第一章 绪论 1
第一节 污染生态化学的学科形成与发展 1
一、化学学科的发展与环境化学分支学科的形成 1
二、生态学科的发展与污染生态学分支学科的形成 3
三、污染生态化学学科的形成与发展 6
第二节 在环境化学中的地位与作用 8
一、环境化学及其主要任务 8
二、环境化学学科体系及其战略地位 9
三、在环境科学中的地位 12
四、在解决国家需求中的作用 13
第三节 污染生态化学的学科定义与基本内涵 13
一、污染生态化学的学科定义 13
二、污染生态化学的基本内涵 14
第四节 污染生态化学的研究对象、目标和主要研究内容 19
一、污染生态化学的研究对象 19
二、污染生态化学的研究目标 21
三、主要研究内容 21
第五节 污染生态化学研究的重要性 23
一、污染的普遍性及其特点 23
二、新型污染物及其生态毒理效应 33
第六节 污染生态化学研究展望 35
一、土壤污染生态过程及其化学动力学 35
二、陆生生态毒理化学 36
三、复杂体系中复合污染生态化学问题 36
四、新型疾病起源的污染进化生态化学问题 37
五、环境污染对生态系统健康质量与食物安全的化学胁迫 37
六、根-土界面污染物的化学行为及根分泌物脱毒分子机理 38
七、生态系统化学污染阻控新方法与新技术 38
思考题 39
主要参考文献 39
第二章 污染生态化学的研究方法 42
第一节 污染物及其代谢产物的化学分析及仪器检测方法 42
一、概述 42
二、光谱分析方法 43
三、色谱分析方法 45
四、环境样品前处理方法 46
五、环境样品的定量分析方法 51
第二节 污染物的室内模拟与系统研究方法 52
一、污染物的室内模拟研究方法 52
二、微宇宙毒性试验 53
三、污水生物系统法 54
第三节 污染物的生态毒理诊断与生物标志物评价方法 55
一、化学污染物的生态毒理诊断研究方法 55
二、化学污染物的生物标志物评价方法 57
第四节 现代分子生物学技术在污染生态化学研究中的应用 65
第五节 几种主要生物标志物的检测方法 67
一、抗氧化防御系统 67
二、现代分子生物学技术 70
第六节 现场观测与典型案例研究方法 72
一、现场调查法 72
二、现场盆栽定点观测法 72
思考题 73
主要参考文献 73
第三章 土壤污染生态化学：化学污染对土壤生态系统的影响及其机理 79
第一节 概述 79
第二节 土壤污染生态化学过程及其动力学 80
一、土壤的构成、分类、特性及污染 80
二、重金属污染土壤的生态化学过程及其动力学 82
三、有机物污染土壤的生态化学过程及其动力学 92
第三节 化学污染对土壤动物的影响及其机理 95
一、土壤动物的环境污染指示作用 95
二、重金属污染对土壤动物的影响 98
三、有机污染对土壤动物的影响 102
第四节 化学污染对土壤微生物的作用及其相互关系 106
一、土壤中常见微生物及其表征 106
二、农药污染对土壤微生物的影响及相互作用 107
三、重金属污染对土壤微生物的影响 111
第五节 根-土界面化学污染物的生态行为及根分泌物的污染生态化学 114
一、根际污染行为与生态效应 115
二、根系污染行为与生态效应 117
三、有机污染物的根际作用 119
第六节 化学污染对土壤健康质量与农产品安全的化学胁迫 120
第七节 全球变化的土壤污染生态化学 126
思考题 131
主要参考文献 131
第四章 水污染生态化学：化学污染对水生生态系统的影响及其机理 137
第一节 典型化学污染物在水生态系统中的迁移转化与归宿 137
一、水污染来源 137
二、水生态系统中重金属污染物的分布和存在形态 138
三、污染物在水生态系统中的物理-化学迁移与转化 140
四、污染物在水生态系统中的生物迁移与转化 143
五、水生态系统中重金属的迁移与转化研究 148
六、水生态系统中有机污染物的迁移转化研究 148
第二节 典型化学污染物对水生生物的毒理作用机理 151
一、概述 151
二、污染物与毒物代谢酶作用原理 152
三、污染物胁迫下抗氧化防御系统的作用原理 154
四、污染物诱导生物体DNA损伤 156
五、污染物胁迫下生物体活性氧的研究 156
第三节 化学污染物对水生态系统的污染胁迫效应 159
一、水生态系统概念 159
二、污染物对水生态系统的胁迫 159
三、生物多样性的概念及内涵 160
四、化学污染胁迫下生态系统多样性丧失 162
五、化学污染物对河流生态系统的胁迫 163
六、湖泊水体的化学污染胁迫与生态效应 165
第四节 海洋环境的化学污染和生态退化 167
一、海洋环境化学污染 167
二、海洋生态退化 183
第五节 化学污染胁迫下生物体的抗性问题 188
一、水生态系统中几种新型污染物 188
二、污染物胁迫下生物体抗性 190
三、植物抗性 190
四、微生物抗性 191
五、生物体抗性在环境污染治理中的应用 193
思考题 195
主要参考文献 195
第五章 化学污染对地下水和沉积物的生态影响及其动力学 200
第一节 化学污染对地下水的生态影响及其动力学 200
一、地下水的存在形式与埋藏条件 200
二、地下水的污染途径 201
三、地下水污染对生态环境的影响 202
四、微生物对地下水环境的影响 204
五、污染物在地下水中的迁移转化 205
六、地下水水质模型 209
七、基本模型的解析解 211
第二节 水-沉积物界面化学污染物的生态行为、迁移转化与归趋 216
一、水-沉积物界面的含义及研究意义 216
二、水-沉积物界面的结构 217
三、污染物在水-沉积物界面的传输过程 218
四、水-沉积物界面的物质交换模型 226
第三节 水体沉积物的化学污染与质量演变 229
一、沉积物污染状况 230
二、沉积物污染质量评价 233
思考题 235
主要参考文献 236
第六章 大气污染生态化学 238
第一节 化学污染物的土-气、水-气界面过程 238
一、大气中的化学污染物 238
二、土-气界面的污染物迁移转化 238
三、水-气界面的污染物迁移转化 240
第二节 大气化学污染对森林和农作物体系的生态影响 241
一、对植物和自然生态系统的影响 241
二、气态污染物对森林和农作物的影响 245
三、生态系统响应 247
第三节 城市生态系统中的大气化学污染及其生态响应 248
第四节 居室大气污染及其对人体健康的生态化学胁迫 252
一、概述 252
二、室内空气化学污染定义及特征 253
三、常见的室内空气化学污染物质与危害 255
思考题 261
主要参考文献 261
第七章 化学污染物的宏观生态化学过程与机理 264
第一节 化学污染物的多介质、多界面传输过程与机理 264
一、多介质环境 264
二、典型化学污染物的多介质、多界面迁移过程 266
三、数学模型 271
第二节 全球水平上化学污染物的迁移转化与全球变化 276
一、POP的全球迁移与归趋 276
二、全球性大气污染 284
思考题 288
主要参考文献 288
第八章 化学污染的生态毒理过程与分子机理 291
第一节 化学污染物的生物有效性 291
一、生物有效性的概念 291
二、生物有效性的影响因素 292
三、生物有效性与生物毒性的关系 293
四、重金属的生物有效性 294
五、化学污染物生物有效性的研究进展 301
第二节 化学污染物对生态系统的急性暴露过程与微观反应机理 303
一、污染物的急性暴露过程 303
二、化学污染物的生物转运 304
三、化学污染物的生物转化 310
四、化学污染物毒性效应的微观反应机理 313
第三节 低剂量、长时间化学暴露的生态毒理效应及其分子机理 318
一、化学污染物的遗传毒性 318
二、化学污染物的生殖与发育毒性及分子机理 325
三、化学污染物对生物多样性的影响 331
第四节 污染胁迫下新型疾病的发生与分子毒理 332
一、环境污染与儿童肿瘤 333
二、我国恶性肿瘤高发原因 333
三、污染胁迫下肿瘤发生的分子机理 334
四、与环境污染直接相关的疾病 341
五、与环境污染间接相关的疾病——基因突变导致的新型疾病 344
思考题 351
主要参考文献 351
第九章 复合污染生态化学及其机理 354
第一节 复合污染概念的内涵与基本形式 354
一、复合污染概念的内涵 354
二、复合污染的基本形式 361
第二节 复合污染生态效应 364
一、复合污染生态效应类型及其影响因素 364
二、复合污染生态效应的机理 368
第三节 新概念：互作态 371
一、“互作态”概念 371
二、“互作态”的生态效应 373
第四节 复合污染生态效应的矢量特性与“协同／拮抗作用”的科学定义 373
一、复合污染生态效应的矢量特性 373
二、“协同／拮抗作用”的科学定义 378
第五节 复合污染生态效应的“危害延时”与“危害增时”现象 380
一、“危害延时” 380
二、复合污染生态效应中的“危害延时”现象 381
三、“危害延时”与指示生物 383
四、“危害增时”现象 384
第六节 复合污染生态效应与污染物之间的复杂关系 384
一、浓度组合关系的支配作用 384
二、生物种类及生态系统类型的影响 390
三、生物作用部位的影响 393
思考题 396
主要参考文献 397
第十章 污染控制生态化学：处理、修复与控制 401
第一节 化学污染物的生物降解与解毒过程 401
一、自然界难降解物质的生物降解与解毒过程 401
二、烃类化合物的生物降解与解毒过程 402
三、合成有机化合物的生物降解与解毒过程 404
四、无机污染物的生物转化 408
第二节 水环境污染控制与生态修复 411
一、水体污染的控制与修复 411
二、废水生物控制技术 440
第三节 废气污染的生物控制 449
一、废气的处理方法 449
二、SO2的净化处理 450
三、NO2的净化处理 453
第四节 固体废弃物生物处理技术及其资源化 454
一、固体废弃物的来源及分类 454
二、固体废弃物的生物处理 455
三、固体废弃物的资源化 460
第五节 污染土壤的生态化学与生物修复 462
一、污染土壤的生态化学修复技术 463
二、污染土壤的生物修复技术 469
三、污染土壤生态化学修复案例研究 472
第六节 生态化学污染阻控新方法与新技术 481
一、转基因技术 481
二、矿物学修复技术 484
三、固定化技术 487
四、磷酸盐修复技术 490
思考题 491
主要参考文献 492
第十一章 化学品污染的生态风险评价 495
第一节 生态风险和生态风险评价 495
一、化学品污染 495
二、生态风险评价 496
三、生态风险评价的发展 498
第二节 生态风险评价的程序和内容 499
一、生态风险评价的程序 499
二、生态风险管理 501
第三节 问题描述 502
一、受体 502
二、终点 503
第四节 暴露分析 505
一、化学品的环境暴露 505
二、多介质环境污染 505
三、环境暴露模型 507
四、化学品的人体暴露 508
第五节 效应分析 509
一、效应分析的定义 509
二、生物效应 510
三、生态模型 515
四、毒性外推模型 517
第六节 风险表征 523
一、风险表征及其内容 523
二、风险表征方法 523
第七节 生物标志物 527
一、生物标志物的定义 527
二、生物标志物的种类 528
三、生物标志物在生态风险评价中的应用 531
四、低剂量刺激作用 532
第八节 环境基准 534
一、环境标准与环境基准 534
二、基于生态风险评价的土壤环境基准 535
三、“三合一”的土壤环境质量评价 535
四、工业企业土壤环境基准 536
五、污染土壤修复标准 537
思考题 539
主要参考文献 539