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序1

前言1

致谢1

缩写语表1

第1章　新兴的环境毒理科学1

1.1 学科背景1

1.2 历史背景：经典毒理学、生态毒理学及环境毒理学2

1.3 社会学领域：环境运动5

1.4　社会学领域：管理12

1.5 环境毒理学方面的教育14

1.6　技术的作用14

1.7 思考题16

1.8 参考文献16

1.9 深入阅读18

第2章　环境毒理学：概念和定义19

2.1 环境毒理学的发展19

2.1.1　环境毒理学学科的历史沿革19

2.1.2　环境毒理学的演变20

2.2.1　剂量-反应22

2.2 毒性评价22

2.2.2　急性毒性生物测试28

2.2.3　亚急性（慢性）毒性测试28

2.2.4　急性毒性与慢性毒性的关系33

2.2.5　统计分析36

2.2.6　比较生物测试42

2.2.7　沉积物毒性测试47

2.3 分子水平的毒性48

2.3.1　致癌作用49

2.3.2　遗传毒性测试54

2.3.3　染色体研究55

2.3.4　毒性阈值的概念56

2.3.5　毒物兴奋效应57

2.3.6　受体58

2.4 思考题61

2.5 参考文献62

第3章　毒物吸收的途径和动力学原理68

3.1 概要68

3.2　毒物吸收途径69

3.2.1　皮肤69

3.2.2　肺70

3.2.3　鳃72

3.2.4　消化系统73

3.2.5　植物对毒物的吸收74

3.3 组织与细胞水平的吸收76

3.3.1　毒物动力学76

3.3.2　一室模型77

3.3.3　二室模型78

3.3.4　分布容积82

3.3.5　介质载体的转运83

3.3.6　致死体内含量（临界体内残留量）85

3.5 参考文献89

3.4 思考题89

3.6 深入阅读91

第4章　方法论研究92

4.1 引言92

4.2 生物学指标的基本概念和原理94

4.3 对潜在有毒物质的耐受性和抗性100

4.3.1　环境评价中与耐受性相关的难题100

4.3.2　耐受性选择、耐受性机制以及这些现象的潜在应用102

4.4　生物学尺度109

4.4.1　生化标志物／生化指标的原理与特性110

4.4.2　常用生化标志物112

4.4.3　可作为指示种或监测对象的物种118

4.4.4　生态系统指标的代表133

4.5 群落及更高水平指标：从生态学角度研究毒理学134

4.5.1　有毒物质的种间效应134

4.5.2　有毒物质影响下相同和不同营养水平之间的相互作用137

4.5.3　种群与群落终点137

4.5.4　生态平衡，事实还是虚构？146

4.6.1　模型的概念149

4.6　模型149

4.6.2　质量平衡模型152

4.6.3　环境毒理学中常用的其他模型159

4.6.4　环境毒理学模型的优点、局限和缺陷160

4.7 群落或更高水平反应的研究方法举例160

4.7.1　围隔：微宇宙和中宇宙161

4.7.2　全系统操控165

4.8 技术进步在环境毒理学研究方法中的作用169

4.9　研究方法的选择170

4.10 实例研究174

实例研究4.1 在重金属污染超出可接受沉积物质量标准的区域内的底栖无脊椎动物群落174

实例研究4.2　Puget海峡鱼类受有机物污染的生物学标志物177

实例研究4.3　粉煤灰污染对牛娃的影响：能源预算研究180

实例研究4.4　Nanticoke发电厂的植物毒理学评价：大气污染的生物指标和监测对象182

实例研究4.5 Chesapeake湾——富养化与多营养级相互作用研究185

实例研究4.6　静水中宇宙在毒性测试中的应用187

实例研究4.7　实验湖区的镉添加实验188

4.11 思考题191

4.12 参考文献192

4.13 深入阅读207

5.1 概述208

第5章　影响毒性的因素　208

5.2 影响毒性的生物因素209

5.2.1　种属209

5.2.2　年龄和个体大小210

5.3 影响毒性的非生物因素211

5.3.1　温度211

5.3.2　pH和碱度213

5.3.3　盐度216

5.3.4　硬度218

5.3.5　化学混合物218

5.3.6　溶解性有机碳222

5.4　颗粒物的作用224

5.4.1　食物的重要性227

5.5 定量结构-活性关系229

5.6　对未来环境管理的意义230

5.7 思考题232

5.8 参考文献232

5.9 深入阅读237

第6章　金属与其他无机物　238

6.1 引言238

6.2.1　金属与类金属的基本特性241

6.2　金属与类金属的特性与环境行为241

6.2.2　环境中金属的迁移、结合和化学形态242

6.2.3　环境中金属的生物可利用性244

6.2.4　测定金属化学形态与生物可利用性的方法249

6.2.5　金属在环境中的持久性253

6.2.6　金属在环境中的生物浓缩、生物积累和生物放大254

6.3 环境中金属与类金属的分析方法及时空分布255

6.3.1　分析化学255

6.3.2　历史记录256

6.3.3　空间记录和来源识别257

6.4.1　汞环境问题的背景260

6.4　汞260

6.4.2　汞的性质、存在及环境行为261

6.4.3　汞的毒性及对种群的风险267

6.4.4　水库问题271

6.5 铅271

6.5.1　铅的存在、来源和性质271

6.5.2　铅的环境迁移及行为276

6.5.3　铅的环境暴露和毒性277

6.6 镉280

6.6.1　镉的存在、来源和性质280

6.6.2　镉的生理和生态行为281

6.6.3　镉的毒性282

6.7 铜283

6.7.1　铜的存在、来源和性质283

6.7.2　铜的生理和生态行为283

6.7.3　铜的毒性284

6.8 镍286

6.8.1　镍的存在、来源和性质286

6.8.2　镍的生理和生态行为286

6.8.3　镍的毒性287

6.9.2　硒的生理和生态行为288

6.9 硒288

6.9.1　硒的存在、来源和性质288

6.9.3　硒的毒性289

6.10 磷289

6.10.1　磷的存在、来源和性质289

6.10.2　磷的生理和生态行为290

6.11 氟294

6.11.1　氟的存在、来源和性质294

6.11.2　氟化物的毒性294

6.13 参考文献296

6.12 思考题296

6.14 深入阅读302

附录：一些金属和类金属的性质302

第7章　有机化合物326

7.1 有机化合物的性质326

7.1.1　环境行为和转运329

7.2 农药330

7.2.1　有机氯农药331

7.2.2　有机磷农药335

7.2.3　氨基甲酸酯农药337

7.2.4　苯氧基酸除草剂338

7.2.5　二吡啶基除草剂339

7.2.6　三嗪类除草剂339

7.3 多氯联苯340

7.3.1　化学性质及其效应340

7.3.2　环境中PCBs含量下降的证据342

7.4 二苯并二恶英和二苯并呋喃342

7.5 环境雌激素类（内分泌干扰物）有机化学品344

7.5.1　基本原理344

7.5.2　环境雌激素化合物的作用机制345

7.5.3　有机化合物对男性生殖健康的影响347

7.5.4　环境因素对乳腺癌的影响348

7.5.5　过氧化物酶体的增殖348

7.5.6　环境中的药物349

7.6 多环芳烃351

7.7 石油烃353

7.8 有机锡355

7.9　有机物的代谢356

7.9.1　引言356

7.9.2　相Ⅰ反应356

7.9.3　重要的混合功能氧化酶反应359

7.9.4　还原反应363

7.9.5　相Ⅱ反应364

7.10 有机化合物的环境迁移366

7.11 实例研究367

实例研究7.1 加拿大魁北克圣劳伦斯河口大白鲸的病理学研究367

实例研究7.2　五大湖地区双冠鸬鹚（Phalacrocorax auritus）的恢复368

实例研究7.3　英国河流中鱼类的雌性化369

7.12 思考题372

7.13 参考文献373

8.1 引言378

第8章　电离辐射378

8.2　概念379

8.2.1　电离辐射的概念379

8.2.2　测量单位382

8.3 辐射在分子和细胞水平上的效应383

8.3.1　分子的交互作用383

8.3.2　辐射对免疫系统的效应385

8.4　辐射风险评价386

8.5 辐射源390

8.5.1　背景辐射390

8.5.2　核动力发电392

8.5.3　具有生物学重要性的放射性同位素396

8.6　辐射的生态效应398

8.7 实例研究399

实例研究8.1　切尔诺贝利事件399

8.8　思考题401

8.9　参考文献401

9.2 金属的开采与冶炼404

9.2.1　问题404

9.1 引言与基本原理404

第9章　复杂问题404

9.2.2　金属冶炼和提纯的过程406

9.2.3　在采矿、冶炼和其他提纯过程中活化形成并释放的危险性物质408

9.2.4　金属采矿和熔炼的环境毒理学408

9.3 造纸厂和纸浆对环境的影响414

9.3.1　问题414

9.3.2　关注对象1：来自纸浆厂的富营养化415

9.3.3　关注对象2：纸浆中的氯代物416

9.3.4　造纸厂废水的环境毒理学417

9.3.5　改良：纸浆厂影响的最小化方法418

9.4.1　化石燃料发电的问题419

9.4　发电419

9.4.2　核能发电的问题421

9.4.3　水力发电的问题425

9.4.4　社会经济考虑426

9.5　全球变暖428

9.5.1　问题428

9.5.2　温室效应429

9.5.3　关注对象：温室气体及其来源429

9.5.4　全球气候模式430

9.6.1　问题431

9.6　大气污染431

9.6.2　关注对象：光化学氧化物432

9.6.3　光化学氧化物的环境毒理学435

9.6.4　关注对象：酸沉降436

9.6.5　酸沉降的环境毒理学439

9.7　农业440

9.7.1　问题440

9.7.2　关注对象：化肥441

9.7.3　化肥的环境毒理学442

9.7.4　关注对象：农药447

9.7.5　农药的环境毒理学449

9.8.1　问题450

9.8 石油的开采、运输、加工450

9.8.2　石油的环境毒理学453

9.8.3　溢油的立法和管理455

9.8.4　石油分散剂的使用455

9.9 实例研究456

实例研究9.1 佛罗里达沼泽：与农业和修复相关的富养化实例456

9.10 参考文献457

9.11 深入阅读464

10.1 生态风险评价的产生背景及基本原理465

第10章　风险评价465

10.2 生态风险评价的方法论以及风险管理467

10.2.1　风险评价467

10.2.2　风险管理472

10.3　定点风险评价472

10.4　不确定性处理473

10.5 引发风险评价的因素475

10.6　实例研究476

实例研究10.1　克拉克河超级基金场址的风险评价476

实例研究10.2　定点风险评价——加拿大安大略省金斯顿Cataraqui公园的Belle公园岛垃圾填埋场477

实例研究10.3 在荷兰进行二氢化牛油基二甲基氯化铵（ditallow dimethyl ammonium chloride）的环境风险评价479

10.7 参考文献480

10.8 深入阅读482

第11章　恢复，复原及改造483

11.1 原位污染及恢复的背景483

11.2　暴露和危险484

11.3 场址的用途485

11.4　技术方法485

11.4.1　移除污染源486

11.4.2　限制场址使用487

11.4.3　重建场址488

11.4.4　移除污染物488

11.4.5　现场封存489

11.4.6　原位处理489

11.5 修复行动规划490

11.6 责任491

11.7　恢复的方法492

11.8 污染场址的管理新方法494

11.9 实例研究496

实例研究11.1　泰晤士河口：化合物污染和恢复496

实例研究11.2　伊利湖的生态恢复499

实例研究11.3 安大略省Sudbury附近的Clearwater湖的去酸化趋势（1973—1992）501

实例研究11.4　加拿大Sudbury的Inco公司尾矿回收：生态系统重建503

实例研究11.5　铅污染场址的治理：安大略城市治理经验506

11.10　参考文献507

第12章　管理毒理学512

12.1 引言512

12.2 与毒物管理有关的法律513

12.3 过程和政策，包括自觉地减少515

12.3.1　方法的类型515

12.3.2　目标、标准及相关概念518

12.3.4　非官方的规范522

12.3.3　管理层面的风险评价522

12.3.5 国际间的考虑：条约和非正式协议524

12.4　定义528

12.4.1　法律的类型528

12.4.2　习惯法528

12.4.3　基本法律术语529

12.4.4　有毒物质评价和管理中的术语529

12.5 国家法令530

12.5.1　英国和欧洲538

实例研究12.1　长程越界空气污染欧洲公约546

12.6 实例研究546

12.5.2　加拿大546

12.5.3　美国546

实例研究12.2　巴塞尔公约的执行：从匈牙利运回污染物547

12.7 思考题548

12.8 参考文献548

12.9 深入阅读550

13.2 目前的风险评价551

13.2.1　毒性作用表达551

13.1 引言551

第13章　全面展望，或如何发展？551

13.2.2　作为管理工具的生物可利用性及吸收途径555

13.2.3　化学暴露的途径557

13.3　未来的风险评价模型558

13.4 生物学尺度问题558

13.5　遗传毒理学560

13.6 社会与环境562

13.7 参考文献563

术语表　567

索引　583