本教程按照圈层、专题分类叙述,内容涉及大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、环境生物化学、各圈层元素循环、典型化学污染物和毒物在环境各介质中的行为和效应。以阐述化学物质在大气、水、土壤、生物各环境介质中迁移转化过程及其效应为主线,全面深入地论述这些过程的机制和规律,并注重反映环境化学及环境工程领域最新研究成果和进展。 本书可作为各类院校环境科学、环境工程专业本科生和研究生教材使用,也可供环境领域的研究人员选用和参考。
第二版前言 《环境化学教程》(第一版)自2004年正式出版以来,在北京大学的环境科学和环境工程专业作为环境化学课程教学的正式教材使用,在社会上也有不少高校选用为教材或者作为重要参考书。本书的使用人群非常广泛,且获得第七届中国石油和化学工业出版社优秀教材二等奖。 当前,随着中国的经济和社会发展,人们对环境问题的关注日益增强,环境化学学科在解决环境问题过程中不断发展,在诸多基础化学学科中逐渐成长起来,学科独立性进一步增强;同时,相关学科的理论和技术发展也为环境化学学科的体系完善提供了强有力的支持。环境化学不再是简单的化学分析的延伸,而是与生态影响、健康危害、气候变迁、环境化学机制等科学问题的探讨都紧密结合在一起。在实际的教学中也发现部分内容需要根据环境化学和相关学科的发展进行调整,因此迫切需要对本书进行修订。本书的修订尽力体现学科的发展和使用过程的要求。 《环境化学教程》(第二版)在基本保持第一版结构的基础上,增加了环境健康影响的内容比重,对水污染环境化学部分进行了较大内容调整,删除了与工业相关而在环境化学理论方面相对薄弱的清洁生产、工业生态的内容,其余部分进行了资料、技术等方面的更新和丰富。 《环境化学教程》(第二版)全书仍然按照圈层、专题分类叙述,内容涉及大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、生物环境化学、各圈层元素循环、典型化学污染物和毒物在环境各介质中的行为和效应。以阐述化学物质在大气、水、土壤、生物各环境介质中迁移 转化过程及其效应为主线,全面深入地论述这些过程的机制和规律,并注重反映环境化学及环境工程领域最新研究成果和进展。 《环境化学教程》(第二版)全书共分22章。其中,第1~8章和第20~22章由刘兆荣修订,第9~14章由谢曙光修订,第15~19章由王雪松修订,刘兆荣负责全书的统稿。为了满足不同高校对本书作为教材的使用,《环境化学教程》(第二版)提供了全书主要内容的Powerpoint电子教案,其中,第1~8章由刘兆荣制作,第9~14章由谢曙光制作,第15~22章由王雪松制作。读者可发电子邮件至cipedu@163com免费获取,或登录化学工业出版社教学资源网获取。 北京大学2003级~2008级环境科学专业和环境工程专业的同学在教材使用过程中,对知识点的不足等提出了宝贵意见;书稿在编写过程中也得到了化工出版社的大力支持和帮助,在此一并表示衷心的感谢。 环境化学是新兴的研究领域,诸多环境问题的解决过程中隐藏着复杂的科学原理,正在进一步探索中,环境化学学科将是蓬勃发展的科技领域。本书希望能为关心环境问题、有兴趣参与环境化学探究的读者提供一些基础知识的准备,引导其进入环境化学广阔空间的一扇门。由于参加修订和编写的人员的水平限制,在内容选取、新资料调研方面必然存在不足之处,欢迎各方读者批评指正。 编者 2010年4月于燕园 第一版前言 环境化学研究在中国的发展始于20世纪70年代,北京大学是最早进入这个领域的团体之一。原北大技术物理系环境化学教研室从20世纪70年代末起为本科生开设了环境化学课程,唐孝炎院士、陈旦华教授先后主持该课程的讲授。 环境化学是利用化学各基础学科的理论知识来探讨和解决与化学相关的环境问题的科学,具有与实际生产和生活活动密切相关的特征,属于应用性较强的研究领域,因此讲授环境化学时,除在基本知识的传授方面有所选择外,还要与我们面临的全球性、区域性以及局地的实际环境问题相结合。 本教程按照圈层专题分类叙述,内容涉及大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、环境生物化学、工业生态、典型化学污染物和毒物在环境各介质中的行为和效应。以阐述化学物质在大气、水、土壤、生物各环境介质中迁移转化过程及其效应为主线,全面深入地论述这些过程的机制和规律,并注重反映环境化学及环境工程领域最新研究成果和进展。 各部分列出一定数量的习题,读者可以循此回忆教程内容、思考相关的环境问题并提出自己的意见。同时还列出主要参考文献,以便读者对某些感兴趣的问题深入探索。 书中图文并茂,既有理论分析,又有研究计算实例,具有较强的科学性、系统性和实用性。本教程的特色是:①拓宽和加深了环境化学的基础内容,即教材内容丰富,有相当深度;②体现学科发展的最新成果和进展,即新;③内容深浅兼顾,可适用于各类院校环境科学、环境工程本科生和研究生以及环境领域的研究人员选用和参考。 全书共分四部分计23章,陈旦华编写第14~20章,赵广英编写第9~13章,陈忠明编写第5~7章和第22~23章,刘兆荣担任本书主编,编写第1~4章、第8章和第21章,并负责全书的统稿。 书稿承中国科学院生态环境研究中心的沈济研究员审阅,提出了不少宝贵的意见。化学工业出版社教材出版中心为本书的写作和出版给予了很大支持和帮助。在此一并表示衷心的感谢。 环境化学是比较新的研究领域,正是方兴未艾,很多问题有待进一步探索。我们的工作只是为读者熟悉该领域提供一些帮助,以期引起读者对该领域的研究产生兴趣。限于作者的水平,在内容选取、论点陈述方面必然存在不足之处,欢迎各方读者批评指正。 编者 2002年8月于燕园
第1章绪论1 11环境问题1 111人类活动和环境问题1 112环境问题的产生与发展3 113环境意识5 12环境科学6 121相关的概念6 122环境科学的发展7 123环境科学的作用和内容7 13环境化学8 131环境化学的发展8 132环境化学的研究内容9 133环境化学的特点和研究方法11 参考文献11 习题12第一部分大气环境化学 第2章大气圈和大气化学13 21大气圈14 211大气圈层结构14 212大气的组分16 22大气能量传输18 221太阳辐射光谱和太阳常数18 222大气对太阳辐射的削弱作用19 223地面辐射和大气逆辐射20 224大气能量传输、气象学和气候20 225逆温和空气污染22 23大气污染物23 231大气污染物组成分类23 232大气污染物浓度表示法24 24大气圈主要物质循环25 241含硫化合物25 242含氮化合物26 243碳氧化物27 244碳氢化合物29 245卤素化合物29 246光化学氧化剂(Ox)30 参考文献32 习题32 第3章对流层化学33 31基本光化学反应33 32重要的自由基来源及转化34 321OH自由基的来源34 322HO2自由基的来源34 323OH和HO2之间的转化和汇35 33氮氧化合物的转化35 331NO向NO2的转化——自由基反应35 332NO2在空气中的光分解过程35 333NOx向HNO3和HNO2的转化——汇36 34碳氢化合物的转化37 341烷烃37 342烯烃37 343炔烃38 344含氧碳氢化合物38 35光化学烟雾38 351光化学烟雾的产生38 352形成机理(Seinfeld链反应机理)39 353光化学烟雾的危害40 354光化学烟雾的主要污染源40 355光化学烟雾的防治对策41 36硫氧化合物的转化41 361SO2的气相氧化41 362SO2的液相氧化42 363在固体表面的催化氧化44 364硫酸型烟雾44 参考文献45 习题45 第4章酸沉降46 41酸雨发展及其研究46 42降水的化学性质47 421降水的pH值47 422降水的化学组成49 423影响降水酸度的因素49 43降水的酸化过程50 431云内清除过程(雨除)51 432云下清除过程(冲刷)52 44酸雨的环境影响及对策53 441酸雨的危害53 442控制酸雨对策54 参考文献55 习题56 第5章大气颗粒物57 51大气颗粒物概述57 52大气颗粒物的粒径分布57 521大气颗粒物的粒径57 522大气颗粒物粒径分布58 523大气颗粒物的三模态理论61 53颗粒物的源和汇64 531颗粒物的源64 532颗粒物的汇65 54颗粒物的化学组成66 541无机颗粒物66 542有机颗粒物67 543生物颗粒物69 55颗粒物的环境健康效应71 551颗粒物对人体健康的危害71 552颗粒物对大气能见度的影响73 553颗粒物对植被影响74 参考文献74 习题75 第6章平流层臭氧76 61平流层臭氧76 62平流层臭氧的形成和破坏76 621平流层臭氧化学76 622极地臭氧“空洞”及其形成机制78 623臭氧耗损的后果80 63臭氧层耗损物质81 631氯氟烃类化合物81 632哈龙类化合物82 633其他化合物82 64保护臭氧层国际公约82 65替代化合物83 651替代物的种类83 652替代物对平流层臭氧的影响84 参考文献86 习题87 第7章温室效应88 71地球热平衡88 72温室效应89 73全球变暖89 74辐射强迫90 75温室气体92 751二氧化碳93 752甲烷93 753氧化亚氮93 754卤烃93 755对流层臭氧94 76全球变暖潜势(GWP)94 参考文献95 习题95 第8章微环境空气污染96 81微环境空气质量96 82室内气态污染物97 821二氧化碳97 822一氧化碳97 823氮氧化物98 824二氧化硫99 825臭氧99 826多环芳烃99 827苯并【a】芘100 828甲醛100 829挥发性有机化合物101 83室内颗粒态污染物102 831石棉102 832尘和尘螨102 833铅103 834微生物103 835霉菌103 836总悬浮颗粒物104 84室内放射性污染物104 85室内空气质量控制106 851室内空气质量控制途径106 852室内空气质量控制模式107 86绿色建筑和室内环境108 参考文献109 习题110第二部分水环境化学 第9章水环境111 91天然水系的组成和性质111 911水分子的结构和化学特性111 912海洋112 913河流113 914湖泊113 915降水113 916地面水的循环与水体污染114 917地下水114 918天然水体中的异相物质115 92水体中主要离子成分的形成117 93水体中的溶解氧等溶解性气体118 931溶解氧118 932二氧化碳121 94天然水的水质指标121 941水的纯净度121 942水质指标122 943水质标准122 参考文献125 习题126 第10章水化学127 101天然水中的酸碱化学平衡127 1011酸碱质子理论127 1012酸和碱的种类128 1013酸和碱的强度128 1014平衡计算129 1015酸碱缓冲容量130 1016碳酸平衡130 1017碱度和碳酸盐碱度132 1018酸碱化学原理在水处理技术中的应用134 102水体中的沉淀和溶解基本原理134 1021溶解和沉淀的基本概念135 1022水体中物质的沉积过程135 103络合平衡141 1031天然水体的螯合作用141 1032水体中常见的络合体和络合物类型141 1033羟基络合物与水处理过程中的混凝剂144 1034混凝沉淀应用实例144 1035天然螯合剂145 104吸附平衡145 参考文献146 习题146 第11章水污染及防治147 111地表水体污染概述147 112地表水体中有机污染物149 1121地表水体中天然有机物149 1122地表水体中需氧有机污染物149 1123地表水体中石油类污染物151 1124地表水体中内分泌干扰物152 1125地表水体中酚类污染物153 1126地表水体中持久性有机污染物154 113地表水体中富营养污染物155 114地表水体中合成洗涤剂污染物157 115地表水体中放射性污染158 116地表水污染防治技术158 1161污水处理及其再生利用158 1162受污染地表水体修复原理与技术163 1163受污染地表水源水净化原理与技术168 117地下水污染及治理170 1171地下水中的有机污染及治理170 1172地下水中的氟污染及治理172 1173地下水中的砷污染及治理174 1174地下水中的铁、锰污染及净化176 1175地下水中的硝酸盐氮污染及净化177 参考文献181 习题183 第12章膜化学原理在水处理中的应用185 121概述185 122反渗透和纳滤185 1221反渗透膜的主要特性参数186 1222主要的反渗透膜及其分离性能187 1223反渗透膜组件及反渗透系统流程187 1224反渗透系统的应用192 123超滤193 1231超滤的基本理论193 1232超滤系统的设计193 124微滤195 1241微滤系统的设计195 1242微滤系统膜组件的应用197 125电渗析197 参考文献197 习题198 第13章水处理中化学氧化技术 原理及应用199 131概述199 132常规化学氧化技术199 1321氯化199 1322过氧化氢氧化200 1323二氧化氯氧化201 1324臭氧氧化202 1325高锰酸钾氧化203 1326高铁酸钾氧化204 133高级氧化技术204 1331光催化氧化204 1332催化湿式氧化206 1333超临界水氧化206 1334超声207 1335其他高级氧化技术209 参考文献209 习题211 第14章水体中污染物的迁移转化212 141水体中主要有机污染物的迁移转化212 1411有机污染物的迁移转化212 1412有机物的水解作用212 1413有机物生物氧化分解作用213 1414挥发213 142天然水体中无机物的迁移转化213 1421水体中常见可溶性无机物在好氧条件下的基本存在形态213 1422水体中重金属污染物——镉的迁移转化214 1423水体中铅污染物的迁移转化214 1424汞的迁移转化215 143重金属迁移转化原理215 1431配合作用与重金属的迁移216 1432其他化学作用对重金属迁移的影响217 144污染物在水环境系统中的综合迁移转化217 1441污染物在水环境中的运动特征217 1442污染物的水体推流迁移过程217 1443分散作用218 1444污染物的衰减和转化218 参考文献219 习题220第三部分土壤环境化学 第15章土壤的组成和性质221 151土壤的组成222 1511土壤矿物质222 1512土壤有机质224 1513土壤生物224 1514土壤溶液225 1515土壤空气225 152土壤的剖面构型226 153土壤的粒级与质地226 1531土壤的粒级226 1532土壤的质地227 154土壤的基本性质228 1541土壤的吸附性228 1542土壤的酸碱性230 1543土壤的氧化还原性231 参考文献232 习题232 第16章土壤环境的污染及防治233 161土壤污染的概念233 162土壤的污染源234 1621天然源234 1622人为源234 163土壤污染物234 164固体废物235 1641固体废物的分类、来源及主要组成235 1642固体废物的排放状况及特点236 1643固体废物的处理、处置方法236 1644固体废物对土壤环境的影响237 165土壤污染的防治238 1651弄清和控制土壤的污染源和污染途径238 1652污染土壤的治理239 参考文献241 习题241 第17章土壤重金属污染化学242 171土壤中重金属的存在形态242 172土壤中重金属的迁移转化243 1721土壤胶体对重金属的吸附作用243 1722土壤中重金属的配合作用244 1723土壤中重金属的沉淀和溶解作用245 1724土壤中重金属的生物转化245 173主要重金属在土壤中的行为246 1731汞(Hg)246 1732镉(Cd)247 1733铅(Pb)248 1734铬(Cr)249 1735砷(As)250 参考文献251 习题251 第18章化学农药在土壤中的迁移转化252 181化学农药在土壤中的行为及其影响因素253 182化学农药在土壤中的吸附作用254 1821土壤中农药吸附作用的机理254 1822土壤中农药吸附作用的影响因素254 1823土壤中农药的吸附等温式255 183化学农药在土壤中的迁移256 184化学农药在土壤中的降解258 1841光化学降解258 1842化学降解259 1843微生物降解260 185化学农药在土壤中的残留性及危害262 参考文献263 习题264 第19章化学肥料在土壤环境中的行为265 191化学肥料在土壤环境中的迁移转化266 1911土壤中氮肥的迁移转化266 1912土壤中磷肥的转化269 192化学肥料对环境的影响270 1921对土壤环境的影响270 1922对水环境的影响270 1923对大气环境的影响271 1924对生物的危害271 参考文献271 习题272第四部分环境化学其他专题 第20章资源与能源273 201能源273 2011能量和能量循环273 2012能源和能量转化274 2013能源利用及其问题275 202常规能源277 2021煤炭277 2022石油278 2023天然气279 203希望能源280 2031水能280 2032核能281 2033太阳能283 2034地热能283 2035风能284 2036生物能285 2037海洋能285 2038氢能286 204资源287 2041物质和物质循环287 2042资源:利用和危机288 205矿产资源288 2051金属矿产289 2052非金属矿产290 206工业废物291 2061工业废物291 2062工业废物处理292 参考文献294 习题295 第21章环境生物化学296 211生物化学296 212生物分子296 2121蛋白质296 2122糖类298 2123脂类299 2124核酸300 2125酶301 213细胞302 2131细胞的主要特征302 2132细胞的组成302 214代谢过程304 215有毒物代谢305 2151有毒物305 2152有毒物代谢305 216有毒物干扰酶功能的机制306 217有毒物进入人体的途径308 参考文献309 习题309 第22章有毒物化学310 221有毒物剂量和相对毒性310 2211有毒物剂量310 2212相对毒性310 222有毒物联合作用311 2221协同作用311 2222相加作用311 2223对抗作用311 223严重毒作用机制312 2231致突变作用312 2232致癌作用313 2233致畸作用314 224元素有毒物315 2241非金属有毒物315 2242金属有毒物315 225有毒无机化合物316 2251氰化物316 2252一氧化碳316 2253氮氧化物316 2254卤代氢316 2255无机硅化合物317 2256石棉317 2257无机磷化合物317 2258无机硫化合物317 2259有机金属化合物318 226有机化合物毒性318 2261烷烃318 2262烯烃和炔烃319 2263苯和芳香族碳氢319 2264含氧有机化合物320 2265有机氮化合物321 2266有机卤代化合物322 2267有机硫化合物323 2268有机磷化合物323 2269有机农药323 22610军事毒气325 参考文献325 习题325
ISBN:978-7-122-08880-2
语种:中文
开本:16
出版时间:2026-09-02
装帧:平装
页数:325