01 / 导读
导读
引用
Schwarzenbach, R. P., Gschwend, P. M., & Imboden, D. M. (2016). Environmental Organic Chemistry (3rd ed.). Wiley.
章节概要
第三版有一个导论章，其后27章分为六个部分，另有一个附录，全书约1,000页。作者给自己设定了一个有意宽泛的目标：整合从分子相互作用到整个环境系统动力学的整个领域，既作为环境科学与工程、地球科学、化学和物理专业学生的教科书，也作为从业人员的参考书。文字风格略带口语化，每章末尾附有思考题、习题和参考文献，阅读的方向是逐步建立对有机化学品暴露的定量评估能力。
第1章：主题与概览
介绍环境中有机化学品的评估，并对全书六个部分做导览。
第一部分，第2–6章：背景知识
五章内容各异，提供后文所需的化学、物理和数学知识。第2章“有机化学品的背景知识”回顾有机化合物的构成和分子间力。第3章“人为有机化学品的奇妙世界”概述持久性有机污染物、石油烃、溶剂、阻燃剂、多氟化学品、药物和农药等类别的化学品，并引入全书用作模型化学品的“伴随化合物”。第4章“背景热力学、平衡分配与酸度常数”讲热力学函数以及有机酸和有机碱。第5章“地球系统与环境介质”描述大气、地表水与沉积物、土壤与地下水以及生物体。第6章“环境系统：物理过程与数学建模”引入箱模型以及时空中的输运。
第二部分，第7–11章：明确体系中的平衡分配
第7章讨论体相之间的分配以及线性自由能关系。第8章讲蒸气压；第9章讲水溶解度、活度系数和空气–水分配常数；第10章讲有机液体–空气与有机液体–水之间的分配，包括辛醇–水体系；第11章讲非离子化合物在明确表面与空气或水之间的分配。
第三部分，第12–16章：环境体系中的平衡分配
第12章介绍吸附等温线和固–水分配系数。第13章讲对天然有机质的吸附，第14章讲离子型化合物在带电表面上的吸附，第15章讲气溶胶–空气分配以及干湿沉降，第16章讲向生物体的分配，包括生物累积、生物放大和基线毒性（麻醉）。
第四部分，第17–20章：环境体系中的传质过程
第17章讲随机运动以及分子扩散和湍流扩散；第18章讲边界处的输运；第19章讲空气–水交换；第20章讲涉及固体的界面，即沉积物–水界面和非饱和土壤中的输运。
第五部分，第21–27章：转化过程
第21章介绍反应位点、转化的热力学和动力学背景。随后各章讲水解及与其他亲核试剂的反应（22）、氧化还原反应（23）、水体系中的直接光解（24）、天然水和大气中与光氧化剂的间接光解（25）、生物转化（26），以及用化合物特异性同位素分析评估转化（27）。
第六部分，第28章：用简单建模方法评估有机污染物的暴露
最后一章把各部分内容整合起来，涉及单箱模型、简单多介质体系中的平衡分配、简单动态体系和平流驱动的体系。之后是一个附录。
核心概念
第一、二部分
- 分配常数：描述化合物如何在空气、水、有机液体和表面之间分布的比值。
- 线性自由能关系：用于从分子结构估算分配常数的关联式。
- 箱模型：环境体系中最简单的定量模型。
第三、四部分
- 吸附与分配系数：与天然有机质、矿物表面和气溶胶的结合。
- 生物累积与生物放大：向生物体以及沿食物链的分配。
- 空气–水交换与边界输运：传质的动力学限制。
第五、六部分
- 转化途径：水解、氧化还原反应、光解和生物转化。
- 化合物特异性同位素分析：评估实验室和野外转化的工具。
- 暴露评估：在模型中结合分配、输运和反应。
评析
优点
- 从结构到环境归趋的一条逻辑主线。 全书从分子相互作用和平衡分配，到动力学与转化，再到建模，作者说明第二部分所得的性质如何用于后面各部分对吸附和传质的讨论。
- 教学设施。 每章末尾有指向本章最重要方面的思考题和习题；出版社说明有配套网站，提供全部习题的解答和大量物理常数与化合物性质汇编。
- 明确的切入点。 作者建议，第一部分可以在课程之前阅读，或分节按需查阅，后面各部分中的章节往往可以独立阅读。
- 对分配与转化的易教处理。 出版社称本版对相分配和转化过程的处理更为整体、也更便于教学。
局限
- 广度重于深度。 作者说明，本书介绍并整合所有相关主题中最重要的方面，不是对其中任何一个的穷尽性论述，专业读者需要转向书中提供的文献引用。
- 篇幅与要求。 全书约1,000页，始终需要运用热力学、动力学和数学建模，作者建议有机化学基础薄弱的读者先参阅一本入门的有机化学教材。
- 综合依赖前面的全部内容。 作者指出，解决第28章的案例通常需要回头查阅许多前面章节的信息，因此该章不能单独使用。
在课程中的定位
在环境与绿色化学课程中，这是一部研究生水平的著作，讲有机化学品在水、土壤、空气和生物体中的行为。《Chemistry in Context》通过环境与社会议题引入化学；Raff与Hites的《Elements of Environmental Chemistry》是估算浓度和通量的简短定量入门；Manahan的《Environmental Chemistry》把化学原理应用于大气、水、土壤和生命系统。其中任何一本都是合适的准备。Lancaster的《Green Chemistry》关注更安全的化学品和工艺的设计，与评估现有化学品的归趋互为补充。
Seinfeld与Pandis的《Atmospheric Chemistry and Physics》是自然的配套读物：它集中于大气及其中的气体和颗粒物，而Schwarzenbach、Gschwend和Imboden则让有机化学品穿行于所有环境介质。他们关于气溶胶–空气分配、空气–水交换和大气光氧化的章节与那本书有重叠。
如何使用本书
本书适合环境科学、工程和化学方向的研究生和高年级本科生，也适合需要估算有机污染物行为的从业人员。有机化学和物理化学是实际需要的先修基础；第一部分提供后面各部分用到的化学、物理、数学和环境背景。
一个实用的方案：
- 基础： 第一部分，精读第4章和第6章，把第2、3、5章当作复习或参考。
- 环境归趋课程的合理核心： 第二部分，然后是第三部分的第12、13、16章，再读第19、21、22、23章。
- 按兴趣选读： 离子型化合物和气溶胶读第14、15章，光化学读第24、25章，生物转化读第26章，同位素分析读第27章。
- 综合： 基础模块就位之后读第28章。
先回答章末思考题，再用习题和配套网站核对计算。