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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40

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

44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 无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137 Cs332

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低浓度铀酰离子333

5.6 阳离子金属有机骨架材料高效分离和固定TcO4333

5.7 无机阳离子骨架材料高效分离SeO32-和SeO42335

6展望335

参考文献336

第13章 近海及河口水环境污染化学研究进展346

1引言347

2重金属污染物348

3多环芳烃和多氯联苯等有机污染物352

4微塑料和塑料碎片353

5监测技术和方案356

5.1 同位素示踪技术356

5.2 监测方案和策略356

6展望358

参考文献358

第14章 高山和极地主要环境污染物研究进展365

1引言366

2高山POPs的环境行为研究进展366

2.1 大气-地表分配367

2.2 高山冷凝效应367

2.3 森林过滤效应368

3高山重金属研究进展368

4高山与极地大气棕碳气溶胶研究进展369

4.1 棕碳来源与分类370

4.2 高原地区污染特征371

4.3 极地地区污染特征371

5极地多氯联苯研究进展372

5.1 极地大气PCBs的浓度水平与污染特征372

5.2 极地土壤及植物PCBs的浓度水平与污染特征373

5.3 极地海洋生物PCBs的浓度水平及富集373

6极地有机氯农药研究进展374

6.1 极地OCPs的输入及其在环境中的迁移374

6.2 南极大陆各环境介质中OCPs的空间分布趋势375

6.3 北极地区环境中OCPs的残留状况377

7极地有机阻燃剂研究进展380

7.1 南极地区有机阻燃剂的研究进展380

7.2 北极地区有机阻燃剂的研究进展381

8极地区域全氟化合物（PFASs）及短链氯化石蜡（SCCPs）研究进展382

8.1 PFASs383

8.2 SCCPs及极地SCCPs污染水平及环境行为385

9极地重金属研究进展386

10展望387

参考文献387

第15章 纳米材料环境化学研究进展401

1引言402

2环境纳米材料与技术的研究进展403

2.1 光催化技术在水处理领域的研究进展403

2.2 非均相Fenton催化材料研究进展405

2.3 纳米材料吸附技术在水体放射性污染处理领域的研究进展408

2.4 基于碳纳米材料的膜分离技术412

2.5 树脂基纳米复合材料的构效调控与水处理的研究414

2.6 镁基纳米材料提取和富集水中低浓度污染物的技术416

3纳米材料环境过程与效应420

3.1 金属/金属氧化物纳米材料的环境转化及其效应420

3.2 碳纳米材料的环境转化及其效应423

3.3 本节小结425

4环境纳米材料的毒性及致毒机制研究进展425

4.1 金属纳米材料的毒性425

4.2 常见碳纳米材料的毒性427

4.3 影响纳米材料生物毒性的复杂理化因素429

4.4 本节小结432

5纳米分析应用新进展432

5.1 典型纳米材料在环境分析领域中的应用432

5.2 环境和生物体系中人工纳米材料的表征技术与方法434

5.3 本节小结435

6展望435

参考文献436

第16章 环境催化材料研究前沿451

1光催化材料研究进展452

1.1 气体催化净化材料452

1.2 光催化在水净化方面的研究457

1.3 光催化净化微生物污染研究进展459

2热催化净化材料461

2.1 室温催化净化材料461

2.2 工业VOCs净化材料461

2.3 热催化水净化材料462

2.4 固定源脱硝催化净化材料462

2.5 移动源尾气催化净化材料463

2.6 VOCs净化材料新进展463

3电催化及光电热协同催化材料463

3.1 纯金属464

3.2 金属/金属氧化物464

3.3 金属/金属氧化物/碳材料464

4臭氧催化净化材料465

4.1 金属催化剂（包括负载型）466

4.2 金属氧化物（包括负载型）466

4.3 碳材料466

5化学品的绿色低碳化合成及其催化材料467

5.1 一锅化反应催化剂467

5.2 高选择性（含手型选择性）催化剂467

5.3 水相反应催化剂467

5.4 均相催化剂固载化468

参考文献468

第17章 水污染与控制技术研究475

1引言476

2物理化学水处理方法与技术477

2.1 高级氧化/还原处理技术477

22富集分离技术483

3生物化学水处理方法与技术488

3.1 厌氧生物处理技术488

3.2 废水处理实践492

4废水处理新技术系统499

4.1 生物电化学技术499

4.2 膜生物反应器技术501

4.3 焦化废水处理503

4.4 氢气和甲烷处理污水新方法技术505

5废水资源/能源新技术507

5.1 甲烷/氢气回收技术507

5.2 废水回用技术510

5.3 PHA回收技术511

参考文献512

第18章 环境电化学526

1电化学方法在环境污染物检测中的应用527

1.1 电化学检测重金属527

1.2 电化学检测有机物528

1.3 电化学检测氮氧化物529

2电催化氧化处理废水研究进展530

2.1 电催化氧化法的特点530

2.2 电催化氧化法的应用瓶颈及其解决方法530

2.3 电化学杀菌533

2.4 结论533

3环境污染物的高效光电一体化催化氧化还原方法与应用534

3.1 光电一体化功能电极的组装534

3.2 光电一体化催化方法在氧化降解有毒有害污染物中的应用535

3.3 光电一体化催化方法在环境污染物传感分析中的应用536

3.4 光电一体化催化方法在温室气体CO2还原与产氢中的应用537

参考文献538

第19章 微生物电化学系统544

1微生物电化学系统中微生物胞外电子传递过程545

2微生物电化学系统用于水中污染物去除546

3 MES产氢及高附加值物质548

4 MES土壤/沉积物修复549

5拓展及展望550

参考文献550

第20章 微生物燃料电池：从产电到水处理555

1引言556

2微生物燃料电池中胞外电子传递机制556

3微生物燃料电池电极材料与构型557

3.1 阳极材料558

3.2 阴极材料558

3.3 MFC构型优化558

4 MFC处理废水559

4.1 利用MFC阳极处理废水559

4.2 利用MFC阴极处理废水559

4.3 MFC阳极与阴极的耦合处理560

4.4 MFC与其他水处理工艺结合560

5 MFC对离子的去除与回收560

6 MFC传感器561

6.1 有机物监测561

6.2 毒性物质监测561

6.3 微生物活性监测562

7展望562

参考文献563

第21章 污泥厌氧消化技术及物质转化原理研究进展569

1引言570

2污泥厌氧消化物质转化原理与瓶颈570

2.1 污泥厌氧消化过程的物质流分析570

2.2 污泥厌氧消化体系中难降解有机物的识别及活化机理研究572

3污泥高级厌氧消化技术574

3.1 污泥高含固厌氧消化技术574

3.2 污泥两相厌氧消化技术575

3.3 污泥与城市有机质（餐厨垃圾）协同厌氧消化技术576

3.4 污泥热水解强化厌氧消化技术577

3.5 污泥超高温厌氧消化技术578

3.6 厌氧消化电子传递强化技术579

4污泥中有毒有害物质在厌氧消化过程中的迁移转化581

4.1 重金属581

4.2 聚丙烯酰胺581

4.3 持久性有机污染物582

5总结与展望582

参考文献583

第22章 生活垃圾能源化转化技术研究进展590

1生活垃圾中有机组分（OFMSW）的厌氧消化（AD）转化591

2生活垃圾热化学转化593

3前景简析595

参考文献596

第23章 生物质废物的解聚及产物的定向重整研究进展600

1引言601

2生物解聚过程的强化途径602

3高浓度解聚产物厌氧消化反应过程的抑制、生态响应和强化措施603

3.1 抑制和胁迫问题603

3.2 生态响应及其研究方法603

3.3 强化措施605

4解聚产物的定向重整途径606

4.1 羧酸转化606

4.2 生物塑料合成607

5展望608

参考文献608

第24章 绿色能源化学研究进展618

1引言619

2储能技术中的锂电池619

2.1 锂离子电池620

2.2 锂硫电池620

2.3 锂硒/碲电池621

2.4 锂空气电池621

3储能技术中的液流电池622

3.1 锌溴液流电池622

3.2 全钒液流电池622

4燃料电池623

4.1 质子交换膜燃料电池623

4.2 直接甲醇燃料电池625

4.3 生物燃料电池626

5超级电容器627

5.1 电极材料627

5.2 微型超级电容器628

5.3 柔性可穿戴超级电容器628

5.4 多功能超级电容器629

6二氧化碳资源化利用630

6.1 电化学还原中催化剂的发展630

6.2 电化学还原过程中的其他影响因素634

7电解水技术634

7.1 阴极催化剂634

7.2 阳极催化剂636

7.3 质子交换膜636

8其他绿色能源概述637

8.1 废热转换638

8.2 生物质能量转换638

8.3 电网638

9展望639

参考文献639

第25章 环境计算化学与预测毒理学648

1引言649

2有毒有机污染物形成机理的计算模拟651

2.1 气相条件下卤代二噁英/呋喃的形成机理651

2.2 气相条件下硝基多环芳烃的形成机理653

3有机污染物气相和水相转化机制的计算模拟654

3.1 大气污染物的转化654

3.2 有机污染物的水相转化657

4化学品环境行为参数的计算模拟预测662

4.1 环境分配系数的预测模型662

4.2 环境降解性参数的预测模型664

5酶代谢外源环境污染物的计算模拟666

5.1 典型外源污染物P450酶代谢的计算模拟666

5.2 其他生物酶降解转化污染物的计算模拟670

6环境内分泌干扰效应的毒性通路与模拟预测671

6.1 雌激素干扰效应相关研究671

6.2 雄激素干扰效应相关研究672

6.3 甲状腺干扰效应相关研究673

6.4 孕烷X受体干扰效应相关研究675

6.5 芳香烃受体干扰效应相关研究676

6.6 维甲酸类X受体干扰效应相关研究676

6.7 PPARγ干扰效应相关研究676

7污染物水生毒性效应的模拟预测677

8展望678

参考文献680

第26章 我国大气污染对心肺系统健康影响研究进展694

1引言695

2大气污染短期暴露对人群心肺疾病的影响696

2.1 人群心肺疾病每日死亡率696

2.2 人群心肺疾病每日患病情况698

2.3 雾霾天气对心肺疾病的短期影响699

3大气污染长期暴露对人群心肺疾病的影响699

3.1 生态学及横断面研究700

3.2 队列研究700

4大气污染对人群心肺系统的亚临床效应701

4.1 呼吸系统亚临床效应701

4.2 心血管系统亚临床效应703

5大气污染对心肺健康影响的生物学机制705

5.1 肺部及机体系统性炎症705

5.2 肺部及机体系统性氧化应激706

5.3 高血压706

5.4 自主神经功能707

5.5 凝血功能707

5.6 脂质代谢紊乱及动脉粥样硬化707

5.7 胰岛素抵抗707

5.8 表观遗传改变708

5.9 心肺健康影响机制的组学研究708

6大气污染与其他因素对心肺健康影响的交互作用708

6.1 与个体因素的交互作用709

6.2 与季节/气象因素的交互作用709

6.3 与噪声的交互作用710

7展望710

参考文献711

第27章 POps毒性效应的代谢组学研究进展719

1引言720

2环境毒理学中的代谢组学方法721

2.1 代谢组学及其分析方法721

2.2 代谢组学在环境毒理学研究中的优势722

2.3 代谢组学在环境毒理学研究中的发展历程723

3芳香烃类受体类化合物毒性效应的代谢组学研究724

3.1 二噁英化合物的毒性作用评价725

3.2 BaP对HepG2细胞代谢的影响726

4卤代阻燃剂类化合物毒性效应的代谢组学研究727

4.1 SCCPs毒性机制的代谢组学评价727

4.2 HBCD毒性机制的代谢组学研究728

5污染物联合暴露的代谢组学研究730

6展望731

参考文献732

第28章 POPs对糖脂代谢相关疾病发生的影响742

1引言743

2 POPs对肥胖发生的影响744

2.1 多氯联苯（PCBs）与肥胖744

2.2 全氟烷基化合物（PFAAs）与肥胖745

2.3 多溴联苯醚（PBDEs）与肥胖745

2.4 杀虫剂与肥胖745

2.5 二噁英与肥胖746

3 POPs对糖尿病发生的影响746

3.1 多氯联苯（PCBs）与糖尿病746

3.2 杀虫剂与糖尿病747

3.3 溴代阻燃剂与糖尿病748

3.4 二噁英与糖尿病749

3.5 PFAAs与糖尿病749

4 POPs对心血管疾病发生的影响750

4.1 多氯联苯（PCBs）与心脑血管疾病750

4.2 全氟烷基化合物（PFAAs）与心脑血管疾病752

4.3 有机农药与心血管疾病风险752

5 POPs对其他糖脂代谢相关疾病发生的影响753

5.1 POPs对高血压的影响753

5.2 POPs对脂肪肝的影响753

6展望753

参考文献754

第29章 重金属与肿瘤研究进展760

1引言761

2重金属在环境介质中的迁移转化761

2.1 在大气中的迁移转化762

2.2 在水体中的迁移转化762

2.3 在土壤中的迁移转化762

3重金属的暴露及致癌机制762

3.1 镉暴露及致癌机制762

3.2 砷暴露及致癌机制763

3.3 汞暴露及其毒性机制764

3.4 铅暴露及致癌机制764

3.5 铬暴露及致癌机制765

4重金属环境健康风险评估765

5展望766

参考文献766

第30章 梯度扩散薄膜技术（DGT）的环境研究进展770

1引言771

2 DGT在生物有效性方面的应用研究772

2.1 DGT在土壤生物有效性方面的应用772

2.2 DGT在水体和沉积物生物有效性方面的应用773

3 DGT在污染物形态分析中的应用774

3.1 重金属形态分析中的应用774

3.2 营养盐的形态分析775

4 DGT在有机污染物研究中的应用775

4.1 监测有机污染的DGT技术的研发776

4.2 DGT在环境监测与研究中的应用776

5 DGT技术在环境微界面过程与机制研究中的应用777

6展望781

参考文献781