超临界流体技术在环境科学中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:漆新华

出品人:

页数:228

译者:

出版时间:2005-4

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030146748

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 技术
• 分析化学
• 超临界流体
• 环境科学
• 环境工程
• 污染治理
• 绿色化学
• 萃取技术
• 分析化学
• 环境监测
• 分离技术
• 化学工程

土壤修复与可持续农业实践 本书聚焦于当前全球面临的严峻土壤退化问题，深入探讨了现代农业生产活动对土壤生态系统造成的深层影响，并系统性地阐述了多种行之有效的土壤修复技术与可持续农业管理策略。 在全球人口持续增长和气候变化加剧的双重压力下，土壤健康已成为保障粮食安全和维护生态平衡的关键议题。本书旨在为农业科学家、环境工程师、政策制定者以及农场管理者提供一个全面、深入且实践性强的知识框架，用以理解土壤退化的机制，并指导其实际修复与优化工作。 第一部分：土壤退化的诊断与机制分析 本部分首先建立对健康土壤的科学认知，继而详细剖析导致土壤质量下降的复杂因素。 第一章：土壤生态系统的基础构成与功能 健康的土壤不仅仅是矿物质的混合物，它是一个高度复杂的生物地球化学系统。本章将回顾土壤的物理结构（孔隙度、质地、团粒结构）、化学特性（pH值、阳离子交换量、养分循环）以及生物活性（微生物群落、土壤动物、根际作用）。重点阐述土壤有机质（SOM）在维持水肥保持力、提供营养物质以及调节土壤微生物环境中的核心作用。 第二章：主要土壤退化驱动力及其影响 土壤退化是一个多维度过程。本章将系统梳理主要的退化驱动力： 1. 水土流失（侵蚀）： 探讨水力侵蚀和风力侵蚀的物理机制，分析不同土地利用方式（如过度耕作、单一作物种植）如何破坏土壤表层结构，加速侵蚀速率。 2. 土壤酸化与盐渍化： 深入研究不合理的化肥（特别是氮肥）使用、酸雨以及不当灌溉导致的土壤化学平衡失调。阐述酸化和盐渍化对作物营养吸收和土壤微生物活性的负面连锁反应。 3. 土壤板结与压实： 分析重型机械耕作和牲畜放牧对土壤物理结构造成的破坏，讨论板结如何阻碍水分渗透、气体交换和根系伸展。 4. 有机质耗竭与生物多样性丧失： 关注长期集约化农业对土壤碳库的释放效应，以及农药和除草剂对土壤微生物群落多样性和功能性的抑制作用。 第三章：先进的土壤健康评估技术 准确的诊断是有效修复的前提。本章介绍现代土壤监测与分析手段： 1. 理化指标的快速检测： 介绍便携式传感器在现场pH、电导率（EC）和基础养分检测中的应用。 2. 光谱分析在土壤成分识别中的潜力： 探讨近红外光谱（NIRS）和高光谱成像技术在快速、无损地估算土壤有机碳含量和粘土矿物组成方面的进展。 3. 生物学指标的量化： 详细阐述微生物生物量碳氮（MBC/MBN）的测定方法，酶活性分析（如脱氢酶、脲酶活性）作为衡量土壤生物健康度的关键指标。 4. 土壤健康综合指数构建： 讨论如何整合理化、生物和水力指标，建立多参数的土壤健康评价体系，以便进行跨区域的对比分析。 第二部分：面向可持续性的土壤修复技术 本部分的核心在于介绍如何逆转退化过程，恢复土壤的生产力和生态功能。 第四章：基于生物学的土壤修复策略 生物修复是利用生物体自身的代谢和降解能力来改善土壤质量的绿色技术。 1. 生物改良剂的应用： 详细介绍生物有机肥、微生物菌剂（如固氮菌、溶磷菌、菌根真菌）的筛选、配方设计及其在提高作物养分利用率和增强抗逆性方面的作用机制。 2. 植物修复（Phytoremediation）： 重点探讨超富集植物在重金属污染土壤中的应用原理、效率限制以及“收获-处置”的流程管理。同时讨论植物稳定化技术，即通过种植非食用性作物来降低污染物的生物有效性。 3. 生物炭（Biochar）在土壤改良中的应用： 分析生物炭的制备条件（热解温度）如何影响其孔隙结构、表面电荷和持久性，阐述其在吸附污染物、提高阳离子交换量、改善水热性质方面的多功能性。 第五章：物理与化学修复技术的整合应用 当污染或退化程度严重时，需要结合物理和化学手段进行干预。 1. 土壤结构与水力性质的调控： 介绍石膏、腐殖酸类物质等土壤改良剂对粘土矿物特性的改变，以及免耕、覆盖作物等农业实践对减少水力侵蚀和改善团粒结构的影响。 2. 化学固化/稳定化技术： 针对重金属污染，探讨使用磷酸盐、碳酸盐或特定粘土矿物（如膨润土）对污染物进行化学固定，降低其迁移和生物毒性的操作流程。 3. 淋洗与置换技术： 适用于污染较浅的区域，介绍使用特定洗涤剂或稀释液将污染物从土壤根区向下迁移或移除的工程方法。 第三部分：可持续农业管理系统构建 成功的土壤修复必须融入到长期的、适应性的农业管理框架中。 第六章：保护性耕作与土壤健康维护 保护性耕作系统是维持土壤健康、减少侵蚀的基石。 1. 免耕与少耕技术的实践要点： 探讨如何处理秸秆覆盖、控制杂草以及选择合适的播种设备，以适应不同气候和土壤条件。分析免耕对土壤碳截存和水分利用效率的长期影响。 2. 覆盖作物系统（Cover Cropping）： 详细介绍不同类型的覆盖作物（豆科、禾本科、越冬作物）在固氮、抑制杂草、提供生物覆盖和增加土壤有机质方面的功能定位。讨论在不同季节轮换种植的最佳策略。 3. 轮作与间作对土壤系统的优化： 分析多样化的种植模式如何打破病虫害循环，平衡养分需求，从而减少对外部投入的依赖，增强整个农田生态系统的稳定性。 第七章：精准营养管理与水肥一体化 实现“投入最小化，产出最大化”是现代农业的目标。 1. 养分平衡模型： 引入土壤养分平衡的理念，强调测土配方施肥，避免过量施用氮磷钾，特别是减少磷的径流损失。 2. 缓释与控释肥料技术： 探讨新型肥料技术如何精确控制养分释放速率，使其与作物吸收峰期匹配，从而提高养分利用效率，减少环境污染。 3. 节水灌溉技术在盐渍化防治中的作用： 详细介绍滴灌、微喷灌等技术在提高用水效率、避免地下水位上升和减少地表盐分积累方面的优越性。 第八章：农场尺度的综合管理与经济效益分析 本书最后一部分将视角从技术转向实践的整合与决策。 1. 农田环境风险评估： 建立一套农场尺度的风险评估流程，识别哪些地块最易发生侵蚀、养分流失或局部污染，从而指导修复资源的最优化配置。 2. 可持续农业的经济可行性： 通过案例研究，量化实施保护性耕作、使用生物改良剂和精准灌溉在短期投入增加与长期产量稳定、投入成本下降之间的权衡关系，论证可持续实践的长期经济回报。 3. 政策引导与技术推广： 探讨政府补贴、环境法规和农民教育在加速土壤健康管理技术采纳中的作用，为建立健康、有韧性的农业未来提供政策建议。 本书内容翔实，图文并茂，并辅以大量的实际案例分析，旨在为读者提供一个扎实的理论基础和可操作的实践指南，以应对全球土壤资源持续退化的挑战。

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这本书的实用性简直超乎我的预期，尤其是那些专门针对“难搞”污染物的章节。我一直头疼于如何高效去除某些高浓度的有机污染物，传统的氧化法成本太高，效果又参差不齐。这本书里详细对比了几种超临界萃取（SCE）和超临界水氧化（SCWO）的工业化案例。我特别关注了关于难降解农药和多氯联苯（PCB）的处理方案，作者没有空泛地谈论“潜力”，而是直接给出了优化反应温度、压力、水碳比等关键参数的经验数据和模型预测结果。最让我眼前一亮的是，它还探讨了设备选型和防腐蚀的实际挑战，这一点在很多理论书籍中是缺失的。比如，在SCWO过程中，高温高压下产生的酸性环境对反应釜材料的苛刻要求，作者给出了不同合金材料的耐受性比较，并附带了故障分析案例。这种将纯理论与工程实践紧密结合的写法，让这本书的价值瞬间从“参考书”上升到了“操作手册”的层面。对于正在进行项目可行性研究的团队来说，这些细节信息是无价的，它能帮助我们提前规避许多昂贵的设计错误。

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深入研读这本书的过程中，我发现它在“未来展望”部分的处理也相当有远见卓识。它不仅仅停留在当前已成熟的应用案例，更大胆地前瞻了超临界技术在更前沿的环境治理领域，比如在新能源材料回收和碳捕获利用（CCU）中的潜力。作者对未来研究热点的预测非常精准，提到了新型超临界溶剂（如超临界水在温和条件下的催化反应）的开发方向，以及如何将人工智能和机器学习算法融入到超临界过程的实时优化中去。这种前瞻性，让我感受到了这本书的生命力——它不是对过去成就的简单总结，而是一份通往未来环境工程新路径的路线图。阅读完后，我不仅仅掌握了现有的技术细节，更重要的是，我的研究思路被极大地拓宽了，开始思考如何将这种高精度控制的理念应用到我目前工作的其他环节中。这本书成功地激发了我对这一领域进行更深层次、更具创新性的探索的渴望，它为我未来三到五年的研究方向提供了坚实的理论基石和灵感源泉。

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从写作风格上来说，这本书展现出一种非常冷静且极富洞察力的叙事口吻。它不像某些综述性文献那样罗列堆砌，而是带着一种清晰的“引导者”的姿态。作者在引入新概念时，总是先用一个现实世界中的环境难题作为引子，然后自然而然地将超临界流体技术作为解决这个问题的“手术刀”。我印象最深的是关于气味和挥发性有机化合物（VOCs）去除的章节，作者没有止步于传统的活性炭吸附，而是深入分析了超临界CO2作为“绿色溶剂”的优势，特别是在处理热敏性或高沸点物质时的精妙之处。行文之间，充满了对技术局限性的诚实探讨，而不是盲目夸大其优势。比如，书中坦率地指出了超临界设备初始投资高、能耗控制复杂等现实障碍，并紧接着提出了相应的工程优化策略。这种平衡的观点，使得读者在阅读时既能充满信心，又保持清醒的认识，极大地提高了信息的可靠性。它仿佛是一位经验丰富的老教授，在向你娓娓道来一个前沿领域的全貌，既有宏大的愿景，也有脚踏实地的提醒。

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这本书的封面设计就透着一股专业和严谨的气息，那种深邃的蓝色调，配上精细的流体力学示意图，让人一眼就能感受到其内容的深度。我本来是做传统水处理的工程师，对超临界技术了解不多，拿到这本书时，确实被它的广度和深度震慑住了。第一章关于相图和热力学性质的介绍，详尽到近乎教科书的标准，但讲解的逻辑又非常清晰，不像某些专业书那样干巴巴地堆砌公式。作者显然花了很多心思去构建一个坚实的基础理论框架，这对于我们这些想跨界学习的人来说至关重要。它没有急于展示应用案例，而是先铺垫了足够多的“为什么”，比如CO2在不同压力温度下的独特行为，如何通过精确调控来实现对目标污染物的选择性萃取或反应。读到后面，我发现自己对流体行为的理解都有了质的提升，这绝不仅仅是一本应用指南，更是一部深入理解物质状态转变的深度解析。特别是关于临界点附近扩散和粘度剧烈变化的讨论，配上详细的实验数据图表，让人对如何设计高效的反应器有了更直观的认识。这本书的理论深度足以支撑研究生级别的研究，但其叙述方式又不会让有一定化学或物理基础的工程师感到晦涩难懂。

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这本书的图表制作水平堪称一流，可以说是“图像胜于千言”的典范。我之前阅读过一些相关领域的书籍，很多图示模糊不清，数据点混乱，让人抓不到重点。但这本书不同，每一个流程图、每一个性能对比曲线，都经过了精心的设计和排版。例如，在阐述超临界萃取效率与流速、温度变化关系时，作者使用了多维度的等值线图，通过颜色深浅的变化，清晰地展示了最佳操作窗口。我尤其欣赏的是，书中的插图并非简单的示意，而是深度整合了计算流体力学（CFD）模拟的结果，这使得我们可以直观地看到流体在反应器内部的湍流结构和传质效率差异。这种视觉化的数据呈现，极大地加速了我对复杂物理过程的理解。很多需要花费大量时间去推导和计算的结论，通过一张精美的图表就能立刻豁然开朗。对于我们这些依赖图形化信息来构建认知模型的学习者来说，这本书记载的视觉材料本身就是极高价值的知识资产。

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