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第一篇 化学工程师环境问题及环保法规指南2

第1章 环境问题导论2

1.1 前言2

1.2 化工过程和化学产品的作用2

1.3 主要环境问题概述4

1.4 全球环境问题4

1.4.1 全球能源问题4

1.4.2 全球变暖5

1.4.3 平流层臭氧损耗6

1.5 空气质量问题8

1.5.1 常规大气污染物9

1.5.2 有毒气体12

1.6 水质问题13

1.7 生态学13

1.8 自然资源14

1.9 美国的废物处理14

小结16

参考文献16

习题17

第2章 风险性概念20

2.1 引言20

2.2 风险描述20

2.3 风险性评价的工程应用价值22

2.4 基于风险性管理的环境法规23

2.5 风险性评价概念总论24

2.6 危害性评价25

2.6.1 致癌及其他毒性效应26

2.6.2 癌症危害性评价26

2.6.3 非致癌危害评价27

2.6.4 构效关系（SAR）29

2.6.5 易于使用的危害性参考文献29

2.7 剂量响应30

2.8 暴露性评价32

2.9 风险性表征33

2.9.1 致癌风险性表征33

2.9.2 非致癌风险性表征33

2.9.3 附加风险性34

小结34

参考文献34

习题35

第3章 环境法律法规：从末端治理到污染防治37

3.1 引言37

3.2 九项主要的联邦环境法规39

3.3 环境法规的转变：由末端治理到污染防治41

3.4 污染防治概念和术语41

参考文献45

习题46

第4章 化学工程师的角色和责任48

4.1 引言48

4.2 维护化学过程安全性的责任48

4.3 环境保护的责任50

4.4 工程师的职业道德51

参考文献51

习题52

第二篇 评估和改进化工过程的环境性能55

第5章 环境危害评价：基于化学物质结构的方法55

5.1 引言55

5.2 化学和物理性质的估算56

5.2.1 熔点和沸点57

5.2.2 蒸气压59

5.2.3 辛醇-水分配系数62

5.2.4 生物浓缩因子65

5.2.5 水溶性66

5.2.6 亨利常数68

5.2.7 土壤吸附系数70

小结71

讨论问题71

5.3 评价环境中的持久性71

5.3.1 预测大气中的寿命72

5.3.2 预测水体中的寿命74

5.3.3 评价总的生物降解性75

小结76

讨论问题76

5.4 评价生态系统危险性76

讨论问题77

5.5 用物性估算来预测环境危害和暴露性77

小结79

讨论问题79

5.6 基于化学结构划分环境危险79

参考文献80

习题82

第6章 暴露性评估85

6.1 引言85

6.2 职业型暴露的识别、评估与控制85

6.2.1 工作场所的评定86

6.2.2 暴露途径87

6.2.3 监测工人的暴露程度88

6.2.4 吸入暴露的模型89

6.2.5 皮肤暴露的评估91

讨论问题94

6.3 周围环境中化学物质暴露性评估95

6.3.1 有毒空气污染物的暴露95

6.3.2 周围环境中化学物质的皮肤暴露97

6.3.3 化学物质向地表水的排放对水生生物群的影响98

6.3.4 地下水的污染100

讨论问题102

6.4 设计更安全的化学品102

6.4.1 减少摄入剂量102

6.4.2 降低毒性103

参考文献104

习题105

第7章 绿色化学107

7.1 绿色化学107

7.2 绿色化学方法论107

7.2.1 原料107

7.2.2 溶剂109

7.2.3 合成路径111

7.2.4 绿色化学的基团贡献法113

7.3 设计绿色化学合成路径的定量优化方法114

7.4 绿色化学专家系统案例研究117

讨论问题117

参考文献117

习题118

第8章 过程合成中的环境性能评价120

8.1 引言120

8.2 第一层环境性能评价工具120

8.2.1 经济指标121

8.2.2 环境指标122

8.2.3 阈限值（TLVs），允许暴露限度（PELs），推荐的暴露极限（RELs）123

8.2.4 毒性权重125

8.2.5 可选合成路径的评价127

讨论问题130

8.3 第2层环境性能工具130

8.3.1 环境排放评估131

8.3.2 排放的量化方法133

8.3.3 排放量的估算模型140

8.3.4 排放的表征与资料汇总144

8.3.5 评估环境性能146

讨论问题148

8.4 第3层环境性能工具148

参考文献148

习题149

第9章 单元操作和污染预防措施151

9.1 引言151

9.2 单元操作物料选择的污染预防152

9.3 化学反应器的污染预防155

9.3.1 反应器中物料的使用和选择155

9.3.2 反应类型和反应器的选择157

9.3.3 反应器操作161

9.4 分离设备中的污染预防措施165

9.4.1 质量分离剂的选择165

9.4.2 分离技术的工艺设计和操作层次166

9.4.3 分离中污染预防案例168

9.4.4 与反应器相连的分离器的污染防治168

9.5 分离反应器的污染防治应用169

9.6 贮罐和挥发源的污染预防措施171

9.6.1 贮罐的污染预防171

9.6.2 减少挥发源的排放173

9.7 污染防治评估与HAZ-OP分析的集成176

9.8 过程设计与风险性评估相集成——案例研究178

讨论问题180

参考文献180

习题182

第10章 污染预防的流程图分析185

10.1 引言185

10.2 过程能量集成187

10.3 过程物质集成189

10.3.1 源-阱关系图189

10.3.2 流股离析、混合和循环再利用的优化策略196

10.3.3 质量交换网络合成199

10.4 工艺流程图的案例研究206

小结210

参考文献210

习题210

第11章 流程图的环境性能评估214

11.1 引言214

11.2 排放及废弃物的环境转变评价214

11.2.1 逸度及逸度容量216

11.2.2 介质间的传输217

11.2.3 反应损失过程220

11.2.4 平衡方程220

11.3 过程设计中环境风险性评价的第三层度量标准222

11.3.1 全球变暖223

11.3.2 臭氧损耗224

11.3.3 酸雨225

11.3.4 烟雾形成225

11.3.5 毒性229

小结232

参考文献232

习题234

第12章 环境成本会计系统236

12.1 引言236

12.2 定义236

12.3 环境成本的额度238

12.4 评估环境成本的框架239

12.5 隐含的环境成本241

12.6 债务成本242

12.7 内部无形成本245

12.8 外部无形成本246

参考文献246

习题247

第三篇 超越工厂范畴250

第13章 生命周期的概念、产品管理和绿色工程250

13.1 产品生命周期概念简介250

13.2 生命周期的评价251

13.2.1 定义和方法论251

13.2.2 生命周期清单253

13.3 生命周期影响评价257

13.3.1 分类257

13.3.2 表征258

13.3.3 评价260

13.3.4 生命周期数据的解释和生命周期评价的实际局限262

13.4 改进的生命周期评价262

13.4.1 改进的数据采集（用于清单和表征）262

13.4.2 清单和表征的定性方法264

13.4.3 缺点、优点和指导266

13.5 生命周期研究的应用266

13.5.1 产品的比较267

13.5.2 战略规划267

13.5.3 公共部门的应用267

13.5.4 产品设计和改进268

13.5.5 过程设计269

小结270

讨论问题270

参考文献271

习题272

第14章 工业生态系统274

14.1 引言274

14.2 化工生产中的物料流276

14.3 生态工业园278

14.4 对废物交换和副产物协同利用方式的评估279

小结280

参考文献280

习题280

附录283

附录A 九项主要的联邦环境法令的详细内容283

附录B 分子连接性292

附录C 贮罐排放的评估294

附录D 环境影响潜能表305

附录E 估算隐藏成本（二级）的方法309

附录F 补充资料313

单位换算列表321

索引322