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出版者:McGraw-Hill Higher Education

作者:Mackenzie L Davis

出品人:

页数:800

译者:

出版时间:2008-3-1

价格:GBP 161.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9780073122359

丛书系列:

图书标签:

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• Science
• Principles
• Environmental
• Engineering
• 环境工程
• 环境科学
• 环境技术
• 水处理
• 空气污染
• 固体废物处理
• 环境评估
• 可持续发展
• 环境化学
• 环境微生物学

《环境工程与科学原理》是一本旨在为读者构建扎实环境工程与科学基础知识体系的著作。本书深入浅出地剖析了环境保护的核心理念、技术手段及其科学原理，旨在培养读者解决现实环境问题的能力。 第一部分：环境问题与可持续发展 本书的开篇，我们将从宏观视角审视人类活动与环境之间的复杂互动。第一章“地球的系统与人类活动”将详细介绍地球的自然系统，包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈以及它们之间相互依存的能量与物质循环。在此基础上，我们将探讨工业革命以来，人类生产生活方式的改变对这些自然系统造成的深远影响，例如温室气体排放导致的气候变化、不可持续的资源开采造成的生态破坏、以及工业废水与废弃物对水体和土壤的污染。 第二章“环境伦理与可持续发展”则将深入探讨环境保护的深层意义。我们将回顾不同时期的环境思潮，从早期对自然资源的朴素认识，到现代社会对生态平衡、生物多样性保护以及代际公平的关注。可持续发展的概念将被详细阐述，包括其三个基本支柱：经济发展、社会进步和环境保护。本书将强调，真正的环境工程与科学实践，不仅要解决眼前的污染问题，更要着眼于长远的、可持续的解决方案，力求在满足当代人需求的同时，不损害后代人满足其需求的能力。我们将分析全球性的环境挑战，如人口增长、资源枯竭、生物多样性丧失以及日益严峻的气候变化，并探讨这些挑战对社会经济发展带来的潜在风险。 第二部分：水污染控制与水资源管理 水是生命之源，水资源的保护与有效利用是环境工程的核心议题之一。本书的第三章“水化学与水污染”将系统介绍水体的基本化学性质，包括水的结构、溶解性、酸碱性、氧化还原反应等。在此基础上，我们将深入研究各类水污染物，如有机污染物、无机污染物（重金属、营养盐）、病原微生物以及新兴污染物（如药物残留、微塑料）。我们将解析这些污染物在水体中的迁移、转化和归趋，以及它们对人类健康和生态系统造成的危害。 第四章“给水处理工程”将聚焦于饮用水的净化过程。从水源地的选择与保护开始，我们将详细介绍各种给水处理工艺，包括混凝沉淀、过滤、消毒（如氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒）、软化、除氟、除砷等。本书将深入剖析每种工艺的原理、设计参数、操作要点以及优缺点，并结合实际案例进行讲解。例如，在讲解混凝沉淀时，我们会深入分析不同絮凝剂的作用机制，以及影响沉淀效果的因素（如pH值、温度、搅拌强度等）。 第五章“废水处理工程”是本书的另一重点。我们将详细介绍城市污水和工业废水的组成特点，以及其对环境的潜在影响。随后，本书将系统阐述各类废水处理技术，包括物理处理（筛分、沉淀、浮选、曝气）、化学处理（中和、氧化还原、吸附、离子交换）以及生物处理（厌氧消化、好氧生物膜法、活性污泥法）。特别是对于活性污泥法，我们将深入探讨其微生物学基础、工艺流程、污泥处理与处置，以及常见的运行问题与解决对策。此外，本书还将介绍高级处理技术，如膜分离技术（微滤、超滤、纳滤、反渗透）、高级氧化技术（臭氧-紫外、 Fenton 反应）以及营养盐去除技术，以满足日益严格的废水排放标准。 第六章“水资源管理与保护”将从更广阔的视野探讨水资源的合理利用。我们将分析水循环的基本原理，以及水资源在时间和空间上的分布不均。本书将介绍水资源评估、供需平衡分析、水权制度、节水技术（如农业节水、工业节水、生活节水）以及非常规水源利用（如雨水收集、再生水利用、海水淡化）。同时，我们将探讨河湖水系保护、地下水保护以及水土流失防治等议题。 第三部分：大气污染控制与空气质量管理 大气是人类赖以生存的重要环境要素。第七章“大气化学与大气污染”将系统介绍大气的组成、结构以及空气污染的物理化学过程。我们将重点关注主要的大气污染物，如颗粒物（PM2.5、PM10）、气态污染物（SO2、NOx、CO、VOCs、O3）以及挥发性有机物。本书将解析这些污染物的来源（如工业排放、交通排放、农业活动、自然源），它们在大气中的转化（如光化学反应、氧化反应），以及它们对人体健康（呼吸系统疾病、心血管疾病）、生态系统（酸雨、对流层臭氧）和材料（腐蚀）的影响。 第八章“烟气净化技术”将集中讲解工业锅炉、窑炉等排放的烟气的净化方法。我们将详细介绍各种除尘技术，如重力沉降、惯性碰撞、离心分离、湿式除尘（喷淋塔、洗涤塔）以及干式除尘（袋式除尘器、电除尘器）。对于气态污染物的控制，本书将深入讲解脱硫技术（如湿法脱硫、干法脱硫）、脱硝技术（如选择性催化还原SCR、选择性非催化还原SNCR）以及VOCs的控制技术（如吸附、催化氧化、热力氧化）。 第九章“室内空气质量与污染控制”将关注我们日常生活中密切相关的室内环境。我们将分析室内空气的主要污染源，如建筑材料释放的甲醛、苯系物，家具和装饰品释放的挥发性有机化合物，以及来自室外的颗粒物和有害气体。本书将介绍室内空气质量标准，并详细讲解通风换气、空气净化器（如HEPA过滤器、活性炭过滤器、紫外线消毒）以及植物净化等方法。 第四部分：固体废弃物管理与污染防治 固体废弃物的产生与处理是现代社会面临的严峻挑战。第十章“固体废弃物产生、特性与环境影响”将分析各类固体废弃物的来源，包括生活垃圾、工业固体废物、危险废物、建筑垃圾等。我们将探讨这些废弃物的物理、化学和生物特性，以及它们对土壤、地下水和大气造成的污染。本书将强调“减量化、再利用、资源化”的“3R”原则，并分析不当的固体废物处置方式（如填埋、露天堆放）带来的环境风险，如渗滤液污染、恶臭、病原体传播等。 第十一章“固体废弃物处理与处置技术”将全面介绍目前主流的固体废弃物处理技术。对于填埋，我们将详细介绍卫生填埋场的选址、设计、运行和封场管理，以及渗滤液和填埋气体的处理。对于资源化利用，本书将重点讲解垃圾的分类、分选技术，以及废物的回收利用（如废纸、塑料、金属的回收）和能源化利用（如垃圾焚烧发电、厌氧消化生产沼气）。对于危险废物的安全处置，我们将介绍其特殊的收集、贮存、运输和处理要求。 第五部分：土壤与地下水污染防治 土壤是农业生产的基础，也是生态系统的重要组成部分。第十二章“土壤与地下水化学及污染”将分析土壤的物理、化学和生物性质，以及地下水的形成、流动和补给。本书将深入探讨各类土壤与地下水污染物，包括重金属（铅、镉、汞）、有机污染物（农药、石油烃、多氯联苯）、放射性物质和酸性物质。我们将解析污染物在土壤中的吸附、解吸、淋溶、挥发等迁移转化过程，以及它们对农产品安全、饮用水源和生态健康的威胁。 第十三章“土壤与地下水修复技术”将重点介绍修复受污染土壤和地下水的常用技术。本书将分类介绍物理修复（如挖掘、固化/稳定化、异位洗脱）、化学修复（如氧化还原修复、化学淋洗、植物修复）以及生物修复（如原地生物修复、异位生物修复）。我们将深入分析各种修复技术的原理、适用条件、优缺点以及成本效益。例如，在讲解植物修复时，我们将介绍超富集植物的应用，以及植物如何通过吸收、转化或固定污染物。 第六部分：环境监测与评估 为了有效管理和保护环境，准确的环境监测与评估是必不可少的。第十四章“环境监测技术”将详细介绍各种环境监测方法和仪器。我们将讲解大气、水体、土壤和噪声等环境要素的采样技术、样品前处理方法以及分析测试技术。本书将介绍各种分析仪器，如气相色谱仪（GC）、液相色谱仪（HPLC）、原子吸收光谱仪（AAS）、质谱仪（MS）等。此外，还将介绍遥感技术和地理信息系统（GIS）在环境监测中的应用。 第十五章“环境影响评价与风险评估”将系统阐述环境影响评价（EIA）的程序、内容和方法。我们将分析建设项目可能产生的环境影响，并提出减缓和补偿措施。本书还将介绍环境风险评估的概念、步骤和常用方法，包括危害识别、剂量-效应评估、暴露评估和风险表征。我们将重点关注化学品风险评估、生态风险评估以及人为活动带来的环境风险。 第七部分：环境管理与政策法规 技术手段的实施离不开有效的管理和完善的政策法规。第十六章“环境管理体系与工具”将介绍ISO 14001等环境管理体系标准，以及生命周期评价（LCA）、绿色化学、清洁生产等环境管理工具。我们将探讨如何通过科学的管理方法，实现环境绩效的持续改进。 第十七章“环境法律法规与政策”将梳理国内外重要的环境法律法规框架，包括环境保护法、水污染防治法、大气污染防治法、固体废物污染环境防治法等。本书将分析环境法规在污染控制、资源保护和生态建设中的作用，并探讨环境经济政策，如排污收费、环境税、绿色信贷等，以及它们对促进环境行为改变的影响。 结论 《环境工程与科学原理》以其全面、深入的视角，系统地梳理了环境工程与科学领域的核心知识体系。本书不仅关注理论原理，更强调其实践应用，旨在为读者提供解决复杂环境问题的坚实基础，并培养他们成为具备创新思维和责任感的环境专业人才。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解人与自然和谐共生的重要性，并为建设一个更清洁、更健康、更可持续的地球贡献自己的力量。

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这本书的理论深度和广度令人印象深刻。作者对环境工程学和科学的理解之透彻，不仅体现在对基础原理的严谨阐述上，更在于其对复杂系统互动的精妙剖析。我尤其欣赏它在流体力学、化学反应动力学以及生态毒理学这几个核心领域的平衡处理。读起来就像是跟随一位经验丰富、知识渊博的导师在进行一次结构严谨的学术漫步，每一个章节都像是精心设计的拼图块，最终拼凑出一个宏大而清晰的环境系统全貌。例如，在水处理部分，它并未止步于传统的活性污泥法介绍，而是深入探讨了膜生物反应器（MBR）和高级氧化工艺（AOPs）的最新进展及其在应对新兴污染物方面的挑战，这种前瞻性视角对于我们这些试图在快速变化的技术前沿工作的人来说，是无价之宝。此外，书中对于风险评估和决策制定的框架性阐述，为实际工程应用提供了坚实的理论基石，让枯燥的数学模型变得有血有肉，更贴近现实中的不确定性。

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如果用一个词来形容这本书给我的总体感受，那就是“扎实且富有启发性”。它的排版和图表设计非常精良，那些复杂的化学平衡图和污染物迁移模型图清晰易懂，大大减轻了视觉负担。文字的组织层次分明，索引和术语表做得极其详尽，方便随时查阅和回顾。然而，这本书的价值远超其作为参考手册的职能。它激发了我对环境科学研究的更深层次的兴趣，促使我去思考那些尚未被解决的难题，比如微塑料的长期生态效应，或是碳捕获与封存技术的经济可行性。它不仅传授了知识，更重要的是，它培养了一种批判性的探究精神，鼓励读者去质疑既有的假设，去探索更优化的解决方案。对于任何严肃对待环境工程领域的人士而言，这本书绝对是案头不可或缺的基石读物，它的内容厚度保证了它能够陪伴我度过职业生涯的多个阶段。

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这本书的叙述风格非常引人入胜，完全颠覆了我对传统教科书的刻板印象。它不是那种干巴巴、只罗列公式和图表的堆砌之作，而是充满了一种对自然世界的好奇心和解决现实问题的热情。作者似乎非常擅长讲故事，将那些看似抽象的环境问题，比如大气颗粒物的传输路径，或是地下水污染羽的迁移扩散，描绘得生动具体，让人仿佛能亲眼看到污染物的行为轨迹。这种叙事手法极大地降低了初学者的学习门槛，同时又不牺牲内容的严谨性。我常常在深夜里被书中某一处的巧妙类比或一个恰如其分的工程案例所吸引，忍不住一口气读完好几个章节。特别是关于可持续发展和环境伦理的讨论，处理得极其微妙和深刻，它提醒着我们，工程不仅是关于“如何建造”，更是关于“为何而建”以及“对未来有何影响”的哲学思考。

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从实用性的角度来看，这本教材的案例分析部分简直是教科书级别的典范。它不仅仅是罗列了“成功”或“失败”的工程案例，而是深入挖掘了背后的设计逻辑、运行参数的调整过程以及突发事件的应急响应。对于我这种需要将理论快速转化为现场操作的工程师来说，这种详尽的“解剖”分析极其宝贵。比如，书中对某一大型工业废水处理厂的pH值控制失灵事件的分析，详细列出了从采样数据、模型预测到最终找到传感器漂移这个“真凶”的全过程，每一步的推理都清晰可见，让人学到如何进行有效的故障排查。相比于其他只提供结果的书籍，这本书教会了我如何“像个科学家那样思考”和“像个工程师那样解决问题”。它提供了一种方法论，而不是一套固定的食谱，这才是真正有价值的学习体验。

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我必须强调这本书在跨学科融合方面的卓越表现。环境工程的本质就是多学科的交汇点，而这本书完美地体现了这一点。它没有将水、气、固废等领域割裂开来，而是通过共同的主题——物质循环与能量平衡——将它们巧妙地串联起来。举例来说，当讨论土壤修复时，它自然而然地引入了微生物降解的生化过程，随后又衔接到风险评估中的暴露途径分析，最后落脚于相关的环境法规。这种无缝衔接的知识结构，极大地拓宽了我的思维边界。我感受最深的是它对“系统思维”的强调，不再将环境问题视为孤立的“污染源-处理厂”的线性关系，而是将其置于更广阔的社会经济和生态系统中进行考量。这种全局观对于应对气候变化和资源循环利用这类宏大议题至关重要。

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