第一篇 生态风险评价导论 3
第1章 生态风险评价的定义 3
1.1 前瞻性和回顾性风险评价 4
1.2 风险、收益和成本 5
1.3 支持的决策 5
1.3.1 危害优先化 5
1.3.2 替代行动的比较 6
1.3.3 排放许可 6
1.3.4 限制负荷 8
1.3.5 修复和恢复 8
1.3.6 批准和管理土地使用 9
1.3.7 物种管理 9
1.3.8 评价损失 10
1.4 风险评价的社会政治目的 11
1.5 角色分配 11
1.5.1 风险评价者 11
1.5.2 风险管理者 12
1.5.3 利益相关者 12
第2章 其他类型的评价 14
2.1 监测状况和趋势 14
2.2 制定标准 15
2.3 生命周期评价 15
2.4 禁令 15
2.5 技术规则 16
2.6 最佳实践、规则或指南 16
2.7 预防原则 17
2.8 适应性管理 17
2.9 类推 19
2.10 生态系统管理 19
2.11 健康风险评价 19
2.12 环境影响评价 21
2.13 小结 21
第3章 生态风险评价框架 22
3.1 USEPA基本框架 22
3.2 替代框架 24
3.2.1 WHO整合框架 24
3.2.2 多重行为 25
3.2.3 生态流行病学 26
3.2.4 因果链框架 27
3.3 扩展框架 28
3.4 迭代评价 29
3.4.1 筛选评价与确定性评价 29
3.4.2 基线评价和备选方案评价 30
3.4.3 作为适应性管理的迭代评价 30
3.5 特定问题框架 30
3.6 结论 31
第4章 生态流行病学和归因分析 32
4.1 生物调查 33
4.2 生物评价 34
4.3 归因分析 36
4.3.1 识别候选原因 38
4.3.2 分析证据 40
4.3.3 表征原因 43
4.3.4 归因分析的迭代 54
4.4 来源识别和备选管理 55
4.5 生态流行病学中的风险评价 55
4.6 小结 55
第5章 可变性、不确定性及概率 56
5.1 不可预测性的来源 56
5.1.1 可变性 56
5.1.2 不确定性 57
5.1.3 可变性／不确定性的二分法 57
5.1.4 可变性和不确定性组合 58
5.1.5 误差 58
5.1.6 忽视和混淆 59
5.1.7 来源小结 59
5.2 概率的定义 59
5.2.1 概率类型：频率与可信度 59
5.2.2 概率类型：无条件概率和条件概率 60
5.3 分析概率的方法 61
5.3.1 频率论统计学 61
5.3.2 贝叶斯统计学 63
5.3.3 重新采样统计学 64
5.3.4 其他方法 65
5.4 为什么使用概率分析？ 65
5.4.1 确保安全 65
5.4.2 避免过分保守 66
5.4.3 了解并阐述不确定性 66
5.4.4 估算概率性终点 67
5.4.5 制定采样与试验计划 67
5.4.6 比较假设与模型 67
5.4.7 协助决策 68
5.4.8 原因小结 68
5.5 可变性和不确定性分析技术 68
5.5.1 不确定性因子 68
5.5.2 置信区间 69
5.5.3 数据分布 69
5.5.4 统计建模 71
5.5.5 蒙特卡罗分析和不确定性传播 71
5.5.6 嵌套蒙特卡罗分析 72
5.5.7 敏感性分析 73
5.5.8 列表和定性评估 73
5.6 风险评价过程中的概率 73
5.6.1 暴露分布的界定 74
5.6.2 效应分布的界定 75
5.6.3 风险分布的估算 76
5.7 具不确定性的参数 77
5.8 小结 77
第6章 维度、尺度和组织层次 78
6.1 组织层次 78
6.2 时间尺度与空间尺度 81
6.3 区域尺度 82
6.4 维度 83
6.4.1 动因的多度和强度 83
6.4.2 持续时间 83
6.4.3 空间 84
6.4.4 受影响的比例 84
6.4.5 效应的严重性 84
6.4.6 效应的类型 84
6.4.7 如何处理多维？ 84
第7章 作用模式和作用机理 86
7.1 化学模式和机理 86
7.2 机理测试 89
7.3 非化学模式和机理 90
第8章 混合物与多种动因 91
8.1 化学混合物 91
8.1.1 基于整体混合物的方法 92
8.1.2 基于组分检测的方法 94
8.1.3 复杂混合物的整合 100
8.2 多种动因 101
8.2.1 动因的分类和联合 101
8.2.2 测定空间与时间的重叠部分 102
8.2.3 定义效应与作用模式 103
8.2.4 效应筛选 103
8.2.5 简单效应加和 104
8.2.6 暴露加和 104
8.2.7 联合效应的机理模型 105
8.2.8 复杂动因和活动的整合 105
第9章 质量保证 106
9.1 数据质量 106
9.1.1 原始数据 107
9.1.2 二级数据 108
9.1.3 默认和假设 111
9.1.4 数据质量表征 111
9.1.5 数据管理 112
9.2 模型的质量 112
9.3 概率分析的质量 115
9.4 评价的质量 117
9.4.1 评价过程的质量 117
9.4.2 同行对评价的审查 118
9.4.3 评价的重复 118
9.5 小结 119
第二篇 风险评价规划与问题形成第10章 推动力和要求 123
第11章 目标与宗旨 124
第12章 管理备选方案 126
第13章 动因和源 127
13.1 排放 127
13.2 活动和项目 128
13.3 成因来源 128
13.4 动因特征 128
13.5 导致间接暴露与效应的排放源 129
13.6 排放源和动因的筛选 129
第14章 环境描述 130
第15章 暴露情景 133
第16章 评价终点 135
16.1 评价终点和组织水平 138
16.2 普通评价终点 139
16.2.1 基于政策决定的普通终点 139
16.2.2 基于功能的普通终点 141
16.2.3 普通终点的应用 141
16.3 普通终点的明确 142
16.4 基于目标层次的终点 146
第17章 概念模型 148
17.1 概念模型的应用 149
17.2 概念模型的形式 151
17.3 概念模型的建立 152
17.4 与其他概念模型的衔接 156
第18章 分析计划 157
18.1 暴露、效应和环境状况测定方法的选择 157
18.2 参考地点和参考信息 159
18.2.1 污染或破坏前的生态信息 159
18.2.2 模型信息 160
18.2.3 其他场地信息 160
18.2.4 区域参考信息 161
18.2.5 采用梯度作为参考 162
18.2.6 阳性参考信息 162
18.2.7 以目标为参考 163
第三篇 暴露分析 167
第19章 源的识别与表征 167
19.1 源和环境 167
19.2 未知源 168
19.3 小结 169
第20章 采样、分析和检测 170
20.1 介质的采样和化学分析 170
20.2 采样和样品制备 170
20.3 冲突的数据 171
20.4 筛选分析 172
20.5 辅助因子分析 172
20.6 水 174
20.7 沉积物 174
20.8 土壤 175
20.9 生物区和生物标志物 175
20.10 生物测试 178
20.11 生物调查 179
20.12 采样、分析和概率 179
20.13 结论 180
第21章 化学物质迁移和归趋的数学模型 181
21.1 目标 181
21.2 模型的基本概念 181
21.2.1 排放或负荷 182
21.2.2 点源和非点源 182
21.2.3 稳态和非稳态源 182
21.2.4 尺度的重要性 183
21.3 质量平衡模型的公式化 183
21.3.1 确定室 183
21.3.2 反应速率 184
21.3.3 迁移速率 185
21.3.4 排放 186
21.3.5 求解质量平衡方程 187
21.3.6 复杂性、有效性和置信限 187
21.4 简单质量平衡模型的例释 188
21.4.1 被模拟的体系 188
21.4.2 浓度计算 189
21.4.3 逸度计算 190
21.4.4 讨论 191
21.5 重要化学物质和模拟其行为的模型 192
21.5.1 通用多介质模型 193
21.5.2 特定环境介质模型 195
21.5.3 特定类别化学物质的模型 197
21.6 关于选择和应用模型的总结 200
第22章 化学物质和其他动因的暴露 201
22.1 暴露模型 203
22.2 地表水化学物质的暴露 203
22.3 沉积物中化学物质的暴露 205
22.4 土壤污染物暴露 208
22.4.1 估算暴露的化学分析 208
22.4.2 土壤的深度剖面 211
22.5 陆生植物暴露 211
22.5.1 根系深度 212
22.5.2 根际 212
22.5.3 湿地植物暴露 212
22.5.4 土壤特征与植物暴露 213
22.5.5 植物的种间差异 213
22.5.6 植物在空气中的暴露 213
22.6 土壤无脊椎动物暴露 214
22.6.1 暴露深度和吸收物质 214
22.6.2 土壤性质和化学物质的相互作用 214
22.7 土壤微生物群落的暴露 215
22.8 野生动物的暴露 215
22.8.1 基于外部测定的暴露模型 215
22.8.2 暴露评价参数 220
22.9 吸收模型 225
22.9.1 水生生物吸收 228
22.9.2 底栖无脊椎动物吸收 233
22.9.3 陆生植物吸收 233
22.9.4 蚯蚓吸收 239
22.9.5 陆生节肢动物吸收 241
22.9.6 陆生脊椎动物吸收 241
22.10 石油和其他化学混合物暴露 243
22.11 极端自然事件暴露 245
22.12 生物体暴露 245
22.13 概率与暴露模型 245
22.14 暴露表征 247
第四篇 效应分析 251
第23章 暴露-反应关系 251
23.1 暴露-反应关系方法 254
23.1.1 机理模型 254
23.1.2 回归模型 255
23.1.3 统计显著性 256
23.1.4 内插法 256
23.1.5 效应水平和置信度 256
23.2 暴露-反应关系中的问题 256
23.2.1 阈值和基准 256
23.2.2 时间可作为暴露和反应的量度 258
23.2.3 浓度与时间结合 259
23.2.4 非单调关系 260
23.2.5 不同类别的变量 261
23.2.6 野外数据的暴露-反应关系 262
23.2.7 残留量-反应关系 265
23.3 毒效动力学——机理性的内在暴露-反应关系 269
23.3.1 金属在鱼鳃内的毒效动力学 270
23.4 间接效应 270
第24章 试验 272
24.1 试验中的问题 272
24.2 化合物或污染物质试验 274
24.2.1 水生试验 275
24.2.2 沉积物试验 276
24.2.3 土壤试验 277
24.2.4 摄食和其他野生动物暴露 278
24.3 微宇宙和中宇宙 279
24.4 废水试验 282
24.5 介质试验 283
24.5.1 污染水试验 287
24.5.2 污染沉积物试验 287
24.5.3 污染土壤试验 288
24.5.4 采用野生动物的环境介质试验 290
24.6 现场试验 291
24.6.1 水体现场试验 291
24.6.2 植物和土壤生物的现场试验 292
24.6.3 野生动物现场试验 292
24.7 生物体试验 293
24.8 其他非化学动因试验 293
24.9 试验小结 294
第25章 生物调查 295
25.1 水体生物调查 296
25.1.1 固着生物 297
25.1.2 浮游生物 298
25.1.3 鱼类 298
25.1.4 底栖无脊椎动物 299
25.2 陆地生物调查 301
25.2.1 土壤生物调查 301
25.2.2 野生生物调查 301
25.2.3 陆生植物调查 302
25.3 生理学、组织学和形态学效应 303
25.4 生物调查的不确定性 303
25.5 小结 303
第26章 生物个体水平外推模型 305
26.1 结构-活性关系 305
26.1.1 SARs的化学域 306
26.1.2 SARs的方法 306
26.1.3 SARs情形 307
26.2 效应外推方法 307
26.2.1 分类和选择 307
26.2.2 因子 308
26.2.3 物种敏感性分布 309
26.2.4 回归模型 313
26.2.5 暴露-反应模型的历时外推 314
26.2.6 由统计模型得到的因子 315
26.2.7 类比法 318
26.2.8 外推的毒物代谢动力学模型 318
26.2.9 多种模型组合方法 319
26.3 特殊生物区系的外推 319
26.3.1 水生生物 319
26.3.2 底栖无脊椎动物 321
26.3.3 野生动物 321
26.3.4 土壤无脊椎动物和植物 322
26.3.5 土壤过程 323
26.3.6 水化学 323
26.3.7 土壤特性 324
26.3.8 实验室到野外 324
26.4 小结 325
第27章 种群建模 326
27.1 基本概念和定义 327
27.1.1 种群水平评价终点 328
27.1.2 生活史在种群水平风险评价中的应用 328
27.1.3 不确定性的表征与传播 328
27.1.4 密度依赖 329
27.2 种群分析方法 330
27.2.1 种群潜在增长率 330
27.2.2 预测矩阵 331
27.2.3 整体模型 334
27.2.4 集合种群模型 335
27.2.5 个体模型 335
27.3 对有毒化学物质的应用 338
27.3.1 从个体外推到种群的不确定性的定量研究 338
27.3.2 基于生活史的生态风险评价 340
27.3.3 定量分析化学物质暴露对灭绝风险的影响 342
27.3.4 定量分析化学物质暴露对集合种群的影响 344
27.3.5 个体模型 346
27.4 种群模型在生态风险评价中的前景 348
第28章 生态系统效应模型 349
28.1 生态系统范例 349
28.2 生态系统风险评价 350
28.2.1 生态系统评价终点 350
28.3 生态系统模拟模型 351
28.3.1 自然生态系统模型 352
28.3.2 生态系统网络分析 352
28.3.3 房室模型 355
28.3.4 现有生态系统风险模型 355
28.4 模型选择、使用与开发 356
28.4.1 模型选择 357
28.4.2 模型改进与开发 358
28.5 生态系统模型创新 360
28.5.1 动态结构模型 360
28.5.2 模型平台交互作用 360
28.5.3 网络生态系统模型 361
28.5.4 生态系统模拟的可视化 361
28.6 生态系统模型、风险评价及决策 361
28.6.1 模型结果与NOECs 362
28.6.2 阿特拉津的含量 362
28.7 模型与建模者 364
第五篇 风险表征 369
第29章 标准和基准 369
29.1 标准 369
29.2 筛选基准 370
29.2.1 作为筛选基准的标准 371
29.2.2 二级标准值 371
29.2.3 以剂量-反应模型为基础的基准 371
29.2.4 具有统计意义的阈值 371
29.2.5 具有安全因子的试验终点 372
29.2.6 效应水平的分布 372
29.2.7 平衡分配基准 372
29.2.8 作为基准的平均值 372
29.2.9 生态流行病学基准 373
29.2.10 筛选基准小结 373
第30章 暴露和暴露-反应的整合 374
30.1 商值法 374
30.2 暴露是分散的而反应是固定的 375
30.3 暴露和反应均是分散的 375
30.4 综合模型 378
30.5 有意义与无意义的整合 378
30.6 空间范围的整合 379
30.7 实例 381
30.7.1 汞污染地区的鼩 381
30.7.2 佛罗里达州南部的白鹭和鹰 381
30.7.3 中国香港的白鹭和苍鹭 381
30.7.4 河流中具有生物积累性的污染物 382
30.7.5 夏威夷的二次污染 383
30.7.6 阿特拉津 383
30.7.7 亚高山森林气候变暖 384
30.8 小结 384
第31章 筛选表征 385
31.1 筛选化学物质和其他动因 385
31.1.1 商值 386
31.1.2 评分系统 386
31.1.3 筛选特性 387
31.1.4 逻辑标准 387
31.2 筛选场地 387
31.2.1 筛选场地内的化学物质 388
31.2.2 场地的暴露浓度 392
31.2.3 介质筛选 393
31.2.4 受体筛选 393
31.2.5 场地筛选 393
31.2.6 数据的充分性和不确定性 393
31.2.7 场地筛选评价报告 394
31.3 实例 394
第32章 权衡证据的确定性风险表征 395
32.1 证据的权衡 395
32.2 沉积物质量三合一法：一种简单明了的推理方法 397
32.3 污染场地最佳结论的推理 398
32.3.1 单一化学物质毒性 399
32.3.2 环境介质毒性测试 406
32.3.3 生物调查 409
32.3.4 生物标志物和病理学 411
32.3.5 证据的权衡 413
32.3.6 风险评估 418
32.3.7 未来风险 418
32.4 应用实例 419
32.4.1 污染场地风险表征 419
32.4.2 受污染沉积物的风险表征 421
32.4.3 野生动物风险表征 421
32.4.4 杀虫剂的风险表征 422
32.4.5 工业废水风险表征 423
32.5 风险报告 424
第33章 比较风险表征 426
33.1 比较风险表征的方法 427
33.1.1 风险排序 427
33.1.2 风险分类 428
33.1.3 相对风险定标 428
33.1.4 相对风险评估 428
33.1.5 净环境效益分析 428
33.1.6 经济单位 429
33.1.7 比较风险报告 430
33.2 比较和不确定性 430
33.3 小结 430
第34章 表征可变性、不确定性和不完备性 431
34.1 表征可变性 431
34.2 表征不确定性 431
34.3 不确定性和证据权 433
34.4 偏好 434
34.5 局限性 434
34.6 结论 435
第六篇 风险管理 439
第35章 报告和沟通生态风险 439
35.1 报告生态风险 439
35.2 沟通生态风险 441
第36章 决策制定和生态风险 444
36.1 预防超标 444
36.2 预防损害效应 444
36.3 风险最小化 445
36.4 确保环境效益 445
36.5 成本效率最大化 445
36.6 平衡成本和效益 445
36.7 决策分析 445
36.8 其他需特别注意的事项 446
第37章 人类健康风险评价的整合 447
37.1 作为人类前哨的野生动物 447
37.2 人类和生态风险的综合分析 448
37.2.1 评价结果的一致性表达 448
37.2.2 相互依存 449
37.2.3 质量 449
37.2.4 效率 449
37.3 环境条件和人类福利 449
37.4 结论 450
第38章 风险、法律、伦理学、经济学和偏好的整合 451
38.1 生态风险和法律 451
38.2 生态风险和经济学 452
38.3 生态风险和伦理学 454
38.4 生态风险、利益相关者的偏好和公众舆论 455
38.5 结论 456
第39章 监测风险管理的结果 457
第七篇 生态风险评价的未来词汇表 463
参考文献 475
索引 540