研究領域
實驗室以持久性有毒化學污染物（PTS）的分析方法、環境化學行為及其生態毒理效應為主要研究方向。發展目標是：1）立足國際前沿，在環境化學與毒理學研究的某些關鍵領域取得原創性成果；2）在持久性有毒化學污染物環境安全相關的研究領域服務於國家目標，為污染控制決策提供科學依據；3）培養造就環境化學與生態毒理學研究高水平人才。
學術團隊
實驗室現有固定人員59人，其中中國科學院院士2人，中國工程院院士1人，長江學者成就獎獲得者1人，國家傑出青年科學基金獲得者5人，中科院“百人計畫”入選者8人，研究員18人，外籍科研人員2人。所有人員中具有博士學位的占人員總數的83%。實驗室流動人員130人，包括在讀博士研究生70人，碩士研究生41人，客座人員19人。
科研平台
實驗室具備了國際水平的化學、生物儀器設備平台和國內首個環境樣品庫，其中“二惡英實驗室”處於國際領先水平，被聯合國環境規劃署授予“持久性有機污染物（POPs）分析示範實驗室”（Pilot Laboratory），並通過國家計量認證。
項目成果
實驗室承擔和完成了大量國家級重要科研項目。主持國家重大支撐計畫項目、國家973項目、國家基金委重大基金項目和若干重要863項目。江桂斌院士負責的國家基金委創新研究群體以優異成績獲連續資助，負責的中國科學院PTS青年科學家小組吸收了6名海外成員，其中3人應邀出席了國慶60周年觀禮，實驗室近五年來在SCI收錄期刊上共發表論文近600篇，其中IF>5的論文30篇，IF>3的論文264篇，包括PNAS、ES&T和Anal. Chem. 50篇，論文SCI引用總數超過3000次。相關研究成果獲國家自然科學二等獎2項、長江學者成就獎1項。實驗室在相關領域的研究具有重要國際影響。著名環境科學雜誌ES&T的Asian Office掛靠本室，江桂斌院士擔任ES&T雜誌副主編。若干研究員分別擔任了Chem. Res. Toxicol., J. Chromatogr. A, Environ. Pollut., Chemosphere, Anal. Chim. Acta, J. Environ. Monit.等著名國際雜誌編委。鄭明輝研究員當選為聯合國環境規劃署亞太區域POPs監測組委會（ROG）主席，江桂斌院士當選IUPAC“化學與環境”的National Representative。
交流合作
實驗室十分重視國際交流與合作。2004年起發起並舉辦了六屆“持久性有毒化學污染物國際研討會（International Symposium on Persistent Toxic Substances）”，成為本領域重要的系列國際會議。2009年成功舉辦了“第29屆國際二惡英大會（29th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants）”，來自世界上43個國家和地區的近1100名代表參加了大會，國務委員劉延東為大會發來賀信。
人才培養
實驗室在隊伍建設和人才培養方面成績顯著。近五年新引進人才超過實驗室研究員總數的50%；每年的青年學術年會為青年科研人員的成長提供了重要講壇；培養的研究生多次獲得全國優秀百篇博士論文、中國科學院院長獎學金、中國科學院優秀博士論文等獎勵。2006年，實驗室被人事部和中國科學院命名為“先進集體”。
學院發展
實驗室未來的發展戰略是：繼續保持在環境分析化學方面的總體優勢；重視環境化學過程、污染現狀與污染機制研究；大力加強生態毒理學和健康效應研究。力爭在5-10年的時間內使研究隊伍整體上達到國際先進水平，成為在持久性有毒化學污染物研究領域具有一定引領作用的研究單元，在國內外環境化學與生態毒理學研究方面產生重要影響，在國家安全、環境保護、食品衛生等科學決策中發揮重要作用。
