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第1章　绪论1

1.1 环境科学的产生与发展1

1.2　环境化学的定义2

1.3　环境化学的研究内容3

1.3.1　大气污染化学3

1.3.2　水环境污染化学4

1.3.3　土壤污染化学4

1.3.4　环境化学动态学4

1.4　环境化学的特点5

思考题与习题5

第2章　大气的组成及其重要污染物6

2.1 大气的主要成分及其停留时间6

2.1.1 大气的主要成分6

2.1.2　大气组分的停留时间7

2.1.3　大气组分的分类8

2.2　大气层的结构8

2.2.1 对流层9

2.2.2　平流层9

2.2.3 中间层10

2.2.4　热层10

2.3　地球的热平衡11

2.3.1 大气成分对太阳辐射的吸收11

2.3.2　地球与大气的能量平衡12

2.3.3　温室气体和温室效应12

2.4　大气中的重要污染物15

2.4.1　含硫化合物15

2.4.2　含氮化合物18

2.4.3　含碳化合物21

2.4.4　含卤素化合物31

思考题与习题33

第3章　气相大气化学反应34

3.1　大气光化学作用与大气自由基的形成34

3.1.1　光化学基本定律34

3.1.2　光化学反应过程35

3.1.3　大气中的自由基36

3.2　氮氧化物的气相反应38

3.2.1　NO的化学反应38

3.2.2　NO2的化学反应40

3.2.3　NO、NO2和O3的基本光化学循环40

3.3 二氧化硫（SO2）的气相反应41

3.3.1　SO2的直接光氧化41

3.3.2　SO2的间接光氧化41

3.4　有机化合物的气相反应42

3.4.1　有机化合物与HO·的反应42

3.4.2　烯烃与O3、O·和NO3的反应44

3.5　光化学烟雾46

3.5.1 光化学烟雾的形成条件46

3.5.2　光化学烟雾的形成机理47

3.6　臭氧层耗损50

3.6.1 臭氧层破坏的化学机理51

3.6.2　南极“臭氧洞”的形成机理55

思考题与习题58

第4章　液相大气化学反应59

4.1 大气中二氧化硫的液相反应59

4.1.1　SO2的溶解平衡59

4.1.2　SO2的液相反应动力学60

4.2　大气中含氮化合物的液相反应62

4.2.1　NOx的液相溶解平衡62

4.2.2　NH3和HNO3的液相溶解平衡63

4.2.3　NOx的液相反应动力学64

4.3　酸性降水的形成65

4.3.1 降水的化学组成65

4.3.2　降水化学组成的时空变化67

4.3.3　降水的pH70

4.3.4　酸雨71

4.4　硫酸烟雾型污染73

思考题与习题74

第5章　大气颗粒物75

5.1　大气颗粒物的来源与去除75

5.1.1　大气颗粒物的来源75

5.1.2　大气颗粒物的去除76

5.2　大气颗粒物的粒径分布77

5.2.1 大气颗粒物的粒径77

5.2.2　大气颗粒物的分类77

5.2.3　大气颗粒物的环境浓度78

5.2.4　大气颗粒物的三模态79

5.3　大气颗粒物的化学组成80

5.3.1　大气中的无机颗粒物80

5.3.2　大气中的有机颗粒物82

5.4　大气颗粒物中的PM2.589

5.5　大气颗粒物对人体的危害89

思考题与习题90

第6章　天然水的组成及其重要污染物91

6.1　地球上水的分布91

6.2　天然水的组成93

6.2.1 天然水中的主要离子成分93

6.2.2　天然水中溶解的气体98

6.3　天然水中的重要污染物109

6.3.1　重金属109

6.3.2　水中的氰化物和其他无机污染物112

6.3.3　植物营养物质112

6.3.4　水中的耗氧物质113

6.3.5　肥皂、洗涤剂和洗涤增效剂114

6.4　水体中污染物的自净作用116

6.4.1　水体污染物的自净途径116

6.4.2　影响水体自净的因素116

6.5　污染物进入水体后的迁移转化过程119

6.5.1　迁移过程120

6.5.2　富集过程120

6.5.3　转化过程120

思考题与习题120

第7章　天然水中的氧化还原平衡121

7.1 电子活度和pE121

7.2　电极电势E和pE之间的关系122

7.3　天然水的pE124

7.4　pE-pH图126

7.4.1 水的氧化限度和还原限度126

7.4.2　铁体系的pEpH图127

7.5 以pE为独立变量的对数浓度图130

7.5.1　Fe3+-Fe2＋体系130

7.5.2　NH+ 4-NO- 2-NO- 3体系131

思考题与习题133

第8章　水环境中的沉淀溶解作用135

8.1 金属氢氧化物的沉淀溶解平衡135

8.2　金属硫化物的沉淀溶解平衡137

8.3　金属碳酸盐的沉淀溶解平衡138

思考题与习题138

第9章　天然水中的配合作用139

9.1 无机配位体对重金属的配合作用139

9.1.1　Cl-对重金属的配合作用139

9.1.2　Cl-配合作用对重金属迁移转化的影响140

9.2　有机配位体对重金属的配合作用141

9.2.1 天然水中的腐殖质141

9.2.2　腐殖质与重金属离子配合反应的机理143

9.2.3　腐殖质与重金属离子配合反应的影响因素143

9.2.4　腐殖质的配合作用对重金属迁移转化的影响145

9.3　人工合成配位体对重金属的配合作用145

9.3.1 NTA对Pb2＋的配合作用146

9.3.2　NTA与金属氢氧化物的反应146

9.3.3　NTA与重金属碳酸盐的反应147

9.3.4　Ca2＋的存在对NTA与难溶盐反应的影响148

思考题与习题148

第10章　水解作用149

10.1 金属离子的水解作用149

10.1.1　水解平衡149

10.1.2　水解产物150

10.2　有机污染物的水解作用154

10.2.1 有机污染物的水解机理155

10.2.2　水解速率155

10.2.3 影响水解的主要因素156

思考题与习题157

第11章　天然水环境中固液界面的吸附作用158

11.1 固-液吸附过程中的吸附等温式158

11.1.1 溶液中的Langmuir吸附等温式158

11.1.2　溶液中的Freundlich吸附等温式159

11.2　天然水中的重要颗粒物160

11.2.1 无机粒子160

11.2.2　有机粒子162

11.2.3　无机和有机粒子的聚集体162

11.3　天然水中的颗粒物对重金属的吸附作用162

11.3.1 黏土矿物微粒对重金属的吸附作用162

11.3.2　金属水合氧化物微粒对重金属的吸附作用163

11.3.3　腐殖质微粒对重金属的吸附作用163

11.4　天然水中的颗粒物对有机污染物的吸附作用165

11.4.1 有机污染物的分类165

11.4.2　有机污染物的吸附机理166

11.4.3　有机污染物的吸附平衡168

11.5　吸附作用对污染物在水环境中迁移转化的影响172

思考题与习题174

第12章　水环境中的微生物作用175

12.1 生物降解过程中的细菌、酶和辅酶175

12.1.1 细菌175

12.1.2　酶和辅酶176

12.2　微生物在水环境中的分布177

12.3　有机污染物的微生物转化178

12.3.1　有机物生物降解的基本反应类型178

12.3.2　典型有机污染物的生物降解途径181

12.3.3　影响有机物生物可降解性的主要因素184

12.4　环境中的金属有机化合物与金属的生物甲基化作用188

12.4.1　金属有机化合物的形成机理188

12.4.2　汞的环境甲基化作用190

思考题与习题192

第13章　水环境光化学作用193

13.1 水环境中太阳辐射的衰减193

13.1.1 太阳光在空气-水界面的传播193

13.1.2　水体对光的吸收194

13.2　水中有机污染物的光化学降解机理195

13.2.1　直接光解195

13.2.2 间接光解196

13.2.3　光氧化降解197

思考题与习题198

第14章　土壤的组成及其重要性质199

14.1　土壤的组成199

14.1.1　土壤中的空气200

14.1.2　土壤中的水200

14.1.3　土壤中的矿物质201

14.1.4　土壤中的有机质203

14.1.5　土壤的粒级分组与质地分组203

14.2　土壤的性质207

14.2.1　土壤胶体的表面积207

14.2.2　土壤胶体的带电性207

14.2.3　土壤的离子吸附与交换性209

14.2.4　土壤的酸碱度215

14.2.5　土壤的氧化还原性218

思考题与习题220

第15章　土壤中的重要污染物及其迁移转化221

15.1　土壤中的农药污染221

15.1.1　农药的分类221

15.1.2　农药的半衰期222

15.1.3　农药对环境的影响222

15.1.4　农药在土壤中的迁移转化223

15.2　土壤中的多环芳烃（PAH）228

15.3　土壤中的多氯联苯（PCB）229

15.3.1　PCB 的性质230

15.3.2　PCB的迁移转化途径231

15.4　土壤中的重金属污染232

15.4.1　重金属在土壤中的形态233

15.4.2　土壤中重金属的迁移转化235

思考题与习题237

参考文献238