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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