研究对象是受污染的生物及其所在的生态系统，涉及各种人类活动直接排放的及受人类活动影响次生的有毒物质。研究内容与生态毒理学并没有严格的界限。污染生态学不但关心污染物对生物的毒性作用，而且关心污染物改变生境后对生物及其生态系统的危害作用和持续影响，以及利用生态学原理和方法对污染环境进行指示监测和控制修复的应用研究。

自20世纪60年代，工农业生产向自然界大量排放各类污染物，环境问题逐渐得到社会各界关注。环境污染物既可对自然界野生生物造成直接危害，也可以通过食物链对高营养层次生物及人类带来危害，进而危害生态系统的健康。因此，生态学家开始研究污染物对自然界生物的影响及其在生态系统中的迁移转化规律。美国生态学家C.W.哈特^[注]等分别于1974年和1979年编写了《淡水无脊椎动物污染生态学》和《河口无脊椎动物污染生态学》，率先采用了“污染生态学”一词，用以探讨与工业污染有关的生态学问题。80年代“污染生态学”一词就在中国被广泛使用。1983年12月，中国污染生态学学术会议召开，围绕污染生态、生态毒理、污水净化和大气污染专题进行研讨，问题涵盖海洋生物、淡水生物和生态学等领域。1984年，中国环境科学学会环境生物学专业委员会在昆明举办了污染生态学培训班。《污染生态学》是中国第一本污染生态研究领域的教材，于1990年出版。随后有多部污染生态学教材和专著出版。云南大学和中国科学院沈阳应用生态研究所等高校和科研院所开设了污染生态学课程和研究方向，培养了大批污染生态学的研究人才。围绕全球和中国环境污染问题及其生态环境影响，70～80年代最先研究了高浓度空气污染物排放（如二氧化硫、氟化氢和氯气等）对农作物和林木的伤害，城市郊区含重金属的污水灌溉造成的土壤污染和粮食作物中重金属的富集，以及河流和海湾水体污染及其生物响应。重要成果包括：1981年出版了《大气污染伤害植物症状图谱》，1974年发现沈阳污灌区大米受到镉污染，80年代调查发现全国污灌区重金属污染面积达65%等。90年代，主要研究酸雨对生态环境的影响，重金属对粮食作物的影响和海洋、湖泊富营养化问题。21世纪初主要研究空气臭氧污染对植物和生态系统的影响，以及水体痕量污染物对生物的影响。

包括：①污染物存在的介质类型，包括气体污染物、液体（水体）污染物和固体污染物。②受污染对象类型，包括大气、河流、湖泊、海洋和土壤等。③受影响生物系统层次水平，包括生理生化、个体、种群、群落、生态系统、区域和全球水平等。④受污染生物类型，包括微生物、植物、动物和人等。⑤受污染生态系统类型，包括森林、草原、农田、湖泊、河流、海洋等生态系统。

研究生物及生态系统对污染物和污染环境的响应及形成机理。污染物进入环境，会改变生物生存环境，或被生物吸收富集，引起生物生长发育、新陈代谢、繁殖和行为等的改变以及生态系统结构、功能的变化。按照污染物类型和环境介质，可以分为空气污染生态效应、水污染生态效应、海洋污染生态效应和土壤污染生态效应。

研究污染物引起生物死亡或受到伤害的过程，以及污染物对生物及生态系统的毒害作用机理。按照受污染的生物层次水平可以分为污染生理效应、污染个体和种群效应以及污染生态系统效应。

研究定量表征污染物造成的生物及生态系统伤害和损失的评价指标和评价方法。在生物受到污染物伤害后，可能出现生理代谢行为改变或其他症状，甚至死亡。污染物也可能造成生物个体发育、繁殖伤害，种群和群落结构改变及生态系统功能损失。污染物生态效应可以通过生物及生态系统对污染物的敏感性、适应性和抵抗能力来表征。

研究污染物暴露表征、生物和生态系统响应表征以及暴露剂量响应关系构建。建立反映污染物对生物和生态系统的毒性和影响的响应指标及其测量方法，建立暴露剂量与生物或生态系统伤害或损失间的响应关系并参数化，从而确定伤害或毒性阈值，为制定环境管理政策和生态系统保护措施提供科学依据。污染物暴露指标、响应指标、剂量响应关系和阈值会随污染物种类、生物类群和环境条件的不同而发生变化。

研究生物或生态系统在污染环境下的改变和对污染环境的指示特征。利用某些生物对污染物响应的高度敏感特性，进行环境污染监测，特别是对环境污染进行早期诊断。

研究利用生物及生态系统自净功能来治理和修复污染环境。有些生物或生态系统具有较高的污染物吸附富集能力和代谢能力，利用其吸收、富集、转化、降解污染物，从而减少生态环境中的污染物，从而降低对生态环境的危害。

为了揭示生物及生态系统对污染物或污染环境的响应特征及其机理，污染生态学可以采用调查观测、实验模拟和模型分析等多种手段开展研究。

在污染物或污染环境出现的地方，通过现场调查观测和采样分析，研究生物受害症状、生长发育状况、群落结构和生态系统能量利用特征，以及物质（特别是污染物）迁移转化规律，分析污染物对生物和生态系统的影响。常用方法包括生物受害症状辨识、生物形态和生理功能测定、群落样方调查、生物样品采集等。

通过控制污染物浓度和生物生境条件，研究生物或生态系统对单个或少数几种污染物或环境因子的响应，以揭示污染物对生物或生态系统的影响机理，避免自然界其他因素干扰和野外条件的不确定性。常用方法包括实验室暴露实验，研究水体和固体污染影响的中宇宙、微宇宙实验和空气污染影响的熏气实验。

建立污染物或污染环境-生物或生态系统效应间的数学关系，研究污染物暴露与生物响应间的关系、污染物在生态系统中迁移转化的过程，定量分析生物或生态系统对环境污染的响应，为大范围、长期的污染物生态效应评价和污染物控制对策制定提供重要依据。模型分析方法包括污染剂量响应模型、污染物生物地球化学循环模型和污染生态损失评估模型等。

随着社会的发展，污染物种类发生了变化，人类健康和可持续发展对科学研究提出了新的要求，污染生态学研究将更加关注以下问题：①高生物富集性物质的鉴定及其对生物和生态系统的影响研究将成为研究热点。②影响野生动物繁殖的污染物的快速鉴定及其对种群繁衍的影响研究。③分子生物学方法（如基因测序、蛋白识别与定量等）将被广泛应用于污染物生物效应的诊断和机理研究。④污染物（如重金属、氮、磷等元素）的溯源、净化、生态风险评价和风险控制管理的生态学基础研究等，对保障国家生态安全具有长远而重要的价值。⑤区域和全球尺度的污染物产生、传输、转化、危害和管控需要进一步加强研究。⑥多种污染物复合影响，及其与环境变化对生物和生态系统的耦合影响作用需要得到重视。⑦加快高通量污染物生态监测技术，以及高效、低成本的污染物生态净化技术研究。⑧从进化和适应的角度研究持续污染的长期生态学效应及其对生物进化的影响，形成进化污染生态学等新兴交叉学科，为全球污染条件下保护生物多样性和生态安全提供科学依据。