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作为国务院学位委员会学科评议组**的环境科学与工程一级学科研究生核心课程，“高等环境化学”在环境及其相关专业研究生培养中发挥着重要作用。《高等环境化学》遵循知识提升—技能训练—任务实践这一教学培养逻辑，设计了基础理论篇、研究方法篇和实际问题篇的构架；重视环境化学共性理论和研究方法学的传授，同时引导学生了解这些知识和技术在实际环境问题解决中的作用；涵盖教学内容、习题、选读等内容，填补了国内环境及其相关专业研究生教育教材的空白。
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目录**篇 环境化学基础理论篇第1章 污染物环境行为的化学本质 31.1 环境污染物的化学组成和性质 31.1.1 稳定物质的化学组成 31.1.2 污染物分子的三维结构 91.1.3 污染物性质与反应活性的结构基础 111.2 污染物环境过程与生物效应的化学本质 171.2.1 天然水体的碳酸盐平衡 171.2.2 降水的pH 181.2.3 臭氧的生成与分解 19第2章 污染物环境迁移与转化的热力学和动力学基础 212.1 污染物环境迁移与转化过程发生的吉布斯自由能判据 212.2 污染物环境迁移的热力学基础 222.2.1 分子间相互作用 222.2.2 污染物的分配作用 242.3 污染物环境转化的热力学与动力学基础 302.3.1 污染物环境转化的热力学基础 302.3.2 污染物环境转化的动力学基础 332.4 污染物环境迁移与转化过程的线性自由能相关 392.4.1 利用线性自由能相关模型预测和评估分配系数 392.4.2 利用线性自由能相关模型预测和评估反应速率常数 41第3章 污染物的环境迁移 443.1 污染物环境介质界面间的分配平衡 443.1.1 污染物的沉淀–溶解 443.1.2 污染物的挥发 493.2 在分子水平上理解污染物的吸附 533.2.1 污染物在气–固界面的吸附 533.2.2 亲水性污染物在固–液界面的吸附 573.2.3 疏水性污染物在固–液界面的吸附 623.3 污染物环境界面反应动力学 663.3.1 Langmuir-Hinshelwood机理 663.3.2 Rideal-Eley机理 693.3.3 简单反应动力学模型的局限性 703.4 污染物的生物积累 713.4.1 污染物生物积累的结构依赖 723.4.2 污染物的生物可给性与有效性 73第4章 污染物的分子转化 784.1 污染物分子转化的基本认识 784.2 环境中常见热化学转化的反应类型和机理 804.2.1 配位反应 804.2.2 氧化还原反应 824.2.3 亲核反应和亲电反应 864.3 环境光化学反应 954.3.1 光化学基本定律 954.3.2 天然水体中污染物的光解 96第5章 环境自由基化学反应 1045.1 常见的环境自由基 1045.2 自由基的特征 1065.3 自由基的生成 1085.4 自由基参与的大气化学反应 1115.5 自由基参与的大气化学反应动力学 1135.6 水环境中的活性氧及化学反应 1155.7 热化学反应中的自由基机制 119第6章 污染物毒性效应与健康危害的化学基础 1266.1 污染物暴露与机体负荷 1266.1.1 外暴露 1266.1.2 内暴露 1276.1.3 暴露组 1276.1.4 机体负荷 1286.1.5 剂量-效应关系 1286.2 污染物的毒性效应 1296.2.1 基因毒性 1296.2.2 血液毒性 1306.2.3 免疫毒性 1316.2.4 内分泌干扰效应 1326.2.5 神经毒性 1336.2.6 生殖发育毒性 1346.2.7 化学污染物的联合作用 1366.3 污染物与生物分子的相互作用 1366.3.1 污染物与蛋白质相互作用 1366.3.2 污染物与核酸相互作用 1396.3.3 污染物与其他生物分子的相互作用 1426.4 污染物毒性作用的化学本质 1426.4.1 化合物毒性机制分类 1426.4.2 化合物毒性机制判定与应用 1446.4.3 影响化合物毒性作用模式判别的因素 145第二篇 环境化学研究方法篇第7章 环境中污染物的识别与检测方法 1517.1 目标污染物的分析技术 1527.1.1 基于光谱技术的环境污染物分析 1527.1.2 色谱分析 1547.1.3 质谱分析 1577.1.4 其他分析技术 1597.2 环境污染物的非靶标分析方法 1617.2.1 环境污染物非靶标分析概念与基本流程 1617.2.2 基于高分辨质谱技术的环境污染物非靶标分析方法 1617.2.3 非靶标分析的数据处理 1667.2.4 非靶标分析应用示例 1677.3 靶标分析与非靶标分析优缺点比较 168第8章 环境污染物赋存状态的解析方法 1708.1 分子振动光谱的理论及应用 1708.1.1 红外光谱 1708.1.2 拉曼光谱 1748.1.3 分子光谱选律 1768.1.4 环境应用 1798.2 同步辐射X射线吸收谱 1818.2.1 X射线吸收光谱与精细结构 1818.2.2 XAFS的单电子理论解释与表式 1838.2.3 XAFS在环境中的应用 189第9章 发现新污染物的理论与方法 1939.1 发现新型有机污染物的基础理论 1949.1.1 发现新型有机污染物的关键科学问题 1949.1.2 持久性有机污染物的判别原则 1949.1.3 环境行为特征的预测工具和应用 1979.2 发现新型有机污染物的分析方法 2009.2.1 样品前处理技术 2009.2.2 发现新污染物的主要策略方法 2029.2.3 数据处理和整合 2089.3 展望 210第10章 环境污染来源与过程的示踪方法 21210.1 无机/有机指示物组成示踪污染物来源 21210.1.1 无机/有机指示物 21310.1.2 化学质量平衡法 21310.2 同位素“指纹”组成示踪污染来源与过程 21510.2.1 稳定同位素分馏 21610.2.2 稳定同位素分馏制约因素 21810.2.3 稳定同位素组成的描述 21810.2.4 稳定同位素来源与过程示踪 21910.2.5 传统稳定同位素示踪应用 22010.2.6 非传统稳定同位素示踪应用 22010.3 富集同位素示踪 22410.3.1 放射性同位素示踪 22510.3.2 富集稳定同位素示踪 22710.4 展望 231第11章 毒性效应与健康危害的实验研究策略 23211.1 毒性测试技术发展趋势 23211.2 污染物对不同器官的毒性研究方法 23311.2.1 污染物环境内分泌干扰效应 23311.2.2 环境污染物的生殖及发育毒性研究方法 23811.2.3 神经毒性效应研究方法 24011.2.4 环境污染物的致突变及致癌效应研究方法 24311.2.5 其他靶器官的研究方法 24611.3 毒性效应评估的新技术 25211.3.1 成组毒理学分析技术 25211.3.2 体细胞重编程和基因编辑技术 25211.3.3 器官芯片技术 25311.4 展望 253第12章 环境化学研究中的计算模拟方法 25512.1 典型计算模拟方法 25612.1.1 量子化学计算方法 25612.1.2 分子动力学方法 25712.1.3 粗粒化模型及其典型模拟方法 25812.2 基于计算模拟的污染物环境化学行为研究示例 25912.2.1 量子化学方法的应用 25912.2.2 分子动力学模拟方法的应用 26012.2.3 粗粒化模型的应用 26212.2.4 不同类型方法联用的环境实践 26312.3 展望 263第三篇 环境化学实际问题篇第13章 二英类污染控制中的典型化学方法 26713.1 工业过程有机污染物的生成机理 26713.1.1 从头合成机理 26713.1.2 前驱体合成机理 26813.1.3 有机物间的相互转化机理 27213.2 阻滞二英类生成的机理与技术 27313.2.1 碱性金属氧化物阻滞剂 27413.2.2 氮基阻滞剂 27413.2.3 硫基阻滞剂 27613.3 有机污染物催化降解原理和技术 27713.3.1 加氢脱卤 27713.3.2 催化氧化 279第14章 饮用水消毒副产物的产生和控制 28214.1 饮用水消毒 28214.1.1 氯化消毒 28214.1.2 氯胺消毒 28314.1.3 二氧化氯消毒 28314.1.4 臭氧消毒 28414.1.5 紫外消毒 28414.1.6 电化学消毒 28414.1.7 联合消毒 28514.2 饮用水消毒副产物 28514.2.1 消毒副产物的种类 28514.2.2 消毒副产物前驱物 28614.2.3 消毒副产物的危害 28714.2.4 消毒副产物的识别与检测 28714.3 饮用水消毒副产物产生的化学机制 28814.3.1 三卤甲烷 28814.3.2 卤代乙酸 29014.3.3 卤代乙腈 29114.3.4 卤代乙酰胺 29214.3.5 卤代硝基甲烷 29214.3.6 亚硝胺 29314.3.7 其他消毒副产物 29414.4 饮用水消毒副产物控制的化学原理 29414.4.1 削减消毒副产物的前驱物 29414.4.2 优化消毒方式 29614.4.3 去除已经生成的消毒副产物 29614.5 饮用水消毒副产物研究和管理存在的问题 297第15章 地下水砷氟去除的化学方法 29915.1 地下水砷氟来源与危害 29915.1.1 地下水砷的来源与危害 29915.1.2 地下水氟的来源与危害 30215.2 地下水砷氟去除进展 30215.2.1 主要化学处理方法 30215.2.2 砷氟吸附材料 30315.3 砷氟吸附机理 30615.3.1 研究手段 30615.3.2 吸附机理 31115.4 地下水砷氟吸附去除实例 31515.4.1 地下水吸附除砷 31515.4.2 地下水砷氟共除 319第16章 微纳颗粒的环境化学研究 32416.1 纳米材料 32416.1.1 纳米材料的定义及环境来源 32416.1.2 纳米材料的分离测定方法 32516.1.3 纳米材料的环境行为与效应 32716.1.4 纳米材料的环境应用 33116.2 微纳塑料 33216.2.1 微纳塑料定义及环境来源 33216.2.2 环境中微纳塑料的分离测定方法 33316.2.3 微纳塑料的环境行为与效应 335第17章 病毒与抗性基因的环境传播及其环境化学问题 33817
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