Chemical Bioavailability in Terrestrial Environments, Volume 32 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Naidu, Ravendra 编

出品人:

页数:828

译者:

出版时间:2008-6

价格:803.00 元

装帧:

isbn号码:9780444521699

丛书系列:

图书标签:

Chemical bioavailability
Terrestrial environments
Environmental chemistry
Soil chemistry
Ecotoxicology
Pollutant transport
Metal bioavailability
Organic contaminant bioavailability
Risk assessment
Environmental fate

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具体描述

This book begins with an overview of current thinking on bioavailability, its definition, cutting edge research in speciation and advancement in tools for assessing chemical bioavailability in the terrestrial environment. The second section of the book focuses on the role of chemical speciation in bioavailability. Section three addresses bioavailability and ecotoxicity of contaminants and leads into the next section on bioavailability of nutrients and agrichemicals. Subsequent sections provide an overview of tools currently being used and new cutting edge techniques to assess contaminant bioavailability. The last section of the book builds on previous sections in relating bioavailability to risk assessment and how this could be used for managing risks associated with contaminated land.

* Provides the latest information on developing concepts and definitions of bioavailability

* Includes a discussion of bioavailability and ecotoxicity of contaminants and bioavailability of nutrients and agrichemicals for applications in agriculture

* Analysizes tools for assessing bioavailability and the role of bioavailability in risk assessment and remediation

土壤与水生系统中的化学物质迁移与归趋导论：环境化学物质行为的复杂性本书深入探讨了在复杂多变的陆地与水生环境中，化学物质的迁移、转化和最终归趋（Fate and Transport）过程。随着工业化和农业活动的持续扩张，人为和自然产生的化学物质（包括污染物、营养物质以及新型化合物）不断释放到环境中。理解这些物质如何在土壤、沉积物、地表水和地下水中移动，以及它们如何与其他环境组分发生作用，对于风险评估、污染场地修复和可持续资源管理至关重要。本书的重点在于阐述驱动这些过程的基本物理化学原理，并结合最新的实验技术和模型模拟方法，对实际环境体系中的物质行为进行量化描述。我们避免了对特定单一化合物的详尽综述，而是将焦点放在普遍适用的环境化学过程和介导机制上。第一部分：介质特性与物质基础（The Media and the Molecules）第一章：土壤介质的异质性与界面化学土壤是地球上最复杂的化学反应器之一。本章首先界定了影响化学物质行为的关键土壤特性，包括矿物学组成（如粘土矿物、氧化物和碳酸盐）、有机质的结构与化学性质（如腐殖质和富里酸的官能团分布），以及土壤孔隙结构和水力学特性。核心内容集中在土壤界面的化学。我们详细讨论了化学物质在固-液界面上的吸附与解吸过程。这包括物理吸附（范德华力、静电作用）和化学吸附（表面络合、离子交换、配体交换）。吸附等温线（如Langmuir和Freundlich模型）的适用性及其局限性在不同土壤类型中进行了对比分析。此外，对土壤pH值和氧化还原电位（Eh）如何动态调控表面电荷和物质结合强度的影响进行了深入探讨。第二章：水相中的溶解与形态（Speciation in Aqueous Systems）水相是物质迁移的主要载体。本章侧重于理解污染物在水中的“形态”（Speciation）——即它们以离子、络合物、中性分子还是胶体结合体的形式存在。详细分析了无机离子的水解与络合反应。以过渡金属离子和重金属离子为例，通过稳定度常数和化学平衡计算，阐明了不同pH值和配体浓度下，物质形态的比例变化。络合作用，特别是与天然有机质（NOM）形成的络合物，被视为影响其溶解度、生物有效性和迁移性的关键因素。第三章：新兴环境化学过程：界面反应动力学传统的环境化学侧重于平衡态的描述，但本章强调了非平衡态和动力学过程的重要性。许多重要的环境转化，如矿物表面催化的氧化还原反应、有机质的酶促降解、以及小分子在矿物表面的酯化或水解反应，都具有显著的动力学控制特征。我们引入了反应速率理论，探讨了温度、催化剂浓度（如铁氧化物表面）对反应速率常数的影响。特别是针对有机污染物，界面催化是决定其长期稳定性的重要途径，本章将通过速率方程来量化这些界面反应的速率限制步骤。第二部分：环境中的物质迁移与转化（Transport and Transformation in situ）第四章：土壤中的运移过程：从对流到弥散物质在土壤中的实际移动是对流（Convection）和弥散（Dispersion）共同作用的结果。本章建立在Darcy定律和质量守恒方程的基础上，详细解析了水流速度、土壤孔隙度及水力传导系数如何影响对流迁移的速率。重点深入讨论了弥散现象。弥散不仅包括分子扩散（Fick定律），还包括由于水流路径不均一性导致的剪切分散（Hydrodynamic Dispersion）。我们比较了不同尺度下弥散系数的测定方法（如示踪剂试验）及其与平均流速的关系。此外，反应性污染物（如强吸附性物质）在迁移过程中，迁移速率被吸附/解吸速率显著降低，这种“反应性迁移”的数学描述被放在核心地位。第五章：地下水与沉积物中的传输机制地下水系统通常被视为低流速和氧化还原条件相对稳定的环境，但污染物在此处的滞留和二次源的形成是长期风险的关键。本章关注地下水中的双孔隙模型（Dual-Porous Models），以解释污染物在裂隙和基质（Matrix）之间的交换过程。在沉积物中，氧化还原梯度控制着物质的命运。沉积物孔隙水中氧气耗竭导致的厌氧条件，会引发硝酸盐还原、铁锰还原和硫酸盐还原。这些过程极大地改变了金属的溶解度和有机物的降解路径。本章将展示如何利用Eh-pH图和能级图来预测特定沉积物环境中污染物（如砷、铬）的转化倾向。第六章：介质间的交换与分配（Inter-Media Partitioning）环境中的化学物质很少被限制在单一介质内。本章探讨了物质在土壤、水体、大气界面上的交换平衡与通量。挥发作用与气-液分配：主要关注亨利定律常数，以及土壤中由于孔隙结构和有机质含量变化导致的有效挥发速率。水-土壤/沉积物分配：在讨论了吸附作用后，本章侧重于环境参数对分配系数的影响。例如，有机质含量对疏水性有机物分配系数（Koc）的贡献模型，以及温度和盐度对离子在水相和固相间竞争性吸附的影响。最终目标是建立能够预测物质在多相体系中动态平衡的分配模型。第三部分：环境归趋与转化过程（Environmental Fate Processes）第七章：水解、光解与化学氧化还原本章分析了影响化学物质稳定性的主要非生物转化途径。水解动力学：探讨了酯类、酰胺类化合物在不同pH条件下的水解速率。特定官能团对水解活性的影响被量化分析。光化学转化：针对地表水和土壤表层，介绍了直接光解（吸收光子直接分解）和间接光解（与光敏剂反应生成活性物种如羟基自由基）。利用光谱吸收特性和量子产率来预测环境光解速率。非生物氧化还原反应：重点讨论了土壤和水体中普遍存在的强氧化剂（如MnO2、游离铁氧化物、过氧化氢或硝酸盐）对污染物或营养物的化学氧化还原反应。第八章：生物降解与生物有效性生物过程是环境化学物质最终去除的关键。本章考察了微生物群落如何通过酶促作用降解有机污染物，以及营养物质的生物地球化学循环。速率控制与环境限制因子：探讨了氧气、电子受体、底物浓度、温度和微生物活性如何共同限制生物降解的速率。介绍了零级、一级和二级反应动力学在微生物降解模型中的应用。生物有效性（Bioavailability）的概念被放在核心位置。化学物质的毒性或降解潜力取决于其在水相中的自由浓度，而非总负荷。本章将不同于简单的分配模型，深入讨论了“可提取性”与“生物可利用性”之间的关系，以及溶解性有机质如何“活化”污染物。结论：综合模型与风险预测全书最后一部分强调了将上述分散的过程和原理整合成统一环境模型的必要性。我们讨论了时间序列模型、空间分布模型以及逆向模型（Inverse Modeling）在环境化学物质归趋预测中的应用。目标是提供一个跨尺度的框架，用以评估特定化学品在特定环境暴露情景下的长期风险和修复潜力。本书为环境科学家、工程师和政策制定者提供了深入理解和预测复杂环境中化学物质行为所需的理论基础和工具。