环境污染对健康所造成的危害已经成为本世纪各国政府、工业界、学术界和民众关注的热点问题。据统计，目前已有的化学品多达1000多万种，但每年还有上千种新的化学品和材料被合成、生产和应用，它们在促进经济和社会发展的同时，也给环境带来了不同程度的污染和危害。尤其是持久性有毒污染物（PTS）排放的不断增加和人们对PTS认识的不断深入，使得PTS的研究已经成为一个重要的热点和难点问题。许多新型污染物等对环境及健康的影响机理尚不清楚，给相关控制和管理措施的制定特别是履行国际环境公约带来极大困难。此外，PTS污染物还呈现持久性、全球传输及低剂量效应等许多复杂特征，需要探索和发展新的方法学和新技术手段。研究表明，污染物的毒性往往不仅仅取决于其总量，而与其赋存形态及环境行为密切相关；环境中多种污染物的同时存在将产生协同或拮抗作用。这些都使环境问题变得更为复杂，也对环境化学的研究提出了更高的要求和挑战。为了有效地控制和削减环境污染物的存在水平，我们必须首先了解污染物在环境中的分布特征、环境过程与行为及其毒性效应，而这些正是环境化学研究的内容。环境化学已成为化学学科发展的一个重要分支，是环境科学研究的重要基础和核心。
        在过去的几十年中，我国环境科学工作者在污染物的分析表征、迁移转化、毒性效应和控制技术等方面开展了大量的工作，取得了显著的成绩。这些研究不仅为国家环境保护政策法规的制定和履行国际环境公约提供了重要技术支持，同时，一些研究已经开始在国际学术界产生重要影响。我国环境科学方面的研究论文从数量到质量都有了很大提高。以美国化学会出版的Environmental Science & Technology（ES&T）为例，我国学者（大陆）2003年在ES&T上只发表了13篇论文，到2007年，我国学者的论文增加到87篇，居世界第二。 2008年又增至150余篇。但是，应该清楚地看到，尽管我国学者近十年来取得的进展已经引起国外同行的广泛关注，我们在学科积累、人才队伍和研究基础方面均相对薄弱，环境化学涉及的研究内涵却又非常丰富，国家和社会需求非常迫切，未来发展任重道远。
        为庆祝《化学进展》创刊20周年，受该刊主编王夔先生和编委会的委托，我组编了这期“环境化学进展”专辑。
本专辑对当前环境化学研究的一些热点问题及重要进展进行了讨论和总结，同时也对一些前沿问题作了展望。参加撰写的作者都是在环境化学一线从事相关研究工作并具有深刻见解的专家，他们的论述基本能够代表我国目前在这一领域的工作特色和主流发展趋势。
        本专辑是我国环境化学老、中、青三代科学工作者共同努力的结果。专辑能够在短时间内组稿完成，得益于国内外同仁的倾心支持，展现了我国环境化学学界团结向上和充满生机的风貌。在此，谨向所有作者及期刊编辑部的辛勤工作表示诚挚的谢意。
        受编者学识所限，在组稿和选稿过程中难免挂一漏万、失之偏颇，还请广大读者批评指正。专辑若能对读者了解并把握环境化学研究的热点和前沿领域有所裨益，将深感欣慰。

中国的酸雨区是继欧洲和北美之后的世界三大酸雨区之一。本文综述了近十年来有关中国降水化学的研究结果，主要内容和结论有：中国南方和西南地区已经成为世界上降水酸性最强的地区；中国降水化学组成仍属硫酸型，但正在向硫酸硝酸混合型转变；SO₄^2-和NO₃^-以及NH₄⁺和Ca²⁺分别是中国降水中主要阴阳离子，并且浓度远高于欧洲和北美；山上降水和高空云雾水的高酸性和高离子浓度说明这些地区高空已严重污染；讨论了中国各地区降水化学特征和酸雨形成的原因；最后指出了有待研究的科学问题。

NO₂在矿物颗粒物表面的非均相反应会改变矿物颗粒物的化学组成、粒径、形貌、吸湿性，进而影响矿物颗粒物的散射、反射、吸收等光学性质和成云能力，改变其直接和间接辐射强迫，最终对大气氧化性和气候变化产生重要的影响。本文综述了NO₂在矿物颗粒物表面的非均相反应的研究体系和研究方法，阐述NO₂在氧化物颗粒物表面反应产物、反应机理的实验和推测结果，总结了测定的摄取系数，提出了NO₂在矿物颗粒物表面非均相反应待深入研究的科学问题。

大气二次颗粒物是影响大气辐射强迫和全球气候变化最不确定的因素之一。本文总结了大气二次细颗粒物的形成机制以及吸湿增长因子的研究进展。近年来，OH·、NO₃·和O₃光化学氧化形成二次细颗粒物的机制较为清晰，海盐和大气矿尘表面多相反应形成硫酸盐和硝酸盐等二次无机细颗粒物的研究取得可喜进展，尤其是发现海盐和大气矿尘混合物完全不同于单组分的多相反应机制。然而，二次有机颗粒物形成过程中能够鉴定出的有机组分很少，多相酸催化对形成二次颗粒物的促进作用尚未完全确定，多组分混合大气颗粒物的吸湿增长特性亦需进一步深入研究。

大气是进行全球和区域持久性有机污染物（persistent organic pollutants，POPs）观测的良好介质。对《斯德哥尔摩公约》履约效力评估的需求，加速了大气POPs采样技术的研发与应用。大气POPs被动采样技术（passive atmospheric sampling，PAS）在近年来得到了飞速发展，日益成为大流量大气采样的重要补充手段，并显示出其在广大区域范围内实现大气POPs同步观测的优势。本文综述了大气PAS技术的基本原理，介绍、评价了几种主要大气PAS装置，重点分析了PUF-PAS的应用技术原理，介绍了大气PAS在全球各区域和不同研究领域的应用研究进展，分析了大气PAS研究领域的动态，提出了今后大气PAS研究中值得关注的研究内容和趋向。

活性卤素是大气中的重要物种，它能参与大气中的多种化学过程，对臭氧的损耗有重要影响，影响许多重要物种的源和汇，同时对大气硫循环和汞循环也产生影响，在大气化学中有着十分重要的作用。因此，对活性卤素化学的研究成为近年来国际大气化学研究的重要前沿。本文总结了近年来活性卤素化学实验和理论的研究进展，重点介绍了活性卤素在臭氧损耗中的作用及其大气循环反应过程；综述了重要活性卤素物种的产生和探测、活性卤素光化学反应和非均相反应实验研究；总结了近年来关于活性卤素化学的理论研究，包括活性卤素与水、硫、HO、HO₂、烷基氧和烷基过氧自由基、氮氧化物、汞及其它物种的耦合研究。最后，对活性卤素化学的实验和理论研究进行了展望，提出了尚待深入开展研究的一些重要科学问题。

环境内分泌干扰物(简称为EDCs)由于能够干扰人类和野生动物内分泌系统的正常功能，对人类和野生动物种群的生存和持续繁衍造成严重威胁，而成为国际研究热点。鉴于人工合成化学品种类繁多、结构复杂，发展定量结构–活性相关的快速筛选方法，对环境中污染物进行筛选和评价，具有重要的实际意义。本文综述了环境内分泌干扰物的定量结构–活性相关最新研究进展，尤其是针对雌激素的研究，并对不同的方法作了一些比较，最后展望了其发展方向及其在我国的应用前景。

传统上，环境内分泌干扰物的研究对象主要是对动物生殖器官的作用。但是脊椎动物体内存在复杂的内分泌系统，来调节其生长发育及繁殖。本文从环境内分泌干扰物对生物完整内分泌系统的影响总结了最近的研究进展。内分泌干扰物可通过作用于下丘脑-脑垂体-性腺轴的内分泌系统途径，影响重要激素或者受体，并最终影响动物的繁殖，也可作用于下丘脑-脑垂体-甲状腺轴途径，影响甲状腺激素的合成、转运、结合等过程，破坏甲状腺激素内环境的稳定而对生长发育造成危害。环境污染物也可通过影响类固醇激素的合成途径，即通过非受体途径而发挥内分泌干扰物作用。水体缺氧也可干扰鱼类的内分泌系统，因此也是内分泌干扰物。分子生物学技术，如组学、转基因技术等不仅可为环境污染物的内分泌干扰作用的危险评价提供可靠的手段而且也可揭示污染物作用的模式。

生态风险评价从最初单物种毒性测试数据为基础、从急性毒性数据外推获得慢性毒性数据的简单模型方法，逐步过渡到以多物种测试为基础和通过微、中宇宙生态系统模拟法获取数据、建立模型，以及以生态毒理模型为基础的生态风险评价方法。本文讨论生态风险评价方法的发展过程及不同阶段存在的问题，阐述以个体、种群和生态系统为基础的生态风险评价方法的特点和相互之间的区别，指出生态风险评价正在从个体走向群落的发展趋势。本文同时对风险表征方法、数据选择和常用统计方法作了评述，并对生态风险评价的发展趋势进行了预测。

多溴联苯醚（PBDEs）是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物。由于其具有环境持久性、远距离传输、生物可累积性及对生物和人体具有毒害效应等特性，对其环境问题的研究已成为当前环境科学的一大热点。本文对最近几年来环境中PBDEs研究的进展进行综述，对多溴联苯醚在环境及生物体中的分布、时间趋势；人体暴露及途径；环境中的降解和生物代谢以及生物累积与生物放大方面的研究进行了总结。对目前存在问题及进一步的研究方向进行了讨论和展望.

全氟化合物是一类新型有机污染物，它具有疏油、疏水特性，在环境中可以长期稳定存在，其环境污染问题已经引起了人们的广泛关注，其研究也已成为近年环境科学和分析化学的热点，但我国的研究还较少，并缺乏环境污染方面的系统性数据。本文介绍了全氟化合物的毒理效应、污染特点、污染现状和环境行为及环境修复等方面的内容，讨论了目前存在的问题，为我国全氟化合物环境污染研究提供相应参考。

多氯萘（polychlorinated naphthalenes, 简称PCNs）是一类理化性质相似的持久性有机污染物，共有75个同类物。从20世纪70年代起，在全球范围内已陆续停止了PCNs的生产和使用，目前环境中PCNs的污染主要来自历史上生产和使用PCNs以及现有废弃物焚烧、金属冶炼及其它类似过程的废气排放。PCNs广泛分布于各类环境介质中，其造成的环境污染已有所显现，PCNs的相关研究成为了近年来环境科学研究的一个热点，PCNs的污染控制已成为一些国家和地区环境管理的新任务。本文重点介绍了PCNs的特性、环境中PCNs的来源、分析检测方法、环境污染水平、环境化学行为与环境归宿。同时还讨论了我国有关PCNs研究的一些初步结果，展望了有关多氯萘的研究发展趋势。

医药品与个人护理品（PPCPs）作为一类大量使用和具有潜在生理效应的“新型”化学物质，在近年来受到科学界和社会的普遍关注。环境中的PPCPs主要来源于污水处理厂不完全处理导致的排放和人类农业或畜牧业活动的直接排放。PPCPs连续性输入使得它们在环境中呈现出一种“持久”存在的状态，进而可能对生态系统和人类健康产生危害。本文综述了PPCPs的环境分析方法研究进展、在水处理过程中的行为变化和目前在各种不同环境中的浓度水平，介绍了当前PPCPs的毒性研究结果及初步的风险评价工作，并对PPCPs类物质未来的研究方向进行了展望。

由于在环境中的广泛分布和难降解特性，多溴联苯醚和氰尿酸这两种环境污染物近年来得到了广泛的关注。光化学方法能够成功降解这两种新型污染物。本文综述了使用光化学方法降解多溴联苯醚和氰尿酸的最新研究进展。介绍了在有机溶剂中和颗粒物表面多溴联苯醚的光化学分解，重点对二氧化钛光催化还原降解多溴联苯醚的反应途径及其机理，以及二氧化钛光催化分解氰尿酸的研究进行了总结，最后对光化学降解多溴联苯醚和氰尿酸的发展方向进行了展望。

纳米异质结结合了纳米材料和异质结的优点，在许多领域得到广泛研究。在环境污染控制领域，由于能够克服TiO2光催化剂的量子效率低和不能有效利用可见光等缺点，纳米异质结具有潜在的应用价值。本文首先介绍了与污染控制有关的异质结的基本理论，包括内建电场对光致电荷分离的驱动作用及其作用范围，光照方式、上层半导体厚度、能带和构型对异质结电荷分离方式的影响。然后总结了纳米pn结、nn结、肖特基结、半导体与碳材料构成的纳米异质结光催化材料在环境污染控制领域的进展，并对其发展趋势作了展望。

由于特殊的天然二维纳米结构, 膨润土改性吸附材料在有机污染控制与修复中有广阔的应用前景。本文重点评述了膨润土吸附材料对有机污染物的吸附作用机制、构-效关系等，简要总结其在有机废水、废气处理、土壤污染控制与修复等方面的应用进展，并展望了今后的重点研究方向。

碳纳米材料包括富勒烯如C60、金属富勒烯、碳纳米管及其衍生物等。这一类纳米材料不仅在环境和生物医学领域已有大量的基础研究成果，而且具有广泛的应用前景。因此，理解它们与细胞相互作用的过程和相互作用机制，对阐明它们的生物医学功能十分重要。尤其是这类纳米颗粒是否能够进入细胞，如何进入细胞，在细胞内的定位，以及对细胞的生物学功能有何影响，本文对这些问题，从不同的方面进行了综述和探讨。为这类纳米材料的生物医学应用提供了较为系统的基础知识。

由于特殊的物理化学性质和强的毒性，汞已经成为全球关注的污染物。本文对目前大气汞的来源、汞在大气中的形态分布及在全球大气分布的特点和汞在大气中的迁移转化规律等方面进行了详细地介绍，提出了大气汞研究的展望。评述了近年来水生生态系统汞的生物地球化学循环研究领域的新进展及存在问题，提出了对汞甲基化机理认识的研究要进一步加强的观点。对汞矿开采和混汞法炼金区环境汞污染及对居民健康的危害研究进展进行了详细地评述，指出矿区居民汞暴露的主要途径。最后，本文还总结了目前人体暴露不同形态汞对人体健康影响的最新进展。

地下水和饮用水中低剂量砷引起的环境健康问题在全球范围内受到广泛关注。本文从生物地球化学行为角度综述了关于砷在环境中迁移转化方面的研究进展：首先介绍了砷在土壤、水体和大气等介质中的分布、形态以及砷在这些介质中的循环；然后阐述了环境水体中控制砷迁移的两个过程即：砷在土壤表面的吸附-解吸和沉淀-溶解过程，并详细讨论了在吸附-解吸过程中生物、物理和化学等因素的影响。

综述了近几年砷形态分析方法的最新研究进展。以常见砷形态分析方法发展为主线，讨论了不同砷形态分析方法的发展过程和应用情况，对不同方法的优缺点进行了扼要评述。早期的砷形态分析方法主要是以色谱和原子光谱联用为主要手段，随着不同的、更为有效的砷化合物检测手段的出现，砷形态分析方法也不断进行完善、发展。目前，在定量分析方面以液相色谱和电感耦合等离子体质谱联用方法为主要常规分析手段；在砷化合物定性分析方面，色谱-电感耦合等离子体质谱与电喷雾质谱相互补充的联用方法逐渐成为了主要分析手段。砷形态分析在环境健康和毒理学方面的应用是目前该领域的主要研究方向，结合国际上最新的研究进展，讨论了砷形态分析方法在环境毒理学等研究中发挥的重要作用。

砷化合物是倍受关注的一类污染物，特别是饮用水中的砷污染引发了全球性的健康问题。本文综述了近来人们对砷的代谢机制、毒性和生物监测的研究进展。砷在生物体内的代谢过程十分复杂，在氧化还原酶和甲基转移酶的参与下，产生一系列的代谢产物和中间产物。其中，砷的原始摄入形态、代谢产物及中间产物由于不同的物理化学性质，体现了不同的毒性。人类和不同的动物由于不同的砷代谢机理和甲基化能力，也表现了对砷毒性抵抗能力的差异。在生物体内，一些砷化合物与生物蛋白相互作用，影响它们的存在形式、分布和传输，是砷的生物代谢和毒理研究中不可或缺的内容。生物监测是一种直接有效的污染物健康风险评估方法。在尿液、血液、唾液、头发和指甲中砷化合物直接反映了暴露主体的砷暴露程度，这5种生物介质作为砷暴露的生物标志物各有优缺点。在砷的研究中，代谢机制和毒性的研究可以帮助选择合适的生物监测方法，做出合理准确的健康风险评估。生物监测也可促进对砷的代谢机制和毒性的理解，推断可能的代谢途径，定量毒性剂量效应，两者相互依赖相互促进。

生物测定在环境毒物学研究中普遍用于检测人为污染物对个别生物体和生态系统的影响。这些测定适用于个别化学品或复杂的混合物(如废水)对有代表性的生物系统或整个生物体所引起的影响，并普遍应用于环境监测项目。生物测定可在生物体外或生物体内进行, 前者是在实验室内利用细胞培养技术，后者除可在实验室内进行还可应用在真实的环境中。体外生物测定往往是用来研究环境样品中的污染物对生物机制的具体影响，如受体结合特性，而体内活性生物测定則提供了一个更加具体化的综合生物反应。然而，这两种类型的生物测定法可以测量许多不同的生物指标，如对生物生长及发育的影响、内分泌功能、和DNA损伤。无论是在体内和体外生物测定都分别有其特有的优点和缺点，其中一些测定法可以使用于毒性鉴定和评价程序。本文简要介绍了体内和体外生物测定方法的基本特点及其在环境监测中的应用实例，指出化学物质如何影响有机体及生态系统的结构和功能，认为广泛发展更能充分反映生态系统生物多样性的生物测定方法，将有助于更准确地了解环境污染物对环境的潜在影响。

本文首先从免疫传感器的构建开始论述，对近5年有关免疫传感器用于环境污染物检测的文章进行了分类和归纳，对其中的三大热点进行了详细介绍，即全内反射荧光、光波导模式谱和表面等离子共振免疫传感器。其次对该领域的研究现状进行了分析，重点从信号放大技术、多组分检测、传感器的再生以及自动化和小型化等方面进行评述。最后，对免疫传感器用于环境污染物检测的发展趋势作了讨论。

DNA加合物是一类极其重要的、具有多种标志作用的生物标志物，可应用于环境致癌物的暴露监测、基因毒性测定、个体敏感性和环境致癌物与基因的相互作用研究、癌症风险评价、环境致癌因素筛查以及癌症预防研究等。可靠、灵敏、准确的分析检测技术是DNA加合物作为生物标志物得到广泛应用的关键。当前DNA加合物分析、检测的方法主要包括：³²P后标记法、免疫分析法、免疫毛细管电泳激光诱导荧光法、液相色谱串联质谱法、微分离-质谱联用法等。本文对这些分析技术和方法及其在DNA加合物检测方面的应用仅做一简要综述。

环境污染物的自由溶解态浓度是反映污染物生物有效性的关键参数。本文从生物可及性以及生物有效性两个方面阐明了生物有效性的内涵，并在区分污染物的“可及性”和“化学活度”（或自由溶解态浓度）的基础上，讨论了生物有效性的量化方法；从基线毒性、生物富集和生物降解3个方面，详细论述了自由溶解态浓度与生物有效性的关系。还介绍了测定自由溶解态浓度的方法，展望了污染物的自由溶解态浓度与生物有效性这一研究领域的发展方向。

以二氧化钛为代表的光催化能使许多有毒的有机污染物发生降解或矿化，产生易被生物降解的小分子或二氧化碳，反应过程涉及羟基自由基等活性物种。本文在作者研究小组的工作基础上，试图总结近年来二氧化钛、（羟基）氧化铁、杂多酸和金属酞菁光催化或光敏化在水处理方面所取得的研究进展。综述的重点是二氧化钛半导体光催化，讨论的内容包括：（1）超氧自由基、羟基自由基和单线态氧的检测和各种生成机理；（2）金属离子、杂多酸和氟离子修饰催化剂表面对活性物种产生的影响和可能机理；（3）离子交换树脂和有机膨润土负载金属酞菁对吸附和可见光敏化降解水中有机物的影响。

芳香族硝基化合物被广泛应用于染料、杀虫剂、炸药、农药及其他化工产品的生产中,是一类广泛存在的环境污染物。微生物降解是去除环境中芳香族硝基化合物及对受污染环境进行修复的有效途径。本文从降解菌、降解途径及机理、降解热力学及动力学分析和生物修复应用等方面对国内外相关研究进展进行了综述，并提出今后要进一步在宏观和微观上探索、拓宽芳香族硝基化合物微生物降解的应用前景。

有机物甲烷化可通过乙酸发酵型、氢营养型和甲基营养型3种途径进行，确定各个途径对甲烷生成的贡献率是其动力学研究的基本问题，稳定同位素示踪技术是研究生态体系甲烷主导生成途径的创新方法。本文综述了稳定同位素技术表征甲烷生成途径的方法进展及影响测试解析结果的因素。产甲烷过程中的稳定同位素分馏效应是影响测试结果解析的关键，甲烷菌类型、生长阶段、底物丰度、温度等是其主要影响因素；对典型产甲烷生态体系进行控制实验，积累分馏效应数据及联合应用微生态分子生物学表征方法，是提高稳定同位素技术对甲烷生成途径区分水平的可行方法。联合应用稳定同位素表征技术和微生态原位表征方法，对高浓度有机酸胁迫条件下的生物质类有机物厌氧发酵甲烷化途径的研究结果表明，面临高浓度有机酸迅速累积的环境，中温发酵条件下，优势菌种为甲烷八叠球菌，依时间次序，通过乙酸发酵和氢营养型途径利用累积的有机酸产生甲烷；而在高温条件下，有机酸则通过乙酸氧化和氢营养型甲烷化途径的串联反应被降解。运用稳定同位素表征技术揭示甲烷生成途径可为针对性的微生态调控提供依据。

本文对电子垃圾的污染问题作了简要的概述与讨论。电子垃圾中含有人类需要的金属、塑料、阻燃剂等可回收利用物质，但如处理不当将向环境排放几百种有毒有害物质。在这些污染物中，二次污染物是研究得比较少的。电子垃圾的处理方法可按目的进行分类，即以环境保护和资源回收利用为目的的两种处理方法。目前多数处理方法不能达到两者的最优兼顾。中国粗放式的电子垃圾处理方式已造成严重的环境污染与人体健康问题，包括重金属、含溴阻燃剂，二噁英、多氯联苯污染等，应引起环保部门的高度关注。电子垃圾的研究历史不长，还存在很多值得研究的问题，例如：污染物的释放动力学、处理过程中二次污染物形成机制、污染物在自然环境中的迁移转化规律、含溴污染物的生态毒理学等。可以预计电子垃圾的污染研究是新世纪环境科学的一件大事。

本文综述了国内外污染土壤修复技术的研究现状和发展趋势，并联系我国土壤污染态势探讨了中国土壤修复技术研发的需求。文中指出，包括生物修复、物理修复、化学修复及其联合修复的污染土壤修复技术体系已经基本形成；土壤修复技术正朝着6大方向发展，即向绿色与环境友好的生物修复、联合杂交的综合修复、原位修复、基于环境功能修复材料的修复、基于设备化的快速场地修复、以及土壤修复决策支持系统及修复后评估等技术方向发展。我国土壤环境污染态势严峻，需要发展能广泛应用、安全、低成本的原位农田生物修复技术和物化稳定技术，发展安全、土地能再开发利用、针对性强的工业场地快速物化工程修复技术与设备，发展能控制水土流失与污染物扩散的矿区植物稳定化与生态工程修复技术，建立污染土壤修复技术规范、评价标准和管理政策。

以活性污泥为代表的生物处理技术一直是人类解决废水问题的主要手段，而微生物在环境污染物分解中更是发挥了无法替代的作用。长期以来，阐明环境净化中的微生物生态学过程，探讨污染物降解转化中微生物的作用机制，是环境科学与工程领域关注的热点问题之一。近年来迅速发展起来的分子生物学技术为人们认识人工系统以及自然环境中微生物的群落结构、功能和微生物之间的相互作用，以及构筑更加高效的生物处理系统、强化污染环境的修复能力提供了有力手段。本文在介绍了常用分子生物学方法的基础上，阐述了在废水处理及污染物降解方面微生物生态学的研究进展。