各种各样的人工合成有机物正在被排入环境，它们在环境中会发生什么样的变化，又可能怎样影响环境？本书在大量文献基础上梳理出有机污染物在环境中可能发生的主要反应类型，包括水解和亲核反应、还原降解、环境氧化反应、环境光化学反应以及与消毒剂的反应，有机污染物在环境中经过这些反应或逐步降解为无毒产物，或转化为更有毒的物质。本书结构简明、层次清楚；内容全面系统，然文字简洁、篇幅不长，读来省时省力又收获大。

       适读人群 ：大专院校和科研院所环境、化学、化工等专业的本科生、研究生、教师及研究人员，以及从事环境污染治理与修复、化学品管理与风险评价的科技人员
　　通读本书，使人窥一斑而知全貌，对于从整体上了解不同类型的有机污染物在环境中可能发生的变化会有很大的帮助。

　　环境有机化学是一门迅速发展的学科，存在许多有争论的观点。环境化学是从分析化学发展出来的，需要依靠分析化学家在土壤、大气颗粒物、动物身体组织等复杂的环境中检测低浓度污染物，特别是含氯有机化合物。已经发现，这些污染物在全世界范围内扩散转化，有一些还能在环境中长久存在，这些有机污染物的归宿引起了研究者很大的兴趣。
　　环境中影响有机污染物转化的物理和化学因素已经得到大量的研究。谢谢SamKarickhoff、DonaldMackay、CaryChiou、LouisThibodeaux和其他一些研究人员的工作，现在已经拥有一套可以精确测试有机物在空气、水、土壤、沉积物和生物圈等不同环境之间转移的模型工具。有机物反应中产生的副产物则是经常被忽略的问题，对此有多种原因。首先，对有机化学物质反应的研究大多是在水存在的情形下进行的。严格去除水汽和反应中产生的氧气在有机实验室都是寻常的事情。第二，有机反应非常复杂。即使是已经净化的溶剂，小心控制条件，仍然会产生一些能干扰检测装置的杂质。最后，在很多环境情形下，在复杂介质中易于被检测的有机物只以极低浓度存在。为了研究这些条件下污染物的去向，早期的环境有机化学研究者发现仅仅是确定基质消失速率就相当困难，更别说确定他们很想搞清楚的反应机制与产物。
　　近年关于环境中有机物反应的研究兴趣高涨。许多研究表明，环境中的有机污染物发生反应后的产物往往比原物质的危害更大。例如，自来水处理中用到的氯，就会产生有毒且致突变的含氯有机化合物。此外，对于全球环境的好奇心变成了对基础科学理论进行再考察的愿望，比如碳循环以及人类活动对此产生的影响。为了了解这些基本的知识，理解此类全球性运动的驱动力就变得十分重要。因此，世界上的许多科学家开始把注意力转向研究已知化学反应的细节，然后运用知识预测未来有可能大量释放的污染物的转化。
　　本书的目的是通过简述环境中有机化学物质种类及转化趋势，帮助了解有机物的反应过程。本书的内容构成如下：首先是一个概述介绍，提到3种环境介质—空气、水和固体相—中能够促进化学反应的条件。其余部分则是介绍在环境条件下有机反应的基本类型，并讨论每种类型中有机分子的特征结构对反应的影响。第2章主要介绍了水解反应和亲核反应，从农药化学、工业化学、物理有机化学等文献中选择实例进行说明。第3章讲解了还原反应，对于环境研究领域，还原反应一直是被忽视的一种反应类型，不过还原反应最近成为某些化学物质的重要转化途径，这些化学物质曾被认为是稳定而难以转化的。氧化反应是第4章的主题，在大多数环境中都能发生，从大气层顶部到沉积层表面，氧化的物种也千变万化，有寿命只有几微秒的自由基，也有普通的无机物比如铁离子。第5章提到了消毒作用，这实际上是所有进行水处理操作的单位一直关心的主题。光诱导反应在第6章，对于这些反应的研究也逐渐深入，因为世界在尽力适应不同太阳能谱线下的生活，所以是短波高能的紫外线-B(UV-B)辐射增强为特征的。最后，在第7章介绍一些其他的反应，它们不符合之前的分类标准，但却能影响多种化合物反应过程。
　　本书是多年来不断研究讨论的产物，两位合作者相互学习，同时也从身边的同事、学生、朋友身上获益匪浅。我们需要感谢的人的不完整名单包括MikeBarcelona、MichaelElovitz、BruceFaust、ChadJafvert、KarenMarley、GaryPeyton、FrankScully、AlanStone、PaulTratnyek、LeeWolfe、OllieZafiriou和RichardZepp。具有十分重要的帮助的手稿来自JeanClarke、ToriCorkery、JenniferNevius和HeatherWalsh。最后，我们对伊利诺伊大学环境研究351组的学生们表示真挚的感谢，谢谢他们多年来对本书给予的意见和建议。

　　Richard A. Larson（1963年美国明尼苏达大学化学学士，1968年美国伊利诺伊大学有机化学博士）对环境化学领域有着长达20多年的丰富研究经验。在研究期间，他撰写或合著了100多篇论文、专著和报告，其中包括70余篇同行评阅的论文；是3本书的作者、合著人或编者。
　　在剑桥大学和德克萨斯大学完成博士后工作后，Larson博士在费城自然科学院工作了几年。1979年他加入伊利诺伊大学的环境研究所，之后同时被土木工程系联合聘用。1985-1986年，他作为国家研究委员会的研究员参与研究水中的自由基反应，和来自美国环境保护局的Richard Zepp博士合作开展研究。
　　Larson博士从事了多个领域的理论研究，包括环境光化学（动力学、机制以及环境问题中的光诱导反应产物）、消毒化学（臭氧、氯气和二氧化氯及它们与有机化合物的反应），以及天然产物化学。他尤其对潜在环境健康影响的极性有机化合物的反应有浓厚兴趣。
　　Eric J. Weber（1980年鲍林格林州立大学化学学士，1985年美国伊利诺伊大学有机化学博士）得到了物理有机化学合成的初步训练。在读博期间，他从合作者Larson博士的工作中得到教训和启发，对环境化学产生兴趣，开始关注并研究水域生态系统中的有机物反应。完成博士学业后，Weber博士作为美国环境保护局的格鲁吉亚雅典研究实验室的助理研究员，继续开展环境化学方面的研究。1986年，他作为研究化学家加入雅典实验室的团队。Weber博士的研究重点是沉积物和水的界面上有机药品的变化途径，尤其是反应物的鉴别。他还对阐释有机化学药品和天然有机污染物之间形成共价键的反应机理有很大的兴趣。

译者序
原书前言
第1章环境中的有机物1
1.1有机物的环境归宿1
1.1.1碳循环1
1.1.2有机化学物质的迁移5
1.1.3有机物的转化10
1.2环境概述16
1.2.1对流层与平流层16
1.2.2天然水体26
1.2.3固相43
参考文献58
第2章水解73
2.1简介73
2.2水解动力学74
2.2.1特殊酸、碱催化74
2.2.2pH值的影响75
2.3水解反应机理75
2.3.1亲核取代76
2.3.2亲核取代反应中官能团转化77
2.3.3亲核酰基取代87
2.3.4亲核酰基取代反应的官能团转化87
2.4其他亲核取代反应95
2.4.1与天然亲核试剂的反应95
2.4.2邻近基团的参与（分子内亲核替换）99
2.5天然水生态系统中水解反应的催化101
2.5.1广义酸碱催化101
2.5.2金属离子催化102
2.5.3表面固定的金属105
2.5.4黏土和黏土矿物107
2.5.5天然有机物109
参考文献111
第3章还原117
3.1简介117
3.2还原转化途径118
3.2.1还原脱卤119
3.2.2硝基芳烃还原125
3.2.3芳烃偶氮还原129
3.2.4N-亚硝胺还原132
3.2.5亚砜还原133
3.2.6醌还原134
3.2.7还原脱烷基136
3.3还原动力学137
3.3.1单电子转移步骤137
3.3.2还原转化的结构活性关系138
3.3.3电子介导还原139
3.3.4吸附对还原动力学的影响142
参考文献144
第4章环境氧化150
4.1分子氧150
4.1.1自氧化152
4.1.2超氧156
4.1.3单线态氧158
4.1.4O3和相关的化合物：光化学烟雾161
4.2H2O2及其分解产物164
4.2.1H2O2164
4.2.2羟基自由基165
4.2.3过氧自由基170
4.2.4烷氧和酚氧自由基172
4.3表面反应173
4.3.1黏土173
4.3.2硅氧化物174
4.3.3铝氧化物174
4.3.4铁氧化物175
4.3.5锰氧化物175
4.4热氧化176
4.4.1燃烧和焚烧176
4.4.2湿式氧化178
参考文献180
第5章与消毒剂的反应190
5.1水中的游离氯（HOCl）190
5.1.1水中的氯190
5.1.2氧化反应191
5.1.3取代和加成反应192
5.2水中化合氯（氯胺）208
5.2.1氯胺的形成208
5.2.2氯胺的形成及反应209
5.3 O3 217
5.3.1水中的O3 217
5.3.2 O3的反应218
5.4 ClO2 231
5.4.1烃232
5.4.2酚类化合物233
5.4.3胺类物质235
5.4.4其他化合物236
5.5消毒剂的表面反应236
参考文献239
第6章环境光化学252
6.1太阳光252
6.2发色团和激发态253
6.2.1光吸收的光物理253
6.2.2发色团256
6.3光化学反应原理257
6.3.1直接光解257
6.3.2敏化光解257
6.3.3产生自由基的光化学反应258
6.3.4动力学258
6.4大气光化学259
6.5天然水的光化学259
6.5.1无机发色团259
6.5.2有机发色团261
6.6界面光化学264
6.6.1空气—水界面264
6.6.2固体—水和固体—气界面265
6.7特殊化合物的光反应269
6.7.1天然有机物269
6.7.2芳烃化合物270
6.7.3卤代烃271
6.7.4羰基化合物274
6.7.5酚类276
6.7.6苯胺279
6.7.7硝基化合物280
6.8废水处理中的光化学281
参考文献283
第7章分子反应：狄尔斯-阿尔德反应及其他反应290
7.1狄尔斯-阿尔德反应的表面催化和水催化290
7.2表面催化重组291
参考文献292