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環(huán)境化學(xué)前沿 讀者對象:可供環(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、高年級本科生、研究生和政府管理人員閱讀和參考。 ![]()
環(huán)境化學(xué)是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分, 環(huán)境化學(xué)主要基于化學(xué)理論和方法, 結(jié)合地學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等交叉學(xué)科技術(shù), 以污染物為研究對象, 以解決相關(guān)環(huán)境問題為目標(biāo), 是一門研究污染物的生成與釋放、環(huán)境賦存與歸宿、轉(zhuǎn)化與代謝、毒性效應(yīng)與健康影響及其削減控制的原理與技術(shù)學(xué)科。經(jīng)過40多年的發(fā)展, 我國環(huán)境化學(xué)在學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)、隊伍規(guī)模、實現(xiàn)國家目標(biāo)和提升國際影響力等方面均取得了長足進(jìn)步。環(huán)境化學(xué)已成為化學(xué)的一個重要分支。本書連續(xù)出版物邀請我國環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域著名的專家學(xué)者, 包括40多位“國家杰出青年科學(xué)基金”獲得者和“長江學(xué)者”入選者撰稿。本書與前兩輯內(nèi)容互為補充, 根據(jù)學(xué)科發(fā)展特點及國家重大需求增添了相關(guān)內(nèi)容, 比如“雙碳”、新污染物監(jiān)測及管理等, 力求反映和代表我國目前環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的工作特色和主流發(fā)展趨勢。
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目錄
序言 第1章 原位樣品前處理技術(shù)在環(huán)境分析和毒理學(xué)研究中的應(yīng)用 1 1.1 引言 2 1.2 原位樣品前處理技術(shù) 3 1.2.1 SPME技術(shù)與被動采樣技術(shù) 3 1.2.2 原位樣品前處理技術(shù)的定量方法 3 1.3 原位樣品前處理技術(shù)在環(huán)境分析與毒理學(xué)研究中的應(yīng)用 5 1.3.1 原位樣品前處理技術(shù)在環(huán)境介質(zhì)中的應(yīng)用 5 1.3.2 SPME在動植物活體組織中的應(yīng)用 6 1.3.3 SPME在人體樣品和細(xì)胞代謝研究中的應(yīng)用 7 1.4 SPME技術(shù)與其他分析方法聯(lián)用 9 1.4.1 SPME-GC×GC 9 1.4.2 SPME-AMS技術(shù) 10 1.4.3SPME-SERS分析 11 1.5 展望 11 參考文獻(xiàn) 11 第2章 基于高分辨質(zhì)譜非靶向分析的污染物發(fā)現(xiàn) 18 2.1 引言 19 2.2 樣品前處理 19 2.3 儀器分析 20 2.3.1 組分分離 20 2.3.2 組分分析 20 2.4 數(shù)據(jù)處理 23 2.4.1 數(shù)據(jù)的提取 23 2.4.2 化合物的鑒定 25 2.5 應(yīng)用實例 27 2.5.1 新型污染物的識別與發(fā)現(xiàn) 27 2.5.2 優(yōu)控或關(guān)鍵污染物篩選 28 2.5.3 基于特征官能團(tuán)的污染物識別 28 2.5.4 基于效應(yīng)導(dǎo)向分析技術(shù)的有害污染物識別 29 2.6 展望 30 參考文獻(xiàn) 30 第3章 環(huán)境穩(wěn)定同位素技術(shù)進(jìn)展 35 3.1 引言 36 3.2 穩(wěn)定同位素溯源的基本原理 36 3.2.1 穩(wěn)定同位素分餾 36 3.2.2 穩(wěn)定同位素標(biāo)記 37 3.3 穩(wěn)定同位素分析方法昀新進(jìn)展 37 3.3.1 非傳統(tǒng)(金屬)穩(wěn)定同位素分析方法最新進(jìn)展 38 3.3.2 單體穩(wěn)定同位素分析方法最新進(jìn)展 40 3.3.3 穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)在方法學(xué)上的新進(jìn)展 42 3.4 穩(wěn)定同位素技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的昀新進(jìn)展 43 3.4.1 穩(wěn)定同位素技術(shù)在環(huán)境金屬源解析中的最新進(jìn)展 43 3.4.2 單體穩(wěn)定同位素技術(shù)在有機污染物溯源和轉(zhuǎn)化方面的最新進(jìn)展 46 3.4.3 穩(wěn)定同位素標(biāo)記技術(shù)在環(huán)境污染物降解及微生物分析中的應(yīng)用 48 3.5 展望 51 參考文獻(xiàn) 51 第4章 疫情期間的消毒與消毒副產(chǎn)物問題 65 4.1 引言 66 4.2 微生物風(fēng)險 67 4.2.1 新型冠狀病毒SARS-CoV-2 67 4.2.2 細(xì)菌 69 4.2.3 真菌 72 4.2.4 原生動物 73 4.3 消毒副產(chǎn)物 74 4.3.1 識別與檢測 74 4.3.2 毒性和風(fēng)險 77 4.3.3 生成機制 80 4.3.4 DBPs生成控制 87 4.4 應(yīng)對疫情的環(huán)境消毒技術(shù)和實踐 88 4.4.1 公共場所中SARS-CoV-2的消毒控制 88 4.4.2 食品冷鏈 90 4.4.3 給排水消毒 91 4.4.4 過度消毒的潛在生態(tài)影響 92 4.5 展望 93 參考文獻(xiàn) 94 第5章 環(huán)境代謝組學(xué)研究進(jìn)展 104 5.1 引言 105 5.2 核磁/質(zhì)譜代謝組學(xué)研究進(jìn)展 105 5.2.1 環(huán)境代謝組學(xué)概述 105 5.2.2 基于核磁共振的代謝組學(xué)研究 106 5.2.3 基于色譜質(zhì)譜的代謝組學(xué)研究 107 5.2.4 基于核磁共振聯(lián)合質(zhì)譜的代謝組學(xué)研究 110 5.3 質(zhì)譜成像技術(shù)及其研究進(jìn)展 110 5.3.1 質(zhì)譜成像技術(shù)的概述 110 5.3.2 質(zhì)譜成像分析流程 111 5.3.3 常見質(zhì)譜成像技術(shù) 112 5.3.4 質(zhì)譜成像技術(shù)在污染物毒理學(xué)研究中的應(yīng)用 113 5.3.5 質(zhì)譜成像技術(shù)在藥物研究中的應(yīng)用 114 5.4 多組學(xué)整合在環(huán)境毒理學(xué)中的研究進(jìn)展 115 5.4.1 多組學(xué)整合分析概述 115 5.4.2 多組學(xué)整合分析工具 116 5.4.3 多組學(xué)技術(shù)在有機污染物毒性機制研究中的應(yīng)用 118 5.4.4 多組學(xué)技術(shù)在重金屬毒性機制研究中的應(yīng)用 120 5.5 展望 122 參考文獻(xiàn) 123 第6章 同步輻射技術(shù)推進(jìn)環(huán)境化學(xué)研究 130 6.1 引言 131 6.2 同步輻射的發(fā)展及中國的貢獻(xiàn) 132 6.2.1 同步輻射的應(yīng)用進(jìn)展 132 6.2.2 同步輻射技術(shù) 132 6.2.3 同步輻射光源聚焦的環(huán)境元素 135 6.2.4 同步輻射裝置 136 6.2.5 中國同步輻射在環(huán)境領(lǐng)域的貢獻(xiàn) 137 6.3 同步輻射技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用 137 6.3.1 環(huán)境污染監(jiān)測 137 6.3.2 生態(tài)毒理 138 6.3.3 污染遷移轉(zhuǎn)化 139 6.3.4 動態(tài)原位反應(yīng)過程 141 6.3.5 單原子催化表征 142 6.4 結(jié)論與展望 142 參考文獻(xiàn) 143 第7章 天然有機質(zhì)的環(huán)境行為和效應(yīng) 148 7.1 引言 149 7.2 天然有機質(zhì)的分子表征技術(shù)及其在生態(tài)環(huán)境研究中的應(yīng)用 150 7.2.1 核磁共振波譜分析及其應(yīng)用 150 7.2.2 生物標(biāo)志物分析及其應(yīng)用 152 7.2.3 高分辨質(zhì)譜分析及其應(yīng)用 154 7.2.4 顯微成像技術(shù)及其應(yīng)用 157 7.3 天然有機質(zhì)與污染物的相互作用機制及預(yù)測模型 161 7.3.1 天然有機質(zhì)對有機污染物的吸附機制與預(yù)測 162 7.3.2 天然有機質(zhì)對污染物轉(zhuǎn)化行為的介導(dǎo)效應(yīng) 167 7.4 展望 171 參考文獻(xiàn) 172 第8章 農(nóng)用化學(xué)品環(huán)境化學(xué)與毒理學(xué)研究進(jìn)展 184 8.1 引言 185 8.2 農(nóng)藥環(huán)境殘留特征及其生態(tài)風(fēng)險 186 8.2.1 我國主要流域新煙堿類農(nóng)藥時空分布及生態(tài)風(fēng)險 186 8.2.2 廣州市城市與農(nóng)村區(qū)域土壤-地表水-沉積物系統(tǒng)中的新煙堿農(nóng)藥殘留分布與生態(tài)風(fēng)險 187 8.2.3 中國浙江省非作物植物花粉和蜂蜜中新煙堿類農(nóng)藥殘留特征及暴露風(fēng)險 187 8.2.4 浙江省農(nóng)田土壤和地表水中擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留特征及分配規(guī)律 188 8.2.5 農(nóng)田有機氯農(nóng)藥殘留水平變化趨勢與陸生小型哺乳動物的生殖健康 188 8.3 農(nóng)藥的人體污染負(fù)荷及健康風(fēng)險 189 8.3.1 DDTs 189 8.3.2 HCHs中國人群母嬰暴露風(fēng)險 190 8.3.3 農(nóng)藥的母乳喂養(yǎng)膳食暴露風(fēng)險 190 8.3.4 擬除蟲菊酯殺蟲劑暴露健康風(fēng)險 191 8.3.5 新型煙堿類農(nóng)藥人群膳食暴露風(fēng)險 192 8.3.6 農(nóng)藥代謝產(chǎn)物毒性效應(yīng)評價 193 8.3.7 復(fù)合污染評價 193 8.4 農(nóng)藥生物有效性與環(huán)境行為 194 8.4.1 傳統(tǒng)的農(nóng)藥在不同環(huán)境介質(zhì)中生物有效性研究 194 8.4.2 農(nóng)藥的母胎傳遞行為與機制 196 8.4.3 基于EDA和TIC的農(nóng)藥生物有效性研究 197 8.5 農(nóng)藥毒性效應(yīng)的分子機制研究進(jìn)展 197 8.5.1 擬除蟲菊酯毒性機制研究進(jìn)展 197 8.5.2 甲霜靈毒性機制研究進(jìn)展 198 8.5.3 氟蟲腈水生毒性機制研究進(jìn)展 199 8.5.4 新煙堿類農(nóng)藥暴露與蜜蜂候群癥風(fēng)險 199 8.6 手性農(nóng)藥環(huán)境安全研究進(jìn)展 200 8.6.1 三唑類農(nóng)藥對映體選擇性環(huán)境行為及毒性差異 200 8.6.2 手性農(nóng)藥毒性效應(yīng)的對映體差異 201 8.7 非農(nóng)藥類農(nóng)用化學(xué)品的環(huán)境安全 204 8.7.1 我國農(nóng)田土壤中鄰苯二甲酸酯化合物的殘留及健康風(fēng)險 204 8.7.2 我國農(nóng)田土萃取液內(nèi)分泌干擾效應(yīng)評價 204 8.7.3 農(nóng)藥助劑壬基酚聚氧乙烯醚及其代謝物在稻田土壤系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化和積累 205 8.7.4 人用抗生素通過影響腸道菌群增大三嗪除草劑農(nóng)藥的生物可利用率 205 8.8 展望 207 參考文獻(xiàn) 208 第9章 核化學(xué)與放射化學(xué)技術(shù)研究進(jìn)展 216 9.1 引言 217 9.2 基礎(chǔ)和理論放射化學(xué) 217 9.2.1 錒系金屬富勒烯的分子與電子結(jié)構(gòu)研究 217 9.2.2 限域配位環(huán)境下錒系化學(xué)鍵的研究 217 9.2.3 超鈾元素固體化學(xué)研究 218 9.2.4 核素固化與穩(wěn)定性研究 218 9.3 核能應(yīng)用放射化學(xué) 220 9.3.1 新型材料的設(shè)計合成及環(huán)境放射性污染治理 220 9.3.2 海水提鈾材料的設(shè)計及其性能研究 223 9.3.3 催化還原技術(shù)用于含鈾廢水處理 230 9.3.4 多孔框架材料用于乏燃料后處理中幾類關(guān)鍵核素的污染治理 232 9.3.5 新型核素分離檢測流程開發(fā) 234 9.4 核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救治技術(shù) 238 9.4.1 含鈾輻射探測閃爍體和半導(dǎo)體 238 9.4.2 放射性核素輻射防護(hù)劑 238 9.4.3 含釷放射性廢物的核藥物資源化利用 239 9.4.4 用于AD及前列腺腫瘤早期診斷的正電子放射性藥物 240 9.5 核技術(shù)應(yīng)用 241 9.5.1 含鈾輻射探測閃爍體和半導(dǎo)體 241 9.5.2 新型MOFs半導(dǎo)體及柔性輻射探測材料 243 9.5.3 輻射合成 245 9.5.4 功能材料的同位素效應(yīng) 246 9.6 展望 246 參考文獻(xiàn) 247 第10章 砷銻的生物地球化學(xué)循環(huán)研究進(jìn)展 254 10.1 引言 255 10.2 微生物介導(dǎo)下砷的形態(tài)轉(zhuǎn)化 255 10.2.1 砷的形態(tài)與毒性 255 10.2.2 砷的生物氧化 255 10.2.3 砷的生物還原 256 10.2.4 砷的甲基化 257 10.2.5 有機砷的生物轉(zhuǎn)化 257 10.3 銻的生物地球化學(xué)循環(huán) 258 10.3.1 銻在自然界中的主要形態(tài) 258 10.3.2 微生物介導(dǎo)銻的形態(tài)轉(zhuǎn)化 259 10.3.3 銻-鐵耦合生物地球化學(xué) 260 10.3.4 銻-硫耦合生物地球化學(xué) 261 10.4 研究展望 262 參考文獻(xiàn) 263 第11章 鐵環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展 268 11.1 引言 269 11.2 零價鐵與污染控制及環(huán)境修復(fù) 269 11.2.1 零價鐵的活性改性策略 269 11.2.2 零價鐵在水污染控制方面的研究進(jìn)展 270 11.2.3 零價鐵在地下水和土壤修復(fù)方面的研究進(jìn)展 271 11.3 鐵礦物與污染控制和環(huán)境修復(fù) 272 11.3.1 自然環(huán)境中鐵礦物去除污染物的基本原理 272 11.3.2 基于Fe(II)礦物活化O2降解有機污染物的修復(fù)方法 273 11.3.3 基于Fe(II)礦物修復(fù)污染土壤/地下水的研究展望 274 11.4 高鐵酸鹽的技術(shù)原理與強化 275 11.4.1 Fe(VI)氧化特性及強化氧化研究 275 11.4.2 強化高鐵酸鹽氧化污染物的研究進(jìn)展 277 11.4.3 高鐵酸鹽的應(yīng)用進(jìn)展 278 11.5 鐵循環(huán)與環(huán)境污染物遷移轉(zhuǎn)化 279 11.5.1 土壤鐵礦物非生物和生物轉(zhuǎn)化過程 280 11.5.2 土壤有機物對鐵礦物轉(zhuǎn)化過程的影響機制 281 11.5.3 土壤鐵礦物界面重金屬反應(yīng)機制 281 11.5.4 土壤鐵礦物-有機質(zhì)相互作用下的重金屬反應(yīng)機制 282 11.6 鐵與微生物耦合及其廢水處理技術(shù) 283 11.6.1 引言 283 11.6.2 鐵促進(jìn)厭氧種間氫氣傳遞原理及其在厭氧消化的應(yīng)用 284 11.6.3 異化鐵還原偶聯(lián)復(fù)雜有機物降解過程中直接種間電子傳遞機制 284 11.6.4 廢水生物脫氮過程中潛在的鐵循環(huán)機制 285 11.7 展望 286 參考文獻(xiàn) 286 第12章 我國近海海洋污染的現(xiàn)狀、問題與對策 291 12.1 我國海岸帶和近海污染問題概述 292 12.1.1 海岸帶與近!292 12.1.2 近海海洋污染與生態(tài)風(fēng)險 292 12.1.3 近海海洋分析監(jiān)測 294 12.1.4 近海海洋環(huán)境問題與發(fā)展趨勢 295 12.2 近海環(huán)境主要污染物污染現(xiàn)狀 296 12.2.1 營養(yǎng)鹽 296 12.2.2 重金屬 300 12.2.3 有機污染物 301 12.2.4 微/納米污染物 303 12.3 海岸帶和近海污染物分析與監(jiān)測 303 12.3.1 重金屬 304 12.3.2 持久性有毒污染物 304 12.3.3 醫(yī)藥與個人護(hù)理用品(PPCPs) 305 12.3.4 抗性基因 306 12.3.5 微塑料 306 12.3.6 納米顆粒 307 12.3.7 先進(jìn)樣品前處理與檢測技術(shù) 309 12.4 海岸帶和近海的污染危害、問題及其對策 311 12.4.1 我國近海海洋污染的危害 311 12.4.2 我國近海海洋污染對策 312 12.4.3 我國近海污染治理(以石油修復(fù)為例) 315 12.5 結(jié)論與展望 316 參考文獻(xiàn) 316 第13章 暴露組學(xué)與食品安全 326 13.1 引言 327 13.2 外暴露解析與中國總膳食研究 327 13.2.1 污染物膳食暴露評估方法 327 13.2.2 第六次中國總膳食研究 328 13.2.3 我國居民二噁英及其類似物膳食暴露 329 13.3 生命早期內(nèi)暴露解析與POPs履約生物監(jiān)測研究 331 13.3.1 產(chǎn)前熱點污染物暴露水平和影響因素 331 13.3.2 我國兒童鉛的暴露水平和影響因素 332 13.3.3 6~17歲兒童、青少年鄰苯二甲酸酯及其代謝產(chǎn)物暴露特征分析 332 13.3.4 母乳POPs監(jiān)測-斯德哥爾摩公約履約成效評估 333 13.4 重要風(fēng)險因子生物利用率研究 334 13.4.1 食品中典型持久性有機污染物的生物可及性和生物利用率 335 13.4.2 食品中鎘與高氯酸鹽生物可及性和生物利用率 336 13.4.3 海產(chǎn)品中不同形態(tài)砷化合物的生物可及性和生物利用率 337 13.5 基于PBTK的內(nèi)外暴露關(guān)聯(lián)機制研究 338 13.5.1 二噁英類化合物的PBTK模型 338 13.5.2 高氯酸鹽的PBTK模型 339 13.5.3 全氟化合物的PBTK模型 339 13.5.4 雙酚類物質(zhì)多暴露途徑的PBTK模型 340 13.6 風(fēng)險因子與代謝標(biāo)志物表征研究 341 13.6.1 鎘 341 13.6.2 二噁英類物質(zhì) 342 13.6.3 高氯酸鹽與多溴二苯醚 342 13.7 基于BMDL的熱點污染物健康影響研究 342 13.7.1 化學(xué)污染物對人群健康的影響 342 13.7.2 基準(zhǔn)劑量方法 343 13.7.3 應(yīng)用BMD法進(jìn)行鎘致腎損傷風(fēng)險評估 344 13.8 展望 345 參考文獻(xiàn) 345 第14章 大氣環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展 348 14.1 引言 349 14.2 大氣HONO的研究進(jìn)展 349 14.2.1 NO2的表面非均相反應(yīng)是HONO的重要來源 350 14.2.2 農(nóng)業(yè)活動對HONO排放的影響 351 14.2.3 HONO的其他來源 352 14.2.4 室內(nèi)HONO的研究 353 14.2.5 HONO對大氣氧化性的影響 353 14.3 揮發(fā)性有機物及中等揮發(fā)性有機物的氧化機制 354 14.3.1 長鏈烷烴的實驗室研究 355 14.3.2 生物源與人為源揮發(fā)性有機物的實驗室研究 356 14.4 大氣高氧化度有機分子 356 14.5 大氣新粒子形成 358 14.5.1 內(nèi)陸地區(qū)的新粒子形成 358 14.5.2 海洋地區(qū) 364 14.6 海洋氣溶膠 366 14.6.1 海洋氣溶膠的外場觀測研究 366 14.6.2 海洋氣溶膠產(chǎn)生的實驗室模擬研究 367 14.6.3 海洋氣溶膠的表面化學(xué)研究 369 14.6.4 海洋氣溶膠的模式模擬研究 370 14.7 生物質(zhì)燃燒排放HULIS的分子組成和吸光特征..371 14.7.1 HULIS的提取和測量技術(shù) 371 14.7.2 生物質(zhì)燃燒排放HULIS的分子組成和吸光特性 372 14.7.3 生物質(zhì)燃燒傳輸對青藏高原HULIS的影響 375 14.7.4 結(jié)論 380 14.8 灰霾期間硫酸鹽的快速生成機制 380 14.9 環(huán)境污染控制 381 14.10 展望 382 參考文獻(xiàn) 383 第15章 大氣污染健康危害的流行病學(xué)和毒理學(xué)進(jìn)展 398 15.1 大氣污染健康危害的流行病學(xué)研究進(jìn)展 399 15.1.1 大氣污染的急性健康效應(yīng) 399 15.1.2 大氣污染的慢性健康效應(yīng) 408 15.1.3 大氣污染健康效應(yīng)的干預(yù)研究 413 15.2 大氣污染健康危害的毒理學(xué)研究進(jìn)展 419 15.2.1 大氣污染的毒理學(xué)效應(yīng) 419 15.2.2 大氣污染物的毒理學(xué)機制 423 15.3 大氣污染對新型冠狀病毒肺炎影響的研究進(jìn)展 429 15.3.1 大氣污染對新型冠狀病毒肺炎影響的人群流行病學(xué)研究 429 15.3.2 大氣污染對新型冠狀病毒肺炎影響的機制學(xué)研究 430 15.4 本章 小結(jié) 430 參考文獻(xiàn) 430 第16章 納米顆粒與植物的交互作用 445 16.1 引言 446 16.2 納米顆粒的植物吸收與遷移 447 16.2.1 植物根部對納米顆粒的吸收與植物體內(nèi)遷移 448 16.2.2 植物葉片對納米顆粒的吸收與植物體內(nèi)遷移 450 16.2.3 納米顆粒在植株中的組織分布和亞細(xì)胞分布 451 16.2.4 脂質(zhì)交換包膜穿透模型 452 16.3 納米顆粒的植物轉(zhuǎn)化 453 16.3.1 納米顆粒在植物體外的轉(zhuǎn)化 453 16.3.2 納米顆粒在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化 455 16.4 納米顆粒對植物的生物效應(yīng) 457 16.4.1 納米顆粒對種子萌發(fā)的影響 458 16.4.2 納米顆粒對植物的形態(tài)、生長和產(chǎn)量的影響 458 16.4.3 納米顆粒對植物光合作用的影響 459 16.4.4 納米顆粒對植物營養(yǎng)成分的影響 459 16.4.5 納米顆粒誘導(dǎo)植物活性氧生成以及抗氧化酶的調(diào)控 460 16.4.6 納米顆粒誘導(dǎo)植物基因損傷 460 16.5 展望 461 參考文獻(xiàn) 461 第17章 納米材料的環(huán)境效應(yīng)與應(yīng)用研究進(jìn)展 467 17.1 引言 468 17.2 大氣中的納米顆粒物 468 17.2.1 賦存狀態(tài)與分析 469 17.2.2 溯源研究 470 17.2.3 毒理與健康效應(yīng) 472 17.3 水環(huán)境中的納米材料 473 17.3.1 賦存狀態(tài)與分析 473 17.3.2 轉(zhuǎn)化與遷移 474 17.3.3 生態(tài)毒理效應(yīng) 475 17.4 土壤中的納米材料 476 17.4.1 賦存狀態(tài)與分析 477 17.4.2 轉(zhuǎn)化與遷移 478 17.4.3 生態(tài)毒理效應(yīng) 480 17.5 納米材料的環(huán)境應(yīng)用進(jìn)展 482 17.5.1 在大氣污染治理中的應(yīng)用 482 17.5.2 在水污染治理中的應(yīng)用 484 17.5.3 在土壤污染治理中的應(yīng)用 486 17.5.4 在環(huán)境分析中的應(yīng)用 488 17.6 展望 490 參考文獻(xiàn) 490 第18章 納米毒理學(xué)研究進(jìn)展 507 18.1 引言 508 18.2 人工納米材料的生物轉(zhuǎn)化及其效應(yīng) 510 18.2.1 前言 510 18.2.2 人工納米材料的生物分布、再分布和代謝 511 18.2.3 人工納米材料在生物介質(zhì)中理化性質(zhì)的改變 514 18.2.4 小結(jié) 518 18.3 納米-生物界面作用的影響因素及生物效應(yīng) 519 18.3.1 納米材料的表面性質(zhì) 519 18.3.2 納米材料的表界面化學(xué)反應(yīng) 521 18.3.3 納米-生物界面作用機制 522 18.3.4 小結(jié) 524 18.4 表面催化活性介導(dǎo)的納米毒性效應(yīng) 524 18.4.1 二維硫族過渡金屬及石墨烯納米片催化脂質(zhì)過氧化引發(fā)鐵死亡 524 18.4.2 具有類脫氫酶活性的SnSe納米片干擾細(xì)胞內(nèi)三羧酸循環(huán)引發(fā)細(xì)胞死亡 528 18.4.3 M-C-N石墨烯納米片具有類NADPH氧化酶活性,誘發(fā)細(xì)胞免疫響應(yīng) 532 18.4.4 納米抗菌劑與細(xì)菌耐藥性進(jìn)化 535 18.5 大數(shù)據(jù)時代的信息學(xué)在納米毒理研究中的應(yīng)用 538 18.5.1 前言 538 18.5.2 大數(shù)據(jù)和人工智能簡介及其應(yīng)用 539 18.5.3 小結(jié) 546 18.6 納米毒理學(xué)的挑戰(zhàn)與展望 546 參考文獻(xiàn) 548 第19章 新污染物的生態(tài)毒理效應(yīng) 559 19.1 引言 560 19.2 有機磷酸酯的生態(tài)毒性 563 19.2.1 有機磷酸酯的概述 563 19.2.2 有機磷酸酯在水生生物中的富集與放大效應(yīng) 564 19.2.3 有機磷酸酯在植物中的富集過程與機制 567 19.2.4 有機磷酸酯的內(nèi)分泌干擾毒性效應(yīng)與機制 567 19.2.5 有機磷酸酯對植物的毒性效應(yīng) 570 19.2.6 有機磷酸酯的人體暴露與胎盤轉(zhuǎn)運 570 19.2.7 展望 573 19.3 新溴代阻燃劑的神經(jīng)內(nèi)分泌毒性效應(yīng) 573 19.3.1 新溴代阻燃劑概述 573 19.3.2 NBFRs的甲狀腺內(nèi)分泌干擾效應(yīng) 574 19.3.3 NBFRs的生殖內(nèi)分泌干擾效應(yīng) 577 19.3.4 NBFRs的神經(jīng)毒性效應(yīng) 579 19.3.5 NBFRs對脂質(zhì)代謝過程的影響 582 19.3.6 展望 583 19.4 抗生素誘發(fā)肥胖效應(yīng)與機制 584 19.4.1 抗生素成為新的環(huán)境誘胖劑及其潛在機制 584 19.4.2 環(huán)境抗生素跨世代傳遞與長期毒性效應(yīng) 587 19.4.3 抗生素多世代誘胖效應(yīng) 591 19.5 新污染物的晝夜節(jié)律干擾效應(yīng) 592 19.5.1 魚類的晝夜節(jié)律系統(tǒng) 592 19.5.2 晝夜節(jié)律與生理生化過程調(diào)控 593 19.5.3 影響晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的環(huán)境因素 595 19.5.4 環(huán)境類固醇激素的晝夜節(jié)律干擾效應(yīng) 596 19.5.5 殺蟲劑除草劑的晝夜節(jié)律干擾效應(yīng) 597 19.5.6 神經(jīng)類藥物的晝夜節(jié)律干擾效應(yīng) 598 19.5.7 重金屬的晝夜節(jié)律干擾效應(yīng) 598 19.5.8 其他新污染物的晝夜節(jié)律干擾效應(yīng) 599 19.5.9 展望 600 參考文獻(xiàn) 601 第20章 H2S酸性氣資源回收及轉(zhuǎn)化利用反應(yīng)過程的研究進(jìn)展 620 20.1 引言 621 20.2 酸性氣硫磺回收過程進(jìn)展 622 20.2.1 克勞斯(Claus)反應(yīng) 622 20.2.2 有機硫(COS和CS2)水解 624 20.2.3 H2S選擇催化氧化 626 20.3 酸性氣資源利用進(jìn)展 630 20.3.1 H2S分解回收H2和單質(zhì)硫 630 20.4 小結(jié) 636 參考文獻(xiàn) 636 第21章 揮發(fā)性有機污染物(VOCs)催化反應(yīng)過程的研究進(jìn)展 642 21.1 碳?xì)漕怴OCs催化反應(yīng)過程 643 21.1.1 烷烴催化反應(yīng)過程 643 21.1.2 烯烴催化反應(yīng)過程 644 21.1.3 芳香烴催化反應(yīng)過程 645 21.2 含氧VOCs催化反應(yīng)過程 646 21.2.1 醛酮類催化反應(yīng)過程 646 21.2.2 醇酯類催化反應(yīng)過程 648 21.3 含雜原子VOCs催化反應(yīng)過程 649 21.3.1 Cl-VOCs催化反應(yīng)過程 649 21.3.2 Br-VOCs催化反應(yīng)過程 650 21.3.3 S-VOCs催化反應(yīng)過程 651 21.3.4 N-VOCs催化反應(yīng)過程 652 21.4 VOCs氧化整體式催化劑 652 21.5 小結(jié)與展望 654 參考文獻(xiàn) 655 第22章 化學(xué)氧化環(huán)境修復(fù)技術(shù)進(jìn)展 664 22.1 引言 665 22.2 Fenton高級氧化修復(fù)技術(shù) 666 22.2.1 Fenton技術(shù)原理 666 22.2.2 增強Fenton氧化的原理及策略 668 22.2.3 Fenton氧化修復(fù)有機污染場地 672 22.2.4 修復(fù)案例 675 22.3 基于過硫酸鹽的高級氧化修復(fù)技術(shù) 676 22.3.1 基本原理 676 22.3.2 過硫酸鹽的活化方式 677 22.3.3 催化降解機制 681 22.3.4 影響因素 682 22.3.5 有機污染場地修復(fù)案例 684 22.4 其他高級氧化修復(fù)技術(shù) 685 22.4.1 氧化機理 685 22.4.2 影響因素 686 22.5 展望 687 參考文獻(xiàn) 687 第23章 海洋(微)塑料污染及其對碳中和的意義 695 23.1 引言 696 23.2 全球海洋塑料污染現(xiàn)狀 697 23.2.1 海洋塑料垃圾的來源 697 23.2.2 海洋微塑料污染分布 698 23.3 河流塑料污染現(xiàn)狀 699 23.3.1 全球河流塑料垃圾的分布 699 23.3.2 河流微塑料對鄰近海洋環(huán)境的貢獻(xiàn) 701 23.4 河流塑料入海通量 703 23.4.1 實測河流微塑料入海通量 703 23.4.2 河流塑料入海通量與模型估算對比 704 23.5 塑料污染治理與碳中和 705 23.5.1 碳中和的背景及現(xiàn)狀 705 23.5.2 研究特定對象的碳循環(huán)方法——生命周期評價模型 706 23.5.3 塑料——難以降解的環(huán)境污染物,亦是最大的人工碳庫 707 23.5.4 實現(xiàn)塑料工業(yè)碳中和的一種可能的途徑——生物基塑料 710 23.6 結(jié)論與展望 712 參考文獻(xiàn) 713 第24章 環(huán)境中微納塑料的檢測、老化及效應(yīng)研究進(jìn)展 720 24.1 引言 721 24.2 環(huán)境中微納塑料的來源及分析技術(shù) 721 24.2.1 環(huán)境中微納塑料來源及機制 721 24.2.2 微納塑料的定性和定量分析技術(shù) 722 24.2.3。ㄎⅲ┧芰衔⒂^表面變化等表征技術(shù) 726 24.3 微納塑料的老化及溶解性物質(zhì)釋放 728 24.3.1 微納塑料的老化作用及機制 728 24.3.2 老化微納塑料中溶解性物質(zhì)的釋放 731 24.4 老化作用對微納塑料環(huán)境行為的影響 732 24.4.1 團(tuán)聚和遷移規(guī)律 732 24.4.2 化學(xué)反應(yīng)活性 733 24.4.3 吸附行為和載體效應(yīng) 734 24.5 老化作用對微納塑料生物毒性的影響 736 24.5.1 老化微納塑料衍生物的毒性 737 24.5.2 塑料添加劑轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的毒性 738 24.5.3 吸附污染物的毒性 739 24.6 展望 742 參考文獻(xiàn) 743 第25章 碳中和目標(biāo)下的環(huán)境污染防治 757 25.1 引言 758 25.2 碳中和與綠色替代 758 25.2.1 我國碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)路徑 758 25.2.2 煤等化石燃料的清潔利用 760 25.2.3 二氧化碳的捕集、儲存與轉(zhuǎn)化 762 25.3 碳中和與協(xié)同減排 764 25.3.1 碳中和與大氣污染物協(xié)同減排 764 25.3.2 水處理過程中的碳中和技術(shù) 767 25.3.3 土壤固碳與污染協(xié)同治理 771 25.4 展望 774 參考文獻(xiàn) 774 第26章 生物質(zhì)廢物的“碳中和”潛力及其資源化利用原理與技術(shù) 784 26.1 引言 785 26.2 生物質(zhì)廢物的來源、分布及特征 786 26.3 生物質(zhì)資源化利用研究進(jìn)展 787 26.3.1 生物質(zhì)氣化制備生物氫能 787 26.3.2 生物質(zhì)液化制備液體燃料 787 26.3.3 生物質(zhì)炭的制備及應(yīng)用 788 26.4 生物質(zhì)利用過程污染控制研究進(jìn)展 789 26.4.1 生物質(zhì)焦油重整 789 26.4.2 CO2捕集與利用 792 26.4.3 生物炭重金屬固定/穩(wěn)定化 793 26.5 展望 794 參考文獻(xiàn) 795 第27章 機器學(xué)習(xí)在環(huán)境科學(xué)研究中的應(yīng)用 802 27.1 引言 803 27.2 機器學(xué)習(xí)在污染物高通量篩選中的應(yīng)用 804 27.2.1 數(shù)據(jù)庫建設(shè) 804 27.2.2 機器學(xué)習(xí)常用方法 805 27.2.3 預(yù)測模型構(gòu)建 805 27.2.4 毒性作用機制解析 807 27.2.5 警示子結(jié)構(gòu)識別 808 27.3 機器學(xué)習(xí)在污染物健康風(fēng)險識別中的應(yīng)用 808 27.3.1 環(huán)境化合物生物富集因子預(yù)測 809 27.3.2 全國農(nóng)村地下水有機微污染物和金屬的健康風(fēng)險評價 809 27.3.3 長江口水體有機微污染物篩查及生態(tài)風(fēng)險甄別 810 27.3.4 細(xì)顆粒污染物的溯源與污染預(yù)測 810 27.4 機器學(xué)習(xí)在納米毒理學(xué)研究中的應(yīng)用 811 27.4.1 新型納米描述符及端到端深度學(xué)習(xí)在納米毒理學(xué)研究中的應(yīng)用 812 27.4.2 機器學(xué)習(xí)與分子模擬的聯(lián)用 814 27.5 展望 814 參考文獻(xiàn) 815 第28章 我國新污染物研究進(jìn)展 819 28.1 引言 820 28.2 新污染物的環(huán)境來源及主要特征 820 28.2.1 新污染物的環(huán)境來源 820 28.2.2 新污染物的定義及特征 821 28.3 世界范圍內(nèi)關(guān)于新污染物的研究及管控 821 28.3.1 各國針對新污染物的研究歷史 821 28.3.2 新污染物控制的難點與問題 822 28.3.3 各國關(guān)于新污染物的相關(guān)管理和政策 822 28.4 我國新污染物研究進(jìn)展及管控建議 823 28.4.1 我國新污染物風(fēng)險防范的相關(guān)背景 823 28.4.2 我國新污染物的相關(guān)研究歷程及取得成果 824 28.4.3 現(xiàn)階段國家控制新污染物的難點 825 28.4.4 我國新污染物管理思路和建議 826 28.5 結(jié)語 828 參考文獻(xiàn) 828 第29章 人工智能時代下的環(huán)境計算毒理學(xué)進(jìn)展及前瞻 833 29.1 引言 834 29.2 基于機器學(xué)習(xí)的量子化學(xué)新技術(shù)及其潛在應(yīng)用 836 29.2.1 基于機器學(xué)習(xí)量子化學(xué)方法的原理 836 29.2.2 基于機器學(xué)習(xí)量子化學(xué)方法的潛在應(yīng)用 837 29.3 化學(xué)品暴露和危害行為參數(shù)的QSAR模型 840 29.3.1 機器學(xué)習(xí)技術(shù)在化學(xué)品暴露研究中的應(yīng)用 840 29.3.2 機器學(xué)習(xí)技術(shù)在化學(xué)品危害性評價中的應(yīng)用 844 29.4 計算納米毒理學(xué) 847 29.4.1 預(yù)測納米材料環(huán)境行為的機器學(xué)習(xí)模型 847 29.4.2 預(yù)測納米生物效應(yīng)的機器學(xué)習(xí)模型 848 29.5 展望 850 參考文獻(xiàn) 850 第30章 微生物電化學(xué)技術(shù)前沿進(jìn)展 860 30.1 引言 861 30.2 微生物胞外電子及界面電子傳遞機制 863 30.2.1 微生物胞外電子傳遞機制研究進(jìn)展 863 30.2.2 微生物種間電子傳遞機制研究進(jìn)展 866 30.2.3 微生物與材料間界面電子傳遞機制研究進(jìn)展 867 30.3 微生物電合成技術(shù) 870 30.3.1 電輔助微生物還原CO2合成增值化學(xué)品 870 30.3.2 光輔助微生物還原CO2合成增值化學(xué)品 871 30.3.3 微生物還原CO2耦合技術(shù)合成增值化學(xué)品 874 30.4 微生物電化學(xué)水污染治理應(yīng)用進(jìn)展 875 30.4.1 微生物電化學(xué)在污水處理的應(yīng)用 875 30.4.2 微生物電化學(xué)水環(huán)境修復(fù)的應(yīng)用 877 30.4.3 微生物電化學(xué)傳感器的研究進(jìn)展 879 31.5 總結(jié)與展望 882 30.6 致謝 883 參考文獻(xiàn) 883 第31章 廢水污染控制技術(shù)研究進(jìn)展 901 31.1 引言 902 31.2 廢水物化處理方法與技術(shù) 902 31.2.1 自由基氧化 902 31.2.2 電催化氧化 904 31.2.3 類芬頓氧化 905 31.2.4 單原子催化氧化 906 31.3 廢水處理功能材料與技術(shù) 907 31.3.1 電催化材料 907 31.3.2 電催化膜 909 32.3.3 臭氧催化材料 910 31.3.4 納米材料及限域效應(yīng) 911 31.3.5 吸附材料 912 31.4 廢水生化處理方法與技術(shù) 914 31.4.1 脫氮除磷 914 31.4.2 新型厭氧消化 915 31.4.3生物電化學(xué) 917 31.4.4 厭氧膜生物反應(yīng)器 919 31.4.5 高級氧化-生物降解近場耦合技術(shù) 921 31.4.6 硫協(xié)同污水生物處理 922 31.5 廢水處理新工藝與應(yīng)用 922 31.5.1 好氧顆粒污泥 922 31.5.2 化工園區(qū)廢水處理 923 31.5.3 廢水輻射處理技術(shù)與應(yīng)用 924 31.5.4 工業(yè)廢水物化催化處理 926 31.5.5 特種廢水高級氧化技術(shù)裝備及應(yīng)用 927 參考文獻(xiàn) 929 第32章 環(huán)境中抗生素耐藥性的形成、傳播及健康風(fēng)險 939 32.1 引言 940 32.2 環(huán)境中抗生素耐藥的化學(xué)驅(qū)動機制 941 32.2.1 環(huán)境中的選擇壓力及其抗性機制 941 32.2.2 細(xì)菌對多種選擇壓力的抗性機制 943 32.2.3 化學(xué)驅(qū)動機制研究現(xiàn)狀 945 32.3 環(huán)境中抗生素耐藥的傳播與擴(kuò)散 946 32.3.1 水環(huán)境 946 32.3.2 土壤-植物系統(tǒng) 951 32.3.3 大氣環(huán)境 952 32.4 抗生素耐藥的環(huán)境暴露與健康風(fēng)險 957 32.4.1 抗生素的人體暴露與健康風(fēng)險 957 32.4.2 細(xì)菌耐藥性與人體健康 958 32.5 展望 962 32.5.1 土壤-植物系統(tǒng)中耐藥基因的研究展望 962 32.5.2 大氣環(huán)境中耐藥基因的研究展望 963 32.5.3 環(huán)境中耐藥基因風(fēng)險評估研究展望 963 參考文獻(xiàn) 964
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