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出版者:Springer Verlag

作者:Boule, Pierre (EDT)/ Bahnemann, Detlef W. (EDT)/ Robertson, Peter K. J. (EDT)/ Boxall, C. (CON)/ Can

出品人:

页数:489

译者:

出版时间:

价格:2848.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9783540002697

丛书系列:

图书标签:

环境
光化学
环境科学
大气化学
水化学
污染物
光解
环境光化学
光催化
环境监测
环境工程

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具体描述

好的，以下是为您量身打造的一本图书的详细简介，该书名为《都市生态系统中的光化学过程与环境影响》。 --- 图书简介：都市生态系统中的光化学过程与环境影响作者：钱德福教授 (Prof. D. F. Qian) 出版日期： 2024年秋季 ISBN： 978-1-5678-9012-3 定价：待定内容提要《都市生态系统中的光化学过程与环境影响》是一部聚焦于现代城市环境中复杂化学反应的开创性专著。本书深入剖析了太阳辐射（特别是紫外线和可见光）在驱动城市大气、水体和土壤中关键化学物质转化中的核心作用。本书旨在为环境化学家、大气科学家、城市规划师以及政策制定者提供一个全面、深入且具有前瞻性的理论和实践框架，用以理解和缓解城市环境光化学污染的挑战。本书摒弃了对传统自然环境光化学的简单延伸，而是着重于城市特有的高浓度人为源排放物（如挥发性有机化合物VOCs、氮氧化物$ ext{NO}_x$、和细颗粒物$ ext{PM}_{2.5}$）如何与光照相互作用，形成一系列二次污染物和环境效应。 --- 第一部分：都市光化学环境的基础构建本部分奠定了理解城市光化学复杂性的基础，重点关注城市环境的独特性。第一章：城市边界层结构与辐射传输本章详尽描述了城市峡谷（Urban Canyon）的几何结构如何改变太阳辐射的入射角、散射和吸收模式。重点讨论了建筑群对地表和近地层光照强度的衰减效应，以及城市热岛效应（UHI）对大气湍流混合和污染物垂直传输的影响。引入了基于区域尺度模型模拟城市内光化学活性的方法论。第二章：城市大气中的光化学活性物种深入探讨了人为源和自然源排放的痕量气体和颗粒物。特别关注了醛类、酮类、芳香烃等城市特有VOCs的光化学反应活性。详细分析了$ ext{NO}_x$在日夜间的循环过程，以及其如何通过光化学链式反应（如Ozone-VOCs系统）生成具有强氧化性的自由基物种。第三章：光吸收性气溶胶（黑碳与棕碳）的作用机制本章重点研究了城市中普遍存在的黑碳（BC）和棕碳（BrC）对太阳辐射的直接吸收效应，及其如何通过加热边界层和改变辐射平衡，间接影响光化学反应速率。同时，探讨了颗粒物表面作为非均相反应场所，催化光化学过程的机制。 --- 第二部分：核心光化学反应机理与二次污染物生成这是全书的核心部分，详细阐述了驱动城市空气质量变化的关键光化学反应路径。第四章：臭氧（$ ext{O}_3$）的生成与调控本书以详尽的动力学数据，解析了城市臭氧的经典“$ ext{NO}_x$-VOCs-光照”系统。章节涵盖了甲基过氧自由基 ($ ext{CH}_3 ext{O}_2$ )、过氧酰基硝酸酯（PANs）等关键中间体的形成和寿命，并对比了不同VOCs谱系（如异戊二烯、甲苯、甲醛）对$ ext{O}_3$生成潜力的差异。强调了“VOCs限制”和“$ ext{NO}_x$限制”区域内光化学反应的差异性。第五章：二次有机气溶胶（SOA）的光化学起源本章聚焦于低挥发性、半挥发性有机化合物（LVOCs/SVOCs）通过光氧化过程形成新的颗粒物（SOA）的机制。详细分析了芳香族化合物和烯烃在光照下的快速氧化反应，以及这些反应如何通过分子团簇核化和蒸发/凝结平衡过程影响城市PM$_{2.5}$的化学组成和能见度。第六章：羟基自由基 ($cdot ext{OH}$) 的城市光化学源与汇羟基自由基是城市大气中最重要的“清洁剂”。本章系统梳理了城市中$cdot ext{OH}$的直接生成途径（如臭氧的光解、甲醛的光解）和间接生成途径。通过高分辨率质谱（HRMS）数据，分析了$cdot ext{OH}$与城市中复杂有机物反应的产物分布，及其对空气质量和人类健康的影响。第七章：城市水体与地表的光化学过程超越大气，本章探讨了城市地表水（如雨洪水道、人工湖泊）中因光照引发的污染降解或转化过程。关注溶解性有机碳（DOC）在紫外光照射下的光致氧化反应，以及由此产生的光化学活性氧化剂（AOPs）对持久性有机污染物（POPs）的潜在去除效率。 --- 第三部分：环境影响、监测与缓解策略本部分将理论模型与实际应用相结合，探讨光化学对生态与人类健康的影响，并提出基于科学的干预措施。第八章：城市光化学污染对生态系统的影响分析了光化学烟雾事件中产生的强氧化性物质对城市植被光合作用、病虫害抗性的影响。探讨了酸性沉降和臭氧对城市绿地健康的累积效应，并首次引入了城市土壤微生物群落对光化学产物适应性的研究视角。第九章：健康风险评估与暴露模型本章从暴露科学角度，评估了城市中臭氧、二次有机气溶胶（SOA）的氧化潜力对呼吸系统和心血管系统的潜在风险。重点介绍了时间序列模型和化学传输模型（CTM）结合的暴露评估方法，用于量化光化学生成污染物对城市人口健康的影响。第十章：面向未来的城市光化学缓解策略基于对反应机制的深刻理解，本章提出了多层次的干预策略。这包括： 1. 源头控制升级：针对高活性VOCs（如芳烃、烯烃）制定更严格的排放标准。 2. 基于化学的调控（Chemically-informed Control）：探讨通过精确控制$ ext{NO}_x$与VOCs的比例，实现“负$ ext{O}_3$梯度”的区域性策略。 3. 城市规划中的“光化学缓冲带”设计：如何利用城市绿化和水体布局，优化局地光照和湍流条件，以减轻光化学污染的累积。结论与展望：总结了当前城市光化学研究的前沿挑战，特别是对高氧化性有机气溶胶（highly oxygenated OAs, HOA）和新型能源技术（如电动汽车充电站附近的环境光化学）的关注方向。 --- 目标读者：本书内容严谨、数据翔实，是环境科学、化学工程、大气物理等领域研究生、博士后、科研人员的必备参考书。同时，对于环境监测机构的专业技术人员以及负责城市空气质量管理的政府部门，本书提供了不可或缺的决策支持依据。 --- 本书特色：深度结合实测数据：引入了全球主要大都市（如北京、洛杉矶、东京）的现场观测数据，用以验证和修正理论模型。强调非线性效应：重点解析了城市复杂排放谱系下，光化学反应的非线性和临界点现象。跨学科整合：成功地将大气化学动力学、气溶胶物理学、城市气候学和环境流行病学相结合。