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目录 1

Ⅰ 基本原理 1

第1章　概述 1

1.1　什么是环境工程学？ 1

1.2　环境工程的研究领域 3

1.2.1　水质工程 4

1.2.2　空气质量工程 6

1.2.3　危险废物管理 8

1.3　背景知识和概念 10

1.3.1　浓度和其他度量单位 10

1.3.2　物质守恒 12

1.3.3　控制污染物浓度的因素 14

1.3.4　工程分析 14

1.3.5　控制机会 15

1.3.6　环境法规 16

1.3.7　精密度和准确度 17

1.3.8　量值：长度尺度和特征时间 18

参考文献 20

习题 21

第2章　水、空气及其中的杂质 25

2.1 水和水圈 25

2.2　空气和大气圈 29

2.3　环境介质中的杂质 32

2.3.1　溶解在水中的气体 33

2.3.2　空气中的水 33

2.3.3　酸、碱和氢离子 33

2.3.4　无机杂质 34

2.3.5　有机杂质 39

2.3.6　放射性核素 43

2.3.7　引起气味、味道和颜色的化合物 45

2.3.8　颗粒物 45

2.3.9　微生物 50

参考文献 53

习题 54

第3章　转化过程 59

3.1 重要概念 59

3.1.1　化学计量学 59

3.1.2　化学平衡 61

3.1.3　动力学 63

3.2　相变和分配 70

3.2.1　蒸气压 71

3.2.2 水中物质的溶解 72

3.2.3 吸附 76

3.3.1　酸-碱反应和氢离子 81

3.3.2　纯水的pH值 81

3.3　酸-碱反应 81

3.3.3　强酸和弱酸 82

3.3.4　碳酸盐系统 85

3.4　氧化-还原反应 90

3.4.1 氧化态 91

3.4.2　腐蚀 92

3.4.3　燃烧 94

3.4.4　大气氧化过程 97

3.4.5　微生物反应 100

参考文献 106

习题 107

4.1.1　污染物通量 121

第4章　迁移现象 121

4.1　基本概念和机制 121

4.1.2 平流 122

4.1.3　分子扩散 123

4.1.4　弥散作用 126

4.2　颗粒物的运动 131

4.2.1　颗粒物的阻力 131

4.2.2　重力沉降 133

4.2.3　布朗扩散 137

4.3　流体边界的传质作用 138

4.3.1　传质系数 139

4.3.2　空气-水界面的迁移 143

4.4　多孔介质中的迁移 146

4.4.1　多孔介质中的流体流动 147

4.4.2　多孔介质中的污染物迁移 150

参考文献 153

习题 153

第5章　迁移和转化模型 159

5.1　反应器模型 160

5.1.1　批次反应器 165

5.1.2　完全混合流动反应器（CMFR） 169

5.1.3　塞流式反应器（PFR） 173

5.1.4　一些复杂的例子 181

5.2.1　控制方程 188

5.2　超理想反应器：通用物质守恒模型 188

5.2.2　解决环境迁移问题的方法 191

参考文献 201

习题 202

Ⅱ 应用 215

第6章　水质工程 215

6.1　水质问题的本质 215

6.1.1　河流和溪流 216

6.1.2　湖泊和水库 220

6.1.3　地下水 224

6.1.4　海洋和河口 226

6.2　水质法规和处理系统综述 229

6.2.1　重要的美国联邦水法规 230

6.2.2 工程化的水质系统 231

6.3　物理处理方法 234

6.3.1　沉淀 234

6.3.2　通过颗粒状介质过滤 238

6.3.3　膜分离过程 242

6.4　化学和物理化学处理方法 246

6.4.1 消毒 246

6.4.2　凝聚和絮凝 252

6.4.3　有机分子的吸附 256

6.4.4　化学沉淀和离子交换 260

6.5　废水生物处理 265

6.5.1　活性污泥法 266

6.5.2　滴滤池 273

6.5.3　废水污泥的厌氧消化 275

参考文献 279

习题 281

第7章　空气质量工程 301

7.1　空气污染问题的实质 301

7.1.1　标准污染物 302

7.1.2　有害空气污染物 306

7.1.3　酸沉降 307

7.1.4　光化学烟雾 309

7.1.5　室内空气质量 313

7.1.6　全球变化 318

7.2　空气污染物排放与控制 323

7.2.1　排放的表征 324

7.2.2　燃烧产生的污染物 329

7.2.3　汽车排放 337

7.3　处理技术 342

7.3.1　颗粒物的控制装置 343

7.3.2　吸附应用于气体污染物的控制 350

7.4　空气质量模型 351

7.4.1　建模方法概述 351

7.4.2　高斯烟羽扩散模型 353

参考文献 363

习题 365

第8章　危险废物管理 376

8.1　概述 376

8.1.1　历史和案例研究 376

8.1.2　危险废物的规章制度 379

8.1.3　危险废物问题的重要性 386

8.1.4　危险废物来源 387

8.2　危险废物减量化 388

8.2.1　什么是废物减量化 388

8.2.3　废物减量化技术 389

8.2.2　为什么要废物减量化？ 389

8.2.4　废物减量化的管理工具 393

8.3　危险废物处理工艺 396

8.3.1　物理分离 396

8.3.2　化学处理 407

8.3.3　热处理 416

8.3.4　生物处理 425

8.4　危险废物处置 431

8.4.1　填埋 432

8.4.2　深井灌注 434

8.5　环境释放与修复 436

8.5.1　现场表征 438

8.5.2　定量风险分析 439

8.5.3　现场修复 443

参考文献 453

附加资料来源 455

习题 456

附录 465

附录A　环境工程学的基本数据 465

参考文献 468

附录B　电离辐射初步介绍 469

参考文献 473

C.1　纯的碳氢化合物 474

附录C　环境有机化合物的初步介绍 474

C.2　氧代有机化合物 476

C.3　卤代有机物 476

C.4　含硫或含氮的有机化合物 477

附录D　环境工程中的数学解答方法 479

D.1　常微分方程 479

D.1.1 常系数一阶线性方程 479

D.1.2　耦合一阶常微分方程 482

D.1.3　常微分方程的数值解法初步介绍 483

D.2　迁移问题中出现的偏微分方程 484

D.3　解平衡问题：非线性代数方程的根 487

D.4　基于对数尺度的数据处理 490

D.5　线性回归 492

参考文献 493

附录E　进一步探究转化过程 494

E.1 活度 494

E.2　吉布斯自由能和平衡常数 495

E.3　氧化还原反应的电极电位和自由能变化 497

E.4　活化能和温度与反应速率的相关性 499

参考文献 501

附录F　美国水和空气质量的联邦法规 502

附录G　一些重要的度量单位换算系数（1.3.1、2.2） 509

索引 511