环境科学与工程中的计算毒理

课程编码：180084083001P2004H 英文名称：Computational Toxicology in Environmental Science and Engineering 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：张爱茜等

本课程是环境科学与工程一级学科学术学位研究生培养的专业核心课。作为一门新兴学科类课程，课程含有实践环节，重点讲授如何将分子计算模拟技术与现行环境实验及污染治理证据相结合进行环境有害物质发现、污染物形成与转化产物预测、功能材料设计、毒性效应乃至健康危害评估。课程结合计算化学、计算生物学、系统毒理、多介质模型等方法的最新进展及其在污染物环境风险与治理问题解决中的应用案例，旨在培养学生运用化学信息学、生物信息学、构效关系、计算系统生物学等适用性各异的计算模拟手段评估预测污染物环境形成转化和迁移、污染治理、毒性效应和健康危害的能力，为其今后在环境科学与工程方面的研究与工作实践打下基础。

环境科学导论、环境工程基础、环境毒理学等环境类基础课程。

第一章 绪论 2学时 张爱茜
第1节 计算模拟在环境研究中的作用
第2节 计算模拟方法环境应用的热点和难点
第3节 课程基本信息与要求
第二章 污染物环境生成和转化的典型计算方法 8学时 张爱茜
第1节 研究背景
第2节 量子化学方法与计算资源
第3节 环境转化经典实例和计算再现
第三章 环境有毒化学品筛查和功能材料设计的计算方法 8学时 薛峤
第1节 虚拟筛查与新污染物环境治理
第2节 虚拟筛选方法与典型工具软件
第3节 有毒物质虚拟筛查示例和计算重现
第4节 环境功能材料设计示例与计算重现
第四章 分子间作用动态变化的计算模拟及环境应用 6学时 薛峤
第1节 研究背景
第2节 分子动力学方法和环境应用实例
第3节 粗粒化模型及其在介观尺度环境问题中的应用
第4节 多尺度模型在环境污染治理中的应用实例
第五章 污染物毒代动力学与环境系统毒理学 6学时 张爱茜
第1节 毒代动力学参数、方法和应用
第2节 组学数据挖掘与靶点预测
第3节 毒性通路分析手段与计算系统毒理学
第六章 污染物的环境多介质模型 4学时 薛峤
第1节 基本概念
第2节 代表性的环境多介质模型
第3节 模型应用示例与实现
第七章 环境与健康风险评价中的结构-活性相关方法 6学时 张爱茜
第1节 构效关系建模思路
第2节 建模方法与模型评价
第3节 常见软件与在线资源
第4节 典型环境应用案例

1 张爱茜研究员，长期从事以计算模拟和构效关系为核心的环境计算化学和环境预测毒理学研究。2003年获教育部自然科学奖二等奖和第四届中国环境科学学会青年科技奖，2011年获中国毒理学会全国优秀青年科技奖，2013年获中国科学院杰出科技成就奖(主要完成人)，2017年获国家环境保护科学技术奖二等奖和中国科学院教育教学成果奖一等奖，2019年获中国科学院朱李月华优秀教师奖。 2 薛峤博士，毕业于吉林大学化学系物理化学专业，现任中国科学院生态环境研究中心副研究员，中国毒理学会计算毒理专业委员会委员。研究方向聚焦于计算驱动的新污染物健康风险评估，主要是利用多尺度分子模拟与人工智能方法，探索发展化学品生物学功能和毒性预测方法并解析潜在分子机制，研究成果发表在Wat Res、ES&T等高水平学术期刊。