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江桂斌，刘维屏 著

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• 环境化学
• 化学
• 环境科学
• 污染控制
• 新兴技术
• 可持续发展
• 分析化学
• 环境监测
• 生态毒理学
• 绿色化学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030546371

版次：1

商品编码：12217063

包装：精装

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：812

字数：1590000

正文语种：中文

内容简介

　　环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、特性、行为、效应及其控制技术原理和方法的学科。经过40多年的快速发展，我国环境化学在学科建设、人才培养、队伍规模、国家目标和国际影响等方面均取得了长足进步，已成为化学的一个重要分支、环境科学的主流与核心组成部分。
　　《环境化学前沿》邀请我国环境化学领域著名的专家学者撰稿。作者队伍中包括了30多位“国家杰出青年科学基金”获得者、教育部“长江学者”和国家“千人计划”入选者，且所有作者均是在环境化学一线从事相关研究工作并具有深刻见解的专家，他们的论述能够反映和代表我国目前环境化学领域的工作特色和主流发展趋势。

目录

目录
序
第1章 环境污染物形态分析研究进展 1
1 引言 2
2 有毒元素形态分析 2
2.1 样品前处理技术 3
2.2 联用系统研制 7
2.3 色谱分离-原子/分子质谱形态分析联用技术 9
2.4 非色谱形态分析方法 11
2.5 污染物形态转化与迁移机理研究 16
2.6 形态分析技术在相关领域的应用研究 16
3 环境纳米材料形态分析 17
3.1 纳米材料组成、结构与分散状态的识别与表征 17
3.2 环境基质中纳米材料的分离富集 18
3.3 不同粒径纳米材料的分离测定 20
3.4 不同表面电性纳米材料的分离测定 23
3.5 纳米材料形态分离测定装置研制 24
4 展望 26
参考文献 26
第2章 短链氯化石蜡的检测、污染特征与暴露评估研究进展 41
1 引言 41
2 氯化石蜡的生产及其对周边环境的影响 41
2.1 氯化石蜡的生产 41
2.2 氯化石蜡生产厂周边SCCPs和MCCPs的释放及分布特征 43
3 SCCPs的分析方法 44
3.1 SCCPs的样品前处理方法 44
3.2 SCCPs的检测方法 45
4 SCCPs的环境污染特征 49
4.1 SCCPs在空气中的赋存水平及污染特征 49
4.2 土壤和沉积物中SCCPs的污染水平及空间分布 51
4.3 SCCPs生物累积和生物放大 52
5 SCCPs的人体暴露评估 53
5.1 室内环境SCCPs通过的人体暴露研究 53
5.2 膳食暴露SCCPs的研究 54
5.3 人体SCCPs的内暴露水平 54
6 SCCPs的研究展望 55
参考文献 56
第3章 环境中微塑料的生物效应及载体作用 61
1 微塑料的定义、来源及分布 62
2 环境中微塑料的检测方法 64
2.1 样品采集 64
2.2 分离提取及纯化 64
2.3 定性定量分析 65
3 微塑料的毒性与危害 65
4 微塑料的载体作用 66
5 污染物与微塑料共存时的生物富集和降解研究 67
6 展望 68
参考文献 68
第4章 我国大气环境化学研究进展 75
1 引言 76
2 大气自由基与大气氧化能力 76
3 大气光化学污染 78
4 大气成核和新粒子形成机制 79
4.1 新的仪器分析手段 79
4.2 近期实验室模拟研究进展 80
4.3 近期外场观测研究进展 80
5 大气非均相化学与多相化学 81
6 展望 83
参考文献 83
第5章 典型新型有机污染物的环境行为研究进展 92
1 引言 93
2 新型有机污染物的多介质分布 93
2.1 全/多氟烷基化合物 93
2.2 双酚类化合物 95
2.3 壬基酚聚氧乙烯醚 96
2.4 对羟基苯甲酸酯防腐剂 97
2.5 人工甜味剂 98
2.6 苯并杂环化合物 99
2.7 有机磷酸酯阻燃剂 100
3 典型新型有机污染物的环境行为 101
3.1 全氟化合物 101
3.2 双酚类化合物 102
3.3 壬基酚聚氧乙烯醚 102
3.4 对羟基苯甲酸酯 103
3.5 人工甜味剂 104
3.6 苯并杂环化合物 105
3.7 阻燃剂与短链氯化石蜡 105
4 新型有机污染物的生物代谢及效应 107
4.1 全氟化合物 107
4.2 双酚类化合物 108
4.3 壬基酚聚氧乙烯醚 108
4.4 对羟基苯甲酸酯 109
4.5 人工甜味剂 109
4.6 苯并杂环化合物 110
4.7 阻燃剂及氯化石蜡 110
5 展望 111
参考文献 111
第6章 全氟和多氟烷基化合物（PFASs）替代品的环境行为与环境毒理学研究进展 132
1 引言 133
2 PFASs替代品的种类与应用 134
3 PFASs替代品的环境行为和在生物体及人体中的分布 135
3.1 替代品在环境介质中的分布 135
3.2 替代品在微生物体内的转化降解研究 136
3.3 替代品的生物累积和生物放大效应 136
3.4 替代品的人群暴露水平 137
4 PFASs替代品的毒性效应与机制研究 138
4.1 替代品的细胞毒性及对低等生物的毒性 138
4.2 替代品对斑马鱼的胚胎发育毒性 139
4.3 替代品的肝脏毒性 140
4.4 替代品的生殖毒性 141
4.5 替代品与蛋白质相互作用 141
5 PFASs替代品的研究展望——实现绿色替代 142
参考文献 143
第7章 药物与个人护理品环境污染与效应 149
1 引言 150
2 环境污染与生物富集 150
2.1 药物与个人护理品的环境污染 150
2.2 药物与个人护理品的生物富集 152
3 源汇过程与模拟 153
3.1 排放量估算 153
3.2 环境归趋模拟 154
4 环境降解转化 154
4.1 光降解 154
4.2 微生物降解 155
4.3 藻类降解转化 156
5 药物与个人护理品的污染控制技术 156
5.1 城市污水处理厂 156
5.2 分散型污水处理系统 157
5.3 深度氧化技术 157
6 毒理效应与生态健康风险 159
6.1 生态毒理效应 159
6.2 生态风险评价 161
6.3 抗生素耐药性 162
7 展望 163
参考文献 164
第8章 农药环境化学与毒理学研究 177
1 引言 178
2 POPs类传统农药环境残留特征及其生态风险 178
2.1 DDTs在我国农田土的残留特征及风险 179
2.2 HCHs在我国农田土的残留特征及风险 180
2.3 有机氯农药在我国长江三角洲的残留特征及风险 180
3 农药的人体负荷及健康风险 181
3.1 DDTs181
3.2 HCHs母婴暴露风险 182
3.3 拟除虫菊酯杀虫剂 182
4 农药生物有效性与环境行为 183
5 农药环境风险评价及管理 184
5.1 农药代谢产物毒性效应评价 184
5.2 复合污染评价 184
5.3 次生风险评价 185
5.4 我国农药水环境基准研究 185
6 农药毒性效应的分子机制研究进展 186
6.1 DDTs毒性机制研究进展 186
6.2 拟除虫菊酯类杀虫剂毒性机制 187
6.3 氟虫腈水生毒性机制研究进展 187
7 手性农药环境安全研究进展 188
7.1 氟虫腈对映体选择性水环境行为及毒性差异 188
7.2 手性DDTs神经毒性促癌效应对映体差异分子机制 191
7.3 手性农药生殖发育毒性对映体差异机制 191
8 展望 192
参考文献 192
第9章 铁环境化学研究进展 197
1 引言 198
2 天然水体中的铁化学 198
2.1 天然水中铁的来源分布及赋存形态 198
2.2 天然水中铁与有机物的相互作用 199
2.3 天然水体铁的光化学反应 202
2.4 天然水体中铁对污染物迁移转化的影响 205
2.5 二价铁矿物活化分子氧产生活性氧物种及其污染物氧化效应 207
3 环境铁循环及其调控 209
3.1 均相Fenton反应铁循环调控策略 209
3.2 异相Fenton铁循环调控策略 210
3.3 铁循环及其碳氮转化效应 213
3.4 铁循环及其污染物转化效应 215
4 铁矿物生物地球化学过程及其强化 216
4.1 含铁硫化矿生物氧化与铁硫形态转化 217
4.2 微生物与含铁矿物交换电子的分子机理 218
4.3 铁强化厌氧污水处理技术及原理 221
5 基于铁基材料的污染控制技术及原理 222
5.1 基于零价铁的污染控制技术研究进展 222
5.2 基于树脂负载的纳米铁氧化物的污染控制技术研究进展 239
5.3 基于高铁酸盐的污染控制技术及原理 243
6 展望 245
参考文献 246
第10章 环境汞污染研究进展 274
1 引言 275
2 人类活动汞排放 276
3 自然过程汞排放 277
4 大气汞分布及沉降特征 279
5 汞的分子转化 281
5.1 汞的化学与生物甲基化 281
5.2 甲基汞的化学与生物去甲基化 282
5.3 零价汞转化的新形态与新过程 282
5.4 硫化汞的生成与溶解 283
6 土壤汞污染防治 283
6.1 全国土壤汞污染现状及防治需求 283
6.2 汞污染土壤修复技术 283
6.3 土壤汞污染防治对策建议 285
7 汞暴露及健康风险 285
7.1 我国食用鱼引起的健康风险 285
7.2 大米甲基汞暴露及健康风险 287
8 汞同位素及环境汞污染示踪 287
9 展望 289
参考文献 289
第11章 砷锑的环境污染及去除控制研究进展 300
1 引言 301
2 砷锑在环境中的赋存形态 301
2.1 土壤环境 301
2.2 水环境 302
2.3 大气环境 302
2.4 植物系统 302
3 微生物作用下的砷锑形态转化 303
3.1 微生物对砷环境转化的影响 303
3.2 微生物对锑环境转化的影响 305
4 砷锑的去除控制研究 306
4.1 砷锑的主要去除方法 307
4.2 砷的微观吸附机制 307
4.3 锑的微观吸附机制 308
4.4 纳米材料晶面对砷锑吸附的影响 308
4.5 共存离子对砷锑吸附的影响 309
5 展望 309
参考文献 309
第12章 环境放射化学进展 313
1 引言 314
2 石墨烯及其复合材料对放射性核素的吸附富集 314
2.1 石墨烯对放射性核素的吸附 315
2.2 有机大分子修饰石墨烯富集放射性核素 318
2.3 机纳米粒子修饰石墨烯富集放射性核素 319
2.4 磁性石墨烯对放射性核素的吸附 319
3 零价铁及其复合材料对放射性核素的转化固定 320
3.1 零价铁还原固定放射性核素 321
3.2 纳米铁还原固定放射性核素 321
3.3 纳米铁复合材料还原固定放射性核素 322
4 表面结合Fe(II)系统对放射性核素的还原转化 326
4.1 铁矿物结合Fe(II)还原放射性核素 326
4.2 黏土结合Fe(II)还原放射性核素 328
5 其他新型材料对放射性核素的萃取和高效去除 330
5.1 锕系萃取配体的分子设计 330
5.2 锕系与矿物的作用机理研究 330
5.3 新型阴离子晶体材料的设计及高效去除137Cs332
5.4 高稳定膦酸锆金属有机框架材料的构筑及对铀酰的高效吸附 332
5.5 稀土金属有机骨架材料高效吸附和检测水体中

《地球的脉动：气候、能源与可持续发展的未来》 内容提要 《地球的脉动：气候、能源与可持续发展的未来》并非一本专注于化学反应或污染物迁移的书籍，而是一部跨学科的、深入探讨当代地球系统面临的宏大挑战与变革机遇的综合性著作。本书聚焦于气候变化驱动力、全球能源结构的根本性转型，以及实现人与自然和谐共存所需的社会经济与技术创新路径。它旨在为政策制定者、行业领袖、研究人员以及关注人类未来走向的公众，提供一个全面、深入且具有前瞻性的分析框架。 第一部分：气候系统的复杂性与不可逆转的趋势 本书首先构建了现代气候科学的基石。它详尽阐述了地球气候系统的基本原理，包括能量平衡、大气环流与海洋热盐环流的相互作用。不同于侧重于特定环境介质中污染物行为的研究，本书将视角提升至全球尺度，深入剖析了温室气体（如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮）的辐射强迫效应及其在冰-气、海-气界面上的复杂反馈机制。 关键议题聚焦： 1. 古气候学的启示： 通过对冰芯、沉积物和树木年轮数据的解读，重构过去数百万年的气候变迁史，明确当前人类活动引发的变暖速度已远超自然波动范围。 2. 临界点（Tipping Points）的风险评估： 详细分析了如格陵兰冰盖融化、亚马逊雨林退化、永久冻土层解冻等潜在的不可逆气候临界点，评估了这些事件对全球海平面、生物多样性和区域气候模式的连锁影响。 3. 极端天气事件的归因科学： 阐述了气候变化如何改变极端天气事件的频率和强度，包括热浪、强降水、超级风暴和长期干旱的物理机制，强调了适应性策略的紧迫性。 第二部分：能源革命：从化石燃料到零碳矩阵 能源是驱动现代社会运行的核心要素，也是气候变化问题的症结所在。本书将能源转型置于地缘政治、技术成熟度和经济可行性的多重约束下进行审视，描绘了一幅从高碳路径向可持续能源体系迈进的路线图。 核心章节探讨： 1. 电力系统的深度脱碳： 详细考察了太阳能光伏（PV）和风能（陆上与海上）技术的最新进展、成本曲线变化及其对电网稳定性的挑战。重点讨论了储能技术（从锂离子电池到长时储能方案，如压缩空气、液流电池和抽水蓄能）的关键突破点及其商业化瓶颈。 2. 难以减排部门的突破： 深入分析了重工业（钢铁、水泥、化工）和交通运输（航空、航运）的脱碳策略。这包括绿色氢能（通过可再生能源电解水制备）作为燃料和工业原料的潜力，以及可持续航空燃料（SAF）的发展现状。 3. 核能的再定位与未来： 客观评估了传统核裂变技术在保障基载电力稳定性和实现净零排放中的作用，并前瞻性地探讨了小型模块化反应堆（SMRs）和核聚变研究的最新进展与挑战。 4. 能源效率与需求侧管理： 强调技术创新之外的行为与政策干预，包括智能电网的构建、建筑能效标准的提升以及循环经济模式在减少能源投入中的潜力。 第三部分：可持续发展的多维框架与治理挑战 本书超越了单纯的气候科学与能源技术讨论，深入探讨了可持续发展目标（SDGs）框架下的社会经济维度，关注如何确保能源转型是公正、包容且经济上可行的。 关键分析领域： 1. 气候融资与投资流向： 剖析了全球绿色金融市场的现状，包括碳定价机制（碳税与排放交易体系）的有效性、气候风险披露（TCFD）的实践，以及如何引导私人资本投入到适应和减缓气候变化的战略性基础设施中。 2. 公正转型（Just Transition）： 这是一个贯穿全书的伦理主题。本书探讨了能源结构调整对传统化石燃料产业工人社区的影响，并提出了具体的社会保障、职业再培训和区域经济多元化策略，以确保转型的社会公平性。 3. 气候适应与韧性建设： 鉴于部分气候影响已不可避免，本书详细讨论了城市规划、水资源管理、农业抗旱技术以及早期预警系统在提升社区对气候冲击的韧性方面的作用。 4. 全球治理的协同： 审视了《巴黎协定》的实施机制、国家自主贡献（NDCs）的动态提升路径，以及发达国家与发展中国家在资金和技术转让方面的责任分工，探讨了多边主义在应对全球性挑战中的必要性与局限性。 结论：人类世的抉择 《地球的脉动》以一种既警示又充满希望的基调收尾。它明确指出，我们正处于一个关键的历史十字路口，未来的选择将决定地球系统的长期健康和人类文明的福祉。本书的核心论点是：解决气候与能源危机，需要跨越学科边界的深度整合、果断的政策干预以及全球范围内的技术与社会创新同步推进。这是一部为行动者和思考者准备的指南，旨在激发下一阶段应对全球挑战所需的深刻变革。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对环境化学这个领域充满好奇，但苦于找不到一本能够系统性地讲解其最新进展的书籍。我翻阅了很多资料，要么过于理论化，要么内容陈旧。直到我发现了《环境化学前沿》，我感觉我的知识盲区终于有了突破口。这本书的编排逻辑非常清晰，从基础概念的梳理，到前沿研究方向的介绍，层层递进，让非专业背景的我也能逐步理解。尤其是书中对新兴污染物、环境修复技术、绿色化学等方面的深入探讨，让我对当前环境面临的挑战以及科学家们正在进行的努力有了更全面的认识。我尤其欣赏作者在论述过程中，不仅仅是罗列事实，而是能够引导读者思考，提出问题，并给出可能的解决方案。这种启发式的写作方式，让我感觉自己在与作者进行一场深入的思想交流。书中的案例分析也非常丰富，涵盖了不同地区、不同类型的环境问题，让我能够将理论知识与实际情况相结合，加深理解。读完之后，我感觉自己对环境化学的认知水平得到了质的飞跃，也激发了我进一步探索和学习的动力。这本书绝对是我近年来阅读过的最有价值的科学读物之一。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在环境领域工作多年的工程师，我一直在寻找能够拓展视野、更新知识库的书籍。《环境化学前沿》这本书以其独特的视角和深入的分析，给我带来了极大的启发。我尤其关注书中对于气候变化背景下环境化学的新挑战以及应对策略的论述。从温室气体减排的化学机制，到碳捕获与储存技术的最新进展，再到可持续能源的化学原理，这本书都进行了详尽的介绍。我发现书中对一些前沿研究成果的解读非常到位，能够帮助我理解这些研究的科学依据和潜在应用。此外，书中对环境监测技术和分析方法的更新也让我印象深刻，例如新型传感器技术、同位素示踪技术在环境研究中的应用，这对于我们实际工作中的数据采集和分析提供了新的思路。书中的图表和数据引用也非常严谨，为论点的支撑提供了坚实的基础。读这本书的过程，与其说是阅读，不如说是参与了一场学术盛宴，让我对环境化学领域的最新动态有了更深刻的理解，也对未来的研究方向有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对环境问题感到担忧的普通市民，一直想了解科学家们在解决环境污染问题上都做了些什么。《环境化学前沿》这本书以一种相对易懂的方式，为我打开了一扇了解环境化学的大门。书中没有过多艰涩的专业术语，即使是一些复杂的化学反应，作者也通过生动形象的比喻和图示进行解释，让我能够轻松理解。我特别喜欢书中关于水体污染和土壤修复的章节，作者通过真实的案例，展现了环境化学在治理污染中的巨大作用。例如，书中对生物修复技术、纳米材料在污染物去除方面的应用进行了详细介绍，让我对“绿色”的解决方案充满了希望。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种思想的启迪。它让我明白，环境问题并非无解，而是需要我们不断地运用科学智慧去探索和创新。读完这本书，我感觉自己不再是那个对环境问题感到无助的人，而是多了一份理解和一份希望。

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这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。我原本以为这会是一本偏重理论的书籍，但实际阅读下来，发现它将理论与实践、基础与前沿完美地结合在了一起。书中对环境化学中一些经典理论的重新审视，以及它们在解决当前环境问题中的应用，都提供了全新的视角。我尤其对其中关于环境毒理学和生物地球化学循环的内容印象深刻。作者不仅深入剖析了各种污染物对生态系统的影响，还结合最新的研究成果，探讨了如何通过改变化学过程来减轻这些影响。书中对分子模拟、计算化学等现代研究方法的介绍，也让我看到了环境化学研究的未来发展趋势。可以说，这本书为我提供了一个全面而深入的知识体系，让我能够更清晰地认识到环境化学在维护地球健康和可持续发展中的核心地位。

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