目錄
總序
前言
緒論環(huán)境科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略報告1
第一節(jié)國家需求與國際背景1
一、國家需求1
二、國際背景4
第二節(jié)環(huán)境科學(xué)研究現(xiàn)狀與趨勢6
一、學(xué)科基礎(chǔ)8
二、環(huán)境過程11
三、環(huán)境效應(yīng)17
四、相關(guān)學(xué)科22
第三節(jié)前沿科學(xué)問題與研究熱點26
一、環(huán)境學(xué)科基礎(chǔ)26
二、大氣、水、土壤環(huán)境科學(xué)問題與研究重點26
三、人體暴露、環(huán)境毒理學(xué)、生態(tài)風(fēng)險等環(huán)境效應(yīng)是未來研究重點28
四、相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的未來發(fā)展重點30
第四節(jié)建議與展望32
一、復(fù)雜環(huán)境系統(tǒng)所帶來的挑戰(zhàn)32
二、復(fù)雜環(huán)境系統(tǒng)下環(huán)境科學(xué)未來發(fā)展方向33
三、環(huán)境科學(xué)研究的組織與管理33
參考文獻34
第一部分學(xué)科基礎(chǔ)
第一章環(huán)境化學(xué)37
第一節(jié)引言37
第二節(jié)研究進展40
一、環(huán)境分析化學(xué)41
二、環(huán)境污染化學(xué)42
三、污染控制化學(xué)42
四、污染生態(tài)化學(xué)43
五、理論環(huán)境化學(xué)43
第三節(jié)前沿科學(xué)問題44
一、環(huán)境分析化學(xué)44
二、大氣污染與控制50
三、水體污染與控制58
四、土壤污染與控制63
五、污染生態(tài)化學(xué)66
六、生態(tài)毒理與健康67
七、理論環(huán)境化學(xué)69
第四節(jié)未來發(fā)展方向70
一、污染物多介質(zhì)界面行為、區(qū)域環(huán)境過程與調(diào)控70
二、納米顆粒物的環(huán)境行為與生物效應(yīng)70
三、環(huán)境友好和功能材料在污染控制中的應(yīng)用73
四、化學(xué)污染物暴露與食品安全74
五、化學(xué)品的風(fēng)險評估與管理的理論與方法77
參考文獻77
第二章環(huán)境地球化學(xué)92
第一節(jié)引言92
一、環(huán)境地球化學(xué)與健康研究92
二、環(huán)境地球化學(xué)與污染研究93
三、環(huán)境地球化學(xué)與全球環(huán)境變化研究94
第二節(jié)研究進展95
一、有害元素汞的環(huán)境地球化學(xué)研究進展95
二、過去全球氣候變化的環(huán)境地球化學(xué)研究進展98
三、非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素環(huán)境地球化學(xué)研究進展100
第三節(jié)前沿科學(xué)問題104
一、重金屬污染物的大尺度長距離跨境傳輸研究104
二、傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素體系的新發(fā)展105
三、非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素理論框架建立及運用109
四、環(huán)境微生物對有害元素遷移轉(zhuǎn)化影響109
第四節(jié)未來發(fā)展方向115
一、Clumped同位素體系發(fā)展115
二、微小非質(zhì)量依賴分餾的研究116
三、重金屬元素的非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素的運用116
四、環(huán)境地球化學(xué)與微生物學(xué)的交叉與融合116
五、重金屬污染物的大尺度遷移與微觀過程研究相結(jié)合116
參考文獻117
第三章區(qū)域環(huán)境污染134
第一節(jié)引言134
一、環(huán)境污染問題的區(qū)域性136
二、區(qū)域環(huán)境污染研究的特點和方法137
三、我國和全球區(qū)域環(huán)境污染研究138
第二節(jié)研究進展139
一、區(qū)域環(huán)境污染來源與大氣污染排放清單139
二、區(qū)域環(huán)境污染觀測141
三、區(qū)域環(huán)境污染物的界面交換144
四、區(qū)域環(huán)境有機污染的長距離遷移148
五、區(qū)域污染歷史與區(qū)域循環(huán)150
六、區(qū)域環(huán)境污染數(shù)值模擬151
七、區(qū)域環(huán)境污染暴露與健康風(fēng)險153
第三節(jié)前沿科學(xué)問題156
一、區(qū)域生物質(zhì)與化石燃料燃燒過程中的污染物質(zhì)排放與環(huán)境效應(yīng)156
二、區(qū)域環(huán)境污染物的大氣跨界遷移157
三、全球變化背景下的區(qū)域污染物質(zhì)歸趨與二次排放157
四、城市群污染暴露與人體健康157
五、礦產(chǎn)資源開采密集區(qū)的環(huán)境污染158
第四節(jié)未來發(fā)展趨勢158
參考文獻159
第二部分環(huán)境過程
第四章大氣環(huán)境175
第一節(jié)引言175
第二節(jié)研究進展177
一、大氣成分排放及變化177
二、大氣污染物形成及大氣演變過程179
三、大氣污染研究新理論與技術(shù)195
四、大氣污染物區(qū)域輸送及其區(qū)域影響201
五、大氣空氣質(zhì)量衛(wèi)星遙感及數(shù)值模式204
第三節(jié)研究方向與前沿科學(xué)問題207
一、大氣污染物排放207
二、大氣污染形成的關(guān)鍵過程207
三、氣溶膠大氣污染物跨境輸送207
四、不同混合態(tài)氣溶膠的天氣氣候效應(yīng)與生態(tài)效應(yīng)207
五、大氣污染物的環(huán)境影響208
六、大氣污染在線立體監(jiān)測技術(shù)208
七、動態(tài)污染源清單技術(shù)208
八、區(qū)域大氣復(fù)合污染預(yù)測預(yù)警技術(shù)208
九、關(guān)鍵區(qū)域污染源控制技術(shù)及設(shè)備208
十、區(qū)域大氣復(fù)合污染控制的決策技術(shù)208
十一、大氣環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)209
十二、大氣污染防治的關(guān)鍵技術(shù)209
參考文獻209
第五章水環(huán)境213
第一節(jié)引言213
第二節(jié)主要研究進展217
一、水體有機質(zhì)的發(fā)生、過程和效應(yīng)研究217
二、水體重金屬的發(fā)生、過程和效應(yīng)研究227
三、水體持久性毒害有機污染物的發(fā)生、過程和效應(yīng)研究239
第三節(jié)前沿科學(xué)問題247
一、全球環(huán)境變化對水環(huán)境質(zhì)量的影響247
二、水環(huán)境質(zhì)量變化的全球氣候、生態(tài)系統(tǒng)和健康效應(yīng)250
三、重金屬在水-沉積物-水生生物界面的地球化學(xué)循環(huán)機制252
四、持久性毒害有機污染物的沉積物-水、大氣-水界面過程253
五、有機污染物的生物可利用性256
第四節(jié)未來發(fā)展方向257
一、全面推進水污染綜合控制和生態(tài)修復(fù)257
二、加強飲用水安全保障關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)259
三、盡快形成流域水污染防治綜合管理技術(shù)與水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系259
參考文獻260
第六章土壤環(huán)境284
第一節(jié)引言284
第二節(jié)研究進展288
一、土壤污染的多尺度調(diào)查與長期定位觀測289
二、土壤污染物的界面過程及其模擬預(yù)測292
三、土壤污染的生態(tài)效應(yīng)及其診斷297
四、土壤污染控制與修復(fù)的技術(shù)研發(fā)與工程示范299
第三節(jié)前沿科學(xué)問題304
一、土壤復(fù)合污染的成因與作用機制304
二、土壤-植物-微生物系統(tǒng)中污染物的形態(tài)與微界面過程305
三、地下食物網(wǎng)營養(yǎng)層間污染物傳遞與代謝過程306
四、土壤污染物低劑量長期暴露的風(fēng)險評估306
五、土壤環(huán)境基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險管理307
第四節(jié)未來發(fā)展方向308
一、土壤環(huán)境多尺度效應(yīng)及其轉(zhuǎn)化的新方法、新技術(shù)308
二、土壤環(huán)境系統(tǒng)界面耦合過程與動力學(xué)機制308
三、土壤污染的生態(tài)系統(tǒng)演變與健康指示309
四、土壤-植物-微生物體系自修復(fù)和強化修復(fù)機制及其應(yīng)用309
參考文獻310
第七章水體富營養(yǎng)化314
第一節(jié)引言314
第二節(jié)主要研究進展318
一、水體營養(yǎng)鹽富集及其生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)318
二、地理環(huán)境對氮磷遷移轉(zhuǎn)化的影響324
三、全球變化對水體富營養(yǎng)化及其藍藻水華的影響330
四、飲用水安全保障——快速監(jiān)測技術(shù)、去除技術(shù)、預(yù)測預(yù)警等336
第三節(jié)未來展望360
一、水體營養(yǎng)鹽元素富集對水體生態(tài)系統(tǒng)的影響360
二、陸地環(huán)境對氮磷污染物的輸移影響及其生態(tài)效應(yīng)361
三、全球變化對水體生態(tài)系統(tǒng)的影響362
四、水環(huán)境科學(xué)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展363
五、面源污染的多尺度特征研究365
六、水文模型與生物地球化學(xué)模型的耦合365
參考文獻366
第三部分環(huán)境效應(yīng)
第八章環(huán)境與健康387
第一節(jié)引言387
一、環(huán)境污染物質(zhì)導(dǎo)致人體健康問題的提出389
二、環(huán)境污染物質(zhì)導(dǎo)致人體健康問題的概念與內(nèi)涵390
三、環(huán)境污染物質(zhì)導(dǎo)致人體健康問題的特征390
四、環(huán)境污染物質(zhì)導(dǎo)致人體健康問題研究的必要性與緊迫性392
五、環(huán)境污染物質(zhì)導(dǎo)致人體健康問題研究的局限性393
第二節(jié)研究進展395
一、人體暴露的監(jiān)測395
二、人體流行病調(diào)查方案設(shè)計401
三、實驗?zāi)�擬403
四、數(shù)值模擬404
五、人體暴露檢測技術(shù)的研發(fā)408
第三節(jié)前沿科學(xué)問題412
一、環(huán)境污染物質(zhì)的作用與暴露（作用、累積/放大、暴露等）412
二、應(yīng)對策略（風(fēng)險、預(yù)警、技術(shù)、政策等）415
第四節(jié)未來發(fā)展方向416
一、環(huán)境污染物質(zhì)與社會因素共同影響人體健康的機制416
二、利用基因組學(xué)和代謝組學(xué)技術(shù)研究環(huán)境污染物質(zhì)對人體健康的影響417
三、復(fù)合環(huán)境污染物質(zhì)的人體健康效應(yīng)418
四、環(huán)境污染物質(zhì)對人體健康影響的長期效應(yīng)418
參考文獻420
第九章環(huán)境毒理與環(huán)境基準(zhǔn)432
第一節(jié)引言432
一、環(huán)境基準(zhǔn)434
二、水環(huán)境基準(zhǔn)435
三、水質(zhì)基準(zhǔn)發(fā)展歷程436
四、水質(zhì)基準(zhǔn)的運用與實踐437
第二節(jié)主要研究進展439
一、特征污染物的環(huán)境暴露研究440
二、水環(huán)境生物區(qū)系研究441
三、污染物的毒性效應(yīng)研究444
四、水環(huán)境要素與污染物毒性效應(yīng)448
五、水質(zhì)基準(zhǔn)理論方法學(xué)研究450
第三節(jié)前沿科學(xué)問題457
一、污染物的生物有效性研究458
二、生物富集機理研究461
三、毒性效應(yīng)機理和毒性預(yù)測模型462
四、新型污染物水質(zhì)基準(zhǔn)理論方法學(xué)464
第四節(jié)未來發(fā)展方向465
一、新型污染物的毒性效應(yīng)機理研究467
二、污染物的構(gòu)效關(guān)系和毒性預(yù)測方法研究467
三、人體暴露評價與健康基準(zhǔn)研究468
四、環(huán)境基準(zhǔn)理論方法學(xué)469
參考文獻470
第十章生態(tài)風(fēng)險479
第一節(jié)引言479
一、生態(tài)風(fēng)險評估的概念480
二、生態(tài)風(fēng)險評估的發(fā)展歷程482
三、生態(tài)風(fēng)險評估與風(fēng)險管理484
第二節(jié)主要研究進展485
一、生態(tài)風(fēng)險評估基本框架485
二、風(fēng)險脅迫因子491
三、暴露評估與效應(yīng)評估496
四、生態(tài)風(fēng)險模型500
五、多層次生態(tài)風(fēng)險評估503
六、不同生態(tài)組織水平的生態(tài)風(fēng)險評估504
第三節(jié)前沿科學(xué)問題506
一、聚焦生態(tài)毒理學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)：21世紀(jì)的生態(tài)風(fēng)險評估506
二、生態(tài)風(fēng)險系統(tǒng)建模：模型工具與耦合平臺507
三、暴露科學(xué)：生態(tài)暴露組與暴露信息的全面采集508
四、適應(yīng)風(fēng)險管理需求：高通量風(fēng)險篩查與優(yōu)先排序510
五、累積/高層次生態(tài)風(fēng)險評估：生態(tài)終點與不確定性511
六、大尺度/非化學(xué)脅迫生態(tài)風(fēng)險評估：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的應(yīng)用512
參考文獻513
第四部分相關(guān)學(xué)科
第十一章水文水資源529
第一節(jié)引言529
一、水文水資源研究概述529
二、水文水資源研究當(dāng)前面臨的國際科學(xué)背景530
三、水文水資源戰(zhàn)略研究的總體思路531
第二節(jié)研究進展532
一、地面觀測與衛(wèi)星遙感監(jiān)測532
二、水循環(huán)與流域水文過程537
三、水文模型540
四、氣候變化的影響研究543
五、流域科學(xué)與決策支持系統(tǒng)553
第三節(jié)未來研究方向與前沿科學(xué)問題554
一、未來研究方向554
二、前沿科學(xué)問題556
參考文獻577
第十二章全球變化生態(tài)學(xué)591
第一節(jié)引言591
第二節(jié)研究進展593
一、主要研究方法進展593
二、前沿科學(xué)問題研究進展603
第三節(jié)未來發(fā)展方向626
一、了解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)的系統(tǒng)動力學(xué)機制研究，制定適應(yīng)和減緩對策627
二、運用地球系統(tǒng)科學(xué)理論，綜合考慮自然因素和人為因素的影響及其反饋627
三、基于多數(shù)據(jù)、多方法的多尺度集成研究629
四、關(guān)鍵區(qū)域（如山地、極地、熱帶雨林分布區(qū)）與全球變化的關(guān)系630
參考文獻631
第十三章恢復(fù)生態(tài)學(xué)661
第一節(jié)引言661
第二節(jié)研究進展665
一、恢復(fù)生態(tài)學(xué)理論體系研究665
二、生態(tài)系統(tǒng)退化原因與機理的研究666
三、生態(tài)系統(tǒng)主要組分（生態(tài)系統(tǒng)整體性）的恢復(fù)研究669
第三節(jié)研究前沿676
一、瀕危物種保護及其生存環(huán)境恢復(fù)676
二、土壤種子庫與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、物種多樣性677
三、土壤生物與生態(tài)恢復(fù)678
四、生態(tài)水文學(xué)與生態(tài)恢復(fù)678
五、污染和退化土壤的修復(fù)679
六、生物入侵與生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)679
七、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的預(yù)測及模擬680
八、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)評估體系的構(gòu)建681
第四節(jié)未來發(fā)展方向682
一、分子生態(tài)學(xué)在生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用682
二、新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用682
三、生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)多元化684
四、全球變化與生態(tài)恢復(fù)研究685
五、生態(tài)恢復(fù)綜合閾值研究686
參考文獻686
第十四章環(huán)境山地災(zāi)害702
第一節(jié)引言702
一、環(huán)境山地災(zāi)害的基本認識704
二、我國災(zāi)害現(xiàn)狀與學(xué)科發(fā)展需求705
第二節(jié)研究進展709
一、區(qū)域規(guī)律709
二、觀測與物理實驗715
三、動力學(xué)過程與數(shù)值模擬721
四、災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)測、預(yù)報和預(yù)警727
五、災(zāi)害防治技術(shù)735
六、風(fēng)險分析739
第三節(jié)山地災(zāi)害前沿科學(xué)問題742
一、水土耦合動力過程與災(zāi)害形成機理742
二、山洪、泥石流規(guī)模放大效應(yīng)與災(zāi)害鏈生機制744
三、基于形成機理的災(zāi)害預(yù)測預(yù)報模型746
四、氣候變化對災(zāi)害的影響與巨災(zāi)預(yù)測747
五、基于動力過程的災(zāi)害風(fēng)險分析748
六、災(zāi)害與生態(tài)的互饋機制及植物措施-巖土措施綜合減災(zāi)原理749
第四節(jié)未來發(fā)展方向751
一、災(zāi)害機理預(yù)報理論與新技術(shù)的協(xié)同發(fā)展751
二、復(fù)雜介質(zhì)物質(zhì)運移規(guī)律與數(shù)值模擬752
三、潛在風(fēng)險判識與風(fēng)險管理753
參考文獻756
第十五章近代環(huán)境變化775
第一節(jié)引言775
第二節(jié)研究進展777
一、近代的氣候變化與環(huán)境780
二、近代氮硫記錄與人類活動782
三、近代大氣溫室氣體變化783
四、近代重金屬污染過程789
五、黑炭記錄與自然、人類活動的關(guān)系791
六、持久性有機污染物793
第三節(jié)前沿科學(xué)問題795
一、冰芯氣候環(huán)境記錄與大氣環(huán)流的關(guān)系795
二、環(huán)境指標(biāo)的源795
三、污染物多圈層遷移過程及轉(zhuǎn)化796
第四節(jié)未來發(fā)展方向與趨勢797
一、冰芯鉆取技術(shù)與冰芯定年技術(shù)的發(fā)展是冰芯研究亟須突破的核心技術(shù)797
二、冰芯物質(zhì)的穩(wěn)定同位素與冰川積累量記錄仍然是最主要的指標(biāo)797
三、更多環(huán)境指標(biāo)的挖掘為冰芯環(huán)境科學(xué)發(fā)展注入新的活力798
四、冰芯中的人類活動記錄是重要的研究內(nèi)容799
參考文獻799
關(guān)鍵詞索引805