目錄
叢書序
前言
第1章 有害化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境風(fēng)險 1
1.1 有害化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)品與化學(xué)污染物 1
1.1.1 有害化學(xué)物質(zhì) 1
1.1.2 化學(xué)品與環(huán)境污染物 2
1.2 化學(xué)品的環(huán)境暴露、危害性與風(fēng)險性 4
1.2.1 化學(xué)品的環(huán)境暴露 4
1.2.2 化學(xué)品的環(huán)境危害性 5
1.2.3 化學(xué)品的環(huán)境風(fēng)險 7
參考文獻 10
第2章 環(huán)境計算化學(xué)與預(yù)測毒理學(xué)概述 12
2.1 環(huán)境計算化學(xué) 12
2.1.1 化學(xué)污染物的源解析 13
2.1.2 環(huán)境系統(tǒng)與環(huán)境過程 17
2.1.3 化學(xué)物質(zhì)環(huán)境行為參數(shù)的獲取方法 20
2.1.4 化學(xué)物質(zhì)毒性機制與效應(yīng) 22
2.2 計算（預(yù)測）毒理學(xué) 22
2.2.1 計算毒理學(xué)與化學(xué)品風(fēng)險評價 22
2.2.2 環(huán)境化學(xué)物質(zhì)的暴露模擬 25
2.2.3 環(huán)境化學(xué)物質(zhì)與毒理學(xué)關(guān)鍵事件 29
2.2.4 計算毒理學(xué)模型參數(shù)的快速預(yù)測 33
2.2.5 計算生態(tài)毒理學(xué) 34
參考文獻 35
第3章 分子模擬基礎(chǔ) 40
3.1 量子化學(xué)方法 41
3.1.1 基本原理 41
3.1.2 理論方法 42
3.1.3 計算軟件 48
3.2 分子力學(xué)方法 49
3.2.1 分子內(nèi)鍵連關(guān)系的經(jīng)典力學(xué)描述 49
3.2.2 非鍵關(guān)系的經(jīng)典力學(xué)描述 51
3.2.3 分子力場與分子力學(xué) 54
3.2.4 統(tǒng)計熱力學(xué)和系綜 58
3.2.5 分子動力學(xué)模擬 60
3.2.6 蒙特卡羅模擬 62
3.2.7 基于分子力場的模擬軟件 63
3.3 耦合量子力學(xué)/分子力學(xué)（QM/MM）方法 64
3.3.1 QM/MM概念及發(fā)展 64
3.3.2 QM/MM理論方法 65
3.3.3 QM/MM方法結(jié)合的優(yōu)化和模擬技術(shù) 70
3.3.4 QM/MM的應(yīng)用 71
參考文獻 75
第4章 定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR）理論與方法 81
4.1 QSAR的基本原理 81
4.1.1 線性自由能關(guān)系 81
4.1.2 QSAR的廣義表達 84
4.1.3 QSAR與OECD導(dǎo)則 88
4.2 QSAR模型的構(gòu)建方法 88
4.2.1 數(shù)據(jù)集的獲取及拆分 88
4.2.2 分子結(jié)構(gòu)描述符與擬預(yù)測變量關(guān)系的揭示 91
4.3 QSAR模型的驗證、表征與登記 93
4.3.1 模型驗證與應(yīng)用域 93
4.3.2 QSAR的登記 98
4.4 QSAR工具包、數(shù)據(jù)庫與軟件平臺 98
4.4.1 美國EPA開發(fā)的EPI Suite軟件 98
4.4.2 OECD開發(fā)的QSAR工具包 99
4.4.3 預(yù)測毒理學(xué)軟件平臺（CPTP） 100
4.5 QSAR面臨的挑戰(zhàn)與展望 100
參考文獻 102
第5章 化學(xué)品的環(huán)境吸附分配行為及其模擬預(yù)測 106
5.1 典型環(huán)境吸附分配行為參數(shù)的預(yù)測 107
5.1.1 正辛醇/空氣分配系數(shù)（KOA）的模擬預(yù)測 107
5.1.2 （過冷）液體蒸氣壓（PL）的QSAR預(yù)測模型 114
5.1.3 生物富集因子（BCF）的QSAR預(yù)測模型 116
5.1.4 土壤/沉積物吸附系數(shù)（KOC）的QSAR預(yù)測模型 118
5.2 納米材料對有機物吸附的計算模擬 119
5.2.1 碳納米管對有機物的吸附模擬預(yù)測 120
5.2.2 石墨烯對有機物的吸附模擬預(yù)測 123
5.2.3 C60對天然有機物的吸附模擬預(yù)測 126
參考文獻 131
第6章 污染物環(huán)境轉(zhuǎn)化行為的模擬預(yù)測 135
6.1 水中污染物光降解動力學(xué)和途徑的模擬預(yù)測 135
6.1.1 水中污染物直接光解動力學(xué)參數(shù)的QSAR預(yù)測模型 136
6.1.2 水中溶解性物質(zhì)對污染物光解影響的預(yù)測與驗證 141
6.1.3 水中污染物羥基自由基氧化降解動力學(xué)參數(shù)的QSAR模型 149
6.1.4 采用量子化學(xué)計算揭示有機污染物的光降解機制 151
6.1.5 環(huán)境水體中污染物光降解動力學(xué)的預(yù)測模型 155
6.2 污染物水解途徑和動力學(xué)的模擬預(yù)測 161
6.2.1 污染物水解原理及影響因素 161
6.2.2 污染物水解途徑及動力學(xué)模擬 162
6.3 污染物氣相自由基反應(yīng)途徑與動力學(xué)的模擬預(yù)測 166
6.3.1 ·OH引發(fā)有機污染物的大氣轉(zhuǎn)化機制和動力學(xué) 166
6.3.2 大氣中揮發(fā)性有機污染物·OH氧化降解動力學(xué)參數(shù)的QSAR模型 169
6.3.3 大氣中揮發(fā)性有機污染物臭氧氧化降解動力學(xué)參數(shù)的QSAR預(yù)測模型 172
6.3.4 ·Cl引發(fā)有機污染物的大氣轉(zhuǎn)化機制和動力學(xué) 173
6.4 有機污染物生物降解性的模擬預(yù)測 175
6.4.1 生物降解性概述 175
6.4.2 污染物生物降解性測試方法 176
6.4.3 污染物生物降解性預(yù)測方法 178
參考文獻 180
第7章 外源化學(xué)品的生物酶代謝轉(zhuǎn)化及模擬預(yù)測 188
7.1 引言 188
7.2 細胞色素P450酶代謝典型外源化學(xué)品的計算模擬 189
7.2.1 P450酶簡介及其代謝反應(yīng) 189
7.2.2 P450酶催化循環(huán)與幾種常見反應(yīng) 191
7.2.3 多溴二苯醚（PBDEs）的P450酶代謝轉(zhuǎn)化模擬 200
7.2.4 全氟辛基磺酸（PFOS）前體的P450酶代謝轉(zhuǎn)化模擬 205
7.2.5 P450酶活性中心催化鹵代烷烴、烯烴類物質(zhì)的模擬 206
7.3 其他生物酶系代謝轉(zhuǎn)化污染物的計算模擬 208
7.3.1 谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶 208
7.3.2 磺基轉(zhuǎn)移酶 212
參考文獻 215
第8章 化學(xué)品的毒性通路及毒理效應(yīng)的模擬預(yù)測 219
8.1 有機污染物水生毒性的模擬預(yù)測 219
8.1.1 水生毒性試驗、作用模式及影響因素 219
8.1.2 水生生物急性毒性的QSAR模型 222
8.2 有機污染物的光致毒性效應(yīng)與模擬預(yù)測 225
8.2.1 有機污染物的光致毒性效應(yīng)機制 226
8.2.2 有機污染物的光致毒性試驗方法 229
8.2.3 有機污染物光致毒性的模擬預(yù)測 234
8.3 環(huán)境內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的毒性通路與模擬預(yù)測 237
8.3.1 有機污染物的內(nèi)分泌干擾效應(yīng) 238
8.3.2 環(huán)境內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的分子模擬步驟 242
8.3.3 甲狀腺素干擾效應(yīng)的計算模擬 244
8.3.4 雌激素干擾效應(yīng)的模擬預(yù)測 250
參考文獻 257
附錄 縮略語（英漢對照） 267
索引 271
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