本书是美国著名生态毒理学家MichaelC.Newman和MichaelA.Unger撰写的《FundamentalsofEcotoxicology》第二版的中译本,旨在向广大读者介绍生态毒理学各种基本原理,填补国内在生态毒理学领域尚缺乏一本系统性教材的空白。
本书共分15章。第1章给出生态毒理学的基本观点;第2章详细阐述了当今主要污染物及其在生物圈中的归趋;第3章到第12章按生态结构从低到高的顺序详细讨论了生物富集和污染物效应;第13和14章中讨论了环境风险评价;第15章总结全书。附录3、4、5分别总结了美国、欧洲、中国环境方面的主要法律法规。书中还穿插有由专家撰写的短文,以充实重点概念并给出代表性案例。本书内容详尽,条理清晰,不但适合作为环境科学各专业本科生和研究生的教材,也可供环保专业人士参考。原书的致谢我们感谢MCrane、THinton、PLandrum博士以及所有短文的作者对这本书所作的贡献,它们极大地丰富了本书。最后,本书第一版和第二版的封面都由DavidScott拍摄并提供。 |
本书的要旨
岂有一件事人能指着说这是新的?哪知,在我们以前的世代,早已有了。
《圣经·传道书》第1章1011节
与上面《传道书》作者所说的消沉观念相比,我们生活在一个令人激动的、富于新发现和对已有概念全新应用的时代,这一切为人类智力的发展提供了极好的机会。分子遗传学和计算机等领域的发展已经很好地证明了这一点,其它例子已无需再举。在生物地球化学、数学和地质学领域的一些随手可举的新发现正在影响着我们对整个世界的理解。Lovelock的盖亚假说(Gaia hypothesis,地表反射率、温度和化学成分在生物区系调节作用下达到均衡)(Lovelock,1972,1988;Margulis和Lovelock,1989)则使我们对污染物的认识从生态系统水平延伸到了全球性的高度。最近,人类又了解到全球蒸馏作用能把易挥发持久性的杀虫剂从其施用的温暖地区转移到地球上较冷的地区,而这些地区已经很少使用这些杀虫剂,或者已禁用了好几十年。
仅在几十年前,非线性动力学和混沌理论揭示了决定论的局限性。如今我们知道,想准确地预测除了最最简单的系统之外的任何过程都是不可能的。这样的全新概念让我们理解到,第3章介绍的生物富集模型在达到一个简单的平衡浓度之前并不一定准确描述污染物的富集。与现在的普遍观点形成鲜明对比的是,我们可以预测,在特定条件下浓度是上下波动的(Newman和Jagoe,1996)。
就在几十年前,法国的科学家发现生命活动曾在18亿年前改变了奥克劳(非洲加蓬)的地球化学并且把足够多可裂变的铀(235U)聚集起来达到了临界质量(Lovelock,1988;1991)。元古代的生物通过影响水循环,制造氧化性的大气,并通过生物矿化作用(biomineralization,生物调节矿物沉积)(Lovelock,1988;Milodowski等,1990)加快了铀的富集。这些制造能量已经将近100万年(Choppin和Rydberg,1980)的奥克劳自然反应堆(Oklo natural reactors)显著表明,生物活动所导致的核反应早在人类在地球上出现之前就已经产生!这些自然核反应堆的残余物的分布也为环境科学家们研究现今核裂变废物的长期迁移和归宿提供了线索。
写这本书的初衷来源于作者意识到每天都有新概念的出现以及对已有观念的全新应用。这本书就是我们为了向您展示生态毒理学有用的新概念所做的努力。这不但因为这些概念和事实本身极具吸引力,而且,它们也为我们提供了避免或解决环境问题的工具。
……敏捷而健康的大自然清楚地知道太阳每日都要升起。放弃我们的偏见永远不晚。不管已经存在了多长时日,没有一种思想或者行事方法可以毫无证据就被接受。被每个人都应和或者默许的真理,也许将来就会成为谬论而化为思想上的一缕飞烟……
梭罗(1854)
本书的内容和结构
这本书可用作高年级本科生和研究生课程的教科书或者一般参考书。它涉及范围包括从分子水平到全球性生态毒理学问题。本书对于如生物化学和生物个体等低层次生态结构方面的稍加偏重反映了目前人们生态毒理学知识和研究方向的不平衡性。同时,它也延伸到对生态系统以外如景观、区域和生态圈的研究,目的是突出如下观点:当前的许多问题都超越了传统意义上的生态系统的范畴。
人类健康和生态健康问题在有些时候是相互联系的。采取这个非传统而且很可能使人不安的方法的原因很简单:如果不把二者联系起来,就会与目前的对评价污染物造成危害的方法大相径庭。而且,对于包括人类在内的所有动物来说,许多作用机理、内在动力学和作用效果是相同的。最后,虽然我们更倾向于在环境问题上超越论的幻想人们对于生态效应做出的决策常被视为是由于人类对地球的无私保护。实际上,人们的动机是基于完整的生态系统的价值:它们给人类助益却向来不需回报。这些助益包括为人类提供干净的水和大气、提供食物和娱乐用品、提供医学和遗传学所需的生物材料、提供娱乐和生活设施等。人们所做的决策正是依据以上提到的这些相对于工业产品的不同程度的潜在价值。在环境保护方面无私动机的错误观念被人们广泛地称为“Lorax不合理(Lorax incongruity)”。[Lorax是DrSeuss写的一部儿童畅销小说(Geisel and Geisel,1971)里的人物。他为了无私地阻止人们砍伐树木而“代表树讲话,因为树没有舌头。”]在当前社会,这种具有好的出发点但是迂腐的错误观点非常流行。,但是对于污染物对生态健康的影响和其对人类健康的影响一样,我们决策的出发点都是以人类为中心。所以,为什么不能把二者相提并论呢?
本书分为15章,由专家撰写的短文穿插全书,以充实重点概念或者举出一些很好的例子。第1章给出生态毒理学的基本观点;第2章详细描述了当今主要污染物以及它们在生物圈中的循环和归宿;从第3~12章,按生态结构从低到高的顺序逐一详细讨论生物富集和污染物效应,以上这10章的基本框架皆从科学角度出发而非法规制度;在讨论环境风险评价的第13章和第14章中也涉及部分管理方面的内容;附录3和附录4总结了美国和欧洲环境方面的主要法律法规;最后一章对本书做出总结。
书中的所有章节对北美的事例稍有偏重。这是作者自身背景和经历所致,而非对其它地区不感兴趣。我们已经认识到对于亚洲、欧洲等其它地区的学生来说这是个不足之处,但是我们尽可能地提到非北美地区的环境问题,比如说,在附录4就总结了欧洲的环境法规。
为帮助读者阅读,在书中强调了重要的专业术语,而且在书后术语表中总结出来。为了保持文章的连贯性,作者将一些重要的资料列于脚注中,所以请读者们不要无意中忽略这些内容。某些不被生态毒理学家们广泛接受的观点,如脚注里提到的“Lorax不合理”则在书中被明确地标记上“不合理”。即使忽略部分内容,读者也不会成为一个知识狭隘的生态毒理学家。在每章的最后都列出作者建议读者阅读的资料,供大家思考的问题则放在了本书的最后。 |
第1部分综述1
第1章绪论2
11生态毒理学的历史需要2
12生态毒理学专业知识的当前需要4
13生态毒理学8
14生态毒理学:一门综合性学科9
141简介9
142科学、技术与实践11
15小结15
推荐读物16
第2章环境污染物17
21简介17
22污染物的环境归趋19
221污染物的分配20
222降解21
23主要的几类污染物22
231金属和类金属22
232无机气体24
233营养物24
234有机化合物24
235有机金属化合物32
236近来引起关注的污染物33
24小结38
推荐读物38
第2部分生物富集39
第3章吸收、生物转化、解毒、消除和
富集40
31简介40
32吸收41
321简介41
322反应级数43
33生物转化和解毒44
331概述44
332金属和类金属44
333有机化合物46
34消除47
341消除机制47
342消除的模拟48
35富集52
36小结53
推荐读物54
第4章影响生物富集的因素55
41简介55
411简述55
412生物可利用率55
42影响生物可利用率的化学性质57
421无机污染物57
422有机污染物60
43影响生物富集的生物性质63
431受温度影响的过程63
432形体变异64
433其它因素65
44小结67
推荐读物67
第5章从食物的生物富集和营养传递68
51概述68
52从食物的生物富集的定量69
521食物的同化作用69
522营养传递70
53无机污染物73
531金属和类金属73
532放射性核素75
54有机化合物76
55小结77
推荐读物77
第3部分毒物的效应79
第6章分子效应和生物标记物80
61概述80
62有机化合物的解毒81
621阶段Ⅰ81
622阶段Ⅱ83
63金属硫蛋白84
64应激蛋白88
65氧化应激和抗氧化反应89
66DNA的修饰91
67酶功能异常和底物库的转移92
68小结93
推荐读物94
第7章细胞、组织和器官95
71概述95
72普通细胞毒性和病理组织学96
721坏死96
722炎症97
723其它一般效应98
73基因和染色体损伤98
74癌症102
75以鳃为例107
76小结108
推荐读物108
第8章对个体的亚致死效应109
81概述109
82Selye应激109
83生长110
84发育111
841发育毒性和畸胎学111
842性别特征113
843发育的稳定性118
85生殖119
86生理119
87行为121
88亚致死效应的测定124
89小结127
推荐读物127
第9章个体的急性和慢性致死效应129
91概述129
911总述129
912急性、慢性和特定生命阶段的
致死效应129
913试验类型130
92剂量反应131
921剂量反应模型基础131
922剂量反应模型的数据拟合132
923起始135
924混合毒物模型136
93存活时间145
931时间反应模型基础145
932存活时间数据的拟合146
933起始148
934混合毒物模型148
94影响致死性的因素151
941生物因素151
942非生物因素152
95小结153
推荐读物153
第10章种群效应155
101概述155
102流行病学155
103种群动力学和种群统计学158
1031概述158
1032一般种群反应159
1033复合种群动力学160
1034种群统计学上的变化164
1035种群中个体的能量分配171
104种群遗传学172
1041遗传性质的变化174
1042耐受性的获得175
1043基因改变的测量和解释176
105小结178
推荐读物178
第11章对群落和生态系统的效应180
111概述180
1111定义与限定180
1112背景180
1113对效应的一般评价181
112两个或多个物种之间的相互作用182
1121捕食和食草182
1122竞争183
113群落性质184
1131概述184
1132结构185
1133功能192
114生态系统性质194
115小结195
推荐读物195
第12章景观到全球效应196
121概述196
122景观和地域199
123大陆和半球200
124生物圈204
1241概述204
1242持久性有机污染物的
全球运动204
1243全球变暖205
125小结206
推荐读物206
第4部分来自有害污染物的风险207
第13章污染物的风险评价208
131概述208
1311风险评价的逻辑性208
1312风险的表达210
1313风险评价211
132人类风险评价212
1321概述212
1322危害鉴定(数据收集和评估)213
1323暴露评价213
1324剂量反应评价214
1325风险表征216
1326总结216
133生态风险评价217
1331概述217
1332问题形成218
1333分析219
1334风险表征220
1335总结220
134小结220
推荐读物221
第14章暴露于辐射的风险222
141概述222
142放射能的基本原理222
1421辐射的类型223
1422浓度、衰变常数和半衰期223
1423放射性核素的检测224
1424效应224
143剂量225
144环境迁移226
1441运用速率常数的模型228
1442初选水平模型228
1443运用平衡条件和剂量转换因
子的模型229
145风险因子的推导231
1451流行病学研究231
1452剂量反应关系232
1453现今被接受的风险因子234
146暴露于辐射的人类的风险234
147放射性污染的生态效应235
148风险分析中的置信度236
149小结238
1410致谢238
推荐读物238
第5部分总结239
第15章结论240
151综述240
152生态毒理学实践方面的重要性240
153生态毒理学科学上的重要性241
课后学习问题242
附录248
附录1国际单位制(SI)前缀248
附录2各种单位的换算系数248
附录3美国法律法规总结249
附录4欧盟法律法规总结251
附录5中国现代环境法律法规总结253
附录6简单生物富集模型的推导256
附录7估算污染物暴露的公式257
术语表259 |
| 本书内容详尽,条理清晰,不但适合作为环境科学各专业本科生和研究生的教材,也可供环保专业人士参考。 | |