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第1章 有害化学物质的环境风险 1

1.1有害化学物质、化学品与化学污染物 1

1.1.1有害化学物质 1

1.1.2化学品与环境污染物 2

1.2化学品的环境暴露、危害性与风险性 4

1.2.1化学品的环境暴露 4

1.2.2化学品的环境危害性 5

1.2.3化学品的环境风险 7

参考文献 10

第2章 环境计算化学与预测毒理学概述 12

2.1环境计算化学 12

2.1.1化学污染物的源解析 13

2.1.2环境系统与环境过程 17

2.1.3化学物质环境行为参数的获取方法 20

2.1.4化学物质毒性机制与效应 22

2.2计算（预测）毒理学 22

2.2.1计算毒理学与化学品风险评价 22

2.2.2环境化学物质的暴露模拟 25

2.2.3环境化学物质与毒理学关键事件 29

2.2.4计算毒理学模型参数的快速预测 33

2.2.5计算生态毒理学 34

参考文献 35

第3章 分子模拟基础 40

3.1量子化学方法 41

3.1.1基本原理 41

3.1.2理论方法 42

3.1.3计算软件 48

3.2分子力学方法 49

3.2.1分子内键连关系的经典力学描述 49

3.2.2非键关系的经典力学描述 51

3.2.3分子力场与分子力学 54

3.2.4统计热力学和系综 58

3.2.5分子动力学模拟 60

3.2.6蒙特卡罗模拟 62

3.2.7基于分子力场的模拟软件 63

3.3耦合量子力学/分子力学（QM/MM）方法 64

3.3.1 QM/MM概念及发展 64

3.3.2 QM/MM理论方法 65

3.3.3 QM/MM方法结合的优化和模拟技术 70

3.3.4 QM/MM的应用 71

参考文献 75

第4章 定量构效关系（QSAR）理论与方法 81

4.1 QSAR的基本原理 81

4.1.1线性自由能关系 81

4.1.2 QSAR的广义表达 84

4.1.3 QSAR与OECD导则 88

4.2 QSAR模型的构建方法 88

4.2.1数据集的获取及拆分 88

4.2.2分子结构描述符与拟预测变量关系的揭示 91

4.3 QSAR模型的验证、表征与登记 93

4.3.1模型验证与应用域 93

4.3.2 QSAR的登记 98

4.4 QSAR工具包、数据库与软件平台 98

4.4.1美国EPA开发的EPI Suite软件 98

4.4.2 OECD开发的QSAR工具包 99

4.4.3预测毒理学软件平台（CPTP） 100

4.5 QSAR面临的挑战与展望 100

参考文献 102

第5章 化学品的环境吸附分配行为及其模拟预测 106

5.1典型环境吸附分配行为参数的预测 107

5.1.1正辛醇/空气分配系数（KOA）的模拟预测 107

5.1.2（过冷）液体蒸气压（PL）的QSAR预测模型 114

5.1.3生物富集因子（BCF）的QSAR预测模型 116

5.1.4土壤/沉积物吸附系数（Koc）的QSAR预测模型 118

5.2纳米材料对有机物吸附的计算模拟 119

5.2.1碳纳米管对有机物的吸附模拟预测 120

5.2.2石墨烯对有机物的吸附模拟预测 123

5.2.3 C60对天然有机物的吸附模拟预测 126

参考文献 131

第6章 污染物环境转化行为的模拟预测 135

6.1水中污染物光降解动力学和途径的模拟预测 135

6.1.1水中污染物直接光解动力学参数的QSAR预测模型 136

6.1.2水中溶解性物质对污染物光解影响的预测与验证 141

6.1.3水中污染物羟基自由基氧化降解动力学参数的QSAR模型 149

6.1.4采用量子化学计算揭示有机污染物的光降解机制 151

6.1.5环境水体中污染物光降解动力学的预测模型 155

6.2污染物水解途径和动力学的模拟预测 161

6.2.1污染物水解原理及影响因素 161

6.2.2污染物水解途径及动力学模拟 162

6.3污染物气相自由基反应途径与动力学的模拟预测 166

6.3.1 OH引发有机污染物的大气转化机制和动力学 166

6.3.2大气中挥发性有机污染物OH氧化降解动力学参数的QSAR模型 169

6.3.3大气中挥发性有机污染物臭氧氧化降解动力学参数的QSAR预测模型 172

6.3.4 Cl引发有机污染物的大气转化机制和动力学 173

6.4有机污染物生物降解性的模拟预测 175

6.4.1生物降解性概述 175

6.4.2污染物生物降解性测试方法 176

6.4.3污染物生物降解性预测方法 178

参考文献 180

第7章 外源化学品的生物酶代谢转化及模拟预测 188

7.1引言 188

7.2细胞色素P450酶代谢典型外源化学品的计算模拟 189

7.2.1 P450酶简介及其代谢反应 189

7.2.2 P450酶催化循环与几种常见反应 191

7.2.3多溴二苯醚（PBDEs）的P450酶代谢转化模拟 200

7.2.4全氟辛基磺酸（PFOS）前体的P450酶代谢转化模拟 205

7.2.5 P450酶活性中心催化卤代烷烃、烯烃类物质的模拟 206

7.3其他生物酶系代谢转化污染物的计算模拟 208

7.3.1谷胱甘肽硫转移酶 208

7.3.2磺基转移酶 212

参考文献 215

第8章 化学品的毒性通路及毒理效应的模拟预测 219

8.1有机污染物水生毒性的模拟预测 219

8.1.1水生毒性试验、作用模式及影响因素 219

8.1.2水生生物急性毒性的QSAR模型 222

8.2有机污染物的光致毒性效应与模拟预测 225

8.2.1有机污染物的光致毒性效应机制 226

8.2.2有机污染物的光致毒性试验方法 229

8.2.3有机污染物光致毒性的模拟预测 234

8.3环境内分泌干扰效应的毒性通路与模拟预测 237

8.3.1有机污染物的内分泌干扰效应 238

8.3.2环境内分泌干扰效应的分子模拟步骤 242

8.3.3甲状腺素干扰效应的计算模拟 244

8.3.4雌激素干扰效应的模拟预测 250

参考文献 257

附录 缩略语（英汉对照） 267

索引 271