環(huán)境化學(xué)是一門(mén)研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、特性、行為、效應(yīng)及其控制技術(shù)原理和方法的學(xué)科。經(jīng)過(guò)40多年的快速發(fā)展,我國(guó)環(huán)境化學(xué)在學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)、隊(duì)伍規(guī)模、國(guó)家目標(biāo)和國(guó)際影響等方面均取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,已成為化學(xué)的一個(gè)重要分支、環(huán)境科學(xué)的主流與核心組成部分。
環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程以及地學(xué)、材料、公共衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)科學(xué)等交叉學(xué)科領(lǐng)域研究的科研人員、高年級(jí)本科生、研究生和政府管理人員
目錄
序
第1章 環(huán)境污染物形態(tài)分析研究進(jìn)展 1
1 引言 2
2 有毒元素形態(tài)分析 2
2.1 樣品前處理技術(shù) 3
2.2 聯(lián)用系統(tǒng)研制 7
2.3 色譜分離-原子/分子質(zhì)譜形態(tài)分析聯(lián)用技術(shù) 9
2.4 非色譜形態(tài)分析方法 11
2.5 污染物形態(tài)轉(zhuǎn)化與遷移機(jī)理研究 16
2.6 形態(tài)分析技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究 16
3 環(huán)境納米材料形態(tài)分析 17
3.1 納米材料組成、結(jié)構(gòu)與分散狀態(tài)的識(shí)別與表征 17
3.2 環(huán)境基質(zhì)中納米材料的分離富集 18
3.3 不同粒徑納米材料的分離測(cè)定 20
3.4 不同表面電性納米材料的分離測(cè)定 23
3.5 納米材料形態(tài)分離測(cè)定裝置研制 24
4 展望 26
參考文獻(xiàn) 26
第2章 短鏈氯化石蠟的檢測(cè)、污染特征與暴露評(píng)估研究進(jìn)展 41
1 引言 41
2 氯化石蠟的生產(chǎn)及其對(duì)周邊環(huán)境的影響 41
2.1 氯化石蠟的生產(chǎn) 41
2.2 氯化石蠟生產(chǎn)廠周邊SCCPs和MCCPs的釋放及分布特征 43
3 SCCPs的分析方法 44
3.1 SCCPs的樣品前處理方法 44
3.2 SCCPs的檢測(cè)方法 45
4 SCCPs的環(huán)境污染特征 49
4.1 SCCPs在空氣中的賦存水平及污染特征 49
4.2 土壤和沉積物中SCCPs的污染水平及空間分布 51
4.3 SCCPs生物累積和生物放大 52
5 SCCPs的人體暴露評(píng)估 53
5.1 室內(nèi)環(huán)境SCCPs通過(guò)的人體暴露研究 53
5.2 膳食暴露SCCPs的研究 54
5.3 人體SCCPs的內(nèi)暴露水平 54
6 SCCPs的研究展望 55
參考文獻(xiàn) 56
第3章 環(huán)境中微塑料的生物效應(yīng)及載體作用 61
1 微塑料的定義、來(lái)源及分布 62
2 環(huán)境中微塑料的檢測(cè)方法 64
2.1 樣品采集 64
2.2 分離提取及純化 64
2.3 定性定量分析 65
3 微塑料的毒性與危害 65
4 微塑料的載體作用 66
5 污染物與微塑料共存時(shí)的生物富集和降解研究 67
6 展望 68
參考文獻(xiàn) 68
第4章 我國(guó)大氣環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展 75
1 引言 76
2 大氣自由基與大氣氧化能力 76
3 大氣光化學(xué)污染 78
4 大氣成核和新粒子形成機(jī)制 79
4.1 新的儀器分析手段 79
4.2 近期實(shí)驗(yàn)室模擬研究進(jìn)展 80
4.3 近期外場(chǎng)觀測(cè)研究進(jìn)展 80
5 大氣非均相化學(xué)與多相化學(xué) 81
6 展望 83
參考文獻(xiàn) 83
第5章 典型新型有機(jī)污染物的環(huán)境行為研究進(jìn)展 92
1 引言 93
2 新型有機(jī)污染物的多介質(zhì)分布 93
2.1 全/多氟烷基化合物 93
2.2 雙酚類(lèi)化合物 95
2.3 壬基酚聚氧乙烯醚 96
2.4 對(duì)羥基苯甲酸酯防腐劑 97
2.5 人工甜味劑 98
2.6 苯并雜環(huán)化合物 99
2.7 有機(jī)磷酸酯阻燃劑 100
3 典型新型有機(jī)污染物的環(huán)境行為 101
3.1 全氟化合物 101
3.2 雙酚類(lèi)化合物 102
3.3 壬基酚聚氧乙烯醚 102
3.4 對(duì)羥基苯甲酸酯 103
3.5 人工甜味劑 104
3.6 苯并雜環(huán)化合物 105
3.7 阻燃劑與短鏈氯化石蠟 105
4 新型有機(jī)污染物的生物代謝及效應(yīng) 107
4.1 全氟化合物 107
4.2 雙酚類(lèi)化合物 108
4.3 壬基酚聚氧乙烯醚 108
4.4 對(duì)羥基苯甲酸酯 109
4.5 人工甜味劑 109
4.6 苯并雜環(huán)化合物 110
4.7 阻燃劑及氯化石蠟 110
5 展望 111
參考文獻(xiàn) 111
第6章 全氟和多氟烷基化合物(PFASs)替代品的環(huán)境行為與環(huán)境毒理學(xué)研究進(jìn)展 132
1 引言 133
2 PFASs替代品的種類(lèi)與應(yīng)用 134
3 PFASs替代品的環(huán)境行為和在生物體及人體中的分布 135
3.1 替代品在環(huán)境介質(zhì)中的分布 135
3.2 替代品在微生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化降解研究 136
3.3 替代品的生物累積和生物放大效應(yīng) 136
3.4 替代品的人群暴露水平 137
4 PFASs替代品的毒性效應(yīng)與機(jī)制研究 138
4.1 替代品的細(xì)胞毒性及對(duì)低等生物的毒性 138
4.2 替代品對(duì)斑馬魚(yú)的胚胎發(fā)育毒性 139
4.3 替代品的肝臟毒性 140
4.4 替代品的生殖毒性 141
4.5 替代品與蛋白質(zhì)相互作用 141
5 PFASs替代品的研究展望——實(shí)現(xiàn)綠色替代 142
參考文獻(xiàn) 143
第7章 藥物與個(gè)人護(hù)理品環(huán)境污染與效應(yīng) 149
1 引言 150
2 環(huán)境污染與生物富集 150
2.1 藥物與個(gè)人護(hù)理品的環(huán)境污染 150
2.2 藥物與個(gè)人護(hù)理品的生物富集 152
3 源匯過(guò)程與模擬 153
3.1 排放量估算 153
3.2 環(huán)境歸趨模擬 154
4 環(huán)境降解轉(zhuǎn)化 154
4.1 光降解 154
4.2 微生物降解 155
4.3 藻類(lèi)降解轉(zhuǎn)化 156
5 藥物與個(gè)人護(hù)理品的污染控制技術(shù) 156
5.1 城市污水處理廠 156
5.2 分散型污水處理系統(tǒng) 157
5.3 深度氧化技術(shù) 157
6 毒理效應(yīng)與生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn) 159
6.1 生態(tài)毒理效應(yīng) 159
6.2 生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 161
6.3 抗生素耐藥性 162
7 展望 163
參考文獻(xiàn) 164
第8章 農(nóng)藥環(huán)境化學(xué)與毒理學(xué)研究 177
1 引言 178
2 POPs類(lèi)傳統(tǒng)農(nóng)藥環(huán)境殘留特征及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn) 178
2.1 DDTs在我國(guó)農(nóng)田土的殘留特征及風(fēng)險(xiǎn) 179
2.2 HCHs在我國(guó)農(nóng)田土的殘留特征及風(fēng)險(xiǎn) 180
2.3 有機(jī)氯農(nóng)藥在我國(guó)長(zhǎng)江三角洲的殘留特征及風(fēng)險(xiǎn) 180
3 農(nóng)藥的人體負(fù)荷及健康風(fēng)險(xiǎn) 181
3.1 DDTs181
3.2 HCHs母嬰暴露風(fēng)險(xiǎn) 182
3.3 擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑 182
4 農(nóng)藥生物有效性與環(huán)境行為 183
5 農(nóng)藥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及管理 184
5.1 農(nóng)藥代謝產(chǎn)物毒性效應(yīng)評(píng)價(jià) 184
5.2 復(fù)合污染評(píng)價(jià) 184
5.3 次生風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 185
5.4 我國(guó)農(nóng)藥水環(huán)境基準(zhǔn)研究 185
6 農(nóng)藥毒性效應(yīng)的分子機(jī)制研究進(jìn)展 186
6.1 DDTs毒性機(jī)制研究進(jìn)展 186
6.2 擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑毒性機(jī)制 187
6.3 氟蟲(chóng)腈水生毒性機(jī)制研究進(jìn)展 187
7 手性農(nóng)藥環(huán)境安全研究進(jìn)展 188
7.1 氟蟲(chóng)腈對(duì)映體選擇性水環(huán)境行為及毒性差異 188
7.2 手性DDTs神經(jīng)毒性促癌效應(yīng)對(duì)映體差異分子機(jī)制 191
7.3 手性農(nóng)藥生殖發(fā)育毒性對(duì)映體差異機(jī)制 191
8 展望 192
參考文獻(xiàn) 192
第9章 鐵環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展 197
1 引言 198
2 天然水體中的鐵化學(xué) 198
2.1 天然水中鐵的來(lái)源分布及賦存形態(tài) 198
2.2 天然水中鐵與有機(jī)物的相互作用 199
2.3 天然水體鐵的光化學(xué)反應(yīng) 202
2.4 天然水體中鐵對(duì)污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響 205
2.5 二價(jià)鐵礦物活化分子氧產(chǎn)生活性氧物種及其污染物氧化效應(yīng) 207
3 環(huán)境鐵循環(huán)及其調(diào)控 209
3.1 均相Fenton反應(yīng)鐵循環(huán)調(diào)控策略 209
3.2 異相Fenton鐵循環(huán)調(diào)控策略 210
3.3 鐵循環(huán)及其碳氮轉(zhuǎn)化效應(yīng) 213
3.4 鐵循環(huán)及其污染物轉(zhuǎn)化效應(yīng) 215
4 鐵礦物生物地球化學(xué)過(guò)程及其強(qiáng)化 216
4.1 含鐵硫化礦生物氧化與鐵硫形態(tài)轉(zhuǎn)化 217
4.2 微生物與含鐵礦物交換電子的分子機(jī)理 218
4.3 鐵強(qiáng)化厭氧污水處理技術(shù)及原理 221
5 基于鐵基材料的污染控制技術(shù)及原理 222
5.1 基于零價(jià)鐵的污染控制技術(shù)研究進(jìn)展 222
5.2 基于樹(shù)脂負(fù)載的納米鐵氧化物的污染控制技術(shù)研究進(jìn)展 239
5.3 基于高鐵酸鹽的污染控制技術(shù)及原理 243
6 展望 245
參考文獻(xiàn) 246
第10章 環(huán)境汞污染研究進(jìn)展 274
1 引言 275
2 人類(lèi)活動(dòng)汞排放 276
3 自然過(guò)程汞排放 277
4 大氣汞分布及沉降特征 279
5 汞的分子轉(zhuǎn)化 281
5.1 汞的化學(xué)與生物甲基化 281
5.2 甲基汞的化學(xué)與生物去甲基化 282
5.3 零價(jià)汞轉(zhuǎn)化的新形態(tài)與新過(guò)程 282
5.4 硫化汞的生成與溶解 283
6 土壤汞污染防治 283
6.1 全國(guó)土壤汞污染現(xiàn)狀及防治需求 283
6.2 汞污染土壤修復(fù)技術(shù) 283
6.3 土壤汞污染防治對(duì)策建議 285
7 汞暴露及健康風(fēng)險(xiǎn) 285
7.1 我國(guó)食用魚(yú)引起的健康風(fēng)險(xiǎn) 285
7.2 大米甲基汞暴露及健康風(fēng)險(xiǎn) 287
8 汞同位素及環(huán)境汞污染示蹤 287
9 展望 289
參考文獻(xiàn) 289
第11章 砷銻的環(huán)境污染及去除控制研究進(jìn)展 300
1 引言 301
2 砷銻在環(huán)境中的賦存形態(tài) 301
2.1 土壤環(huán)境 301
2.2 水環(huán)境 302
2.3 大氣環(huán)境 302
2.4 植物系統(tǒng) 302
3 微生物作用下的砷銻形態(tài)轉(zhuǎn)化 303
3.1 微生物對(duì)砷環(huán)境轉(zhuǎn)化的影響 303
3.2 微生物對(duì)銻環(huán)境轉(zhuǎn)化的影響 305
4 砷銻的去除控制研究 306
4.1 砷銻的主要去除方法 307
4.2 砷的微觀吸附機(jī)制 307
4.3 銻的微觀吸附機(jī)制 308
4.4 納米材料晶面對(duì)砷銻吸附的影響 308
4.5 共存離子對(duì)砷銻吸附的影響 309
5 展望 309
參考文獻(xiàn) 309
第12章 環(huán)境放射化學(xué)進(jìn)展 313
1 引言 314
2 石墨烯及其復(fù)合材料對(duì)放射性核素的吸附富集 314
2.1 石墨烯對(duì)放射性核素的吸附 315
2.2 有機(jī)大分子修飾石墨烯富集放射性核素 318
2.3 無(wú)機(jī)納米粒子修飾石墨烯富集放射性核素 319
2.4 磁性石墨烯對(duì)放射性核素的吸附 319
3 零價(jià)鐵及其復(fù)合材料對(duì)放射性核素的轉(zhuǎn)化固定 320
3.1 零價(jià)鐵還原固定放射性核素 321
3.2 納米鐵還原固定放射性核素 321
3.3 納米鐵復(fù)合材料還原固定放射性核素 322
4 表面結(jié)合Fe(II)系統(tǒng)對(duì)放射性核素的還原轉(zhuǎn)化 326
4.1 鐵礦物結(jié)合Fe(II)還原放射性核素 326
4.2 黏土結(jié)合Fe(II)還原放射性核素 328
5 其他新型材料對(duì)放射性核素的萃取和高效去除 330
5.1 錒系萃取配體的分子設(shè)計(jì) 330
5.2 錒系與礦物的作用機(jī)理研究 330
5.3 新型陰離子晶體材料的設(shè)計(jì)及高效去除137Cs332
5.4 高穩(wěn)定膦酸鋯金屬有機(jī)框架材料的構(gòu)筑及對(duì)鈾酰的高效吸附 332
5.5 稀土金屬有機(jī)骨架材料高效吸附和檢測(cè)水體中
第1章 環(huán)境污染物形態(tài)分析研究進(jìn)展
1. 引言 /2
2. 有毒元素形態(tài)分析 /2
3. 環(huán)境納米材料形態(tài)分析 /17
4. 展望 /26
本章導(dǎo)讀
污染物的存在形態(tài)決定了其環(huán)境行為和生物效應(yīng),對(duì)污染物進(jìn)行形態(tài)分析是深入研究環(huán)境過(guò)程和代謝機(jī)制的關(guān)鍵。采用色譜分離和原子光譜/質(zhì)譜聯(lián)用方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種有毒元素形態(tài)的靈敏分析,分子質(zhì)譜可以為不同形態(tài)化合物的鑒定提供分子結(jié)構(gòu)信息。為了提高分析方法的靈敏度、滿足實(shí)際樣品分析的具體要求,需要發(fā)展形態(tài)分析樣品前處理技術(shù),創(chuàng)建新的聯(lián)用系統(tǒng),發(fā)展新的分析方法。隨著納米材料的廣泛應(yīng)用,被釋放進(jìn)入環(huán)境的納米材料以不同的物理、化學(xué)形態(tài)存在于各種環(huán)境介質(zhì)并參與生物地球化學(xué)循環(huán)。不同形態(tài)納米材料表現(xiàn)出明顯不同的毒性和生物活性,僅僅測(cè)定樣品中納米材料的總量已不足以充分反映其環(huán)境過(guò)程和生物效應(yīng)。本章將針對(duì)污染物包括傳統(tǒng)污染物(有毒元素)和新型污染物(環(huán)境納米材料)形態(tài)分析的方法、技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行較的綜述。
關(guān)鍵詞
形態(tài)分析,有毒元素,納米材料,聯(lián)用系統(tǒng),樣品前處理
1 引