环境科学与工程原理 翻译版PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 什么是环境科学 1

1.1.1 自然科学 1

1.1.2 环境科学 1

1.1.3 定量环境科学 1

1.2 什么是环境工程 2

1.2.1 什么是工程 2

1.2.2 关于环境工程 2

1.3 历史的观点 3

1.4 环境工程师与环境科学家如何一起工作 4

1.5 环境科学与工程引论 4

1.5.1 本书的主题 4

1.5.2 本书内容提要 5

1.5.3 国际单位制 5

1.6 环境系统概论 6

1.6.1 系统 6

1.6.2 水资源管理系统 7

1.6.3 空气资源管理系统 11

1.6.4 固体废物管理 12

1.6.5 多介质系统 13

1.6.6 可持续性 13

1.7 环境立法与法规 14

1.7.1 环境政策 14

1.7.2 野生动植物及其栖息地保护 14

1.7.3 水质管理 15

1.7.4 空气质量管理 21

1.7.5 噪声污染控制 25

1.7.6 固体废物管理 26

1.7.7 危险废物管理 27

1.7.8 原子能与辐射管理 29

1.8 环境伦理 30

本章复习 32

问题讨论 32

补充阅读材料 34

参考文献 34

第2章 化学 35

2.1 引言 35

2.2 基础化学概念 36

2.2.1 原子、元素和元素周期表 36

2.2.2 化学键和分子间作用力 37

2.2.3 摩［尔］、摩［尔］单位和活度单位 38

2.2.4 化学反应和化学计量学 39

2.2.5 化学平衡 46

2.2.6 反应动力学 57

2.3 有机化学 62

2.3.1 烷烃、烯烃和炔烃 62

2.3.2 芳香族化合物 64

2.3.3 官能团和化合物分类 65

2.4 水化学 65

2.4.1 水的物理性质 66

2.4.2 溶液杂质的状态 67

2.4.3 水溶液或水悬浮液中的浓度单位 68

2.4.4 缓冲溶液 70

2.5 土壤化学 76

2.6 大气化学 78

2.6.1 关于气体的基础理论 79

本章复习 81

习题 83

问题讨论 88

补充阅读材料 89

参考文献 90

第3章 物质与能量平衡 91

3.1 引言 91

3.2 物质和能量守恒理论 91

3.2.1 物质守恒 91

3.2.2 能量守恒 92

3.2.3 物质和能量守恒 92

3.3 物质平衡 92

3.3.1 基本原理 92

3.3.2 时间因素 94

3.3.3 更复杂的系统 95

3.3.4 效率 97

3.3.5 混合状态 100

3.3.6 包含反应 103

3.3.7 反应器 107

3.3.8 反应器分析 109

3.4 能量平衡 117

3.4.1 热力学第一定律 117

3.4.2 基本原理 118

3.4.3 热力学第二定律 126

本章复习 128

习题 129

问题讨论 133

补充阅读材料 133

参考文献 134

第4章 生态系统 135

4.1 引言 135

4.2 人类对生态系统的影响 136

4.3 能量流和物质流 137

4.3.1 生物积累 142

4.4 营养物循环 143

4.4.1 碳循环 143

4.4.2 氮循环 145

4.4.3 磷循环 148

4.4.4 硫循环 149

4.5 种群动态变化 150

4.5.1 细菌种群生长 150

4.5.2 动物种群动态变化 154

4.5.3 人口动态变化 158

4.6 湖泊：生态系统中物质和能量循环的一个例子 162

4.6.1 深湖的分层和翻腾作用 162

4.6.2 生物层 164

4.6.3 湖泊生产力 165

4.6.4 富营养化 169

4.7 保护生态系统的环境法 171

本章复习 172

习题 173

问题讨论 175

补充阅读材料 175

参考文献 176

第5章 风险认知、评估及管理 177

5.1 引言 177

5.2 风险认知 177

5.3 风险评估 181

5.3.1 资料收集与评价 181

5.3.2 毒性评估 181

5.3.3 暴露评估 187

5.3.4 风险特征分析 192

5.4 风险管理 193

本章复习 193

习题 194

问题讨论 195

补充阅读材料 196

参考文献 196

第6章 水文学 197

6.1 水文学基础知识 197

6.1.1 水文循环 197

6.2 降水、蒸发、入渗和河水流量的测量 205

6.2.1 降水 205

6.2.2 蒸发 208

6.2.3 入渗 210

6.2.4 河水流量 213

6.3 地下水水文学 215

6.3.1 含水层 216

6.4 地下水流 221

6.5 地表水和地下水作为供水水源 224

本章复习 225

习题 227

问题讨论 228

补充阅读材料 228

第7章 地质和土壤资源 229

7.1 概述 229

7.2 岩石圈 229

7.3 矿物浓缩 230

7.3.1 火成活动 230

7.3.2 风化作用 231

7.3.3 沉积过程 231

7.3.4 沉淀作用 231

7.4 岩石和矿产资源 231

7.4.1 储量 231

7.4.2 环境影响 233

7.4.3 资源保护 235

7.5 能源资源 237

7.5.1 煤的形成 238

7.5.2 石油的形成 239

7.5.3 化石燃料储量 240

7.5.4 核能 241

7.5.5 环境影响 241

7.5.6 地形影响 245

7.5.7 替代能源资源 245

7.5.8 能源保护 248

7.6 土壤的形成和性质 251

7.6.1 风化作用 251

7.6.2 土壤组分 251

7.6.3 土壤性质 257

7.7 土壤资源 261

7.7.1 能量储存 261

7.7.2 植物生产 262

7.8 可持续性参数 263

7.8.1 营养物的循环 263

7.8.2 土壤酸度 265

7.8.3 土壤盐度 265

7.8.4 质地和结构 266

7.9 土壤保持 266

7.9.1 土壤管理 266

7.9.2 土壤侵蚀 268

本章复习 272

习题 273

问题讨论 275

补充阅读材料 276

参考文献 276

第8章 水质管理 277

8.1 引言 277

8.2 水中污染物及其来源 278

8.2.1 点源 278

8.2.2 面源 278

8.2.3 耗氧物质 278

8.2.4 营养物质 279

8.2.5 病原微生物 279

8.2.6 悬浮固体 279

8.2.7 盐类 280

8.2.8 毒性金属与毒性有机物 280

8.2.9 内分泌干扰物 280

8.2.10 砷 281

8.2.11 热 282

8.3 河流水质管理 283

8.3.1 耗氧物质对河流的影响 283

8.3.2 生化需氧量 284

8.3.3 BOD的实验室测量 287

8.3.4 关于BOD的其他说明 290

8.3.5 氮的氧化 292

8.3.6 氧垂曲线 293

8.3.7 营养物质对河流水质的影响 308

8.4 湖泊水质管理 309

8.4.1 湖泊中磷的控制 309

8.4.2 湖泊酸化 312

8.5 河口水质 319

8.6 海洋水质 320

8.7 地下水水质 323

8.7.1 地下水中污染物迁移 323

本章复习 328

习题 328

问题讨论 332

补充阅读材料 333

参考文献 333

第9章 水处理 335

9.1 引言 335

9.1.1 水质 336

9.1.2 物理性质 337

9.1.3 化学性质 338

9.1.4 微生物学性质 338

9.1.5 放射性 339

9.1.6 水质标准 339

9.1.7 水的分类与处理系统 340

9.2 快混、絮凝和混凝 342

9.2.1 胶体稳定性和胶体脱稳 342

9.2.2 混凝剂 343

9.2.3 混合和絮凝 345

9.3 软化 349

9.3.1 硬度 349

9.3.2 石灰-苏打软化 354

9.3.3 离子交换软化 357

9.4 沉淀 359

9.4.1 概述 359

9.4.2 vs的确定方法 361

9.4.3 v0的确定方法 361

9.5 过滤 363

9.6 消毒 365

9.6.1 消毒动力学 366

9.6.2 消毒剂和消毒副产物 366

9.6.3 水中加氯反应 367

9.6.4 二氧化氯 368

9.6.5 臭氧 368

9.6.6 紫外线照射 369

9.7 饮用水的其他处理工艺 369

9.7.1 膜工艺 369

9.7.2 高级氧化工艺 369

9.7.3 炭吸附 369

9.7.4 曝气 370

9.8 水厂废物管理 371

9.8.1 质量平衡分析 371

9.8.2 污泥处理 373

9.8.3 最终处置 378

本章复习 378

习题 379

问题讨论 381

补充阅读材料 382

参考文献 382

第10章 废水处理 384

10.1 概述 384

10.2 废水的特性 384

10.2.1 生活污水的物理特性 384

10.2.2 生活污水的化学特性 385

10.2.3 工业废水的特性 386

10.3 现场处置系统 387

10.3.1 带水的现场处理和处置系统 387

10.3.2 不利场所条件的现场处理和处置系统 391

10.3.3 其他现场处理和处置选择 393

10.3.4 不带水的现场处理和处置系统 393

10.4 城市废水处理系统 395

10.4.1 工业废水预处理 396

10.5 预处理单元操作 397

10.5.1 格栅 397

10.5.2 沉砂池 397

10.5.3 破碎机 398

10.5.4 调节池 398

10.6 一级处理 402

10.7 二级处理单元过程 404

10.7.1 概述 404

10.7.2 微生物的作用 404

10.7.3 微生物的分类 404

10.7.4 废水处理中的重要微生物 405

10.7.5 细菌的代谢 405

10.7.6 污染物的分解 406

10.7.7 微生物生长动力学 408

10.7.8 滴滤池法 409

10.7.9 活性污泥法 411

10.7.10 氧化塘 423

10.7.11 生物转盘 424

10.8 消毒 425

10.9 废水三级处理 426

10.9.1 过滤 426

10.9.2 活性炭吸附 427

10.9.3 除磷 427

10.9.4 脱氮 428

10.10 土地处理 429

10.10.1 慢速率 430

10.10.2 地表水流 431

10.10.3 快速渗入 431

10.11 污泥处理 431

10.11.1 污泥来源与特性 432

10.11.2 污泥固体含量的计算 432

10.11.3 污泥处理过程 433

10.12 污泥处置 439

10.12.1 最终处置 439

10.12.2 地面散布 440

10.12.3 填埋 440

10.12.4 专用场地处置 440

10.12.5 利用 440

10.12.6 污泥处置法规 440

本章复习 441

习题 442

问题讨论 445

补充阅读材料 445

参考文献 446

第11章 空气污染 448

11.1 空气污染概述 448

11.2 基础知识 448

11.2.1 压力关系与测量单位 448

11.2.2 相对尺寸 448

11.2.3 绝热膨胀和压缩 449

11.3 空气污染标准 449

11.4 空气污染物的影响 456

11.4.1 对材料的影响 456

11.4.2 对植物的影响 457

11.4.3 对健康的影响 459

11.5 空气污染物的来源和归宿 463

11.5.1 一氧化碳 463

11.5.2 有害空气污染物 464

11.5.3 铅 464

11.5.4 二氧化氮 464

11.5.5 光化学氧化剂 465

11.5.6 硫氧化物 465

11.5.7 颗粒物 467

11.6 微观和宏观空气污染 467

11.6.1 室内空气污染 468

11.6.2 酸雨 470

11.6.3 臭氧消耗 472

11.6.4 全球变暖 473

11.7 空气污染气象学 475

11.7.1 大气发动机 475

11.7.2 湍流 476

11.7.3 稳定度 477

11.7.4 地形影响 479

11.8 大气扩散作用 481

11.8.1 影响空气污染物扩散的因素 481

11.8.2 扩散模型 482

11.9 室内空气质量模型 489

11.10 固定源的空气污染控制 491

11.10.1 气态污染物 491

11.10.2 烟气脱硫 495

11.10.3 氮氧化物控制技术 495

11.10.4 颗粒污染物 496

11.11 移动源的空气污染控制 500

11.11.1 发动机原理 500

11.11.2 机动车排放量的控制 501

11.12 废物最小化 503

本章复习 504

习题 505

问题讨论 506

补充阅读材料 507

参考文献 507

第12章 固体废物工程 510

12.1 概述 510

12.1.1 废物产生量 510

12.2 固体废物特性 511

12.3 固体废物管理 515

12.4 固体废物收集 516

12.5 废物作为资源 516

12.5.1 背景与概况 516

12.5.2 绿色化学和绿色工程 518

12.5.3 循环 518

12.5.4 堆肥化 522

12.5.5 源头减量 523

12.6 固体废物减量 525

12.6.1 燃烧过程 525

12.6.2 焚烧炉类型 526

12.6.3 公共健康与环境问题 529

12.6.4 其他热处理过程 530

12.7 卫生填埋处置 530

12.7.1 场址选择 532

12.7.2 填埋方法 533

12.7.3 环境考虑 535

12.7.4 渗滤液 535

12.7.5 甲烷及其他气体产生 539

12.7.6 填埋场设计 541

12.7.7 填埋场关闭 542

本章复习 543

习题 544

问题讨论 545

补充阅读材料 546

参考文献 547

第13章 危险废物管理 549

13.1 危险废物 549

13.1.1 二噁英和多氯联苯 549

13.2 美国环保局危险废物指标系统 552

13.3 RCRA和HSWA 554

13.3.1 美国国会危险废物法案 554

13.3.2 “从摇篮到坟墓”的概念 555

13.3.3 生产者的必要条件 555

13.3.4 运输者法规 557

13.3.5 处理、储存和处置的必要条件 557

13.3.6 地下储槽 559

13.4 CERCLA和SARA 560

13.4.1 超级基金 560

13.4.2 国家优先清单 560

13.4.3 危险等级系统 561

13.4.4 国家应急计划 561

13.4.5 责任 562

13.4.6 超级基金修正案和重新授权法案 563

13.5 危险废物管理 564

13.5.1 废物减量化 564

13.5.2 废物交换 567

13.5.3 废物循环利用 567

13.6 处理技术 568

13.6.1 生物处理 568

13.6.2 化学处理 570

13.6.3 物理／化学处理 573

13.6.4 焚烧处理 579

13.6.5 固化／稳定化处理 586

13.7 土地处置 587

13.7.1 深井注入 587

13.7.2 土地处理 587

13.7.3 安全填埋 587

13.8 地下水污染和修复 591

13.8.1 污染过程 591

13.8.2 EPA地下水修复方案 592

13.8.3 减缓及处理 594

本章复习 595

习题 597

问题讨论 603

补充阅读材料 603

参考文献 604

第14章 农业与环境 606

14.1 引言 606

14.2 地表水和地下水资源的耗竭 607

14.2.1 水利用 607

14.2.2 地面沉降 607

14.3 土壤侵蚀 608

14.4 水质 612

14.4.1 盐渍化 612

14.4.2 营养物 614

14.4.3 农药 617

14.5 空气质量 621

14.5.1 颗粒物排放 621

14.5.2 氨的释放 621

14.5.3 恶臭化合物 622

14.5.4 温室气体 622

14.5.5 对臭氧层的影响 623

14.5.6 农药 623

14.6 动物废物管理 624

14.6.1 粪便处理和存储 624

14.6.2 动物集中饲养作业 624

14.6.3 最佳管理实践 625

14.6.4 粪肥施用 625

本章复习 626

习题 627

问题讨论 628

补充阅读材料 629

参考文献 629

第15章 噪声污染 630

15.1 引言 630

15.1.1 声波的性质 631

15.1.2 声功率和声强 632

15.1.3 声级和分贝 633

15.1.4 噪声的特征 635

15.2 噪声对人的影响 640

15.2.1 听觉机理 640

15.2.2 正常听力 643

15.2.3 听力损伤 645

15.2.4 损伤-危险标准 648

15.2.5 语言交流干扰 649

15.2.6 烦恼 649

15.2.7 睡眠干扰 651

15.2.8 对工作效率的影响 652

15.2.9 声音的私密性 652

15.3 等级评估系统 652

15.3.1 噪声评估系统的目标 652

15.3.2 LN概念 653

15.3.3 Leq概念 654

15.4 社区噪声源及其标准 655

15.4.1 运输噪声 655

15.4.2 其他内燃机 657

15.4.3 建筑工程噪声 658

15.4.4 分区和位置考虑 659

15.4.5 保护健康和福利的噪声级 659

15.5 室外声音的传播 660

15.5.1 距离衰减 660

15.5.2 声源辐射场 661

15.5.3 方向性 661

15.5.4 声音在空气中的传播 662

15.6 交通噪声预测 667

15.6.1 Leq预测 667

15.6.2 Ldn预测 667

15.7 噪声控制 667

15.7.1 声源-途径-接受者概念 667

15.7.2 通过设计控制噪声源 668

15.7.3 在声音传播途径上控制噪声 670

15.7.4 通过调整控制噪声 672

15.7.5 保护接受者 672

本章复习 673

习题 674

问题讨论 677

补充阅读材料 677

参考文献 678

第16章 电离辐射 679

16.1 基础知识 679

16.1.1 原子结构 679

16.1.2 放射性与辐射 681

16.1.3 放射性衰变 682

16.1.4 放射性同位素 685

16.1.5 核裂变 686

16.1.6 X射线的产生 687

16.1.7 辐射剂量 689

16.2 电离辐射的生物效应 691

16.2.1 生物效应的形式 691

16.2.2 生物效应的决定因素 692

16.2.3 急性效应 693

16.2.4 剂量与急性辐射综合症的关系 694

16.2.5 延迟效应 694

16.2.6 遗传效应 696

16.3 辐射标准 698

16.4 辐射照射 700

16.4.1 外部与内部辐射危害 700

16.4.2 自然背景 700

16.4.3 X射线 702

16.4.4 放射性核素 702

16.4.5 核反应堆运行 702

16.4.6 放射性废物 703

16.5 辐射防护 703

16.5.1 降低外部辐射危害 703

16.5.2 降低内部辐射危害 708

16.6 放射性废物 711

16.6.1 废物种类 711

16.6.2 高放废物管理 711

16.6.3 废物隔离中试厂 712

16.6.4 低放废物管理 712

16.6.5 长期管理与控制 716

本章复习 718

习题 719

问题讨论 720

补充阅读材料 720

参考文献 721

附录A 空气、水和其他化学物质的性质 722