本书通过对污染生态学近年来发展的系统梳理和分析，总结了学科的研究热点与重要进展，比较了国内外的发展状况，并预测了未来的发展趋势；同时通过丰富的案例和数据分析，系统阐述了污染物在自然环境中的迁移、转化、积累和对生物群落、生态过程及人类健康的潜在危害，以帮助读者理解污染问题的复杂性与紧迫性。

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胡献刚教授，国家优秀青年科学基金获得者，教育部青年长江学者。南开大学环境科学与工程学院教授、博导，现任碳中和交叉中心副主任、环境污染工程与基准教育部重点实验室副主任，中国生态学学会理事、污染生态专业委员会主任委员。生态学担任《农业环境科学学报》编委，Journal of Hazardous Materials、Ecotoxicology and Environmental Safety和Critical Reviews in Environmental Science and Technology等SCI期刊编委。长期从事污染生态学、生态地球化学、生态毒理与环境健康、生态环境智能大数据分析等方面的科研与教学工作。在Nature Climate Change 、PNAS、Science Advances、Natu

目录
前言
第1章 污染生态学发展回顾与展望 1
1.1 污染生态学 1
1.1.1 污染生态学的形成与发展 1
1.1.2 污染生态学的基本含义与分类 1
1.2 陆地污染生态学 2
1.2.1 陆地污染生态学产生的背景 2
1.2.2 陆地污染生态学的概念 3
1.2.3 污染物在陆地生态系统中的迁移与积累 4
1.2.4 新污染物对陆地生态系统的影响 4
1.2.5 未来展望 5
1.3 海洋污染生态学 6
1.3.1 海洋污染生态学产生的背景 6
1.3.2 污染物与海洋污染生态学 7
1.4 污染生态学研究新方法 9
1.4.1 宏基因组学与污染生态学 9
1.4.2 机器学习与污染生态学 11
1.5 污染生态学热点问题 13
1.6 思考题 15
主要参考文献 15
第2章 臭氧污染对我国农田生态系统的影响 17
2.1 引言 17
2.2 臭氧污染对作物产量的影响及机制 17
2.2.1 臭氧污染对小麦产量的影响及机制 18
2.2.2 臭氧污染对水稻产量的影响及机制 19
2.2.3 臭氧污染对大豆产量的影响及机制 20
2.2.4 作物产量与臭氧污染暴露剂量响应关系 21
2.2.5 臭氧污染对我国主要作物产量的影响评估 23
2.3 臭氧污染对籽粒品质的影响 26
2.3.1 臭氧污染对小麦籽粒品质的影响 26
2.3.2 臭氧污染对水稻籽粒品质的影响 27
2.3.3 臭氧污染对大豆、玉米籽粒品质的影响 28
2.4 臭氧污染对农田地下生态过程的影响 28
2.4.1 臭氧对农作物根系的影响 28
2.4.2 臭氧对农田土壤碳库的影响 29
2.4.3 臭氧对农田土壤微生物群落和功能的影响 30
2.5 臭氧污染对农田生态系统碳氮气体排放的影响及机制 32
2.5.1 臭氧污染对农田甲烷排放的影响 32
2.5.2 臭氧污染对农田二氧化碳排放的影响 33
2.5.3 臭氧污染对农田氧化亚氮排放的影响 34
2.5.4 臭氧污染对农田一氧化氮排放的影响 35
2.6 臭氧污染危害的应对与减缓措施 35
2.6.1 治理大气臭氧污染 36
2.6.2 筛选并选育臭氧耐受性/抗性品种 37
2.6.3 外源防护剂化学防护 38
2.6.4 水肥一体化管理 39
2.7 总结与展望 40
2.8 思考题 41
主要参考文献 42
第3章 污染生态系统微生物群落与功能 45
3.1 引言 45
3.2 环境污染对微生物群落的影响 46
3.2.1 重金属污染对微生物群落的影响 46
3.2.2 农药污染对微生物群落的影响 48
3.2.3 新污染物对微生物群落的影响 52
3.3 环境污染对微生物功能的影响 54
3.3.1 重金属污染对微生物功能的影响 55
3.3.2 农药污染对微生物功能的影响 57
3.3.3 新污染物对微生物功能的影响 58
3.4 微生物对污染的抗性 59
3.4.1 微生物对重金属污染的抗性 60
3.4.2 微生物对抗生素污染的抗性 63
3.5 微生物修复的应用 66
3.5.1 微生物在重金属污染修复中的应用 66
3.5.2 微生物在农药污染修复中的应用 67
3.5.3 微生物在微塑料污染修复中的应用 69
3.5.4 微生物修复新技术 69
3.6 总结与展望 71
3.7 思考题 72
主要参考文献 72
第4章 新污染物的环境行为与生态风险 76
4.1 引言 76
4.2 新污染物的分类 76
4.2.1 持久性有机污染物 76
4.2.2 内分泌干扰物 77
4.2.3 抗生素 77
4.2.4 微塑料 77
4.3 新污染物的检测技术 78
4.3.1 持久性有机污染物、内分泌干扰物和抗生素的检测技术 78
4.3.2 微塑料的检测技术 79
4.4 新污染物的环境分布特征 81
4.4.1 持久性有机污染物的环境分布特征 81
4.4.2 内分泌干扰物的环境分布特征 84
4.4.3 抗生素的环境分布特征 84
4.4.4 微塑料的环境分布特征 86
4.5 新污染物的环境行为 87
4.5.1 迁移 87
4.5.2 吸附 88
4.5.3 降解 89
4.5.4 吸收 89
4.5.5 挥发 90
4.5.6 老化 90
4.6 新污染物的生态毒性效应 91
4.6.1 对微生物的毒性效应 91
4.6.2 对植物的毒性效应 92
4.6.3 对动物的毒性效应 93
4.6.4 对人体健康的影响 94
4.7 总结与展望 95
4.8 思考题 95
主要参考文献 96
第5章 复合污染物生态环境风险挑战与展望 99
5.1 引言 99
5.1.1 复合污染的概念 99
5.1.2 水生态环境中典型复合污染物类型 100
5.1.3 土壤生态环境中典型复合污染物类型 101
5.1.4 大气生态环境中典型复合污染物类型 101
5.2 水生态环境中典型复合污染物 102
5.2.1 水体中复合污染物的来源 102
5.2.2 复合污染与水体理化性质 102
5.2.3 复合污染对水体微生物的影响 103
5.2.4 复合污染对水体植物的影响 105
5.2.5 复合污染对水体动物的影响 106
5.3 土壤生态环境中典型复合污染物 108
5.3.1 土壤中复合污染物的来源 108
5.3.2 复合污染物对土壤环境的影响 110
5.3.3 土壤中典型复合污染物对微生物的影响 111
5.3.4 土壤中典型复合污染物对植物的影响 112
5.3.5 土壤中典型复合污染物对动物的影响 115
5.3.6 土壤中复合污染物的治理 117
5.4 大气生态环境中典型复合污染物 118
5.4.1 PM？.？的形成研究 118
5.4.2 臭氧的形成研究 119
5.4.3 大气复合污染的成因 120
5.4.4 大气污染物的物化转化与环境响应 121
5.4.5 大气污染物生物载体的扩散路径与生态效应 123
5.4.6 大气复合污染物对人体健康的风险评估 124
5.5 总结与展望 125
5.6 思考题 127
主要参考文献 127
第6章 低纬高原湖泊流域面源污染防控与生态修复及管理 131
6.1 引言 131
6.2 低纬高原湖泊水环境问题与面源污染研究动态 132
6.2.1 高原湖泊水环境质量的流域决定性 132
6.2.2 高原湖泊面源污染防控成为湖泊保护治理的关键 134
6.2.3 面源污染研究动态 135
6.3 低纬高原湖泊面源污染诊断与防控 137
6.3.1 污染估算与输移解析 137
6.3.2 源头控制 140
6.3.3 过程控制与末端处理 142
6.3.4 全系统控制 143
6.4 低纬高原湖泊的流域生态修复 145
6.4.1 基于全流域面源污染控制的生态修复 145
6.4.2 源近流短山地水源涵养与清水产流关键技术 147
6.4.3 农田水肥管控与产业结构调整 148
6.4.4 湖滨退耕区土壤存量污染负荷的削减 149
6.4.5 流域山地生态修复 150
6.5 低纬高原湖泊的流域管理 151
6.5.1 “一湖一策”与空间管控 151
6.5.2 发挥人工湿地在面源污染防控中的作用 152
6.5.3 科技的有效支撑 152
6.5.4 流域管理的科学决策与机制创新 153
6.6 低纬高原湖泊面源污染防控问题与挑战 154
6.6.1 全流域面源污染防控面临思路创新的挑战 154
6.6.2 高原湖泊流域富磷区面源污染防控的挑战 154
6.6.3 喀斯特地区面源污染防控面临的挑战 155
6.6.4 面源污染的漏点和堵点亟待破题 156
6.6.5 面源污染评估模型与精准预测的突破 158
6.6.6 智慧农业与面源污染防控的数字化 158
6.6.7 研究展望 159
6.7 总结与展望 161
6.8 思考题 162
主要参考文献 162
第7章 重金属污染土壤的生物修复调控过程及清洁强化技术 165
7.1 引言 165
7.2 重金属污染土壤的生物修复原理 166
7.2.1 微生物修复及动物修复原理 166
7.2.2 重金属污染土壤的主要植物修复方式 172
7.2.3 植物提取修复的主要作用机制 173
7.2.4 植物提取修复技术的调控过程 177
7.3 植物超富集分子机制及超富集植物种质创新研究 178
7.3.1 超富集植物对土壤重金属超量积累途径与分子机制 178
7.3.2 超富集植物种质创新研究 182
7.4 重金属污染土壤生物修复的清洁强化技术 184
7.4.1 土壤重金属活化强化植物修复技术 184
7.4.2 植物生物量强化修复技术 185
7.4.3 微生物强化植物修复技术 186
7.4.4 土壤动物强化植物修复技术 186
7.5 总结与展望 187
7.6 思考题 188
主要参考文献 188
第8章 有机污染场地生态修复技术 192
8.1 引言 192
8.2 有机污染场地 193
8.2.1 有机污染场地概念 193
8.2.2 主要污染类型及成因 193
8.2.3 有机污染场地修复方法概述 196
8.2.4 有机污染场地微生物修复技术 199
8.2.5 有机污染场地生物修复助剂 208
8.3 有机污染场地地下水 211
8.3.1 场地地下水有机污染概念 211
8.3.2 场地地下水有机污染类型、特点、成因 212
8.3.3 场地地下水有机污染生物修复 212
8.4 总结与展望 214
8.4.1 有机污染场地生物修复关键材料与技术 214
8.4.2 地下水污染风险管控与修复 215
8.5 思考题 215
主要参考文献 215
第9章 基于物种敏感性分布模型的生态风险评价 220
9.1 引言 220
9.2 污染物SSD模型的基本理论与数学模型 223
9.2.1 SSD模型的发展历程 223
9.2.2 SSD模型的基本理论 224
9.2.3 SSD的数学模型 225
9.3 污染物SSD模型的理论发展与应用开发 226
9.3.1 贝叶斯推理对SSD模型的改进 227
9.3.2 SSD模型不确定性分析 228
9.3.3 联合概率曲线 228
9.3.4 基于烟理论的生态系统水平SSD模型 229
9.3.5 污染物物种基准估算与优先控制污染物筛选 231
9.3.6 SSD模型构建的主要软件 232
9.4 基于SSD模型的水体污染物群落水平生态风险评价 233
9.4.1 典型研究区域、采样情况与化学分析 233
9.4.2 污染物浓度的总体水平与差异 235
9.4.3 污染物的最佳SSD模型与危害阈值 236
9.4.4 污染物的群落水平生态风险 242
9.4.5 污染物的复合生态风险 242
9.4.6 污染物的联合概率曲线 244
9.4.7 联合概率曲线的衍生指标 245
9.4.8 污染物的区域生态风险分析 247
9.5 基于SSD模型和烟理论的典型水体污染物系统水平生态风险评价 247
9.5.1 权重确定 247
9.5.2 典型污染物的系统水平生态风险模型 248
9.5.3 典型污染物系统水平生态风险的时空分异 249
9.5.4 系统水平生态风险与群落水平生态风险关联度 251
9.6 基于SSD模型的典型水体优控污染物筛选 252
9.6.1 基于污染物危害阈值的优控污染物筛选 252
9.6.2 基于污染物群落水平生态风险的优控污染物筛选 253
9.6.3 基于污染物联合概率曲线区域风险的优控污染物筛选 254
9.6.4 基于系统水平生态风险的优控污染物筛选 255
9.6.5 优控污染物的综合筛选 255
9.7 总结与展望 256
9.7.1 总结 256
9.7.2 展望 257
9.8 思考题 258
主要参考文献 258
第10章 机器学习在新污染物风险识别与控制上的应用 261
10.1 引言 261
10.2 纳米颗粒 263
10.2.1 纳米颗粒的识别与表征 264
10.2.2 纳米颗粒环境生物效应的预测 265
10.2.3 目标纳米颗粒的优化设计 266
10.3 微纳米塑料 267
10.3.1 微纳米塑料的识别 268
10.3.2 微纳米塑料污染全球分布的预测 271
10.4 抗生素和抗生素抗性基因 272
10.4.1 抗生素和抗生素抗性基因的分析和鉴定 272
10.4.2 抗生素的发现与降解材料设计 273
10.5 全氟烷基和多氟烷基物质 275
10.5.1 PFAS的源解析 276
10.5.2 PFAS的生物活性预测与环境风险识别 277
10.5.3 PFAS的设计与去除 278
10.6 总结与展望 279
10.7 思考题 281
主要参考文献 281