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环境生态工程

作者:朱端卫

出版时间: 2017年9月1日

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本书可免费在线阅读前2章,及其他章节的前2页。

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图书信息

本书本着生态与环境持续、和谐发展的理念,在确保系统范围内生态平衡的基础上,整合环境工程技术以综合解决与生态失衡息息相关的非单纯环境问题。全书突出了生物与工程技术相辅相成的特色,贯穿理论性、实践性和可操作性并举的授渔导向。本书共分9章,分别为概论、环境生态工程基本原理及设计基础、湿地环境生态工程、水环境生态工程、流域环境生态工程、固体废物的环境生态工程、生物质处理及利用工程、大气环境生态工程和环境生态工程综合设计与实验。

人类社会进入21世纪以来,环境与生态问题被提到前所未有的高度,这不仅是人们对当今人口激增、工业高度发展、肥料和农药过度使用、农产品加工、资源过度消耗等环节于人类生存环境不利的一种担忧,同时也是人们将日新月异的科学技术加快应用于环境污染治理的一种坚定表现。于是乎,通过研究与实践,部分科研工作者在防治环境污染和提高环境质量过程中将注视的目光由工业点源污染防控转向广大城乡、江河湖库面源污染治理的广阔空间,更加注重利用自然力量来修复各种环境污染,以确保人类社会沿着环境优化、生态和谐的方向持续发展。
实际上,在20世纪下半叶人们逐渐从对环境监测和环境影响评估的描述性工作中走了出来,在控制论、系统论的前提下,应用基础工程学、物理学及化学等学科研究的进展为环境工程提供了基本概念和原理;面对环境变化对生态系统的负面影响,同样利用控制论、系统论等理论对基础生态学和应用生态学进行了拓展,形成了生态工程。时至今日,环境污染物的散布已在大尺度空间上深刻影响着生态系统平衡和安全;另一方面,人们加强了对生物在群体上与污染物的转化、消失的关系的认识,从而利用生物多样性及生物措施来减少污染物在环境中的传递,这一工作综合了环境工程和生态工程的作用,形成了环境生态工程基本理论和方法。
部分高等院校开设环境工程专业的时钟随着21世纪的到来才被敲响。此时,环境工程的理论和方法都已成熟,而这一专业培养的学生在实践中将更多遇到大尺度空间上环境问题的挑战。他们在面对农村环境问题和农业面源污染时要有所作为,发挥生物学特色的优势来解决实际问题,创新解决问题的方式与方法。我们编写《环境生态工程》(Eco-Environmental Engineering)教材,希望通过本课程的学习,环境生态工程、环境工程等专业的学生能够掌握本书介绍的方法和原理,在此基础上通过阅读案例和进行相关实验,能更好地理解环境生态工程的作用,为将来解决广大城乡、江河湖库面源污染问题打下坚实的基础。
本书第1章及第9章实验3由朱端卫编写;第2章2.1~2.4节、第5章由万小琼编写;第3章由华玉妹、崔理华编写;第9章实验1由华玉妹编写;第2章2.5节、第4章4.1~4.3节及第9章实验5由赵建伟编写;第4章4.4、4.5节由蔡建波编写;第6章及第9章实验2由王砚编写;第7章及第9章实验4由周文兵编写;第8章由向荣彪、杨钙仁编写;第9章实验6由向荣彪编写。全书由朱端卫汇总、修定,蔡建波对部分图表进行了重新编辑,刘广龙提供了部分资料,石巍方对第9章实验3的部分概念进行了完善,北京师范大学的刘静玲教授对第5章进行了审定,东北师范大学的盛连喜教授对全书进行了审定,在此一并致谢。
由于我们水平有限,而本书内容涉及的领域广泛且又是一门交叉的新兴学科,其中有些论点并非完全成熟、方法并非完善、内容取舍并非完全恰当,编写过程难免有疏漏之处,敬请本书读者批评指正。
朱端卫

  • 第1章 概论
    • 1.1 环境生态工程的产生背景及其相关理念
    • 1.2 环境生态工程的学科任务
      • 1.2.1 环境生态工程的定义
      • 1.2.2 环境生态工程的课程任务
    • 1.3 环境生态工程的研究进展
      • 1.3.1 国内外环境生态工程概述
      • 1.3.2 环境生态工程在我国的发展前景
  • 第2章 环境生态工程基本原理及设计基础
    • 2.1 环境生态工程的核心原理
      • 2.1.1 整体性原理
      • 2.1.2 协调与平衡原理
      • 2.1.3 自生原理
      • 2.1.4 循环再生原理
    • 2.2 环境生态工程的生态学原理
      • 2.2.1 层次性原理
      • 2.2.2 生物多样性原理
      • 2.2.3 限制因子原理
      • 2.2.4 边缘效应原理
      • 2.2.5 景观生态原理
    • 2.3 环境生态工程的工程学原理
      • 2.3.1 太阳能充分利用原理
      • 2.3.2 水资源循环利用原理
      • 2.3.3 绿色工艺原理
      • 2.3.4 生物有效配置原理
    • 2.4 环境生态工程的经济学原理
      • 2.4.1 生态经济平衡原理
      • 2.4.2 生态经济价值原理
      • 2.4.3 生态经济效益原理
    • 2.5 环境生态工程设计基础
      • 2.5.1 环境生态工程设计原则
      • 2.5.2 环境生态工程设计路线
      • 2.5.3 设计技术路线
  • 第3章 湿地环境生态工程
    • 3.1 湿地环境
      • 3.1.1 湿地概念与类型
      • 3.1.2 湿地生态系统功能
    • 3.2 人工湿地对污染物处理的强化功能
      • 3.2.1 悬浮物的去除机理
      • 3.2.2 有机物的去除机理
      • 3.2.3 氮的去除机理
      • 3.2.4 磷的去除机理
      • 3.2.5 重金属离子的去除机理
      • 3.2.6 病原微生物的去除机理
    • 3.3 人工湿地的设计与施工
      • 3.3.1 基本概念
      • 3.3.2 人工湿地的工艺组合、设计程序及其参数
      • 3.3.3 面积设计
      • 3.3.4 填料与防渗设计
      • 3.3.5 集配水与通气的设计
      • 3.3.6 湿地植物的选择
      • 3.3.7 施工
    • 3.4 人工湿地运行与管理
      • 3.4.1 运行调试
      • 3.4.2 特殊控制
      • 3.4.3 系统监测
      • 3.4.4 故障处理
      • 3.4.5 冬季管理
    • 3.5 人工湿地生态工程实例
      • 3.5.1 国外人工湿地污水处理技术应用
      • 3.5.2 人工湿地在国内的发展和应用
      • 3.5.3 水平潜流人工湿地工程案例
      • 3.5.4 垂直潜流人工湿地工程案例
      • 3.5.5 复合垂直潜流人工湿地工程案例
  • 第4章 水环境生态工程
    • 4.1 水环境类型及污染特征
      • 4.1.1 河流及其污染
      • 4.1.2 湖泊及其污染
      • 4.1.3 地下水及其污染
    • 4.2 河流生态工程
      • 4.2.1 生态河道构建
      • 4.2.2 生态河道护岸
      • 4.2.3 河流水体修复技术
    • 4.3 湖泊生态工程
      • 4.3.1 底泥疏浚与治理
      • 4.3.2 湖滨带修复
      • 4.3.3 污染湖泊水体治理技术
    • 4.4 地下水修复工程
      • 4.4.1 硝酸盐反硝化脱氮原理
      • 4.4.2 脱氮墙的结构设计
      • 4.4.3 反应介质的选择
      • 4.4.4 影响硝酸盐去除效果的主要因素
    • 4.5 脱氮沟案例
      • 4.5.1 脱氮沟设计
      • 4.5.2 土壤填料特性
      • 4.5.3 脱氮沟对硝酸盐的去除率分析
  • 第5章 流域环境生态工程
    • 5.1 流域及其环境问题
      • 5.1.1 流域的功能
      • 5.1.2 流域的特点
      • 5.1.3 流域环境问题
    • 5.2 流域环境生态工程设计
      • 5.2.1 流域环境生态工程设计的关键要素
      • 5.2.2 计算机支持下的协同设计
    • 5.3 流域环境生态工程的技术
      • 5.3.1 生态基流保障技术
      • 5.3.2 闸门调控技术
      • 5.3.3 联合调度技术
  • 第6章 固体废物的环境生态工程
    • 6.1 概述
      • 6.1.1 固体废物的来源与分类
      • 6.1.2 固体废物的特征
      • 6.1.3 固体废物的污染与处理方法
    • 6.2 好氧堆肥
      • 6.2.1 好氧堆肥的基本原理
      • 6.2.2 堆肥工艺过程及影响因素
      • 6.2.3 堆肥的方法
    • 6.3 厌氧消化
      • 6.3.1 厌氧消化的基本原理
      • 6.3.2 厌氧消化运行的影响因素
      • 6.3.3 厌氧消化工艺分类
      • 6.3.4 厌氧消化系统
      • 6.3.5 沼气工程的工艺设计
      • 6.3.6 厌氧消化技术
  • 第7章 生物质处理及利用工程
    • 7.1 生物质处理及利用概述
      • 7.1.1 生物质的定义、特点和分类
      • 7.1.2 生物质的化学组成
      • 7.1.3 生物质处理及利用的内涵和特点
    • 7.2 生物质的化学处理及生物化学处理
      • 7.2.1 化学脱胶技术
      • 7.2.2 生物脱胶技术
    • 7.3 生物质吸附剂应用
      • 7.3.1 生物质吸附剂分类
      • 7.3.2 纤维素的化学改性
    • 7.4 生物质能源化应用
      • 7.4.1 生物质能的定义及特点
      • 7.4.2 生物质能源化利用的途径
      • 7.4.3 我国生物质能的发展概况
  • 第8章 大气环境生态工程
    • 8.1 大气污染概述
      • 8.1.1 大气组成
      • 8.1.2 大气污染
      • 8.1.3 大气污染物
      • 8.1.4 大气污染物对植物的危害
    • 8.2 植物对大气污染的抗性
      • 8.2.1 抗性类型
      • 8.2.2 抗性等级
      • 8.2.3 影响抗性的因素
    • 8.3 植物对大气污染的净化
      • 8.3.1 大气污染的植物修复过程与机理
      • 8.3.2 植物的滞尘效应
      • 8.3.3 植物对SO的净化
      • 8.3.4 植物对氟的吸收
      • 8.3.5 植物对NO的净化
    • 8.4 城市热岛效应
      • 8.4.1 城市热岛效应对植物的影响
      • 8.4.2 植物对热岛效应的影响
    • 8.5 防污绿化生态工程
      • 8.5.1 防污绿化生态工程设计的基本原理与原则
      • 8.5.2 防污植物的筛选
      • 8.5.3 防污绿化生态工程的植物配置
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第9章 环境生态工程综合设计与实验
    • 实验1 小型人工湿地系统设计
      • 一、设计目的
      • 二、设计任务
      • 三、设计要求
      • 四、思考题
    • 实验2 土地渗滤技术处理地表径流
      • 三、实验装置
      • 四、实验材料
      • 六、计算
      • 七、思考题
    • 实验3 脱氮床的构建及运行测试
      • 三、实验设计
      • 五、数据处理
    • 实验4 纤维素基黄原酸钙盐的制备及其对镉离子的吸附
      • 三、试剂
      • 四、材料与仪器
      • 五、实验步骤
    • 实验5 园林植物叶片滞尘量的比较分析
      • 三、材料和试剂
      • 四、实验步骤
      • 五、数据分析
      • 六、思考题
    • 实验6 浮水植物凤眼莲对污水的修复
      • 一、实验目的
      • 二、实验原理
      • 三、实验步骤
      • 四、结果分析
      • 五、思考题

本书可供高等院校环境生态工程专业、环境工程专业、环境科学专业及相关专业本科教学使用,也可供相关工程领域的研究人员、技术人员和管理人员参阅。

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