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第一篇 生态风险评价导论3

第1章 生态风险评价的定义3

1.1 前瞻性和回顾性风险评价4

1.2 风险、收益和成本5

1.3 支持的决策5

1.3.1 危害优先化5

1.3.2 替代行动的比较6

1.3.3 排放许可6

1.3.4 限制负荷8

1.3.5 修复和恢复8

1.3.6 批准和管理土地使用9

1.3.7 物种管理9

1.3.8 评价损失10

1.4 风险评价的社会政治目的11

1.5 角色分配11

1.5.1 风险评价者11

1.5.2 风险管理者12

1.5.3 利益相关者12

第2章 其他类型的评价14

2.1 监测状况和趋势14

2.2 制定标准15

2.3 生命周期评价15

2.4 禁令15

2.5 技术规则16

2.6 最佳实践、规则或指南16

2.7 预防原则17

2.8 适应性管理17

2.9 类推19

2.10 生态系统管理19

2.11 健康风险评价19

2.12 环境影响评价21

2.13 小结21

第3章 生态风险评价框架22

3.1 USEPA基本框架22

3.2 替代框架24

3.2.1 WHO整合框架24

3.2.2 多重行为25

3.2.3 生态流行病学26

3.2.4 因果链框架27

3.3 扩展框架28

3.4 迭代评价29

3.4.1 筛选评价与确定性评价29

3.4.2 基线评价和备选方案评价30

3.4.3 作为适应性管理的迭代评价30

3.5 特定问题框架30

3.6 结论31

第4章 生态流行病学和归因分析32

4.1 生物调查33

4.2 生物评价34

4.3 归因分析36

4.3.1 识别候选原因38

4.3.2 分析证据40

4.3.3 表征原因43

4.3.4 归因分析的迭代54

4.4 来源识别和备选管理55

4.5 生态流行病学中的风险评价55

4.6 小结55

第5章 可变性、不确定性及概率56

5.1 不可预测性的来源56

5.1.1 可变性56

5.1.2 不确定性57

5.1.3 可变性／不确定性的二分法57

5.1.4 可变性和不确定性组合58

5.1.5 误差58

5.1.6 忽视和混淆59

5.1.7 来源小结59

5.2 概率的定义59

5.2.1 概率类型：频率与可信度59

5.2.2 概率类型：无条件概率和条件概率60

5.3 分析概率的方法61

5.3.1 频率论统计学61

5.3.2 贝叶斯统计学63

5.3.3 重新采样统计学64

5.3.4 其他方法65

5.4 为什么使用概率分析？65

5.4.1 确保安全65

5.4.2 避免过分保守66

5.4.3 了解并阐述不确定性66

5.4.4 估算概率性终点67

5.4.5 制定采样与试验计划67

5.4.6 比较假设与模型67

5.4.7 协助决策68

5.4.8 原因小结68

5.5 可变性和不确定性分析技术68

5.5.1 不确定性因子68

5.5.2 置信区间69

5.5.3 数据分布69

5.5.4 统计建模71

5.5.5 蒙特卡罗分析和不确定性传播71

5.5.6 嵌套蒙特卡罗分析72

5.5.7 敏感性分析73

5.5.8 列表和定性评估73

5.6 风险评价过程中的概率73

5.6.1 暴露分布的界定74

5.6.2 效应分布的界定75

5.6.3 风险分布的估算76

5.7 具不确定性的参数77

5.8 小结77

第6章 维度、尺度和组织层次78

6.1 组织层次78

6.2 时间尺度与空间尺度81

6.3 区域尺度82

6.4 维度83

6.4.1 动因的多度和强度83

6.4.2 持续时间83

6.4.3 空间84

6.4.4 受影响的比例84

6.4.5 效应的严重性84

6.4.6 效应的类型84

6.4.7 如何处理多维？84

第7章 作用模式和作用机理86

7.1 化学模式和机理86

7.2 机理测试89

7.3 非化学模式和机理90

第8章 混合物与多种动因91

8.1 化学混合物91

8.1.1 基于整体混合物的方法92

8.1.2 基于组分检测的方法94

8.1.3 复杂混合物的整合100

8.2 多种动因101

8.2.1 动因的分类和联合101

8.2.2 测定空间与时间的重叠部分102

8.2.3 定义效应与作用模式103

8.2.4 效应筛选103

8.2.5 简单效应加和104

8.2.6 暴露加和104

8.2.7 联合效应的机理模型105

8.2.8 复杂动因和活动的整合105

第9章 质量保证106

9.1 数据质量106

9.1.1 原始数据107

9.1.2 二级数据108

9.1.3 默认和假设111

9.1.4 数据质量表征111

9.1.5 数据管理112

9.2 模型的质量112

9.3 概率分析的质量115

9.4 评价的质量117

9.4.1 评价过程的质量117

9.4.2 同行对评价的审查118

9.4.3 评价的重复118

9.5 小结119

第二篇 风险评价规划与问题形成第10章 推动力和要求123

第11章 目标与宗旨124

第12章 管理备选方案126

第13章 动因和源127

13.1 排放127

13.2 活动和项目128

13.3 成因来源128

13.4 动因特征128

13.5 导致间接暴露与效应的排放源129

13.6 排放源和动因的筛选129

第14章 环境描述130

第15章 暴露情景133

第16章 评价终点135

16.1 评价终点和组织水平138

16.2 普通评价终点139

16.2.1 基于政策决定的普通终点139

16.2.2 基于功能的普通终点141

16.2.3 普通终点的应用141

16.3 普通终点的明确142

16.4 基于目标层次的终点146

第17章 概念模型148

17.1 概念模型的应用149

17.2 概念模型的形式151

17.3 概念模型的建立152

17.4 与其他概念模型的衔接156

第18章 分析计划157

18.1 暴露、效应和环境状况测定方法的选择157

18.2 参考地点和参考信息159

18.2.1 污染或破坏前的生态信息159

18.2.2 模型信息160

18.2.3 其他场地信息160

18.2.4 区域参考信息161

18.2.5 采用梯度作为参考162

18.2.6 阳性参考信息162

18.2.7 以目标为参考163

第三篇 暴露分析167

第19章 源的识别与表征167

19.1 源和环境167

19.2 未知源168

19.3 小结169

第20章 采样、分析和检测170

20.1 介质的采样和化学分析170

20.2 采样和样品制备170

20.3 冲突的数据171

20.4 筛选分析172

20.5 辅助因子分析172

20.6 水174

20.7 沉积物174

20.8 土壤175

20.9 生物区和生物标志物175

20.10 生物测试178

20.11 生物调查179

20.12 采样、分析和概率179

20.13 结论180

第21章 化学物质迁移和归趋的数学模型181

21.1 目标181

21.2 模型的基本概念181

21.2.1 排放或负荷182

21.2.2 点源和非点源182

21.2.3 稳态和非稳态源182

21.2.4 尺度的重要性183

21.3 质量平衡模型的公式化183

21.3.1 确定室183

21.3.2 反应速率184

21.3.3 迁移速率185

21.3.4 排放186

21.3.5 求解质量平衡方程187

21.3.6 复杂性、有效性和置信限187

21.4 简单质量平衡模型的例释188

21.4.1 被模拟的体系188

21.4.2 浓度计算189

21.4.3 逸度计算190

21.4.4 讨论191

21.5 重要化学物质和模拟其行为的模型192

21.5.1 通用多介质模型193

21.5.2 特定环境介质模型195

21.5.3 特定类别化学物质的模型197

21.6 关于选择和应用模型的总结200

第22章 化学物质和其他动因的暴露201

22.1 暴露模型203

22.2 地表水化学物质的暴露203

22.3 沉积物中化学物质的暴露205

22.4 土壤污染物暴露208

22.4.1 估算暴露的化学分析208

22.4.2 土壤的深度剖面211

22.5 陆生植物暴露211

22.5.1 根系深度212

22.5.2 根际212

22.5.3 湿地植物暴露212

22.5.4 土壤特征与植物暴露213

22.5.5 植物的种间差异213

22.5.6 植物在空气中的暴露213

22.6 土壤无脊椎动物暴露214

22.6.1 暴露深度和吸收物质214

22.6.2 土壤性质和化学物质的相互作用214

22.7 土壤微生物群落的暴露215

22.8 野生动物的暴露215

22.8.1 基于外部测定的暴露模型215

22.8.2 暴露评价参数220

22.9 吸收模型225

22.9.1 水生生物吸收228

22.9.2 底栖无脊椎动物吸收233

22.9.3 陆生植物吸收233

22.9.4 蚯蚓吸收239

22.9.5 陆生节肢动物吸收241

22.9.6 陆生脊椎动物吸收241

22.10 石油和其他化学混合物暴露243

22.11 极端自然事件暴露245

22.12 生物体暴露245

22.13 概率与暴露模型245

22.14 暴露表征247

第四篇 效应分析251

第23章 暴露-反应关系251

23.1 暴露-反应关系方法254

23.1.1 机理模型254

23.1.2 回归模型255

23.1.3 统计显著性256

23.1.4 内插法256

23.1.5 效应水平和置信度256

23.2 暴露-反应关系中的问题256

23.2.1 阈值和基准256

23.2.2 时间可作为暴露和反应的量度258

23.2.3 浓度与时间结合259

23.2.4 非单调关系260

23.2.5 不同类别的变量261

23.2.6 野外数据的暴露-反应关系262

23.2.7 残留量-反应关系265

23.3 毒效动力学——机理性的内在暴露-反应关系269

23.3.1 金属在鱼鳃内的毒效动力学270

23.4 间接效应270

第24章 试验272

24.1 试验中的问题272

24.2 化合物或污染物质试验274

24.2.1 水生试验275

24.2.2 沉积物试验276

24.2.3 土壤试验277

24.2.4 摄食和其他野生动物暴露278

24.3 微宇宙和中宇宙279

24.4 废水试验282

24.5 介质试验283

24.5.1 污染水试验287

24.5.2 污染沉积物试验287

24.5.3 污染土壤试验288

24.5.4 采用野生动物的环境介质试验290

24.6 现场试验291

24.6.1 水体现场试验291

24.6.2 植物和土壤生物的现场试验292

24.6.3 野生动物现场试验292

24.7 生物体试验293

24.8 其他非化学动因试验293

24.9 试验小结294

第25章 生物调查295

25.1 水体生物调查296

25.1.1 固着生物297

25.1.2 浮游生物298

25.1.3 鱼类298

25.1.4 底栖无脊椎动物299

25.2 陆地生物调查301

25.2.1 土壤生物调查301

25.2.2 野生生物调查301

25.2.3 陆生植物调查302

25.3 生理学、组织学和形态学效应303

25.4 生物调查的不确定性303

25.5 小结303

第26章 生物个体水平外推模型305

26.1 结构-活性关系305

26.1.1 SARs的化学域306

26.1.2 SARs的方法306

26.1.3 SARs情形307

26.2 效应外推方法307

26.2.1 分类和选择307

26.2.2 因子308

26.2.3 物种敏感性分布309

26.2.4 回归模型313

26.2.5 暴露-反应模型的历时外推314

26.2.6 由统计模型得到的因子315

26.2.7 类比法318

26.2.8 外推的毒物代谢动力学模型318

26.2.9 多种模型组合方法319

26.3 特殊生物区系的外推319

26.3.1 水生生物319

26.3.2 底栖无脊椎动物321

26.3.3 野生动物321

26.3.4 土壤无脊椎动物和植物322

26.3.5 土壤过程323

26.3.6 水化学323

26.3.7 土壤特性324

26.3.8 实验室到野外324

26.4 小结325

第27章 种群建模326

27.1 基本概念和定义327

27.1.1 种群水平评价终点328

27.1.2 生活史在种群水平风险评价中的应用328

27.1.3 不确定性的表征与传播328

27.1.4 密度依赖329

27.2 种群分析方法330

27.2.1 种群潜在增长率330

27.2.2 预测矩阵331

27.2.3 整体模型334

27.2.4 集合种群模型335

27.2.5 个体模型335

27.3 对有毒化学物质的应用338

27.3.1 从个体外推到种群的不确定性的定量研究338

27.3.2 基于生活史的生态风险评价340

27.3.3 定量分析化学物质暴露对灭绝风险的影响342

27.3.4 定量分析化学物质暴露对集合种群的影响344

27.3.5 个体模型346

27.4 种群模型在生态风险评价中的前景348

第28章 生态系统效应模型349

28.1 生态系统范例349

28.2 生态系统风险评价350

28.2.1 生态系统评价终点350

28.3 生态系统模拟模型351

28.3.1 自然生态系统模型352

28.3.2 生态系统网络分析352

28.3.3 房室模型355

28.3.4 现有生态系统风险模型355

28.4 模型选择、使用与开发356

28.4.1 模型选择357

28.4.2 模型改进与开发358

28.5 生态系统模型创新360

28.5.1 动态结构模型360

28.5.2 模型平台交互作用360

28.5.3 网络生态系统模型361

28.5.4 生态系统模拟的可视化361

28.6 生态系统模型、风险评价及决策361

28.6.1 模型结果与NOECs362

28.6.2 阿特拉津的含量362

28.7 模型与建模者364

第五篇 风险表征369

第29章 标准和基准369

29.1 标准369

29.2 筛选基准370

29.2.1 作为筛选基准的标准371

29.2.2 二级标准值371

29.2.3 以剂量-反应模型为基础的基准371

29.2.4 具有统计意义的阈值371

29.2.5 具有安全因子的试验终点372

29.2.6 效应水平的分布372

29.2.7 平衡分配基准372

29.2.8 作为基准的平均值372

29.2.9 生态流行病学基准373

29.2.10 筛选基准小结373

第30章 暴露和暴露-反应的整合374

30.1 商值法374

30.2 暴露是分散的而反应是固定的375

30.3 暴露和反应均是分散的375

30.4 综合模型378

30.5 有意义与无意义的整合378

30.6 空间范围的整合379

30.7 实例381

30.7.1 汞污染地区的鼩381

30.7.2 佛罗里达州南部的白鹭和鹰381

30.7.3 中国香港的白鹭和苍鹭381

30.7.4 河流中具有生物积累性的污染物382

30.7.5 夏威夷的二次污染383

30.7.6 阿特拉津383

30.7.7 亚高山森林气候变暖384

30.8 小结384

第31章 筛选表征385

31.1 筛选化学物质和其他动因385

31.1.1 商值386

31.1.2 评分系统386

31.1.3 筛选特性387

31.1.4 逻辑标准387

31.2 筛选场地387

31.2.1 筛选场地内的化学物质388

31.2.2 场地的暴露浓度392

31.2.3 介质筛选393

31.2.4 受体筛选393

31.2.5 场地筛选393

31.2.6 数据的充分性和不确定性393

31.2.7 场地筛选评价报告394

31.3 实例394

第32章 权衡证据的确定性风险表征395

32.1 证据的权衡395

32.2 沉积物质量三合一法：一种简单明了的推理方法397

32.3 污染场地最佳结论的推理398

32.3.1 单一化学物质毒性399

32.3.2 环境介质毒性测试406

32.3.3 生物调查409

32.3.4 生物标志物和病理学411

32.3.5 证据的权衡413

32.3.6 风险评估418

32.3.7 未来风险418

32.4 应用实例419

32.4.1 污染场地风险表征419

32.4.2 受污染沉积物的风险表征421

32.4.3 野生动物风险表征421

32.4.4 杀虫剂的风险表征422

32.4.5 工业废水风险表征423

32.5 风险报告424

第33章 比较风险表征426

33.1 比较风险表征的方法427

33.1.1 风险排序427

33.1.2 风险分类428

33.1.3 相对风险定标428

33.1.4 相对风险评估428

33.1.5 净环境效益分析428

33.1.6 经济单位429

33.1.7 比较风险报告430

33.2 比较和不确定性430

33.3 小结430

第34章 表征可变性、不确定性和不完备性431

34.1 表征可变性431

34.2 表征不确定性431

34.3 不确定性和证据权433

34.4 偏好434

34.5 局限性434

34.6 结论435

第六篇 风险管理439

第35章 报告和沟通生态风险439

35.1 报告生态风险439

35.2 沟通生态风险441

第36章 决策制定和生态风险444

36.1 预防超标444

36.2 预防损害效应444

36.3 风险最小化445

36.4 确保环境效益445

36.5 成本效率最大化445

36.6 平衡成本和效益445

36.7 决策分析445

36.8 其他需特别注意的事项446

第37章 人类健康风险评价的整合447

37.1 作为人类前哨的野生动物447

37.2 人类和生态风险的综合分析448

37.2.1 评价结果的一致性表达448

37.2.2 相互依存449

37.2.3 质量449

37.2.4 效率449

37.3 环境条件和人类福利449

37.4 结论450

第38章 风险、法律、伦理学、经济学和偏好的整合451

38.1 生态风险和法律451

38.2 生态风险和经济学452

38.3 生态风险和伦理学454

38.4 生态风险、利益相关者的偏好和公众舆论455

38.5 结论456

第39章 监测风险管理的结果457

第七篇 生态风险评价的未来词汇表463

参考文献475

索引540