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原序 在我的书桌上,放着一叠厚厚的书稿,是由华东化工学院何燧源和金云 云两位老师编写的《环境化学》。这是近年来我所看到的一本内容丰富、结 构严谨,具有特色的环境科学方面的好课本。 化学是重要的基础学科,环境科学则是一门多学科交汇的综合性边缘科 学。环境化学作为环境科学的一个重要分支兼具化学学科的通性,而且比 其他任何一门化学分支学科具有内容更为丰富的特点。环境化学研究的是化 学物质,特别是化学污染物在环境中的迁移、转化规律、污染物的各种状态 特性及其对生态环境和人类的影响。它是环境科学的基础之一。从某种意义 上讲,环境科学的众多学科都离不开环境化学这一基础,因而编写一本好的 环境化学教材,无论对学校教学或干部培训,都是极有意义和极富紧迫感的 工作。 《环境化学》共分十章,计40余万字。作者在本书中充分运用了化学学 科的有关理论,从总体上阐述了污染物质在环境中的来源、迁移、转化等基 本内容。既体现了《环境化学》的框架,又综合地运用了有关的化学专门学 科(如地球化学、生物化学、有机化学、无机化学、物理化学等)中的许多 理论,加以概括和论述。另一方面,又以不同环境介质为主体,将影响环境 质量的几种污染物在这些介质中的环境化学行为进行专题性的阐述,以使全 书主题突出。其中水体污染物化学、大气污染物化学和土壤污染物化学三大 部分,内容翔实,重点突出,符合我国当前环境科学教学和研究实际,使本 书具有较明确的现实指导意义 在《环境化学》编写指导思想上,作者既注意了教科书的特点和需要, 尽可能从理论上对有关基本内容进行简明的阐述,又考虑到理论与实践相结 合的原则,以较大篇幅列举了一些典型污染物的治理原理和方法。作者在这 方面的探索是很有意义的。我们期望有更多的教授、学者和环境保护实际工 作者,结合我国环境保护工作十多年来的丰富实践,编写出更多适合我国国 情的高水平的有关教科书和论著,为培养我国宏大的环境科学技术人才和管 理干部,提供更多更好的精神食粮。 我们在此祝贺《环境化学》的出版,同时相信,经过进一步教学实践, 本书在内容和形式等方面更臻完美,终将成为众所周知的一份好教材。 陆福宽
原序 在我的书桌上，放着一叠厚厚的书稿，是由华东化工学院何燧源和金云 云两位老师编写的《环境化学》。这是近年来我所看到的一本内容丰富、结 构严谨，具有特色的环境科学方面的好课本。 化学是重要的基础学科，环境科学则是一门多学科交汇的综合性边缘科 学。环境化学作为环境科学的一个重要分支，兼具化学学科的通性，而且比 其他任何一门化学分支学科具有内容更为丰富的特点。环境化学研究的是化 学物质，特别是化学污染物在环境中的迁移、转化规律、污染物的各种状态 特性及其对生态环境和人类的影响。它是环境科学的基础之一。从某种意义 上讲，环境科学的众多学科都离不开环境化学这一基础，因而编写一本好的 环境化学教材，无论对学校教学或干部培训，都是极有意义和极富紧迫感的 工作。 《环境化学》共分十章，计 40 余万字。作者在本书中充分运用了化学学 科的有关理论，从总体上阐述了污染物质在环境中的来源、迁移、转化等基 本内容。既体现了《环境化学》的框架，又综合地运用了有关的化学专门学 科（如地球化学、生物化学、有机化学、无机化学、物理化学等）中的许多 理论，加以概括和论述。另一方面，又以不同环境介质为主体，将影响环境 质量的几种污染物在这些介质中的环境化学行为进行专题性的阐述，以使全 书主题突出。其中水体污染物化学、大气污染物化学和土壤污染物化学三大 部分，内容翔实，重点突出，符合我国当前环境科学教学和研究实际，使本 书具有较明确的现实指导意义。 在《环境化学》编写指导思想上，作者既注意了教科书的特点和需要， 尽可能从理论上对有关基本内容进行简明的阐述，又考虑到理论与实践相结 合的原则，以较大篇幅列举了一些典型污染物的治理原理和方法。作者在这 方面的探索是很有意义的。我们期望有更多的教授、学者和环境保护实际工 作者，结合我国环境保护工作十多年来的丰富实践，编写出更多适合我国国 情的高水平的有关教科书和论著，为培养我国宏大的环境科学技术人才和管 理干部，提供更多更好的精神食粮。 我们在此祝贺《环境化学》的出版，同时相信，经过进一步教学实践， 本书在内容和形式等方面更臻完美，终将成为众所周知的一份好教材。 陆福宽
再版前言 自本书第一版(1989年)问世以来,环境化学学科又在很多方面取得了 新的进展,且在环境科学理论研究和环境保护实际应用方面愈发显示其独特 的作用。鉴于这种情况,我们对第一版作了较大幅度修改。在新版书中拓宽 了大气环境化学等方面内容,精简了某些污染物治理技术的过于详细的叙 述,删去了土壤化学性质、放射性监测等章节。考虑到本书已为一些兄弟院 校采纳作为有关专业教材,所以在内容深度方面基本维持原来水平,以适应 本科学生学习之需。此外,通过教学我们深感加强学生独立思考能力和培养 其基本计算能力的重要性,故在每章之后列出相当数量的思考题和计算题, 并在附录中提供了为计算所需的基本数据表和计算题全部答案。读者还可从 我们最近编写出版的“环境化学计算”一书(中国环境科学出版社1996年) 中查获大多数计算题的详解过程。 与第一版相比,除增删部分内容外,全书基本框架不变,大体上仍按环 境的三个主要圈层〔水体、大气、土壤)依次进行阐述并在第10章中编入了 有关环境放射性的内容。 本版编写时参考和引用了许多近期文献资料,因本书体例所限,不能在 书中一一注明,仅在书后列出部分参考书目,以供读者查阅。本书习题由何 方负责编写。陆福宽先生曾为本书初稿作序,在此番修订成书过程中又蒙赵 庆祥、姚重华先生热情鼓励和支持,徐惠娟先生为本书岀版作了大量工作, 李宏秀等绘制了插图,在本书出版过程中还得到王吉风、张健、金锡标、童 步清、董献芹、徐知音等同志的帮助,在此表示衷心感谢 本书虽经修订,但限于编者水平,错误和不足仍在所不免,敬请读者批 评指正。 编者 1996年12月于华东理工大学
再版前言 自本书第一版（1989 年）问世以来，环境化学学科又在很多方面取得了 新的进展，且在环境科学理论研究和环境保护实际应用方面愈发显示其独特 的作用。鉴于这种情况，我们对第一版作了较大幅度修改。在新版书中拓宽 了大气环境化学等方面内容，精简了某些污染物治理技术的过于详细的叙 述，删去了土壤化学性质、放射性监测等章节。考虑到本书已为一些兄弟院 校采纳作为有关专业教材，所以在内容深度方面基本维持原来水平，以适应 本科学生学习之需。此外，通过教学我们深感加强学生独立思考能力和培养 其基本计算能力的重要性，故在每章之后列出相当数量的思考题和计算题， 并在附录中提供了为计算所需的基本数据表和计算题全部答案。读者还可从 我们最近编写出版的“环境化学计算”一书（中国环境科学出版社 1996 年） 中查获大多数计算题的详解过程。 与第一版相比，除增删部分内容外，全书基本框架不变，大体上仍按环 境的三个主要圈层（水体、大气、土壤）依次进行阐述并在第 10 章中编入了 有关环境放射性的内容。 本版编写时参考和引用了许多近期文献资料，因本书体例所限，不能在 书中一一注明，仅在书后列出部分参考书目，以供读者查阅。本书习题由何 方负责编写。陆福宽先生曾为本书初稿作序，在此番修订成书过程中又蒙赵 庆祥、姚重华先生热情鼓励和支持，徐惠娟先生为本书出版作了大量工作， 李宏秀等绘制了插图，在本书出版过程中还得到王吉风、张健、金锡标、童 步清、董献芹、徐知音等同志的帮助，在此表示衷心感谢。 本书虽经修订，但限于编者水平，错误和不足仍在所不免，敬请读者批 评指正。 编者 1996 年 12 月于华东理工大学
内容简介 本书在第一版基础上作了较大幅度修改,并增加了习题分量。全书的基 本框架依旧,大体上仍按环境的三个主要圈层(水体、大气、土壤)依次进 行阐述。着重介绍环境化学的基本知识和原理,各主要化学污染物的环境特 性及其治理和分析的技术。在最后一章还编入了有关环境放射性的最基本内 本书可作工科类大专院校有关专业的教材,也可供从事环境科学研究的 人员和环境保护技术人员参考
内容简介 本书在第一版基础上作了较大幅度修改，并增加了习题分量。全书的基 本框架依旧，大体上仍按环境的三个主要圈层（水体、大气、土壤）依次进 行阐述。着重介绍环境化学的基本知识和原理，各主要化学污染物的环境特 性及其治理和分析的技术。在最后一章还编入了有关环境放射性的最基本内 容。 本书可作工科类大专院校有关专业的教材，也可供从事环境科学研究的 人员和环境保护技术人员参考
1绪论 1.1地球的形成及其演化 “四方上下曰宇,往古来今曰宙”,这是我国古代学者尸佼(公元前四 世纪)为宇宙所下的定义,与20世纪爱因斯坦提出的宇宙是时间和空间统 体的观点不谋而合。可以认为,是我国学者在世界上首先提出了科学的宇宙 观 作为宇宙中极小一分子的地球,有其空间和时间上的形成和演化过程 人们对这方面的认识也有一个漫长的和递进的过程。到18世纪,欧洲处在剧 烈的社会变革时期,工业革命高潮正在形成,生产技术的发展刺激着自然科 学的进步,大量观测和实验材料的积累给自然观的革命奠定了坚实的基础。 恰在其时,由德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯先后独立提出关于地球 起源的第一个科学的天体演化理论“星云假说”。康德星云说的重要意义在 于给当时占统治地位的形而上学思维观念打开了第一个缺口。这种假说认 为:地球的形成是由星云状物质①凝聚的结果。这种星云由尘埃和气体质点 组成。原始的星云体积很大,当初曾散布在整个太阳系所占据的空间:星云 中质点分布是不均匀的,有的空间较密,有的空间较疏,在引力收缩过程中 星云范围内的大部分物质向中心集结,逐渐形成了具有一定形体而且开始发 光的原始太阳。与此同时,环绕在原始太阳周围的稀疏质点由于互相碰撞 向原始太阳的某一轨道面集中,而后凝聚为环绕太阳旋转的、包括地球在内 的各个行星 星云假说虽然有其科学和合理的方面,但因这种假说单纯地建立在牛顿 力学基础上,不可避免地含有形而上学因素。随着科学技术的进步,人们的 思想认识在不断发展,迄今提出过的太阳系演化学说已有40多种,有代表性 的为俘获说、灾变说,星子说等。这些学说也各有其合理部分,但其中大部 分是以现有的事实为基础,又提出一些任意的假说,这样的思想方法不免带 有很大的片面性。 无疑,探索太阳系及地球起源的问题确实是有许多困难,因为这是遥远 年代前的事,没有人目睹其事。在前人思想和学识的基础上,目前人们确实 地认为,在约46亿年前,距太阳约1.5亿千米处就已存在着具有固态外壳的 地球实体。地球形成初期,由于引力收缩产生能量,使这个初生天体变得非 常炽热,当然谈不上有大气、海洋、花草鸟兽以至于人类存在。 在地球形成之后的漫长的地质年代,位于宇宙空间的地球逐渐冷却,内 中物质同时发生分异作用,使地球逐步分出了不同的圈层,即在地球内部形 成了三个同心排列的圈层:地核、地幔和地壳(图1-1)。打个比方说,地 球就像一个煮熟的鸡蛋,其中的蛋黄、蛋白和蛋壳就分别相当于地球内部三 个不同的圈层
1 绪论 1.1 地球的形成及其演化 “四方上下曰宇，往古来今曰宙”，这是我国古代学者尸佼（公元前四 世纪）为宇宙所下的定义，与 20 世纪爱因斯坦提出的宇宙是时间和空间统一 体的观点不谋而合。可以认为，是我国学者在世界上首先提出了科学的宇宙 观。 作为宇宙中极小一分子的地球，有其空间和时间上的形成和演化过程。 人们对这方面的认识也有一个漫长的和递进的过程。到 18 世纪，欧洲处在剧 烈的社会变革时期，工业革命高潮正在形成，生产技术的发展刺激着自然科 学的进步，大量观测和实验材料的积累给自然观的革命奠定了坚实的基础。 恰在其时，由德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯先后独立提出关于地球 起源的第一个科学的天体演化理论“星云假说”。康德星云说的重要意义在 于给当时占统治地位的形而上学思维观念打开了第一个缺口。这种假说认 为：地球的形成是由星云状物质①凝聚的结果。这种星云由尘埃和气体质点 组成。原始的星云体积很大，当初曾散布在整个太阳系所占据的空间：星云 中质点分布是不均匀的，有的空间较密，有的空间较疏，在引力收缩过程中， 星云范围内的大部分物质向中心集结，逐渐形成了具有一定形体而且开始发 光的原始太阳。与此同时，环绕在原始太阳周围的稀疏质点由于互相碰撞， 向原始太阳的某一轨道面集中，而后凝聚为环绕太阳旋转的、包括地球在内 的各个行星。 星云假说虽然有其科学和合理的方面，但因这种假说单纯地建立在牛顿 力学基础上，不可避免地含有形而上学因素。随着科学技术的进步，人们的 思想认识在不断发展，迄今提出过的太阳系演化学说已有 40 多种，有代表性 的为俘获说、灾变说，星子说等。这些学说也各有其合理部分，但其中大部 分是以现有的事实为基础，又提出一些任意的假说，这样的思想方法不免带 有很大的片面性。 无疑，探索太阳系及地球起源的问题确实是有许多困难，因为这是遥远 年代前的事，没有人目睹其事。在前人思想和学识的基础上，目前人们确实 地认为，在约 46 亿年前，距太阳约 1.5 亿千米处就已存在着具有固态外壳的 地球实体。地球形成初期，由于引力收缩产生能量，使这个初生天体变得非 常炽热，当然谈不上有大气、海洋、花草鸟兽以至于人类存在。 在地球形成之后的漫长的地质年代，位于宇宙空间的地球逐渐冷却，内 中物质同时发生分异作用，使地球逐步分出了不同的圈层，即在地球内部形 成了三个同心排列的圈层：地核、地幔和地壳（图 1－1）。打个比方说，地 球就像一个煮熟的鸡蛋，其中的蛋黄、蛋白和蛋壳就分别相当于地球内部三 个不同的圈层