Analysis, Fate and Removal of Pharmaceuticals in the Water Cycle, Volume 50 (Comprehensive Analytica pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science

作者:Mira Petrovic

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2007-10-24

价格:USD 275.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444530523

丛书系列:

图书标签:

• Pharmaceuticals
• Water Cycle
• Environmental Chemistry
• Analytical Chemistry
• Water Treatment
• Fate and Transport
• Pollution
• Emerging Contaminants
• Environmental Monitoring
• Comprehensive Analytical Chemistry

环境化学前沿：新兴污染物的监测、归趋与可持续管理 本书精选： 高级水处理技术与应用 环境微量有机污染物分析 生态毒理学与风险评估 可持续水资源管理策略 --- 导言：水循环中的隐形挑战 水，作为地球上生命存续的基石，其质量的保障是人类社会永恒的主题。然而，随着工业化和城市化的加速推进，水环境中正在出现日益复杂的挑战。传统的水质监测体系往往侧重于已知的常规污染物，但对于那些在极低浓度下仍可能对生态系统和人类健康构成潜在威胁的“新兴污染物”（Emerging Contaminants, ECs），我们仍处于认知和控制的初级阶段。 本书聚焦于这些环境化学前沿领域，系统性地梳理了当代水环境研究的核心议题：如何高效、精准地识别和量化这些微量有机物？它们在水圈、土壤和大气之间的迁移转化规律（归趋）如何影响其最终的暴露风险？以及，我们应采取何种创新性的技术和管理策略，才能确保水资源的长期可持续性？ 本书汇集了来自全球顶尖实验室的最新研究成果，力求提供一个全面且具有实践指导意义的参考框架，面向环境科学家、工程师、政策制定者以及研究生群体。 --- 第一部分：新兴污染物的识别与超痕量分析技术 环境复杂介质中新兴污染物的存在，对分析化学提出了前所未有的挑战。它们的浓度常在纳克/升（ng/L）甚至皮克/升（pg/L）级别，且常常与其他基质干扰物共存。本部分深入探讨了实现高灵敏度、高选择性检测的先进技术。 1.1 目标筛选与非目标筛查策略： 传统的基于标准品的方法（Targeted Analysis）在面对不断涌现的新型化学物质时显得力不从心。本书详尽介绍了非目标筛查（Non-Targeted Screening, NTS）的原理及其在水环境监测中的应用。重点阐述了高分辨率质谱技术（如Orbitrap和TOF-MS）如何结合先进的数据处理算法（如高斯拟合和同位素簇分析），实现对未知污染物的结构推断和溯源。探讨了如何通过精确的保留时间指数和负面对照实验来降低假阳性率，从而建立可靠的NTS流程。 1.2 样品前处理的革新： 在痕量分析中，样品前处理是决定最终数据质量的关键瓶颈。本部分细致对比了固相萃取（SPE）、液-液萃取（LLE）的自动化与优化策略，尤其关注了微萃取技术（如顶空微萃取、磁性固相萃取）在现场快速筛查中的潜力。书中提供了一系列针对不同水体特性（如海水、地下水、废水）定制化的前处理方案，强调了去除高浓度基质效应干扰的重要性，特别是针对多肽、腐殖酸和表面活性剂的有效分离手段。 1.3 生物活性监测与替代方法： 单纯的化学浓度数据并不能完全反映污染物的环境风险。本部分介绍了将化学分析与生物学效应相结合的生物活性监测（Bioanalytical Monitoring）方法。重点剖析了基于受体/酶的生物传感器技术、高通量测序（HTS）在环境微生物群落影响评估中的应用，以及如何利用高分辨代谢组学（HR Metabolomics）工具箱，识别污染物暴露导致的生物标志物变化，从而实现对水体潜在毒性的实时预警。 --- 第二部分：水循环中的迁移、转化与归趋动力学 新兴污染物一旦释放进入水环境，其最终的环境归趋和暴露剂量将由复杂的物理、化学和生物过程共同决定。准确模拟这些过程，是风险评估的基础。 2.1 物理化学性质与环境分配： 本书深入探讨了影响污染物在水-气、水-沉积物界面分配的关键参数，如分配系数（Kow, Koc）、Henry常数以及电离状态（pKa）。特别关注了新兴的含氟化合物（PFASs）在不同pH和有机质含量水体中的吸附/解吸行为，以及它们对传统吸附材料（如活性炭）饱和动力学的影响。 2.2 反应性与环境降解途径： 环境中的转化速率往往比我们预期的要快，但转化产物（Transformation Products, TPs）的毒性可能更高。本部分详细分析了水体中主要的降解机制： 水解反应： 针对酯类和酰胺类药物的pH依赖性水解动力学。 光化学过程： 阐述了直接光解和间接光解（通过羟基自由基、单线态氧等）在水处理和自然水体中对光敏感污染物的去除效率。书中对比了不同波长紫外线（UV）消毒对内分泌干扰物（EDCs）的效能差异。 生物降解性： 评估了微生物群落对难降解化合物（如某些抗生素和农药代谢物）的矿化和生物转化能力。特别讨论了在厌氧和兼氧条件下，特定微生物群落如何催化关键的脱卤或开环反应。 2.3 土壤与地下水中的迁移： 水循环的下游环节，污染物与土壤和沉积物的相互作用至关重要。本书分析了对流-弥散模型在预测污染羽扩散中的局限性，并引入了考虑非平衡吸附和生物有效性衰减的修正模型。对于区域性污染场地，重点探讨了含水层异质性对污染物长期迁移路径的影响。 --- 第三部分：创新性污染控制与可持续水管理实践 面对复杂污染负荷，传统的二级或三级污水处理厂（WWTPs）的效能已显不足。本部分致力于介绍和评估下一代水处理技术及其在构建闭环水系统中的应用潜力。 3.1 高级氧化过程（AOPs）的优化与规模化： AOPs被认为是去除微量有机物的“终极武器”。书中系统比较了臭氧氧化、Fenton/类Fenton反应、光催化（TiO2）以及电化学氧化技术的能耗、效率和副产物生成情况。重点讨论了如何通过集成化反应器设计（如微通道反应器或负载型催化剂），提高AOPs的稳定性和运行经济性，以适应大规模市政水处理的需求。 3.2 新型吸附与膜分离技术： 对于无法被有效降解的污染物，高效的去除技术是必要的。本书详细研究了新型功能化吸附剂，如金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）在选择性捕获特定离子或有机物方面的优势。在膜技术方面，深入分析了正渗透（FO）和正向/反向选择性纳滤（NF）在低能耗脱盐和污染物浓缩中的表现，并探讨了膜污染（Fouling）的控制策略，以延长膜元件的使用寿命。 3.3 风险评估与管理决策： 污染物的控制最终服务于风险最小化目标。本部分强调了基于暴露情景的生态风险评估（ERA）方法学。涵盖了从环境暴露剂量（PEC）到预测无效应浓度（PNEC）的计算流程。最后，本书结合城市水资源管理规划，探讨了“从摇篮到坟墓”的产品生命周期管理（LCM）理念如何应用于减少源头污染物排放，并构建了基于风险分级的优先控制污染物清单（PCL）的制定流程。 --- 结语：迈向智能与韧性的水未来 本书的终极目标是推动环境科学研究从被动的“污染后处理”向主动的“风险预防与可持续设计”转型。通过整合先进的分析手段、深入的迁移归趋理解以及面向未来的工程解决方案，我们期望为全球水环境质量的持续改善提供坚实的科学支撑和可操作的工程蓝图。未来的水管理将是数字化、智能化和生态友好的，本书正是为此未来奠定理论和技术基础的宝贵资源。

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