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出版者:科学出版社

作者:张阳德

出品人:

页数:202

译者:

出版时间:2005-1

价格:27.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030129154

丛书系列:

图书标签:

• 纳米技术
• 生物技术
• 纳米生物学
• 生物医学工程
• 材料科学
• 交叉学科
• 前沿科技
• 生命科学
• 医学
• 纳米材料

《环境修复与可持续发展：理论与实践前沿》 书籍简介 《环境修复与可持续发展：理论与实践前沿》 是一部深入探讨当代环境挑战及其创新性解决方案的综合性专著。本书立足于全球生态系统面临的日益严峻的污染危机与资源短缺困境，系统性地梳理了环境科学、工程学、生态学、化学以及可持续经济学等多个学科的交叉前沿成果。全书旨在为环境领域的科研人员、政策制定者、工程师以及高年级学生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识框架，以指导未来环境治理与可持续发展的实践方向。 本书的结构围绕“诊断—原理—技术—管理—未来”的逻辑链条展开，共分为五个主要部分，涵盖了从宏观环境系统分析到微观污染控制策略的完整体系。 --- 第一部分：全球环境系统诊断与可持续性框架 本部分首先对当前全球环境面临的核心问题进行了细致的剖析，构建了理解环境复杂性的理论基础。 第一章：地球系统科学与人类世的挑战 本章详述了地球系统的基本组成、关键反馈机制及其对人类活动的敏感性。重点分析了气候变化、生物多样性丧失、陆地生态系统退化以及全球水循环紊乱等关键环境压力源。引入“临界点”概念，探讨人类活动突破生态系统承载力的风险。探讨了如何将复杂系统的思维模式应用于环境监测与预警。 第二章：可持续发展理论的演进与多维度评估 深入剖析了可持续发展概念的哲学基础和经济学模型，从布伦特兰报告到千年发展目标（MDGs）再到可持续发展目标（SDGs）的演变历程。本章提出了一个整合环境质量、社会公平与经济活力的多维度评估框架，并介绍了生命周期评价（LCA）、投入产出分析（IOA）等量化工具在评估发展路径中的应用。特别关注了代际公平与生态赤字的概念解析。 第三章：环境风险评估与生态毒理学基础 系统介绍了现代环境风险评估（ERA）的科学方法论，包括暴露评估、毒性特征化和风险表征。本章侧重于生态毒理学的最新进展，探讨新型污染物（如微塑料、持久性有机污染物）对不同营养级生物体造成的累积效应和跨代影响。强调了基于模型的预测性风险评估（P-ERA）在制定环境标准中的作用。 --- 第二部分：污染控制与末端治理的工程学原理 本部分聚焦于针对水、土壤和大气污染的先进物理、化学及生物工程技术。 第四章：水环境修复的先进氧化与膜分离技术 详细阐述了针对难降解有机污染物和新兴微量污染物的处理方案。重点介绍了臭氧氧化、芬顿反应、光催化等高级氧化过程（AOPs）的反应机理、反应器设计与效能优化。在膜技术方面，深入分析了纳滤（NF）、反渗透（RO）以及正渗透（FO）在海水淡化、废水回用和污染物浓缩中的应用，并讨论了膜污染的控制策略。 第五章：土壤污染的物理解吸与化学固定化技术 探讨了重金属和有机污染物在土壤中的迁移转化规律。本章详细介绍了土壤修复的“原位”和“异位”技术。对于化学方法，重点分析了稳定剂（如磷酸盐、沸石）对重金属的固化机理；对于物理方法，阐述了固化/稳定化、土壤洗涤（Soil Washing）的工艺流程和效率影响因素。 第六章：大气污染物控制与颗粒物减排技术 聚焦于工业源和移动源的空气污染控制。本章详述了选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）在脱硝中的应用，以及高效布袋除尘器和静电除尘器在颗粒物捕集中的最新进展。此外，深入讨论了挥发性有机物（VOCs）的吸附、催化燃烧和生物过滤技术。 --- 第三部分：基于生态系统的修复与自然过程强化 本部分着眼于利用和模拟自然过程进行环境净化，强调生态服务的恢复。 第七章：生物修复与植物修复的潜力 本章深入探讨了微生物在环境净化中的核心作用，包括生物降解途径、微生物群落结构与功能分析（Metagenomics）在修复效率优化中的应用。在植物修复方面，详细分析了植物对重金属和有机污染物的吸收、转运机制，以及植物根际微生物的协同作用，并讨论了“植物修复工程”的尺度放大挑战。 第八章：湿地生态系统工程与水文过程模拟 系统介绍了人工湿地在污水处理中的应用，包括表面流湿地（SF）、潜流湿地（SS）的设计参数、水力负荷和氮磷去除效率。本章特别强调了利用湿地系统进行碳汇管理和生物多样性保护的耦合策略，并展示了水文模型（如SWAT模型）在湿地设计中的应用案例。 第九章：土壤质量恢复与农业生态系统健康 关注土壤有机质的累积、团粒结构的形成以及土壤微生物群落的多样性对农业生产力的影响。阐述了有机农业、保护性耕作和间作套种等可持续农业实践对土壤健康恢复的长期效益。探讨了土壤健康指标的构建和监测方法。 --- 第四部分：资源循环与零排放工程 本部分探讨如何从“末端治理”转向“源头减量”和“资源化利用”，实现物质流的闭环。 第十章：工业共生与循环经济模式 深入剖析了工业共生（Industrial Symbiosis）的理论模型和实践案例，强调副产品和废弃物作为潜在资源的价值转换。本章介绍了系统动力学在模拟城市和工业系统物质流动态变化中的应用，并讨论了构建区域循环经济区的关键驱动因素和政策工具。 第结语：环境管理的前沿趋势与跨学科研究展望 本章总结了本书的主要观点，并展望了环境科学与工程的未来研究方向，包括环境人工智能（AI for Environment）、数字孪生技术在环境管理中的应用、气候适应性基础设施的建设以及社会生态系统韧性的增强策略。强调跨学科合作是解决复杂环境问题的必由之路。 --- 目标读者 本书是环境工程、环境科学、生态学、土木工程、化学工程、资源循环科学等专业的高年级本科生、研究生及专业技术人员的理想参考书。同时，对于从事环保政策制定、可持续性咨询和工业环境管理的决策者也具有重要的参考价值。本书的深度和广度确保了其不仅是一本技术手册，更是一部引导未来环境治理思路的理论基石。

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这本书的文字风格就像是一位经验丰富的老教授在娓娓道来，带着一种特有的、沉稳的学术腔调，但又恰到好处地穿插了一些发人深省的历史轶事。我被其中关于“尺度效应”的讨论深深吸引住了。它不仅仅是简单地描述“变大或变小后事物会发生什么变化”，而是深入挖掘了在不同尺度下，支配物理、化学乃至行为模式的基本规则是如何“切换”的。例如，书中提到在宏观世界中看似可以忽略的量子效应，在微小尺度上如何成为主导力量，这迫使我重新审视了日常生活中那些习以为常的现象。我一直在思考，这种对“尺度”的敏感性，对于我们理解和设计任何复杂系统——无论它是自然形成的还是人工制造的——都具有基础性的指导意义。书中对“反馈回路”的分析也相当精彩，它没有将其局限于控制论的范畴，而是将其拓展到社会、经济乃至生态系统的相互作用中，那种将不同学科的分析工具融会贯通的气魄，让我感到非常振奋。虽然有些段落的论述略显密集，需要反复阅读才能完全消化，但这恰恰反映了作者对所涉猎领域的深刻理解和严谨态度。

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这本书的封面设计非常有未来感，深邃的蓝色调中点缀着微小的、闪烁的光点，让人联想到宇宙的浩渺与生命的微观世界。我原本是抱着对“技术”这个词的好奇心来翻开它的，期望能看到一些关于精密工程和先进材料学的介绍，比如更轻薄的电子元件，或者更坚固的建筑材料是如何被设计和制造出来的。这本书的内容似乎更侧重于探讨工具和方法的“应用边界”，而不是单纯的原理堆砌。我特别留意了其中关于“界面”的章节，它似乎在讨论如何用工程学的思维去优化生物系统与非生物系统之间的交互效率，这让我联想到了科幻小说里描绘的那些人机融合的场景，虽然这本书可能不会那么戏剧化，但那种对效率和接口优化的追求是共通的。而且，书中对“模块化”概念的阐述非常到位，它似乎在暗示，无论是设计一个复杂的机械装置，还是理解一个复杂的生命过程，都可以被分解成可替换、可预测的小单元，这种思维方式对于任何需要系统化解决问题的人来说，都是极具启发性的。我尤其欣赏作者在介绍这些复杂概念时，没有陷入过于晦涩的数学模型，而是通过大量的实例和类比，将那些高深的理论“拉下神坛”，使得即便是背景知识稍显薄弱的读者也能抓住核心思想的脉络。

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我读这本书的时候，脑海中浮现出的是一部条理清晰的纪录片，画面切换流畅，重点突出，但又充满了对未知世界的敬畏感。这本书的结构非常精巧，它似乎采取了一种“由表及里，再由里及表”的叙述路径。一开始，它可能展示了一些令人惊叹的前沿应用成果，比如某种新型材料的问世或者某种效率极高的分离技术，这些“奇观”成功地抓住了读者的注意力。随后，作者会抽丝剥茧地回溯到驱动这些成果背后的基础物理或化学原理，把那些看似神奇的现象还原为可理解的规律。最让我印象深刻的是对“自组装”现象的描述，它用非常形象的语言描绘了分子如何像有“意图”一般精确地排列成复杂的结构，这其中的秩序感和效率之高，简直是人类工业制造难以企及的理想状态。这本书并非一本纯粹的理论教科书，它更像是一份关于“如何思考”的指南，指导读者如何从最基本的构建单元出发，去推导和预测宏大系统的行为模式，充满了对构建新事物的强烈愿景。

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这本书的语言风格非常接近于一位充满激情的创业者在做路演，充满活力，节奏感强，每一个论点都像是一个强有力的论据被抛出来，试图说服听众接受一个全新的世界观。它似乎花了很大篇幅去探讨“极限挑战”——即在现有认知框架下，我们最难突破的瓶颈在哪里，以及突破这些瓶颈可能需要的思维范式转变。我特别关注了其中关于“信息捕获与转换效率”的章节，书中似乎在强调，我们目前对于能量的利用效率依然低下，而真正的革命将来自于如何更精妙地读取和写入信息载体，而不仅仅是蛮力地增加输入。这种对“效率瓶颈”的聚焦，给我一种非常务实和紧迫的感觉。整本书读下来，我感觉自己像是参与了一场高强度的思维训练，它不断地挑战我原有的技术直觉，让我质疑那些被视为理所当然的工程假设。虽然其中涉及一些跨学科的术语，但作者总能找到巧妙的方法，将这些术语嵌入到具有明确应用前景的场景中进行解释，使得阅读过程保持了高度的参与感和前瞻性。

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这本书的阅读体验像是在进行一次漫长而深入的博物馆导览，导游（作者）对展品（概念）的背景知识了如指掌，讲解时既有对历史脉络的梳理，也有对未来发展方向的预测，语气平和而坚定。我发现在书中，有大量的篇幅在讨论“稳定态”与“动态平衡”之间的微妙关系，这让我联想到了自然界中生命体如何持续地抵抗熵增的挑战。书中似乎在探讨，真正的“设计”艺术，不在于创造一个一成不变的完美结构，而在于设计一个能够自我修复、自我适应并能与环境进行有效信息交换的动态系统。这种对“持续演化”而非“静态完美”的强调，与当前很多追求一劳永逸的工程思维形成了鲜明的对比。此外，书中对“冗余性”与“鲁棒性”的辩证分析也极其深刻，它并没有简单地赞美冗余带来的安全性，而是探讨了如何在资源有限的前提下，优化冗余的配置以确保系统的生存能力，这需要极其精妙的权衡和判断。这本书成功地将哲学层面的思考，融入到了对具体技术问题的探讨之中，使得它超越了一般的工具书范畴，具有了更深远的影响力。

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