有機污染化學

《有機污染化學》分為三部分，共二十五章。第一部分系統闡述了有機污染物的環境過程機制（包括分配、吸附、生物富集等物理過程以及光降解、生物降解、氧化與還原等生物與化學過程）和遷移轉化行為模型；第二部分主要介紹了有機污染物定量結構-活性關係的理論、實踐及最新進展，內容包括分子拓撲學方法、量子化學方法、三維結構-活性關係方法、人工智能技術等理論及應用實踐；第三部分對典型有機污染物如多環芳烴、多氯聯苯與二噁英、環境內分泌干擾物等進行了分類介紹，並對化學品風險評價的理論與方法進行了系統地闡述。全書在介紹較成熟理論的基礎上，着重介紹國內外有機污染化學領域的最新進展。

《有機污染化學》可作為高等院校的環境科學與工程、化學與化工、藥物等專業研究生教材，也可供相關專業的科學研究人員和工程技術人員閲讀，同時可為環境管理者提供參考。 ^[1] 

第一部分　有機污染物的環境行為

第一章　有機污染物的溶解與分配

1.1　有機污染物在水中的溶解

1.1.1水溶解度的定義

1.1.2熱力學因素

1.1.3　溶解過程的分子描述

1.1.4　影響溶解的因素

1.2　有機污染物水溶解度的估算方法

1.2.1水溶解度和活度係數的測定方法與應用

1.2.2估算方法概述

1.2.3　由KOW估算水溶解度

1.2.4由分子結構估算水溶解度（Irmann法）

1.3　有機污染物在有機相/水相之間的分配

1.3.1有機溶劑-水分配係數

1.3.2　正辛醇/水分配係數

1.3.3　正辛醇/水分配係數的估算方法

1.4　有機污染物在多組份複雜體系的分配規律

1.4.1前言

1.4.2有機污染物在多組分有機相/水相之間的分配規律

1.4.3混合有機污染物在有機相/水相之間的分配規律

習題

參考文獻

第二章　有機污染物的土壤/沉積物吸附機制

2.1　吸附過程的基本概念與原理

2.1.1　吸附的一般概念

2.1.2擴散理論—Fick第一定律

2.1.3　平衡吸附模型

2.1.4　非平衡吸附模型

2.2　有機污染物的吸附/解吸機理

2.2.1　疏水性有機物的吸附機理

2.2.2　吸附過程中的分子間作用力

2.2.3　影響有機污染物吸附的因素

2.3　土壤/沉積物的吸附係數

2.3.1土壤/沉積物的有機質-水分配係數

2.3.2有機碳吸附係數

2.3.3影響K和Koc值的因素

2.4　土壤/沉積物吸附係數的估算方法

2.4.1　估算方法綜述

2.4.2　常見的估算方法

2.4.3　最適合估算方程的選擇

習題

參考文獻

第三章　光解

3.1　引言

3.2　光化學基礎

3.2.1　光物理和光化學

3.2.2　光化學基本定律

3.2.3　量子產率

3.3　有機污染物的光吸收

3.3.1　化學結構與光吸收

3.3.2　天然水體中有機化合物的光吸收

3.3.2.1　天然水體中的光和光衰減

3.3.2.2有機污染物光吸收的特徵速率

3.3.2.3　有機污染物在近表面光吸收的特徵速率

3.3.2.4　有機污染物在充分混合水體中的光吸收特徵速率

3.3.2.5　光屏蔽因子

3.4　有機污染物的直接光解

3.4.1　直接光解的反應速率常數

3.4.2　有機污染物的直接光解機理

3.5　有機污染物的間接光解

3.5.1　有機污染物的光敏化反應

3.5.2　DOM生成的有機自由基的性質

3.5.3　I型和II型光敏化機理的比較

3.6　有機污染物的光解研究方法

3.6.1　光化學實驗方法

3.6.1.1　光源

3.6.1.2　狹光的獲得方法

3.6.2　化學露光計法測定光解量子產率

3.6.2.1　露光計的製備

3.6.2.2　校正圖的繪製

3.6.2.3　被測光源光強度的測定

習題

參考文獻

第四章　水解反應

4.1　簡介

4.2　水解特性

4.2.1　水解機理

4.2.2　水解速率

4.2.3　水解速率的影響因素

4.2.4　水解速率的測定

4.3　部分有機物的水解反應

4.3.1　羧酸衍生物與碳酸衍生物的水解反應

4.3.2磷酸酯和硫代磷酸酯的水解反應

4.4　水解速率常數的估算—定量結構-反應活性相關

4.4.1　Hammett方程

4.4.2　Taft方程

4.4.3　水解速率常數的估算

習題

參考文獻

第五章　有機污染物的氧化與還原

5.1環境中的氧化反應

5.1.1　分子氧

5.1.2　過氧化氫及其衍生物

5.1.3　表面反應

5.1.4　熱氧化

5.2　環境中的還原反應

5.2.1　概述

5.2.2　還原轉化的途徑

5.2.3　還原性脱氯

5.2.4.　硝基芳烴的還原

5.2.5.　芳香族偶氮的降解

5.2.6.　N-亞硝胺的降解

5.2.7.　亞碸的降解

5.2.8.　醌的還原

習題

參考文獻

第六章　酸鹼解離常數的估算及其應用

6.1　引言

6.2　酸鹼強度

6.2.1　酸強度的標誌pKa

6.2.2　鹼強度的標誌pKb

6.2.3　統一的pKa標度

6.3　離解常數的估算方法

6.3.1芳香酸Ka的估算──Hammett相關

6.3.2　處理其它芳香酸的基本步驟

6.3.3　脂肪酸Ka的估算——Taft相關

6.4　Lewis酸鹼性指數

6.4.1　Lewis酸鹼性指數的定義

6.4.2　Lewis酸鹼性指數的定量化

6.4.2.1　定量方法

6.4.2.2　酸鹼性指數物理意義

6.4.2.3可靠性和有效性

6.5　Lewis酸鹼性指數的應用

6.5.1　苯系物理化參數估算

6.5.2　溶質氫鍵給體酸度的估算

6.5.3芳香化合物的酸鹼性與溶劑/水分配係數的相關性

習題

參考文獻

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態學

酶學

7.2　生物降解原理

7.2.1　水解

谷胱甘肽催化烷基鹵化物的生物水解反應

酯的酶促水解反應

7.2.2生物氧化反應

7.2.3生物還原反應

醇脱氫酶的生物還原反應

帶有還原性金屬酶的生物還原反應

7.2.4含碳基團和水的加成

富馬酸根加成

羧化作用

雙鍵的水合作用

7.3　微生物降解速率常數

7.3.1基質的生物有效性和攝取動力學

7.3.2　微生物的生長：Monod種羣生長動力學

7.3.3酶：Michaelis-Menten　酶動力學估算Michaelis-Menten情況下的生物轉化速率

7.4　微生物降解速率常數的測定

7.4.1實驗方法與分析技術對於測定速率的影響

7.4.2不同有機物的生物降解速率常數

7.4.3實驗結果外推到現場條件

7.5　取代芳烴微生物降解的歷程和途徑

7.5.1　取代芳烴的好氧生物降解

7.5.2　取代芳烴的厭氧生物降解

習題

參考文獻

第八章　生物富集

8.1　引言

8.2　生物富集機理與模型

8.2.1　疏水模型

8.2.2　魚體富集動力學模型

8.2.3生物膜的透過機理

8.2.4生物組織中化合物的富集機理

8.3　影響生物富集的因素

8.3.1生物富集與生物的類脂物含量

8.3.2　生理因素

8.3.3　空間障礙

8.3.4生物轉化

8.3.5物種

8.3.6　環境條件

8.3.7　生物可利用性

8.3.8污染物的性質

8.3.9生物富集的平衡時間

8.4　BCF的估算方法

8.4.1　由辛醇－水分配係數估算BCF

8.4.2由水溶解度估算BCF

8.4.3　由土壤吸附分配係數估算BCF

8.4.4　由分子連接性指數估算BCF

8.4.5　由碎片常數估算BCF

8.4.6估算值與測定值差異的來源

8.5　BCF的快速測定方法

習題

參考文獻

第九章　有機物污染物遷移轉化模型

9.1　模型基礎

9.1.1有機物遷移-平流和擴散

9.1.2遷移過程的數學描述

9.1.3物質的質量守恆方程（高斯定理和Fick第二定律）

9.1.4環境中其它隨機遷移過程

9.2　時空模型及求解

9.2.1一維擴散模型

9.2.2一維水平對流/擴散/反應方程

9.2.3模型的數值解

9.3　不同邊界條件的下的遷移模型

9.3.1瓶頸邊界

9.3.2屏障邊界

9.3.3擴散邊界

9.4　不同環境系統下的化合物遷移轉化模型

9.4.1河流

9.4.2湖泊與水庫

9.4.3地下水

習題

參考文獻

第二部分　有機物結構-性質-活性相關

第十章　有機污染物的結構-性質與活性

10.1　有機污染物的結構-性質/活性關係

10.1.1　結構-性質/活性關係的含義

10.1.2　定量結構-活性關係的發展

10.1.3　結構-活性關係模型的構建

10.1.4　有機污染物的分子結構表徵

10.1.5　結構-活性關係的研究方法

10.2　有機污染物的毒性效應

10.2.1　典型有機物毒性反應類型

10.2.2　典型有機物的分子毒性機制

10.2.3　典型有機物的遺傳毒性

10.3　複合污染物的聯合作用與結構-活性關係

10.3.1聯合作用的概念及類型

10.3.2複合污染物聯合作用的識別

10.3.3　複合污染物聯合作用機理

10.3.4　混合有機化合物定量結構—活性關係

習題

參考文獻

第十一章　多元統計在QSAR中應用

11.1　QSAR模型的矩陣表示

11.2　多元線性迴歸（MLR）法構建QSAR模型

11.2.1　迴歸係數的計算

11.2.2　迴歸係數的置信區間

11.3　QSAR模型質量評價

11.3.1　幾個基本概念

11.3.2　模型估計能力

11.3.3　模型穩定性

11.3.4　模型預測能力

11.4　最佳子集迴歸

11.5　主成分迴歸（PCR）法

11.5.1　PCR基本原理

11.5.2　從PCR模型到MLR模型

11.6　模式識別概論

11.6.1　模式與模式識別

11.6.2　數據預處理

11.6.3　相似係數

11.6.4　距離

11.7　線性學習機（LLM）

11.8　K-最近鄰法（KNN）

11.9　SIMCA方法

11.9.1　對訓練集中每一類建立主成分模型

11.9.2　未知樣本測試

11.10　聚類分析-系統聚類方法

11.10.1　基本原理

11.10.2　類間距離的定義與系統聚類方法

習題

參考文獻

第十二章　分子連接性與電拓撲狀態

12.1　分子連接性

12.1.1　簡單分子連接性指數

12.1.2　價分子連接性指數

12.1.3　分子連接性指數的物理意義

12.1.4　分子連接性指數在QSPR/QSAR中的應用

12.2　電拓撲狀態

12.2.1　電拓撲狀態指數

12.2.2　電拓撲狀態指數的應用

習題

參考文獻

第十三章　色譜保留與QSAR

13.1　引言

13.2　色譜保留指數

13.2　氣相色譜

13.3　高效液相色譜

13.4　薄層色譜和紙色譜

13.3　色譜保留指數的預測

13.2.1分子連接性指數預測分子保留指數

13.3.2　TLSER模型預測色譜保留

13.4　色譜保留指數預測化合物的理化性質

13.4.1色譜保留與辛醇-水分配係數

13.4.2色譜保留與水溶解度

13.4.3色譜保留與土壤（沉積物）吸附係數（Koc）

13.4.4色譜保留與生物富集係數（BCF）

13.5　色譜保留預測化合物生物活性

習題

參考文獻

第十四章　量子化學在定量結構-性質/活性相關研究中的應用

14.1　引言

14.2　量子化學理論及描述符

14.2.1　分子軌道理論方法

14.2.2　量子化學計算方法

14.2.3　量子化學描述符

14.3　量子化學描述符在定量結構-性質/活性相關研究中的應用

14.3.1　應用量子化學描述符預測化合物的理化性質

14.3.2　應用量子化學描述符預測有機污染物的生物活性

14.3.3　量子化學描述符與溶劑化效應的相關性

14.4　量子化學在有機污染物定量結構-性質/活性相關研究中的展望

習題

參考文獻

第十五章　人工神經網絡與遺傳算法在QSAR中的應用

15.1　人工神經網絡的構造和功能

15.1.1人工神經網絡基本結構

15.1.2人工神經元的功能函數

15.1.3　BP　型神經網絡

15.2　人工神經網絡在QSAR中的應用實例

15.2.1　ANN在格式識別/定性分類中的應用

15.2.2　ANN對理化性質和生物活性的定量預測

15.3　遺傳算法基本原理與算法實現

15.3.1遺傳算法基本原理

15.3.2遺傳算法的算法實現

15.4　遺傳算法在QSAR中的幾個應用實例

15.4.1遺傳算法在QSAR變量篩選中的應用

15.4.2遺傳算法在複雜QSAR模型訓練中的應用

15.4.3遺傳算法在QSAR研究中的其它應用

習題

參考文獻

第十六章　三維定量結構-活性相關

16.1　引言

16.2　三維定量結構-活性相關方法

16.2.1　分子形狀分析

16.2.2　距離幾何分析

16.2.3　比較分子力場分析

16.2.4　比較分子相似性指數分析

16.3　三維定量結構-活性相關在環境科學中的應用

16.3.1　滷代芳香族化合物在底泥中吸附行為的三維定量結構-活性相關研究

16.3.2　硝基芳香族化合物對斜生柵列藻急性毒性的三維定量結構-活性相關研究

16.3.3　有機磷酸酯化合物對家蠅急性毒性的三維定量結構-活性相關研究

習題

參考文獻

第三部分　典型有機污染物與生態風險評價

第十七章　多環芳烴

17.1　引言

17.2　多環芳烴的命名

17.3　多環芳烴的來源

17.3.1大氣中的多環芳烴

17.3.2水中的多環芳烴

17.3.3土壤和沉積物中的多環芳烴

17.3.4礦物中的多環芳烴

17.3.5煤氫化產物

17.3.6有機物的熱解和燃燒

17.3.7燃料中的多環芳烴

17.4　多環芳烴的理化性質

17.5　多環芳烴的致癌活性

17.6　多環芳烴的致癌機理

17.6.1多環芳烴的細胞、亞細胞結合

17.6.2多環芳烴的代謝

17.6.3多環芳烴的致癌理論

17.7　多環芳烴的分離與富集

17.7.1　大氣飄塵中多環芳烴的分離和富集

17.7.2　水樣中多環芳烴的分離和富集

17.7.3　土壤和沉積物中多環芳烴的富集

17.7.4　食品、魚等中的多環芳烴的分離

17.7.5　煙草及煙草焦油中多環芳烴的富集

17.7.6　煤液化油中多環芳烴的富集

17.7.7　煤焦油及大氣飄塵中含氮多環芳烴的分離與富集

17.7.8　石油中雜環PAH的分離與富集

17.7.9　石油中鹼性組分的分離與富集

17.7.10　煙草煙霧冷凝物中含氮PAH的富集

17.7.11　燃起發生器焦油中含硫PAH的富集

17.7.12　合成燃料中PAH及雜環PAH的分離與富集

習題

參考文獻

第十八章　有機金屬化合物

18.1　引言

18.2　環境中有機金屬化合物的形成機理

18.3　環境中的有機汞化合物

18.3.1　有機汞化合物的應用

18.3.2　無機汞的甲基化

18.3.3有機汞在環境中的遷移和轉化

18.3.4有機汞的生物活性

18.4　環境中的有機錫化合物

18.4.1　有機錫化合物的應用

18.4.2　無機錫的甲基化

18.4.3　有機錫在環境中的遷移和轉化

18.4.4　有機錫化合物的生物效應

18.5　環境中的有機鉛化合物

18.5.1　有機鉛化合物的應用

18.5.2　無機鉛的甲基化

18.5.3　環境中有機鉛的遷移和轉化

18.5.4有機鉛的攝入和生物效應

習題

參考文獻

第十九章　酚類化合物

19.1　引言

19.2　環境中酚類化合物的來源

19.3　酚的物理、化學及生物行為

19.3.1　酚的吸附

19.3.2　酚的揮發

19.3.3　酚的化學氧化和水解

19.3.4　酚的光解

19.3.5　酚的生物轉化

19.3.5.1　氯酚的微生物降解機制

19.3.5.2　五氯酚土壤環境中的降解

19.3.5.3　五氯酚在生物體內的降解代謝

19.4　酚類化合物在環境中的殘留

19.4.1　酚在大氣和水中的殘留

19.4.2　酚在沉積物中的殘留

19.4.3　酚在水生植物和無脊椎動物體內的殘留

19.4.4　酚在魚體內的殘留

19.5　酚類化合物的毒性

19.5.1　酚對水生植物和無脊椎動物的毒性

19.5.2　酚對魚的毒性

19.5.3　酚對人類健康的影響

19.6　酚類化合物的分析

19.6.1　4-氨基安替比林比色法（4-AAP）

19.6.2　EPA604法

習題

參考文獻

第二十章　硝基芳烴和芳胺

20.1　來源

20.1.1　硝基芳烴的來源

20.1.2　芳胺的來源

20.2　物理化學性質

20.2.1　硝基芳烴的主要物化性質

20.2.2　芳胺的主要物化性質

20.3　毒性

20.3.1　硝基芳烴的毒性

20.3.2　芳胺的毒性

20.4　降解行為

20.4.1　硝基芳烴的降解

20.4.2　芳胺的降解

20.5　小結

習題

參考文獻

第二十一章　多氯聯苯與二噁英類物質

21.1　多氯聯苯

21.1.1　多氯聯苯的分子結構與命名

21.1.2　多氯聯苯的理化性質

21.1.3　多氯聯苯的生產、應用與排放

21.1.4　多氯聯苯的環境行為

21.1.5　多氯聯苯的環境殘留水平與人類暴露

21.2　多氯代二噁英

21.2.1二噁英的結構與性質

21.2.2二噁英的環境來源

21.2.3二噁英的環境殘留

21.2.4　二噁英的環境行為

21.2.5　二噁英的食品污染

21.3　多氯聯苯與二噁英的毒性效應

21.3.1多氯聯苯與二噁英的毒性效應

21.3.2　二噁英類物質的分子毒性機理

21.3.3　二噁英類物質的等價毒性係數方法

習題

參考文獻

第二十二章　石油烴類污染物

22.1　石油烴類的大氣污染

22.2　石油烴類的地表水與海洋污染

22.2.1非生物過程

22.2.2生物過程

22.2.3石油在地表水環境中歸趨的分析研究實例

22.3　石油烴類的土壤和地下水污染

22.3.1石油烴類物質進入土壤環境的途徑及存在狀態

22.3.2石油烴類污染物對土壤生態環境的危害

22.3.3石油烴類污染物在土壤中的遷移轉化

習題

參考文獻

第二十三章　有機農藥

23.1　引言

23.2　農藥對大氣的污染

23.2.1　大氣中的農藥來源

23.2.2　農藥進入大氣的方式

23.2.3　農藥在大氣中的行為

23.3　水環境中的農藥

23.3.1　地面水中農藥的來源

23.3.2　影響農藥進入水環境的因素

23.3.3　地面水中農藥的生態意義

23.4　土壤中的農藥

23.4.1　土壤中農藥的來源

23.4.2　土壤中農藥的殘留

23.4.3　影響土壤中農藥殘留的因素

23.5　有機氯農藥

23.5.1　DDT及其類似物

23.5.2　林丹

23.6　有機磷農藥

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　膦酸類的衍生物

23.7　有機氮農藥

23.7.1　西維因

23.7.2　涕滅威

23.7.3　氯苯胺靈

23.7.4　苯菌靈

習題

參考文獻

第二十四章　環境內分泌干擾物質（EDCs）

24.1　環境中的內分泌干擾物質

24.1.1　環境內分泌干擾物質的含義

24.1.2內分泌干擾性物質的環境來源

24.1.3　環境內分泌干擾物質的分類

24.2　環境內分泌干擾物質的生態與健康效應

24.2.1　對內分泌系統的影響

24.2.2　對生殖和發育的影響

24.2.3　對腫瘤發生的影響

24.2.4　對神經系統的影響

24.2.5　對免疫系統的影響

24.2.6　其它影響

24.2.7　影響毒性效應的因素

24.3　環境內分泌干擾物質的分子毒性機理

24.3.1　雌激素受體作用機理

24.3.2　雄性激素受體拮抗作用機理

24.3.3　其它受體作用機理

24.3.4　干擾細胞信號傳遞途徑

24.3.5　干擾胚胎髮育過程的基因表達

24.4　環境分泌干擾物質的鑑別與篩選

24.4.1　內分泌干擾活性的評價方法

24.4.2　環境內分泌干擾物質的結構-活性關係

24.4.3　環境內分泌干擾物質的綜合篩選與評價

習題

參考文獻

第二十五章　有毒化學品的風險評價

25.1　風險評價概述

25.1.1　基本概念

25.1.2　學科領域與應用範圍

25.1.3　預測性風險評價與回顧性風險評價

25.2　風險評價與風險管理

25.2.1　前言

25.2.2　風險評價與風險管理過程

25.3　暴露評價

25.3.1　暴露評價的內容

25.3.2　有機污染物的環境過程

25.3.3有機污染物遷移、轉化與歸宿分析

25.3.4　暴露途徑分析

25.3.5　影響暴露的因素

25.3.6　暴露計算

25.4　效應評價

25.4.1　生態效應評價

25.4.2　毒理學效應評價

25.4.3　劑量-效應關係評價

25.4.4　流行病學數據的應用

25.5風險表徵

25.5.1　概述

25.5.2　定性的風險表徵

25.5.3定量的風險表徵

25.5.4　不確定性分析

習題

參考文獻