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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