环境化学是环境科学的核心组成部分，环境化学主要基于化学理论和方法，结合地学、生物、医学等交叉学科技术，以污染物为研究对象，以解决相关环境问题为目标，是一门研究污染物的生成与释放、环境赋存与归宿、转化与代谢、毒性效应与健康影响及其削减控制的原理与技术学科。经过40多年的发展，我国环境化学在学科建设、人才培养、队伍规模、实现国家目标和提升国际影响力等方面均取得了长足进步。环境化学已成为化学的一个重要分支。《环境化学前沿》连续出版物邀请我国环境化学领域著名的专家学者，包括40多位“国家杰出青年科学基金”获得者和“长江学者”入选者撰稿。
本书与前两辑内容互为补充，根据学科发展特点及国家重大需求增添了相关内容，比如“双碳”、新污染物监测及管理等，力求反映和代表我国目前环境化学领域的工作特色和主流发展趋势。
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序言
第1章 原位样品前处理技术在环境分析和毒理学研究中的应用 1
1.1 引言 2
1.2 原位样品前处理技术 3
1.2.1 SPME技术与被动采样技术 3
1.2.2 原位样品前处理技术的定量方法 3
1.3 原位样品前处理技术在环境分析与毒理学研究中的应用 5
1.3.1 原位样品前处理技术在环境介质中的应用 5
1.3.2 SPME在动植物活体组织中的应用 6
1.3.3 SPME在人体样品和细胞代谢研究中的应用 7
1.4 SPME技术与其他分析方法联用 9
1.4.1 SPME-GC×GC 9
1.4.2 SPME-AMS技术 10
1.4.3SPME-SERS分析 11
1.5 展望 11
参考文献 11
第2章 基于高分辨质谱非靶向分析的污染物发现 18
2.1 引言 19
2.2 样品前处理 19
2.3 仪器分析 20
2.3.1 组分分离 20
2.3.2 组分分析 20
2.4 数据处理 23
2.4.1 数据的提取 23
2.4.2 化合物的鉴定 25
2.5 应用实例 27
2.5.1 新型污染物的识别与发现 27
2.5.2 优控或关键污染物筛选 28
2.5.3 基于特征官能团的污染物识别 28
2.5.4 基于效应导向分析技术的有害污染物识别 29
2.6 展望 30
参考文献 30
第3章 环境稳定同位素技术进展 35
3.1 引言 36
3.2 稳定同位素溯源的基本原理 36
3.2.1 稳定同位素分馏 36
3.2.2 稳定同位素标记 37
3.3 稳定同位素分析方法昀新进展 37
3.3.1 非传统（金属）稳定同位素分析方法最新进展 38
3.3.2 单体稳定同位素分析方法最新进展 40
3.3.3 稳定同位素标记技术在方法学上的新进展 42
3.4 稳定同位素技术在环境领域的昀新进展 43
3.4.1 稳定同位素技术在环境金属源解析中的最新进展 43
3.4.2 单体稳定同位素技术在有机污染物溯源和转化方面的最新进展 46
3.4.3 稳定同位素标记技术在环境污染物降解及微生物分析中的应用 48
3.5 展望 51
参考文献 51
第4章 疫情期间的消毒与消毒副产物问题 65
4.1 引言 66
4.2 微生物风险 67
4.2.1 新型冠状病毒SARS-CoV-2 67
4.2.2 细菌 69
4.2.3 真菌 72
4.2.4 原生动物 73
4.3 消毒副产物 74
4.3.1 识别与检测 74
4.3.2 毒性和风险 77
4.3.3 生成机制 80
4.3.4 DBPs生成控制 87
4.4 应对疫情的环境消毒技术和实践 88
4.4.1 公共场所中SARS-CoV-2的消毒控制 88
4.4.2 食品冷链 90
4.4.3 给排水消毒 91
4.4.4 过度消毒的潜在生态影响 92
4.5 展望 93
参考文献 94
第5章 环境代谢组学研究进展 104
5.1 引言 105
5.2 核磁/质谱代谢组学研究进展 105
5.2.1 环境代谢组学概述 105
5.2.2 基于核磁共振的代谢组学研究 106
5.2.3 基于色谱质谱的代谢组学研究 107
5.2.4 基于核磁共振联合质谱的代谢组学研究 110
5.3 质谱成像技术及其研究进展 110
5.3.1 质谱成像技术的概述 110
5.3.2 质谱成像分析流程 111
5.3.3 常见质谱成像技术 112
5.3.4 质谱成像技术在污染物毒理学研究中的应用 113
5.3.5 质谱成像技术在药物研究中的应用 114
5.4 多组学整合在环境毒理学中的研究进展 115
5.4.1 多组学整合分析概述 115
5.4.2 多组学整合分析工具 116
5.4.3 多组学技术在有机污染物毒性机制研究中的应用 118
5.4.4 多组学技术在重金属毒性机制研究中的应用 120
5.5 展望 122
参考文献 123
第6章 同步辐射技术推进环境化学研究 130
6.1 引言 131
6.2 同步辐射的发展及中国的贡献 132
6.2.1 同步辐射的应用进展 132
6.2.2 同步辐射技术 132
6.2.3 同步辐射光源聚焦的环境元素 135
6.2.4 同步辐射装置 136
6.2.5 中国同步辐射在环境领域的贡献 137
6.3 同步辐射技术在环境领域的应用 137
6.3.1 环境污染监测 137
6.3.2 生态毒理 138
6.3.3 污染迁移转化 139
6.3.4 动态原位反应过程 141
6.3.5 单原子催化表征 142
6.4 结论与展望 142
参考文献 143
第7章 天然有机质的环境行为和效应 148
7.1 引言 149
7.2 天然有机质的分子表征技术及其在生态环境研究中的应用 150
7.2.1 核磁共振波谱分析及其应用 150
7.2.2 生物标志物分析及其应用 152
7.2.3 高分辨质谱分析及其应用 154
7.2.4 显微成像技术及其应用 157
7.3 天然有机质与污染物的相互作用机制及预测模型 161
7.3.1 天然有机质对有机污染物的吸附机制与预测 162
7.3.2 天然有机质对污染物转化行为的介导效应 167
7.4 展望 171
参考文献 172
第8章 农用化学品环境化学与毒理学研究进展 184
8.1 引言 185
8.2 农药环境残留特征及其生态风险 186
8.2.1 我国主要流域新烟碱类农药时空分布及生态风险 186
8.2.2 广州市城市与农村区域土壤-地表水-沉积物系统中的新烟碱农药残留分布与生态风险 187
8.2.3 中国浙江省非作物植物花粉和蜂蜜中新烟碱类农药残留特征及暴露风险 187
8.2.4 浙江省农田土壤和地表水中拟除虫菊酯农药残留特征及分配规律 188
8.2.5 农田有机氯农药残留水平变化趋势与陆生小型哺乳动物的生殖健康 188
8.3 农药的人体污染负荷及健康风险 189
8.3.1 DDTs 189
8.3.2 HCHs中国人群母婴暴露风险 190
8.3.3 农药的母乳喂养膳食暴露风险 190
8.3.4 拟除虫菊酯杀虫剂暴露健康风险 191
8.3.5 新型烟碱类农药人群膳食暴露风险 192
8.3.6 农药代谢产物毒性效应评价 193
8.3.7 复合污染评价 193
8.4 农药生物有效性与环境行为 194
8.4.1 传统的农药在不同环境介质中生物有效性研究 194
8.4.2 农药的母胎传递行为与机制 196
8.4.3 基于EDA和TIC的农药生物有效性研究 197
8.5 农药毒性效应的分子机制研究进展 197
8.5.1 拟除虫菊酯毒性机制研究进展 197
8.5.2 甲霜灵毒性机制研究进展 198
8.5.3 氟虫腈水生毒性机制研究进展 199
8.5.4 新烟碱类农药暴露与蜜蜂候群症风险 199
8.6 手性农药环境安全研究进展 200
8.6.1 三唑类农药对映体选择性环境行为及毒性差异 200
8.6.2 手性农药毒性效应的对映体差异 201
8.7 非农药类农用化学品的环境安全 204
8.7.1 我国农田土壤中邻苯二甲酸酯化合物的残留及健康风险 204
8.7.2 我国农田土萃取液内分泌干扰效应评价 204
8.7.3 农药助剂壬基酚聚氧乙烯醚及其代谢物在稻田土壤系统中的迁移转化和积累 205
8.7.4 人用抗生素通过影响肠道菌群增大三嗪除草剂农药的生物可利用率 205
8.8 展望 207
参考文献 208
第9章 核化学与放射化学技术研究进展 216
9.1 引言 217
9.2 基础和理论放射化学 217
9.2.1 锕系金属富勒烯的分子与电子结构研究 217
9.2.2 限域配位环境下锕系化学键的研究 217
9.2.3 超铀元素固体化学研究 218
9.2.4 核素固化与稳定性研究 218
9.3 核能应用放射化学 220
9.3.1 新型材料的设计合成及环境放射性污染治理 220
9.3.2 海水提铀材料的设计及其性能研究 223
9.3.3 催化还原技术用于含铀废水处理 230
9.3.4 多孔框架材料用于乏燃料后处理中几类关键核素的污染治理 232
9.3.5 新型核素分离检测流程开发 234
9.4 核应急医学救治技术 238
9.4.1 含铀辐射探测闪烁体和半导体 238
9.4.2 放射性核素辐射防护剂 238
9.4.3 含钍放射性废物的核药物资源化利用 239
9.4.4 用于AD及前列腺肿瘤早期诊断的正电子放射性药物 240
9.5 核技术应用 241
9.5.1 含铀辐射探测闪烁体和半导体 241
9.5.2 新型MOFs半导体及柔性辐射探测材料 243
9.5.3 辐射合成 245
9.5.4 功能材料的同位素效应 246
9.6 展望 246
参考文献 247
第10章 砷锑的生物地球化学循环研究进展 254
10.1 引言 255
10.2 微生物介导下砷的形态转化 255
10.2.1 砷的形态与毒性 255
10.2.2 砷的生物氧化 255
10.2.3 砷的生物还原 256
10.2.4 砷的甲基化 257
10.2.5 有机砷的生物转化 257
10.3 锑的生物地球化学循环 258
10.3.1 锑在自然界中的主要形态 258
10.3.2 微生物介导锑的形态转化 259
10.3.3 锑-铁耦合生物地球化学 260
10.3.4 锑-硫耦合生物地球化学 261
10.4 研究展望 262
参考文献 263
第11章 铁环境化学研究进展 268
11.1 引言 269
11.2 零价铁与污染控制及环境修复 269
11.2.1 零价铁的活性改性策略 269
11.2.2 零价铁在水污染控制方面的研究进展 270
11.2.3 零价铁在地下水和土壤修复方面的研究进展 271
11.3 铁矿物与污染控制和环境修复 272
11.3.1 自然环境中铁矿物去除污染物的基本原理 272
11.3.2 基于Fe(II)矿物活化O2降解有机污染物的修复方法 273
11.3.3 基于Fe(II)矿物修复污染土壤/地下水的研究展望 274
11.4 高铁酸盐的技术原理与强化 275
11.4.1 Fe(VI)氧化特性及强化氧化研究 275
11.4.2 强化高铁酸盐氧化污染物的研究进展 277
11.4.3 高铁酸盐的应用进展 278
11.5 铁循环与环境污染物迁移转化 279
11.5.1 土壤铁矿物非生物和生物转化过程 280
11.5.2 土壤有机物对铁矿物转化过程的影响机制 281
11.5.3 土壤铁矿物界面重金属反应机制 281
11.5.4 土壤铁矿物-有机质相互作用下的重金属反应机制 282
11.6 铁与微生物耦合及其废水处理技术 283
11.6.1 引言 283
11.6.2 铁促进厌氧种间氢气传递原理及其在厌氧消化的应用 284
11.6.3 异化铁还原偶联复杂有机物降解过程中直接种间电子传递机制 284
11.6.4 废水生物脱氮过程中潜在的铁循环机制 285
11.7 展望 286
参考文献 286
第12章 我国近海海洋污染的现状、问题与对策 291
12.1 我国海岸带和近海污染问题概述 292
12.1.1 海岸带与近海 292
12.1.2 近海海洋污染与生态风险 292
12.1.3 近海海洋分析监测 294
12.1.4 近海海洋环境问题与发展趋势 295
12.2 近海环境主要污染物污染现状 296
12.2.1 营养盐 296
12.2.2 重金属 300
12.2.3 有机污染物 301
12.2.4 微/纳米污染物 303
12.3 海岸带和近海污染物分析与监测 303
12.3.1 重金属 304
12.3.2 持久性有毒污染物 304
12.3.3 医药与个人护理用品（PPCPs） 305
12.3.4 抗性基因 306
12.3.5 微塑料 306
12.3.6 纳米颗粒 307
12.3.7 先进样品前处理与检测技术 309
12.4 海岸带和近海的污染危害、问题及其对策 311
12.4.1 我国近海海洋污染的危害 311
12.4.2 我国近海海洋污染对策 312
12.4.3 我国近海污染治理（以石油修复为例） 315
12.5 结论与展望 316
参考文献 316
第13章 暴露组学与食品安全 326
13.1 引言 327
13.2 外暴露解析与中国总膳食研究 327
13.2.1 污染物膳食暴露评估方法 327
13.2.2 第六次中国总膳食研究 328
13.2.3 我国居民二噁英及其类似物膳食暴露 329
13.3 生命早期内暴露解析与POPs履约生物监测研究 331
13.3.1 产前热点污染物暴露水平和影响因素 331
13.3.2 我国儿童铅的暴露水平和影响因素 332
13.3.3 6～17岁儿童、青少年邻苯二甲酸酯及其代谢产物暴露特征分析 332
13.3.4 母乳POPs监测-斯德哥尔摩公约履约成效评估 333
13.4 重要风险因子生物利用率研究 334
13.4.1 食品中典型持久性有机污染物的生物可及性和生物利用率 335
13.4.2 食品中镉与高氯酸盐生物可及性和生物利用率 336
13.4.3 海产品中不同形态砷化合物的生物可及性和生物利用率 337
13.5 基于PBTK的内外暴露关联机制研究 338
13.5.1 二噁英类化合物的PBTK模型 338
13.5.2 高氯酸盐的PBTK模型 339
13.5.3 全氟化合物的PBTK模型 339
13.5.4 双酚类物质多暴露途径的PBTK模型 340
13.6 风险因子与代谢标志物表征研究 341
13.6.1 镉 341
13.6.2 二噁英类物质 342
13.6.3 高氯酸盐与多溴二苯醚 342
13.7 基于BMDL的热点污染物健康影响研究 342
13.7.1 化学污染物对人群健康的影响 342
13.7.2 基准剂量方法 343
13.7.3 应用BMD法进行镉致肾损伤风险评估 344
13.8 展望 345
参考文献 345
第14章 大气环境化学研究进展 348
14.1 引言 349
14.2 大气HONO的研究进展 349
14.2.1 NO2的表面非均相反应是HONO的重要来源 350
14.2.2 农业活动对HONO排放的影响 351
14.2.3 HONO的其他来源 352
14.2.4 室内HONO的研究 353
14.2.5 HONO对大气氧化性的影响 353
14.3 挥发性有机物及中等挥发性有机物的氧化机制 354
14.3.1 长链烷烃的实验室研究 355
14.3.2 生物源与人为源挥发性有机物的实验室研究 356
14.4 大气高氧化度有机分子 356
14.5 大气新粒子形成 358
14.5.1 内陆地区的新粒子形成 358
14.5.2 海洋地区 364
14.6 海洋气溶胶 366
14.6.1 海洋气溶胶的外场观测研究 366
14.6.2 海洋气溶胶产生的实验室模拟研究 367
14.6.3 海洋气溶胶的表面化学研究 369
14.6.4 海洋气溶胶的模式模拟研究 370
14.7 生物质燃烧排放HULIS的分子组成和吸光特征..371
14.7.1 HULIS的提取和测量技术 371
14.7.2 生物质燃烧排放HULIS的分子组成和吸光特性 372
14.7.3 生物质燃烧传输对青藏高原HULIS的影响 375
14.7.4 结论 380
14.8 灰霾期间硫酸盐的快速生成机制 380
14.9 环境污染控制 381
14.10 展望 382
参考文献 383
第15章 大气污染健康危害的流行病学和毒理学进展 398
15.1 大气污染健康危害的流行病学研究进展 399
15.1.1 大气污染的急性健康效应 399
15.1.2 大气污染的慢性健康效应 408
15.1.3 大气污染健康效应的干预研究 413
15.2 大气污染健康危害的毒理学研究进展 419
15.2.1 大气污染的毒理学效应 419
15.2.2 大气污染物的毒理学机制 423
15.3 大气污染对新型冠状病毒肺炎影响的研究进展 429
15.3.1 大气污染对新型冠状病毒肺炎影响的人群流行病学研究 429
15.3.2 大气污染对新型冠状病毒肺炎影响的机制学研究 430
15.4 本章 小结 430
参考文献 430
第16章 纳米颗粒与植物的交互作用 445
16.1 引言 446
16.2 纳米颗粒的植物吸收与迁移 447
16.2.1 植物根部对纳米颗粒的吸收与植物体内迁移 448
16.2.2 植物叶片对纳米颗粒的吸收与植物体内迁移 450
16.2.3 纳米颗粒在植株中的组织分布和亚细胞分布 451
16.2.4 脂质交换包膜穿透模型 452
16.3 纳米颗粒的植物转化 453
16.3.1 纳米颗粒在植物体外的转化 453
16.3.2 纳米颗粒在植物体内的转化 455
16.4 纳米颗粒对植物的生物效应 457
16.4.1 纳米颗粒对种子萌发的影响 458
16.4.2 纳米颗粒对植物的形态、生长和产量的影响 458
16.4.3 纳米颗粒对植物光合作用的影响 459
16.4.4 纳米颗粒对植物营养成分的影响 459
16.4.5 纳米颗粒诱导植物活性氧生成以及抗氧化酶的调控 460
16.4.6 纳米颗粒诱导植物基因损伤 460
16.5 展望 461
参考文献 461
第17章 纳米材料的环境效应与应用研究进展 467
17.1 引言 468
17.2 大气中的纳米颗粒物 468
17.2.1 赋存状态与分析 469
17.2.2 溯源研究 470
17.2.3 毒理与健康效应 472
17.3 水环境中的纳米材料 473
17.3.1 赋存状态与分析 473
17.3.2 转化与迁移 474
17.3.3 生态毒理效应 475
17.4 土壤中的纳米材料 476
17.4.1 赋存状态与分析 477
17.4.2 转化与迁移 478
17.4.3 生态毒理效应 480
17.5 纳米材料的环境应用进展 482
17.5.1 在大气污染治理中的应用 482
17.5.2 在水污染治理中的应用 484
17.5.3 在土壤污染治理中的应用 486
17.5.4 在环境分析中的应用 488
17.6 展望 490
参考文献 490
第18章 纳米毒理学研究进展 507
18.1 引言 508
18.2 人工纳米材料的生物转化及其效应 510
18.2.1 前言 510
18.2.2 人工纳米材料的生物分布、再分布和代谢 511
18.2.3 人工纳米材料在生物介质中理化性质的改变 514
18.2.4 小结 518
18.3 纳米-生物界面作用的影响因素及生物效应 519
18.3.1 纳米材料的表面性质 519
18.3.2 纳米材料的表界面化学反应 521
18.3.3 纳米-生物界面作用机制 522
18.3.4 小结 524
18.4 表面催化活性介导的纳米毒性效应 524
18.4.1 二维硫族过渡金属及石墨烯纳米片催化脂质过氧化引发铁死亡 524
18.4.2 具有类脱氢酶活性的SnSe纳米片干扰细胞内三羧酸循环引发细胞死亡 528
18.4.3 M-C-N石墨烯纳米片具有类NADPH氧化酶活性，诱发细胞免疫响应 532
18.4.4 纳米抗菌剂与细菌耐药性进化 535
18.5 大数据时代的信息学在纳米毒理研究中的应用 538
18.5.1 前言 538
18.5.2 大数据和人工智能简介及其应用 539
18.5.3 小结 546
18.6 纳米毒理学的挑战与展望 546
参考文献 548
第19章 新污染物的生态毒理效应 559
19.1 引言 560
19.2 有机磷酸酯的生态毒性 563
19.2.1 有机磷酸酯的概述 563
19.2.2 有机磷酸酯在水生生物中的富集与放大效应 564
19.2.3 有机磷酸酯在植物中的富集过程与机制 567
19.2.4 有机磷酸酯的内分泌干扰毒性效应与机制 567
19.2.5 有机磷酸酯对植物的毒性效应 570
19.2.6 有机磷酸酯的人体暴露与胎盘转运 570
19.2.7 展望 573
19.3 新溴代阻燃剂的神经内分泌毒性效应 573
19.3.1 新溴代阻燃剂概述 573
19.3.2 NBFRs的甲状腺内分泌干扰效应 574
19.3.3 NBFRs的生殖内分泌干扰效应 577
19.3.4 NBFRs的神经毒性效应 579
19.3.5 NBFRs对脂质代谢过程的影响 582
19.3.6 展望 583
19.4 抗生素诱发肥胖效应与机制 584
19.4.1 抗生素成为新的环境诱胖剂及其潜在机制 584
19.4.2 环境抗生素跨世代传递与长期毒性效应 587
19.4.3 抗生素多世代诱胖效应 591
19.5 新污染物的昼夜节律干扰效应 592
19.5.1 鱼类的昼夜节律系统 592
19.5.2 昼夜节律与生理生化过程调控 593
19.5.3 影响昼夜节律调节的环境因素 595
19.5.4 环境类固醇激素的昼夜节律干扰效应 596
19.5.5 杀虫剂除草剂的昼夜节律干扰效应 597
19.5.6 神经类药物的昼夜节律干扰效应 598
19.5.7 重金属的昼夜节律干扰效应 598
19.5.8 其他新污染物的昼夜节律干扰效应 599
19.5.9 展望 600
参考文献 601
第20章 H2S酸性气资源回收及转化利用反应过程的研究进展 620
20.1 引言 621
20.2 酸性气硫磺回收过程进展 622
20.2.1 克劳斯（Claus）反应 622
20.2.2 有机硫（COS和CS2）水解 624
20.2.3 H2S选择催化氧化 626
20.3 酸性气资源利用进展 630
20.3.1 H2S分解回收H2和单质硫 630
20.4 小结 636
参考文献 636
第21章 挥发性有机污染物（VOCs）催化反应过程的研究进展 642
21.1 碳氢类VOCs催化反应过程 643
21.1.1 烷烃催化反应过程 643
21.1.2 烯烃催化反应过程 644
21.1.3 芳香烃催化反应过程 645
21.2 含氧VOCs催化反应过程 646
21.2.1 醛酮类催化反应过程 646
21.2.2 醇酯类催化反应过程 648
21.3 含杂原子VOCs催化反应过程 649
21.3.1 Cl-VOCs催化反应过程 649
21.3.2 Br-VOCs催化反应过程 650
21.3.3 S-VOCs催化反应过程 651
21.3.4 N-VOCs催化反应过程 652
21.4 VOCs氧化整体式催化剂 652
21.5 小结与展望 654
参考文献 655
第22章 化学氧化环境修复技术进展 664
22.1 引言 665
22.2 Fenton高级氧化修复技术 666
22.2.1 Fenton技术原理 666
22.2.2 增强Fenton氧化的原理及策略 668
22.2.3 Fenton氧化修复有机污染场地 672
22.2.4 修复案例 675
22.3 基于过硫酸盐的高级氧化修复技术 676
22.3.1 基本原理 676
22.3.2 过硫酸盐的活化方式 677
22.3.3 催化降解机制 681
22.3.4 影响因素 682
22.3.5 有机污染场地修复案例 684
22.4 其他高级氧化修复技术 685
22.4.1 氧化机理 685
22.4.2 影响因素 686
22.5 展望 687
参考文献 687
第23章 海洋（微）塑料污染及其对碳中和的意义 695
23.1 引言 696
23.2 全球海洋塑料污染现状 697
23.2.1 海洋塑料垃圾的来源 697
23.2.2 海洋微塑料污染分布 698
23.3 河流塑料污染现状 699
23.3.1 全球河流塑料垃圾的分布 699
23.3.2 河流微塑料对邻近海洋环境的贡献 701
23.4 河流塑料入海通量 703
23.4.1 实测河流微塑料入海通量 703
23.4.2 河流塑料入海通量与模型估算对比 704
23.5 塑料污染治理与碳中和 705
23.5.1 碳中和的背景及现状 705
23.5.2 研究特定对象的碳循环方法——生命周期评价模型 706
23.5.3 塑料——难以降解的环境污染物，亦是最大的人工碳库 707
23.5.4 实现塑料工业碳中和的一种可能的途径——生物基塑料 710
23.6 结论与展望 712
参考文献 713
第24章 环境中微纳塑料的检测、老化及效应研究进展 720
24.1 引言 721
24.2 环境中微纳塑料的来源及分析技术 721
24.2.1 环境中微纳塑料来源及机制 721
24.2.2 微纳塑料的定性和定量分析技术 722
24.2.3 （微）塑料微观表面变化等表征技术 726
24.3 微纳塑料的老化及溶解性物质释放 728
24.3.1 微纳塑料的老化作用及机制 728
24.3.2 老化微纳塑料中溶解性物质的释放 731
24.4 老化作用对微纳塑料环境行为的影响 732
24.4.1 团聚和迁移规律 732
24.4.2 化学反应活性 733
24.4.3 吸附行为和载体效应 734
24.5 老化作用对微纳塑料生物毒性的影响 736
24.5.1 老化微纳塑料衍生物的毒性 737
24.5.2 塑料添加剂转化产物的毒性 738
24.5.3 吸附污染物的毒性 739
24.6 展望 742
参考文献 743
第25章 碳中和目标下的环境污染防治 757
25.1 引言 758
25.2 碳中和与绿色替代 758
25.2.1 我国碳中和目标的实现路径 758
25.2.2 煤等化石燃料的清洁利用 760
25.2.3 二氧化碳的捕集、储存与转化 762
25.3 碳中和与协同减排 764
25.3.1 碳中和与大气污染物协同减排 764
25.3.2 水处理过程中的碳中和技术 767
25.3.3 土壤固碳与污染协同治理 771
25.4 展望 774
参考文献 774
第26章 生物质废物的“碳中和”潜力及其资源化利用原理与技术 784
26.1 引言 785
26.2 生物质废物的来源、分布及特征 786
26.3 生物质资源化利用研究进展 787
26.3.1 生物质气化制备生物氢能 787
26.3.2 生物质液化制备液体燃料 787
26.3.3 生物质炭的制备及应用 788
26.4 生物质利用过程污染控制研究进展 789
26.4.1 生物质焦油重整 789
26.4.2 CO2捕集与利用 792
26.4.3 生物炭重金属固定/稳定化 793
26.5 展望 794
参考文献 795
第27章 机器学习在环境科学研究中的应用 802
27.1 引言 803
27.2 机器学习在污染物高通量筛选中的应用 804
27.2.1 数据库建设 804
27.2.2 机器学习常用方法 805
27.2.3 预测模型构建 805
27.2.4 毒性作用机制解析 807
27.2.5 警示子结构识别 808
27.3 机器学习在污染物健康风险识别中的应用 808
27.3.1 环境化合物生物富集因子预测 809
27.3.2 全国农村地下水有机微污染物和金属的健康风险评价 809
27.3.3 长江口水体有机微污染物筛查及生态风险甄别 810
27.3.4 细颗粒污染物的溯源与污染预测 810
27.4 机器学习在纳米毒理学研究中的应用 811
27.4.1 新型纳米描述符及端到端深度学习在纳米毒理学研究中的应用 812
27.4.2 机器学习与分子模拟的联用 814
27.5 展望 814
参考文献 815
第28章 我国新污染物研究进展 819
28.1 引言 820
28.2 新污染物的环境来源及主要特征 820
28.2.1 新污染物的环境来源 820
28.2.2 新污染物的定义及特征 821
28.3 世界范围内关于新污染物的研究及管控 821
28.3.1 各国针对新污染物的研究历史 821
28.3.2 新污染物控制的难点与问题 822
28.3.3 各国关于新污染物的相关管理和政策 822
28.4 我国新污染物研究进展及管控建议 823
28.4.1 我国新污染物风险防范的相关背景 823
28.4.2 我国新污染物的相关研究历程及取得成果 824
28.4.3 现阶段国家控制新污染物的难点 825
28.4.4 我国新污染物管理思路和建议 826
28.5 结语 828
参考文献 828
第29章 人工智能时代下的环境计算毒理学进展及前瞻 833
29.1 引言 834
29.2 基于机器学习的量子化学新技术及其潜在应用 836
29.2.1 基于机器学习量子化学方法的原理 836
29.2.2 基于机器学习量子化学方法的潜在应用 837
29.3 化学品暴露和危害行为参数的QSAR模型 840
29.3.1 机器学习技术在化学品暴露研究中的应用 840
29.3.2 机器学习技术在化学品危害性评价中的应用 844
29.4 计算纳米毒理学 847
29.4.1 预测纳米材料环境行为的机器学习模型 847
29.4.2 预测纳米生物效应的机器学习模型 848
29.5 展望 850
参考文献 850
第30章 微生物电化学技术前沿进展 860
30.1 引言 861
30.2 微生物胞外电子及界面电子传递机制 863
30.2.1 微生物胞外电子传递机制研究进展 863
30.2.2 微生物种间电子传递机制研究进展 866
30.2.3 微生物与材料间界面电子传递机制研究进展 867
30.3 微生物电合成技术 870
30.3.1 电辅助微生物还原CO2合成增值化学品 870
30.3.2 光辅助微生物还原CO2合成增值化学品 871
30.3.3 微生物还原CO2耦合技术合成增值化学品 874
30.4 微生物电化学水污染治理应用进展 875
30.4.1 微生物电化学在污水处理的应用 875
30.4.2 微生物电化学水环境修复的应用 877
30.4.3 微生物电化学传感器的研究进展 879
31.5 总结与展望 882
30.6 致谢 883
参考文献 883
第31章 废水污染控制技术研究进展 901
31.1 引言 902
31.2 废水物化处理方法与技术 902
31.2.1 自由基氧化 902
31.2.2 电催化氧化 904
31.2.3 类芬顿氧化 905
31.2.4 单原子催化氧化 906
31.3 废水处理功能材料与技术 907
31.3.1 电催化材料 907
31.3.2 电催化膜 909
32.3.3 臭氧催化材料 910
31.3.4 纳米材料及限域效应 911
31.3.5 吸附材料 912
31.4 废水生化处理方法与技术 914
31.4.1 脱氮除磷 914
31.4.2 新型厌氧消化 915
31.4.3生物电化学 917
31.4.4 厌氧膜生物反应器 919
31.4.5 高级氧化-生物降解近场耦合技术 921
31.4.6 硫协同污水生物处理 922
31.5 废水处理新工艺与应用 922
31.5.1 好氧颗粒污泥 922
31.5.2 化工园区废水处理 923
31.5.3 废水辐射处理技术与应用 924
31.5.4 工业废水物化催化处理 926
31.5.5 特种废水高级氧化技术装备及应用 927
参考文献 929
第32章 环境中抗生素耐药性的形成、传播及健康风险 939
32.1 引言 940
32.2 环境中抗生素耐药的化学驱动机制 941
32.2.1 环境中的选择压力及其抗性机制 941
32.2.2 细菌对多种选择压力的抗性机制 943
32.2.3 化学驱动机制研究现状 945
32.3 环境中抗生素耐药的传播与扩散 946
32.3.1 水环境 946
32.3.2 土壤-植物系统 951
32.3.3 大气环境 952
32.4 抗生素耐药的环境暴露与健康风险 957
32.4.1 抗生素的人体暴露与健康风险 957
32.4.2 细菌耐药性与人体健康 958
32.5 展望 962
32.5.1 土壤-植物系统中耐药基因的研究展望 962
32.5.2 大气环境中耐药基因的研究展望 963
32.5.3 环境中耐药基因风险评估研究展望 963
参考文献 964
京公网安备 11010102004214号