《有机污染化学》为教育部研究生工作办公室**研究生教学用书。
《有机污染化学》分为三部分,共二十五章。**部分系统阐述了有机污染物的环境过程机制(包括分配、吸附、生物富集等物理过程以及光降解、生物降解、氧化与还原等生物与化学过程)和迁移转化行为模型;第二部分主要介绍了有机污染物定量结构-活性关系的理论、实践及*新进展,内容包括分子拓扑学方法、量子化学方法、三维结构-活性关系方法、人工智能技术等理论及应用实践;第三部分对典型有机污染物如多环芳烃、多氯联苯与二噁英、环境内分泌干扰物等进行了分类介绍,并对化学品风险评价的理论与方法进行了系统地阐述。全书在介绍较成熟理论的基础上,着重介绍国内外有机污染化学领域的*新进展。
《有机污染化学》可作为高等院校的环境科学与工程、化学与化工、**等专业研究生教材,也可供相关专业的科学研究人员和工程技术人员阅读,同时可为环境管理者提供参考。

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13年前本人曾出版了一本《有机污染物化学》作为研究生的教学参考书,该书取材于1983年开始给研究生讲课的内容,几经修改、补充、完善,于1990年由科学出版社出版。值得欣慰的是该书被不少科研院所和高校作为研究生教材使用,并于1995年获教育部**教材一等奖,1998年又获科技进步二等奖(教材类),得到了国内同行们的认可。
历经多年,随着环境科学的发展,深感该书的内容急需更新。经我校研究生院**,教育部组织专家评议,并由国务院学位委员会学科评议组召集人会议审定,将该书正式列为*****研究生教学用书,并提出了具体修改意见。为了写好这本书,我们还组织了国内有关专家召开了一次座谈会,邀请的专家包括大连理工大学陈景文教授、清华大学魏东斌博2、北京师范大学刘新会博——2、华南理工大学吴纯德博士、暨南大学钟萍博2、中科院南海研究所林志芬研究员等。专家们对该书的内容及章节结构都进行了具体论证,为该书撰写的框架奠定了基础。
经讨论,决定将该书分为三部分,共二十五章。**部分为有机污染物的环境行为,这是有机污染物的基础部分,主要内容包括有机物在环境中的迁移转化。所谓迁移,指污染物在环境中的物理过程,在此过程中,污染物的结构未发生变化,包括污染物的分配、溶解、挥发、吸附等过程;所谓转化,即有机物的生物化学过程,在此过程中,污染物的结构发生变化,包括光降解、水解、氧化还原和生物降解、富集等过程。主要阐明有机物在环境中的过程机制。在这一部分,作为案例,我们还将污染物在河流、湖泊、地下水的变化过程纳入其中,加入一些物理和数学模型,以便更深入地评价有机污染物在环境中的行为。
第二部分是关于有机物结构一性质/活性相关。有机污染化学发展至今,已呈现出由描述性向推理性、由定性向定量、由宏观向微观发展的趋势,因而,对分子结构特征的定量描述并阐明生物、化学等过程的重要规律,自然成为有机污染化学基础研究的重要范畴。

**部分 有机污染物的环境行为
**章 有机污染物的溶解与分配
1.1 有机污染物在水中的溶解
1.1.1水溶解度的定义
1.1.2热力学因素
1.1.3 溶解过程的分子描述
1.1.4 影响溶解的因素
1.2 有机污染物水溶解度的估算方法
1.2.1水溶解度和活度系数的测定方法与应用
1.2.2估算方法概述
1.2.3 由KOW估算水溶解度
1.2.4由分子结构估算水溶解度(Irmann法)
1.3 有机污染物在有机相/水相之间的分配
1.3.1有机溶剂-水分配系数
1.3.2 正辛醇/水分配系数
1.3.3 正辛醇/水分配系数的估算方法
1.4 有机污染物在多组份复杂体系的分配规律
1.4.1前言
1.4.2有机污染物在多组分有机相/水相之间的分配规律
1.4.3混合有机污染物在有机相/水相之间的分配规律
习题
参考文献

第二章 有机污染物的土壤/沉积物吸附机制
2.1 吸附过程的基本概念与原理
2.1.1 吸附的一般概念
2.1.2扩散理论—Fick**定律
2.1.3 平衡吸附模型
2.1.4 非平衡吸附模型
2.2 有机污染物的吸附/解吸机理
2.2.1 疏水性有机物的吸附机理
2.2.2 吸附过程中的分子间作用力
2.2.3 影响有机污染物吸附的因素
2.3 土壤/沉积物的吸附系数
2.3.1土壤/沉积物的有机质-水分配系数
2.3.2有机碳吸附系数
2.3.3影响K和Koc值的因素
2.4 土壤/沉积物吸附系数的估算方法
2.4.1 估算方法综述
2.4.2 常见的估算方法
2.4.3 *适合估算方程的选择
习题
参考文献

第三章 光解
3.1 引言
3.2 光化学基础
3.2.1 光物理和光化学
3.2.2 光化学基本定律
3.2.3 量子产率
3.3 有机污染物的光吸收
3.3.1 化学结构与光吸收
3.3.2 天然水体中有机化合物的光吸收
3.3.2.1 天然水体中的光和光衰减
3.3.2.2有机污染物光吸收的特征速率
3.3.2.3 有机污染物在近表面光吸收的特征速率
3.3.2.4 有机污染物在充分混合水体中的光吸收特征速率
3.3.2.5 光屏蔽因子
3.4 有机污染物的直接光解
3.4.1 直接光解的反应速率常数
3.4.2 有机污染物的直接光解机理
3.5 有机污染物的间接光解
3.5.1 有机污染物的光敏化反应
3.5.2 DOM生成的有机自由基的性质
3.5.3 I型和II型光敏化机理的比较
3.6 有机污染物的光解研究方法
3.6.1 光化学实验方法
3.6.1.1 光源
3.6.1.2 狭光的获得方法
3.6.2 化学露光计法测定光解量子产率
3.6.2.1 露光计的制备
3.6.2.2 校正图的绘制
3.6.2.3 被测光源光强度的测定
习题
参考文献

第四章 水解反应
4.1 简介
4.2 水解特性
4.2.1 水解机理
4.2.2 水解速率
4.2.3 水解速率的影响因素
4.2.4 水解速率的测定
4.3 部分有机物的水解反应
4.3.1 羧酸衍生物与碳酸衍生物的水解反应
4.3.2磷酸酯和硫代磷酸酯的水解反应
4.4 水解速率常数的估算—定量结构-反应活性相关
4.4.1 Hammett方程
4.4.2 Taft方程
4.4.3 水解速率常数的估算
习题
参考文献

第五章 有机污染物的氧化与还原
5.1环境中的氧化反应
5.1.1 分子氧
5.1.2 过氧化氢及其衍生物
5.1.3 表面反应
5.1.4 热氧化
5.2 环境中的还原反应
5.2.1 概述
5.2.2 还原转化的途径
5.2.3 还原性脱氯
5.2.4. 硝基芳烃的还原
5.2.5. 芳香族偶氮的降解
5.2.6. N-亚硝胺的降解
5.2.7. 亚砜的降解
5.2.8. 醌的还原
习题
参考文献

第六章 酸碱解离常数的估算及其应用
6.1 引言
6.2 酸碱强度
6.2.1 酸强度的标志pKa
6.2.2 碱强度的标志pKb
6.2.3 统一的pKa标度
6.3 离解常数的估算方法
6.3.1芳香酸Ka的估算──Hammett相关
6.3.2 处理其它芳香酸的基本步骤
6.3.3 脂肪酸Ka的估算——Taft相关
6.4 Lewis酸碱性指数
6.4.1 Lewis酸碱性指数的定义
6.4.2 Lewis酸碱性指数的定量化
6.4.2.1 定量方法
6.4.2.2 酸碱性指数物理意义
6.4.2.3可靠性和有效性
6.5 Lewis酸碱性指数的应用
6.5.1 苯系物理化参数估算
6.5.2 溶质氢键给体酸度的估算
6.5.3芳香化合物的酸碱性与溶剂/水分配系数的相关性
习题
参考文献

第七章 生物降解
7.1 引言
7.1.1微生物的一些重要概念
微生物相互作用及微生物生态学
酶学
7.2 生物降解原理
7.2.1 水解
谷胱甘肽催化烷基卤化物的生物水解反应
酯的酶促水解反应
7.2.2生物氧化反应
7.2.3生物还原反应
醇脱氢酶的生物还原反应
带有还原性金属酶的生物还原反应
7.2.4含碳基团和水的加成
富马酸根加成
羧化作用
双键的水合作用
7.3 微生物降解速率常数
7.3.1基质的生物有效性和摄取动力学
7.3.2 微生物的生长:Monod种群生长动力学
7.3.3酶:Michaelis-Menten 酶动力学估算Michaelis-Menten情况下的生物转化速率
7.4 微生物降解速率常数的测定
7.4.1实验方法与分析技术对于测定速率的影响
7.4.2不同有机物的生物降解速率常数
7.4.3实验结果外推到现场条件
7.5 取代芳烃微生物降解的历程和途径
7.5.1 取代芳烃的好氧生物降解
7.5.2 取代芳烃的厌氧生物降解
习题
参考文献

第八章 生物富集
8.1 引言
8.2 生物富集机理与模型
8.2.1 疏水模型
8.2.2 鱼体富集动力学模型
8.2.3生物膜的透过机理
8.2.4生物组织中化合物的富集机理
8.3 影响生物富集的因素
8.3.1生物富集与生物的类脂物含量
8.3.2 生理因素
8.3.3 空间障碍
8.3.4生物转化
8.3.5物种
8.3.6 环境条件
8.3.7 生物可利用性
8.3.8污染物的性质
8.3.9生物富集的平衡时间
8.4 BCF的估算方法
8.4.1 由辛醇-水分配系数估算BCF
8.4.2由水溶解度估算BCF
8.4.3 由土壤吸附分配系数估算BCF
8.4.4 由分子连接性指数估算BCF
8.4.5 由碎片常数估算BCF
8.4.6估算值与测定值差异的来源
8.5 BCF的快速测定方法
习题
参考文献

第九章 有机物污染物迁移转化模型
9.1 模型基础
9.1.1有机物迁移-平流和扩散
9.1.2迁移过程的数学描述
9.1.3物质的质量守恒方程(高斯定理和Fick第二定律)
9.1.4环境中其它随机迁移过程
9.2 时空模型及求解
9.2.1一维扩散模型
9.2.2一维水平对流/扩散/反应方程
9.2.3模型的数值解
9.3 不同边界条件的下的迁移模型
9.3.1瓶颈边界
9.3.2屏障边界
9.3.3扩散边界
9.4 不同环境系统下的化合物迁移转化模型
9.4.1河流
9.4.2湖泊与水库
9.4.3地下水
习题
参考文献

第二部分 有机物结构-性质-活性相关

第十章 有机污染物的结构-性质与活性
10.1 有机污染物的结构-性质/活性关系
10.1.1 结构-性质/活性关系的含义
10.1.2 定量结构-活性关系的发展
10.1.3 结构-活性关系模型的构建
10.1.4 有机污染物的分子结构表征
10.1.5 结构-活性关系的研究方法
10.2 有机污染物的毒性效应
10.2.1 典型有机物毒性反应类型
10.2.2 典型有机物的分子毒性机制
10.2.3 典型有机物的遗传毒性
10.3 复合污染物的联合作用与结构-活性关系
10.3.1联合作用的概念及类型
10.3.2复合污染物联合作用的识别
10.3.3 复合污染物联合作用机理
10.3.4 混合有机化合物定量结构—活性关系
习题
参考文献

第十一章 多元统计在QSAR中应用
11.1 QSAR模型的矩阵表示
11.2 多元线性回归(MLR)法构建QSAR模型
11.2.1 回归系数的计算
11.2.2 回归系数的置信区间
11.3 QSAR模型质量评价
11.3.1 几个基本概念
11.3.2 模型估计能力
11.3.3 模型稳定性
11.3.4 模型预测能力
11.4 *佳子集回归
11.5 主成分回归(PCR)法
11.5.1 PCR基本原理
11.5.2 从PCR模型到MLR模型
11.6 模式识别概论
11.6.1 模式与模式识别
11.6.2 数据预处理
11.6.3 相似系数
11.6.4 距离
11.7 线性学习机(LLM)
11.8 K-*近邻法(KNN)
11.9 SIMCA方法
11.9.1 对训练集中每一类建立主成分模型
11.9.2 未知样本测试
11.10 聚类分析-系统聚类方法
11.10.1 基本原理
11.10.2 类间距离的定义与系统聚类方法
习题
参考文献

第十二章 分子连接性与电拓扑状态
12.1 分子连接性
12.1.1 简单分子连接性指数
12.1.2 价分子连接性指数
12.1.3 分子连接性指数的物理意义
12.1.4 分子连接性指数在QSPR/QSAR中的应用
12.2 电拓扑状态
12.2.1 电拓扑状态指数
12.2.2 电拓扑状态指数的应用
习题
参考文献

第十三章 色谱保留与QSAR
13.1 引言
13.2 色谱保留指数
13.2 气相色谱
13.3 **液相色谱
13.4 薄层色谱和纸色谱
13.3 色谱保留指数的预测
13.2.1分子连接性指数预测分子保留指数
13.3.2 TLSER模型预测色谱保留
13.4 色谱保留指数预测化合物的理化性质
13.4.1色谱保留与辛醇-水分配系数
13.4.2色谱保留与水溶解度
13.4.3色谱保留与土壤(沉积物)吸附系数(Koc)
13.4.4色谱保留与生物富集系数(BCF)
13.5 色谱保留预测化合物生物活性
习题
参考文献

第十四章 量子化学在定量结构-性质/活性相关研究中的应用
14.1 引言
14.2 量子化学理论及描述符
14.2.1 分子轨道理论方法
14.2.2 量子化学计算方法
14.2.3 量子化学描述符
14.3 量子化学描述符在定量结构-性质/活性相关研究中的应用
14.3.1 应用量子化学描述符预测化合物的理化性质
14.3.2 应用量子化学描述符预测有机污染物的生物活性
14.3.3 量子化学描述符与溶剂化效应的相关性
14.4 量子化学在有机污染物定量结构-性质/活性相关研究中的展望
习题
参考文献

第十五章 人工神经网络与遗传算法在QSAR中的应用
15.1 人工神经网络的构造和功能
15.1.1人工神经网络基本结构
15.1.2人工神经元的功能函数
15.1.3 BP 型神经网络
15.2 人工神经网络在QSAR中的应用实例
15.2.1 ANN在格式识别/定性分类中的应用
15.2.2 ANN对理化性质和生物活性的定量预测
15.3 遗传算法基本原理与算法实现
15.3.1遗传算法基本原理
15.3.2遗传算法的算法实现
15.4 遗传算法在QSAR中的几个应用实例
15.4.1遗传算法在QSAR变量筛选中的应用
15.4.2遗传算法在复杂QSAR模型训练中的应用
15.4.3遗传算法在QSAR研究中的其它应用
习题
参考文献

第十六章 三维定量结构-活性相关
16.1 引言
16.2 三维定量结构-活性相关方法
16.2.1 分子形状分析
16.2.2 距离几何分析
16.2.3 比较分子力场分析
16.2.4 比较分子相似性指数分析
16.3 三维定量结构-活性相关在环境科学中的应用
16.3.1 卤代芳香族化合物在底泥中吸附行为的三维定量结构-活性相关研究
16.3.2 硝基芳香族化合物对斜生栅列藻急性毒性的三维定量结构-活性相关研究
16.3.3 有机磷酸酯化合物对家蝇急性毒性的三维定量结构-活性相关研究
习题
参考文献

第三部分 典型有机污染物与生态风险评价
第十七章 多环芳烃
17.1 引言
17.2 多环芳烃的命名
17.3 多环芳烃的来源
17.3.1大气中的多环芳烃
17.3.2水中的多环芳烃
17.3.3土壤和沉积物中的多环芳烃
17.3.4矿物中的多环芳烃
17.3.5煤氢化产物
17.3.6有机物的热解和燃烧
17.3.7燃料中的多环芳烃
17.4 多环芳烃的理化性质
17.5 多环芳烃的致癌活性
17.6 多环芳烃的致癌机理
17.6.1多环芳烃的细胞、亚细胞结合
17.6.2多环芳烃的代谢
17.6.3多环芳烃的致癌理论
17.7 多环芳烃的分离与富集
17.7.1 大气飘尘中多环芳烃的分离和富集
17.7.2 水样中多环芳烃的分离和富集
17.7.3 土壤和沉积物中多环芳烃的富集
17.7.4 食品、鱼等中的多环芳烃的分离
17.7.5 烟草及烟草焦油中多环芳烃的富集
17.7.6 煤液化油中多环芳烃的富集
17.7.7 煤焦油及大气飘尘中含氮多环芳烃的分离与富集
17.7.8 石油中杂环PAH的分离与富集
17.7.9 石油中碱性组分的分离与富集
17.7.10 烟草烟雾冷凝物中含氮PAH的富集
17.7.11 燃起发生器焦油中含硫PAH的富集
17.7.12 合成燃料中PAH及杂环PAH的分离与���集

习题
参考文献

第十八章 有机金属化合物
18.1 引言
18.2 环境中有机金属化合物的形成机理
18.3 环境中的有机汞化合物
18.3.1 有机汞化合物的应用
18.3.2 无机汞的甲基化
18.3.3有机汞在环境中的迁移和转化
18.3.4有机汞的生物活性
18.4 环境中的有机锡化合物
18.4.1 有机锡化合物的应用
18.4.2 无机锡的甲基化
18.4.3 有机锡在环境中的迁移和转化
18.4.4 有机锡化合物的生物效应
18.5 环境中的有机铅化合物
18.5.1 有机铅化合物的应用
18.5.2 无机铅的甲基化
18.5.3 环境中有机铅的迁移和转化
18.5.4有机铅的摄入和生物效应
习题
参考文献

第十九章 酚类化合物
19.1 引言
19.2 环境中酚类化合物的来源
19.3 酚的物理、化学及生物行为
19.3.1 酚的吸附
19.3.2 酚的挥发
19.3.3 酚的化学氧化和水解
19.3.4 酚的光解
19.3.5 酚的生物转化
19.3.5.1 氯酚的微生物降解机制
19.3.5.2 五氯酚土壤环境中的降解
19.3.5.3 五氯酚在生物体内的降解代谢
19.4 酚类化合物在环境中的残留
19.4.1 酚在大气和水中的残留
19.4.2 酚在沉积物中的残留
19.4.3 酚在水生植物和无脊椎动物体内的残留
19.4.4 酚在鱼体内的残留
19.5 酚类化合物的毒性
19.5.1 酚对水生植物和无脊椎动物的毒性
19.5.2 酚对鱼的毒性
19.5.3 酚对人类健康的影响
19.6 酚类化合物的分析
19.6.1 4-氨基安替比林比色法(4-AAP)
19.6.2 EPA604法
习题
参考文献

第二十章 硝基芳烃和芳胺
20.1 来源
20.1.1 硝基芳烃的来源
20.1.2 芳胺的来源
20.2 物理化学性质
20.2.1 硝基芳烃的主要物化性质
20.2.2 芳胺的主要物化性质
20.3 毒性
20.3.1 硝基芳烃的毒性
20.3.2 芳胺的毒性
20.4 降解行为
20.4.1 硝基芳烃的降解
20.4.2 芳胺的降解
20.5 小结
习题
参考文献

第二十一章 多氯联苯与二噁英类物质
21.1 多氯联苯
21.1.1 多氯联苯的分子结构与命名
21.1.2 多氯联苯的理化性质
21.1.3 多氯联苯的生产、应用与排放
21.1.4 多氯联苯的环境行为
21.1.5 多氯联苯的环境残留水平与人类暴露
21.2 多氯代二噁英
21.2.1二噁英的结构与性质
21.2.2二噁英的环境来源
21.2.3二噁英的环境残留
21.2.4 二噁英的环境行为
21.2.5 二噁英的食品污染
21.3 多氯联苯与二噁英的毒性效应
21.3.1多氯联苯与二噁英的毒性效应
21.3.2 二噁英类物质的分子毒性机理
21.3.3 二噁英类物质的等价毒性系数方法
习题
参考文献

第二十二章 石油烃类污染物
22.1 石油烃类的大气污染
22.2 石油烃类的地表水与海洋污染
22.2.1非生物过程
22.2.2生物过程
22.2.3石油在地表水环境中归趋的分析研究实例
22.3 石油烃类的土壤和地下水污染
22.3.1石油烃类物质进入土壤环境的途径及存在状态
22.3.2石油烃类污染物对土壤生态环境的危害
22.3.3石油烃类污染物在土壤中的迁移转化
习题
参考文献

第二十三章 有机农药
23.1 引言
23.2 农药对大气的污染
23.2.1 大气中的农药来源
23.2.2 农药进入大气的方式
23.2.3 农药在大气中的行为
23.3 水环境中的农药
23.3.1 地面水中农药的来源
23.3.2 影响农药进入水环境的因素
23.3.3 地面水中农药的生态意义
23.4 土壤中的农药
23.4.1 土壤中农药的来源
23.4.2 土壤中农药的残留
23.4.3 影响土壤中农药残留的因素
23.5 有机氯农药
23.5.1 DDT及其类似物
23.5.2 林丹
23.6 有机磷农药
23.6.1 磷酸衍生物
23.6.2 硫代磷酸衍生物
23.6.3 二硫代磷酸衍生物
23.6.4 膦酸类的衍生物
23.7 有机氮农药
23.7.1 西维因
23.7.2 涕灭威
23.7.3 氯苯胺灵
23.7.4 苯菌灵
习题
参考文献

第二十四章 环境内分泌干扰物质(EDCs)
24.1 环境中的内分泌干扰物质
24.1.1 环境内分泌干扰物质的含义
24.1.2内分泌干扰性物质的环境来源
24.1.3 环境内分泌干扰物质的分类
24.2 环境内分泌干扰物质的生态与健康效应
24.2.1 对内分泌系统的影响
24.2.2 对生殖和发育的影响
24.2.3 对**发生的影响
24.2.4 对神经系统的影响
24.2.5 对免疫系统的影响
24.2.6 其它影响
24.2.7 影响毒性效应的因素
24.3 环境内分泌干扰物质的分子毒性机理
24.3.1 雌激素受体作用机理
24.3.2 雄性激素受体拮抗作用机理
24.3.3 其它受体作用机理
24.3.4 干扰细胞信号传递途径
24.3.5 干扰胚胎发育过程的基因表达
24.4 环境分泌干扰物质的鉴别与筛选
24.4.1 内分泌干扰活性的评价方法
24.4.2 环境内分泌干扰物质的结构-活性关系
24.4.3 环境内分泌干扰物质的综合筛选与评价
习题
参考文献

第二十五章 有毒化学品的风险评价
25.1 风险评价概述
25.1.1 基本概念
25.1.2 学科领域与应用范围
25.1.3 预测性风险评价与回顾性风险评价
25.2 风险评价与风险管理
25.2.1 前言
25.2.2 风险评价与风险管理过程
25.3 暴露评价
25.3.1 暴露评价的内容
25.3.2 有机污染物的环境过程
25.3.3有机污染物迁移、转化与归宿分析
25.3.4 暴露途径分析
25.3.5 影响暴露的因素
25.3.6 暴露计算
25.4 效应评价
25.4.1 生态效应评价
25.4.2 毒理学效应评价
25.4.3 剂量-效应关系评价
25.4.4 流行病学数据的应用
25.5风险表征
25.5.1 概述
25.5.2 定性的风险表征
25.5.3定量的风险表征
25.5.4 不确定性分析
习题
参考文献
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