土159

7.3　有机膨润土吸附处理有机废水的机理及应用159

7.3.2　双阳离子有机膨润土163

7.3.3　阴－阳离子有机膨润土166

7.4 有机膨润土吸附处理有机废气的机理和应用169

7.4.1　有机膨润土对苯蒸气的吸附去除作用169

7.4.2 CPC－有机膨润土对VOCs的吸附作用172

7.5　有机黏土在污染环境修复中的应用175

7.5.1 固定－微生物降解相结合的方法175

7.5.2　固定－洗脱相结合的方法176

7.6.2　联合使用177

7.6.1 回收利用177

7.6　有机膨润土回收利用的方法177

7.5.3　土地填埋防渗材料添加剂177

7.6.3　多次重复吸附178

7.6.4　化学与生物回收178

参考文献178

第8章 形态分析、分级分析和土壤中重金属元素的生物可给性研究 单孝全，张淑贞　181

8.1 形态分析与分级分析181

8.1.1　形态分析与分级分析的定义181

8.1.2　形态分析的分类181

8.1.3　实验操作定义的分级提取（或萃取）182

8.1.4　金属有机化合物分析184

8.1.5 自由金属离子的分析测定185

8.1.6　生物体中的金属有机化合物、植物螯合肽和金属硫蛋白的分析186

8.1.7　土壤表面的形态分析187

8.1.8　植物根表面的形态分析190

8.1.9　超积累植物中元素的存在形态191

8.2　生物可给性192

8.2.1 自由离子活性模型192

8.2.2　同位素稀释交换194

8.2.3　薄层梯度扩散195

8.2.4　相关性分析196

8.2.5　基于植物根际过程的生物可给性方法197

参考文献206

第9章 砷和汞的生物地球化学循环 蔡勇，刘广良　209

9.1 引言209

9.1.1 概述209

9.1.2　砷210

9.1.3　汞212

9.2　形念和转化214

9.2.1　砷214

9.2.2　汞220

9.3　归趋和迁移232

9.3.1　砷232

9.3.2　汞236

参考文献238

第10章　环境中的有机锡化合物研究进展 孙红文，戴树桂，黄国兰　247

10.1 引言247

10.2　人体暴露途径248

10.3　环境样品中有机锡化合物的分析方法250

10.4 有机锡化合物在水环境中的多介质行为研究253

10.4.1 有机锡化合物在水环境中的精细形态及理化性质253

10.4.2　有机锡化合物在水－沉积物分配行为的研究253

10.4.3　有机锡化合物的生物积累256

10.4.4　有机锡化合物在水环境多介质中的降解258

10.4.6　在水环境多介质中的其他研究259

10.4.5　无机锡的甲基化259

10.5　有机锡化合物对水生生物的毒理学研究260

10.5.1　有机锡化合物对水生生物的毒性260

10.5.2　有机锡化合物对水生生物的内分泌干扰性261

10.5.3　有机锡化合物的定量结构－毒性相关关系（QSAR）研究263

10.5.4　有机锡污染的环境生物标志物研究263

参考文献264

第11章 稀土元素的环境化学行为及生态效应研究进展 王晓蓉　268

11.1 稀土元素存在形态与生物可利用性研究268

11.1.1　土壤稀土元素存在形态的方法研究268

11.1.2　稀土元素在植物体内的存在形态270

11.2 稀土元素在土壤界面的传输过程和迁移转化模型271

11.2.1　稀土元素在土壤界面的传输过程271

11.2.2　稀土元素在土壤中的迁移、转化模型272

11.3 土壤腐殖质与稀土元素的配合作用及对生物可利用性的影响273

11.3.1　腐殖酸与稀土的配合作用273

11.3.2　腐殖酸对土壤中稀土元素形态的影响275

11.3.3　富里酸与稀土元素的配位作用276

11.4 环境条件对稀土元素迁移及生物可利用性的影响277

11.4.1 添加配体对稀土生物可利用性的影响278

11.4.2　pH和Eh对土壤中稀土形态和稀土迁移转化的影响280

11.5.1　表征稀土分馏作用的指标281

11.5　稀土元素的分馏作用281

11.5.2　土壤中稀土的分馏作用282

11.5.3　稀土元素在红壤－小麦生态系统中的分馏作用及影响因素282

11.6　稀土元素在水生生态系统中的迁移及生态效应283

11.6.1　小球藻对稀土元素的富集作用283

11.6.2　稀土元素在鱼体中的生物富集作用284

11.6.3　稀土元素在水体食物链生物中迁移的模拟研究285

11.6.4　稀土元素在富营养化水体中的归趋286

11.7　稀土的生物学效应与生态安全研究286

11.7.1　稀土的生物学效应研究286

11.7.3　稀土农用的生态安全研究287

11.7.2　稀土对土壤微生物及其生态功能的影响287

参考文献288

第12章 环境中的持久性有机污染物 余刚，周霞，黄俊，张祖麟　291

12.1 水环境中的POPs292

12.1.1 水相中的POPs292

12.1.2　沉积物中的POPs301

12.2 大气环境中的POPs309

12.2.1 气相中的POPs309

12.2.2　颗粒物中的POPs317

12.3 土壤环境中的POPs319

12.3.1　有机氯农药319

12.3.2　PCBs322

12.3.3　PCDD/Fs323

12.4 生物体内的POPs325

12.4.1　水生生物体内的POPs326

12.4.2　陆生生物体内的POPs330

12.5 人体中的POPs333

12.5.1　有机氯农药333

12.5.2　PCBs336

12.5.3　PCDD/Fs337

参考文献339

13.1　环境内分泌干扰物的概念346

第13章 环境内分泌干扰物 时国庆，江桂斌　346

13.2　环境内分泌干扰物对人类及野生动物的影响348

13.2.1　环境内分泌干扰物对人类健康的影响348

13.2.2　环境内分泌干扰物对野生动物的影响350

13.3　环境内分泌干扰物的作用机制353

13.3.1　与核受体的相互作用353

13.3.2　对激素代谢的影响354

13.3.3　对激素受体数量的影响354

13.3.4　对激素的合成、储存、释放、运输、清除的影响354

13.4 内分泌干扰效应的研究方法355

13.4.1　体内实验355

13.4.2　体外实验357

13.4.3　EDSTAC内分泌干扰活性筛选研究方案361

13.5　环境内分泌干扰物研究展望361

参考文献363

第14章 手性物质对映选择性环境行为的实验室研究 张智超，李朝阳　367

14.1 在对映体水平上研究手性污染物环境问题的必要性367

14.2　手性物质对映选择性降解的动力学模型368

14.3 实验控制条件下手性物质在环境介质中对映选择性降解和手性构型稳定性的研究370

14.3.1　土壤、活性污泥和底泥370

14.3.2　植物373

14.3.3　水体374

14.3.4 动物375

14.4　展望376

参考文献377

第15章 复合污染问题与多介质多界面环境行为 戴树桂　380

15.1 复合污染与多介质多界面环境行为研究的重要意义380

1 5.1.1 复合污染问题的提出380

15.1.2　复合污染物的多介质多界面环境行为研究的意义381

15.2 复合污染与多介质多界面环境行为涉及的一些基础理论问题383

15.2.1　环境中污染物的平衡分配384

15.2.2　污染物在土壤、沉积物中的不可逆吸附及其生物可利用性389

15.3 国内外研究现状和最新进展392

15.3.1　关于复合污染的研究392

15.3.2　污染物多介质多界面环境行为393

15.3.3　典型研究举例396

15.4 复合污染物多介质多界面环境行为研究中的挑战性问题400

参考文献401

第16章　环境界面化学进展 潘纲　403

16.1　环境污染物在界面上的形态、活性和移动性404

16.1.1　分子环境科学与同步辐射测定技术404

16.1.2　环境界面吸附微观机理研究的若干进展405

16.2　有机污染物在环境界面上的吸附－解吸机理414

16.2.1　线性分配吸附作用415

16.2.2　非线性表面吸附与分配吸附联合作用415

16.2.3　有机物的不可逆吸附417

16.2.4　有机物吸附动力学模型419

16.2.5　固体浓度效应421

16.3 亚稳平衡态吸附（MEA）理论的发展422

16.3.1　MEA理论的基本原理422

16.3.2　MEA吸附等温式424

16.3.3　固体浓度效应吸附等温式424

16.3.4　亚稳平衡态系数Kme与两种MEA状态之间的热力学关系式425

16.3.5　MEA理论的宏观实验验证：固体浓度效应的物理化学根源426

16.3.6 MEA状态和吸附可逆性的分子水平直接测定：MEA不等式的微观验证427

16.3.7　表面吸附中的初始溶质浓度效应429

16.3.8　循环温度扫描吸附－解吸技术研究MEA吸附状态的宏观可逆性430

16.3.9　量子化学计算定量预测MEA吸附状态431

16.3.10　MEA吸附对有机污染物光催化降解的影响432

16.3.11　MEA理论在宏观环境中的应用：颗粒物在磷循环中的两性作用原理433

参考文献435

第17章 有机污染物定量结构－活性关系研究进展 王连生，王晓栋　440

17.1　概述440

17.2　结构－活性关系研究中的量子化学方法441

17.2.1　量子化学参数在结构－活性关系中的应用441

17.2.2　前线轨道理论在QSAR中的应用445

17.2.3　理论线性溶剂化能模型的应用447

17.3 三维定量结构－活性关系（3D-QSAR）450

17.3.1 基于分子全息的结构－活性关系（HQSAR）技术451

1 7.3.2　比较分子力场分析（CoMFA）理论及应用453

17.4　混合有机污染物的定量结构－活性关系459

17.4.1　有机复合污染的分配规律与混合分配系数459

17.4.2　碎片常数法估算有机污染物的混合分配系数460

17.4.3　有机污染物的联合毒性效应预测461

参考文献463

第18章　绿色化学的进展与挑战 戴树桂　464

18.1　绿色化学的诞生和发展简史464

18.1.1　可持续发展战略催生绿色化学464

18.1.2　绿色化学的定义、挑战性和发展简史466

18.2.1　绿色化学的12条原理469

18.2　绿色化学的理论基础469

18.2.2　绿色化学的一些主要内容470

18.3　绿色化学的进展472

18.3.1　绿色化学的主要研究方向和成果472

18.3.2　绿色化学与绿色工程478

18.4　绿色化学的前景展望480

参考文献486

第19章 难分解有机污染物的光催化降解 赵进才，陈春城，马万红　487

19.1 有机污染物半导体光催化降解488

19.1.1　可见光半导体光催化降解有毒有机污染物的研究进展490

19.1.2　可见光半导体TiO2光催化降解有机染料污染物及其机理495

19.1.3　有机染料可见光半导体TiO2光敏化降解其他有机污染物的研究501

19.2　难分解有机污染物的photo-Fenton降解502

19.2.1 紫外光照射下的均相体系中photo-Fenton反应降解有机污染物503

19.2.2　可见光照射下的均相体系中photo-Fenton反应降解有机染料污染物504

19.2.3　异相体系中photo-Fenton反应降解有机污染物505

19.3　金属配合物活化过氧化氢和分子氧光降解有机污染物507

19.3.1　金属配合物活化过氧化氢光降解有机污染物507

19.3.2　金属配合物活化分子氧光降解有机污染物509

19.4　无机杂多酸光催化降解有机污染物的研究510

19.4.1　均相体系中多酸光催化降解有机污染物511

19.4.2　负载的多酸光催化降解有机污染物512

参考文献513

第20章 催化超临界水氧化研究进展 庄源益，漆新华　516

20.1 超临界水的特性516

20.1.1 密度516

20.1.2　介电常数517

20.1.3　离子积517

20.1.4　黏度518

20.1.5　溶解度518

20.2　超临界水氧化原理519

20.3 （催化）超临界水氧化技术520

20.3.1　催化超临界水氧化去除有机废物的效率521

20.3.2　影响CSCWO催化效果的主要因素522

20.4　（催化）超临界水氧化反应动力学525

20.4.1　幂指数方程法525

20.4.2　反应网络法526

20.4.3　催化超临界水氧化动力学528

20.4.4　一些化合物的超临界水氧化反应动力学529

20.5 （催化）超临界水氧化反应机理研究531

20.6　超临界水氧化技术应用中的问题和解决方案534

20.6.1　设备腐蚀问题534

20.6.2　盐堵塞问题535

20.6.3　热量传递问题536

参考文献536