Land Application of Sewage Sludge and Biosolids pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Epstein, Eliot, Ph.D.

出品人:

頁數:216

译者:

出版時間:

價格:2203.83元

裝幀:HRD

isbn號碼:9781566706247

叢書系列:

圖書標籤:

• Sewage sludge
• Biosolids
• Land application
• Waste management
• Soil amendment
• Environmental science
• Agricultural waste
• Pollution control
• Sustainable agriculture
• Wastewater treatment

土壤科學、環境工程與農業可持續發展：麵嚮未來挑戰的綜閤指南 導言 在全球人口持續增長、城市化進程加速的背景下，水資源短缺與土壤退化已成為人類社會麵臨的兩大核心挑戰。城市汙水處理過程中産生的殘餘物——汙泥（Sewage Sludge）及其穩定化、無害化産品生物固體（Biosolids）的處理與處置，牽動著環境工程、資源循環與農業生産的復雜神經。然而，僅僅關注這一特定物料的應用，會使我們忽略瞭更宏大、更具前瞻性的土壤係統管理與環境可持續性議題。 本書旨在提供一個超越單一廢物處理模式的宏觀視角，聚焦於土壤健康、農業生態係統服務、先進汙染控製技術以及可持續水資源管理的交叉領域。我們探討的是如何通過科學的方法論和工程技術，構建一個更具韌性的生態經濟係統，確保人類福祉與自然環境的長期和諧發展。 --- 第一部分：現代土壤學與生態係統服務的基礎重構 本部分深入剖析瞭當代土壤科學的理論前沿，強調土壤作為生態係統核心功能載體的關鍵作用，而非僅僅是農業生産的介質。 1. 土壤生物地球化學循環的動態平衡 我們首先考察關鍵營養元素（氮、磷、鉀）在土壤-大氣-水體係統中的復雜循環路徑。重點分析瞭人為乾擾（如化肥的過度使用、酸雨影響）如何打破自然平衡，導緻硝酸鹽淋失、水體富營養化以及溫室氣體（如氧化亞氮）的排放。討論瞭修復這些失衡所需的微生物群落調控、有機質重構策略，以及利用生物炭（Biochar）等新型碳材料增強土壤固碳潛力的技術路綫。 2. 土壤物理結構與水文功能 土壤的孔隙結構、容重、滲透性和持水能力，是決定農業抗旱性和地錶徑流能力的關鍵參數。本章詳述瞭先進的土壤結構評價指標（如微觀CT掃描分析、水力傳導率測定），並探討瞭旨在改善土壤團聚體穩定性的工程措施，包括免耕/少耕技術、覆蓋作物管理以及土壤改良劑（如聚閤物、礦物粉料）的應用對土壤水文過程的長期影響。 3. 土壤生態係統服務評估與量化 可持續農業的核心在於維護和提升土壤提供的生態係統服務。本書引入瞭基於多標準決策分析（MCDA）和生命周期評估（LCA）的方法論，對土壤提供的多重服務（如碳封存、水淨化、生物多樣性維持）進行綜閤量化。著重探討如何將這些無形價值納入國傢和地方層麵的資源管理決策框架中。 --- 第二部分：水環境工程與高級汙染控製策略 本部分將焦點從土地應用轉移到水處理設施本身的設計、運行優化及新興汙染物的控製，這是保障環境安全的第一道防綫。 4. 城市水處理廠的能效與資源化潛力 現代汙水處理廠的設計目標已從單純的“汙染物去除”轉嚮“能源中性”與“資源迴收”。本章詳述瞭厭氧消化過程的動力學優化，包括共消化策略（Co-digestion）以提高沼氣産量。深入分析瞭膜生物反應器（MBR）、浸沒式膜接觸氧化（MIOX）等先進技術在提高齣水水質、實現水迴用方麵的工程效益與能耗權衡。 5. 微汙染物（PPCPs）的去除技術 新興汙染物，如藥品、個人護理産品（PPCPs）和內分泌乾擾物（EDCs），在傳統二級處理中難以徹底去除。我們全麵迴顧瞭高級氧化技術（AOPs），包括臭氧氧化、UV/過氧化氫聯閤體係以及芬頓/類芬頓反應，在降解這些難降解有機物的效率與副産物控製方麵的最新進展。同時，探討瞭活性炭吸附、納米材料界麵反應的潛力。 6. 城市雨洪管理與低影響開發（LID） 麵對日益頻繁的極端降水事件，傳統的“快速收集、快速排放”係統已顯不足。本章聚焦於低影響開發（LID）理念，介紹雨水花園、綠色屋頂、滲透溝渠等分散式雨洪管理設施的設計標準、水文模型模擬以及在城市化地區對地下水補給和麵源汙染削減的實際效果。強調瞭綠色基礎設施與灰色基礎設施的協同作用。 --- 第三部分：可持續農業係統中的資源優化與風險管理 本部分迴歸農業生産實踐，探討如何在不依賴過度外部投入的前提下，提高作物産量和質量，實現農業係統的長期可持續性。 7. 精準農業與土壤養分管理 精準農業技術是優化化肥投入的關鍵。本章詳細介紹瞭遙感技術（多光譜、高光譜成像）、無人機應用以及土壤電導率（EC）測定在創建田間變率圖上的應用。重點闡述瞭基於土壤養分空間變異性的變量施肥（VRT）技術，如何實現化肥投入的最小化與作物響應的最大化。 8. 土壤質量的長期監測與健康指數構建 建立一套科學、可操作的土壤健康監測體係至關重要。本書提齣瞭一套綜閤指標體係，涵蓋瞭化學指標（重金屬、有機質）、物理指標（團聚體穩定性）和生物學指標（酶活性、微生物量碳）。通過案例研究，展示如何利用這些數據構建區域性的土壤質量指數，並作為製定土地利用政策的科學依據。 9. 農業係統中的水資源高效利用 在乾旱和半乾旱地區，灌溉效率直接決定瞭農業的可持續性。本章對比分析瞭滴灌、微噴灌等先進灌溉技術在不同作物種植體係中的水效錶現。更重要的是，討論瞭水分平衡模型的應用，預測氣候變化情景下，地下水超采的風險，並提齣瞭基於水足跡核算的種植結構調整建議。 --- 結論：麵嚮21世紀的綜閤環境治理範式 本書的最終目標是促進跨學科對話，引導研究人員和決策者超越孤立的技術路徑，采納一種將水、土、能源視為一個相互連接的係統進行整體優化的治理範式。隻有深入理解土壤的生物地球化學功能，結閤先進的水處理技術，並通過精準的農業實踐進行落地，我們纔能有效應對21世紀的環境挑戰，保障全球糧食安全與生態係統的長期健康。

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