基于环境泥沙的营养物质输移机理与生态防治

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杨文俊 等 著
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  • 环境泥沙
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030437211
版次:1
商品编码:11690091
开本:32开
出版时间:2015-05-01
页数:300
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

《基于环境泥沙的营养物质输移机理与生态防治》可供水利、环境、农业、水土保持、林业及市政等有关专业的工程技术人员和研究生参考。

内容简介

  水生态文明是生态文明的基础,维护水生态系统健康是我国水生态文明建设的重要目标之一。随着对点源污染的逐步有效控制,面源已成为我国水体营养物质的主要来源。环境泥沙是面源营养物质输移的主要载体,在营养物质迁移转化过程中起着重要作用,开展基于环境泥沙的营养物质输移机理与生态防治研究意义重大。
  《基于环境泥沙的营养物质输移机理与生态防治》针对水沙环境条件下农业源头区、库湾养殖水体及富营养化水体的营养物质输移特点与生态防治需求,以营养物质迁移转化为主线,采用理论分析、原型观测、室内(外)试验及数值模拟等技术手段,试点研究与工程示范相结合,系统研究了营养物质的迁移转化过程及机理,在此基础上分别提出了陆域污染水营养物质的人工湿地强化去除技术、库湾养殖水体生态控藻技术和库湾水华生态调度防控措施。该成果已得到应用并取得较大的社会经济效益。

目录

目录
前言
第1章绪论1
1.1问题的提出1
1.2国内外研究现状3
1.3主要内容及成果结构15
第2章农业源头区泥沙营养物质转化规律及释放风险评价19
2.1研究背景19
2.2泥沙对营养物质的吸附-解吸特征29
2.3泥沙对营养物质吸附-解吸的主要影响因素44
2.4泥沙营养物质的形态分配特征及其转化规律59
2.5不同土地利用方式下泥沙营养物质释放风险评价67
2.6小结76
第3章陆域污染水体营养物质的人工湿地强化去除78
3.1研究背景78
3.2人工湿地填料选择及综合评价91
3.3人工湿地填料除磷效果及影响因素分析98
3.4人工湿地植物营养物质去除性能及综合评价104
3.5间歇曝气人工湿地的营养物质去除性能115
3.6生物填料人工湿地营养物质去除性能124
3.7小结131
第4章库湾养殖水体营养物质输移规律及生态调控133
4.1研究背景133
4.2沉积物营养物质释放行为及影响因素139
4.3鱼饵及投饵养鱼的营养物质释放规律145
4.4鱼饵对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响150
4.5不同养殖模式下藻类群落及组成动力学变化157
4.6不同养殖模式下营养物质动态分析163
4.7小结172
第5章库湾藻类水华水动力学特征及生态调度174
5.1研究背景174
5.2库湾藻类水华爆发的水动力阈值研究185
5.3库湾藻类水华影响因子分析及数学描述202
5.4库湾藻类水华过程中藻类细胞粒子的输移及生长模拟211
5.5库湾藻类水华限制性营养物质判别224
5.6库湾水华防治的生态调度技术247
5.7小结260
第6章主要成果及创新点263
6.1主要成果263
6.2国内外同类研究的比较269
6.3主要创新点271
参考文献272

精彩书摘

第1章绪论
1.1问题的提出
2011年中央一号文件指出“水是生命之源、生产之要和生态之基”。党的十八大进一步明确了科学发展观的指导地位,强调要统筹人与自然的和谐发展,并把生态文明摆在更加突出的位置,作为“五位一体”总体布局的重要组成部分。水生态文明是生态文明的基础,开展水生态文明建设既是现实的紧迫要求,也是长远的战略任务。党中央、国务院历来高度重视解决水生态环境问题,先后采取一系列重大举措,推动水生态文明建设并取得明显成效。但我国正处于工业化、城镇化加速发展阶段,在经济社会快速发展的同时,水资源短缺、水环境污染、水生态环境恶化等问题日益凸显。这种状况如不尽快扭转,水资源难以承载,水环境难以承受,人与自然难以和谐,大力推进生态文明建设也就成了一句空话。
过量营养物质进入湖库等缓流水体将引起藻类及其他浮游植物快速繁殖,造成水体溶解氧下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的水体富营养化现象。我国湖库水体富营养化的程度和范围呈快速发展趋势,形势十分严峻。湖泊富营养化比例在20世纪70年代、80年代和90年代分别为41%、61%和77%(马经安等,2002)。2007~2010年的湖泊水质调查结果显示,我国85.4%的大型浅水湖泊超过了富营养化标准,其中40.1%为重度富营养化(杨桂山等,2010)。湖库水体富营养化恶化水质,诱发“水质性”缺水危机,降低水资源综合利用效率和安全供水保障能力,极大地削弱了水资源对国民经济社会发展的战略支撑作用;湖库水体富营养化过程中的藻类水华还造成水生态系统结构失衡和功能失调,降低水生生物多样性,严重破坏水生态系统健康。由此可见,湖库水体富营养化是水生态文明建设面临的最大挑战之一,已发展成为我国民生水利和生态水利建设的重点和难点,关乎每个国民的生存基础和生活幸福。
水和泥沙(沉积物)是营养物质如氮磷等输移的核心要素和关键载体。水沙径流作用调控着营养物质从陆域迁移、输送、沉积和进入水体的系列过程。目前,湖库水体营养物质的输移研究侧重探讨水—沉积物—营养物质间的迁移转化以及评价因水土流失和地表径流导致的陆域营养物质负荷测算及输出规律等。这种单一的陆域或水域范围内的研究很难反映湖库水体营养物质空间传输的过程连续性和影响关联性。以水沙径流为纽带,系统研究农业源头区、城郊区域及库(湖)湾水体营养物质的迁移转化,有助于将已有分散的营养物质传输过程机理形成整体认识,填补营养物质从陆域输移进入湖库水域的机理研究缺失,为营养物质管理和水体富营养化综合防控提供理论依据。
水沙径流作用下,营养物质输移呈现出多源特征。除大气沉降外,随着人口数量增加,土地集约化利用和开发程度加剧,难以有效管理的农业源头区泥沙营养物质释放、城郊地区水沙径流形成的面源营养物质排放、库湾养殖水体产生的营养物质输出以及库湾富营养化水体水沙动力作用下营养物质演替过程等逐渐构成了湖库水系富营养化的新型污染源。
目前,农业源头区营养物质研究着重测算农药和化肥流失、畜禽养殖废物及农村生活污水排放,对营养物质赋存和输出的关键载体泥沙缺乏足够关注,忽略了富含营养物质的农业源头区泥沙“源”释放风险及科学防控对策研究。
与农业源头区泥沙类似,城郊水沙径流而产生的面源污染是普遍存在却缺乏足够研究的另一新型营养物质释放源。复杂的土地利用格局导致城郊区域内农业面源和城市面源交错分布,既无法简单界定区域面源特征,也不易划分农业面源和城市面源的边界。研究大量存在的城郊区域水沙径流营养物质负荷输移的时空分布,对湖库水体营养物质输入管理具有重要现实指导意义。
另外,受水产品生产和经济效益刺激,库(湖)湾精细化投饵养殖过程中,残余饵料及养殖废物排放向水体输出大量营养物质,但现有室内机理实验难以揭示天然水体内投饵养殖的营养物质输出及藻类生长影响特征,开展围隔实验将有效填补野外实验研究的空白,揭示库湾养殖水体内饵料溶失规律,以及藻类生长行为与营养物质输出的响应关系。
湖泊富营养化的研究较多,调查显示水库库湾也受富营养化威胁,某些具有浮力和运动能力的藻类及浮游植物,利用自身的优势,过度生长繁殖,形成水华;库湾水华过程中,水动力学因子对水藻的生长起到一定的抑制作用,维持藻类正常生长繁殖的营养元素碳、氮、磷、硫等来自上游及两岸径流水体污染物,影响因子众多且复杂;库湾水体水流状态介于湖泊和河道之间,在很多方面与湖泊有显著差异,其中水库的地形较复杂,水流滞留时间比湖泊要短,水体含沙量相对较高,水库的水位波动较大,这些因素对河流及水库的富营养化研究影响很大,有必要通过原型观测资料分析及数值模拟手段探讨库湾水华爆发的水动力学临界值,以及发展过程中限制性营养物质的动态变化情况。
为缓解湖库水体富营养化危害,有必要在深入认识营养物质的多源输移规律的基础上进行综合防治。农业源头区和城郊区域营养物随水沙径流输出,污染程度低、排污无规律、难以应用成熟的污水处理技术予以收集和集中处理。近年来,以阳光、土壤和微生物组成的生态处理技术在营养物质去除方面极具竞争力,但也存在占地面积大,营养物质去除率不理想等缺点。研究结合农业源头区和城郊区域营养物质输出特征对传统生态处理技术进行改良,研发出的农业源头区污水生态净化技术和人工湿地强化减污技术,能够从源头上将多源营养物质排放统筹管理,获得具有推广价值的湖库水体营养物质生态去除技术体系。
对于库湾养殖水体及富营养化水体,在研究其营养物质运移机理的基础上,通过复杂的环境生态影响因素制约机制研究,基于生态养殖及生态调度,提出系统自相关生态调控技术方案。生态措施是根治大型天然水产养殖水体富营养化的最有效途径,通过系统研究饵料溶失规律和围隔内养殖水体藻类群落组成演替特征,以营养物质释放和藻类总量控制为目的提出的生态养殖技术将成为富营养化水体修复与管理的重要科技支撑。然而,湖库水体富营养化的上述长效防治技术见效慢,针对库湾富营养化水体,在二维和三维水动力场模拟基础上,耦合拉格朗日粒子轨迹跟踪模型和非守恒三维粒子轨迹跟踪模型,在泥沙环境下,针对藻类生长特征,模拟藻类的生态增殖和粒子运动特征,充分运用泥沙的营养物质吸附特性,形成适宜的藻类水华应急调控技术,提出水动力学生态调控方案。
综上所述,以营养物质为主线,以环境泥沙和水动力为环境动力条件,系统研究营养物质在水沙径流作用下的多源(农业源头区、城郊区域、库湾养殖水体和库湾富营养化水体)营养物质迁移转化过程;在此基础上,以营养物质过剩导致的藻类水华防控为目标,分别研究提出基于营养物质多源输入特征考虑的农业源头区污水生态净化技术、人工湿地强化去除技术和库湾生态养殖及生态调控技术。
1.2国内外研究现状
1. 农业源头区泥沙营养物质赋存及释放
农业源头区非点源氮、磷等营养物质流失是导致湖库水体富营养化加剧的主要因素之一。农业生产中过量施用的化肥、未经处理直接排放的村镇生活和生产废水等污染源含有大量的氮、磷等营养物质,它随降雨径流或土壤侵蚀由陆地坡面进入沟渠,并最终汇入河流、湖泊、水库等水体。农业源头区的沟道、坑塘以及村落排水沟等形成的沟渠系统,构成了农业非点源氮、磷等营养物质迁移的重要廊道。随着水环境问题的日益突出,农业源头区沟渠系统在水环境保护方面的作用开始引起关注。近年来,许多研究者逐渐认识到利用沟渠系统截留高负荷氮、磷等营养物质(Palmer-Felgate et al. ,2009;Zhu et al. ,2012)。农业源头区沟渠系统作为农业非点源污染源与受纳水体之间的缓冲过渡带,表现出明显的湿地功效。沟渠截留营养物质的重要机理之一,就是沟渠泥沙能够吸附径流水体中大量的营养物质,降低营养物质的浓度,从而减少进入湖库水体的营养物质含量,保护下游受纳水体。然而,沟渠的这种湿地功效并不完全体现为吸附水体中的营养物质(Palmer-Felgate et al. ,2009;Luo et al. ,2009)。例如,当沟渠泥沙中营养物质的平衡浓度大于水体营养物质浓度时,泥沙则成为水体营养物质的源。因此,农业源头区沟渠泥沙既可能是水体中营养物质的汇,也可能是源(Jarvie et al. ,2005;Zhu et al. ,2012)。
国内外已有研究表明,泥沙理化性质对磷的吸持-释放特性有显著影响(Wang et al. ,2012;Jalali et al. ,2013)。不同类型的泥沙因其理化组分差异而各具特殊性,石灰性土壤对磷的吸附主要取决于Fe、Al氧化物,而与CaCO3含量无关(Harrel et al.,2006);在Fe、Al氧化物含量高的土壤中,磷解吸模式为幂函数曲线,而在Fe、Al氧化物含量低的土壤中,磷解吸模式为一直线(Li et al. ,2007)。此外,各种形态磷在泥沙中并不是固定不变的。当泥沙自身理化性质或环境条件发生变化时,磷就会发生一系列吸附、解吸及重新结合等反应过程,从而实现不同形态磷之间的转化(Zhu et al. ,2012)。目前国外已有学者利用泥沙对磷的吸附饱和度(degree of phosphorus saturation,DPS)与水体中磷的关系,获取泥沙吸持磷的阈值或临界值(critical value)来评价磷的释放风险(Nair et al. ,2004;Little et al.,2007),并建议采用清淤等方法减少泥沙累积的磷(Nguyen et al. ,2002)或向泥沙中添加铁或铝的化合物(如硫酸铁盐和硫酸铝盐)提高泥沙对磷的吸附容量(Smith et al. ,2005)等方法对沟渠或河流进行管理,但国内这方面的研究报道还极少。
深入了解农业源头区沟渠泥沙对营养物质的吸持-释放作用和正确认识不同沟渠(即不同土地利用方式下的沟渠)泥沙对营养物质的源、汇关系,有助于人们对农业源头区非点源氮、磷等营养物质流失的控制和管理(Zhu et al. ,2012;Jalali et al. ,2013)。但是,目前农业源头区沟渠泥沙对营养物质的吸附-解吸规律方面的研究不多,尤其缺乏对泥沙吸附-释放过程中或干湿交替条件下营养物质形态转化规律及不同土地利用方式下泥沙营养物质释放风险评价的研究。由于研究结果与所在地区的土地利用方式、土壤类型密切相关,不同地区间研究结果差异较大。因此,针对我国湖库水体富营养化控制需求,结合当地土地利用方式和土壤类型,开展农业源头区泥沙对营养物质的吸持-释放特征研究,探明泥沙中营养物质在吸持-释放、干湿交替等过程中的转化规律,确定泥沙中营养物质的释放阈值,明确不同土地利用方式下泥沙对营养物质的源、汇关系,对科学评价农业源头区泥沙营养物质释放风险和优化管理沟渠泥沙十分必要。
2. 农业源头区营养物质的生态拦截和去除
农业源头区污水已成为严重影响水体环境状况的重要污染源。目前,我国绝大部分的天然和人工水体都出现了富营养化情况,由于农业源头区污水处理不当所造成的危害还在日益加重。
与能纳入污水处理厂的城市生活点源污染和工业点源污染不同,农村面源污染并非单一污染源所造成,它往往由多种易扩散的污染源所引起,在农村地区,降雨、积雪融化等形成的地表径流使污染物从污染源头传播,并最终汇入河流、湖泊、天然湿地、地下水等水体中,从而引起水体富营养化或其他形式的污染,对水资源造成很大的危害。
农村地区的主要污染源主要有:未能纳入市区污水干道的农户生活和畜禽养殖活动所产生的污水;农田残留氮磷肥和农药的渗透、淋溶;未收集、随意堆放的各种垃圾;大气中的污染物的尘降、机动车辆排出气体中的油类物质和颗粒等。农田排水中的营养物质一部分在排水渠内被滞留去除,一部分继续通过排水进一步迁移,这部分营养物质可通过城郊人工湿地强化去除(Dordio et al.,2013)。除农田排水外,农户污水随意排放是造成农村营养物质污染的主要原因。在农村地区,农户房舍分布较为分散,农户污水不易集中,农户污水往往不能被纳入污水处理厂等集中式的污水处理系统,另外,农村经济水平相对落后,居民环保意识相对较差,农户污水往往不经处理或只经简单处理直接(如传统的化粪池处理等)排放,给周边环境带来了很重的污染负荷(李无

前言/序言


好的,这是一份关于一本虚构的、内容与您提供的书名《基于环境泥沙的营养物质输移机理与生态防治》完全无关的图书简介。 --- 图书名称:《寰宇星图:失落文明的科技遗产与宇宙航行新纪元》 图书简介 一个被遗忘的星系,一群肩负重任的探索者,一段跨越光年的史诗征程。 《寰宇星图》并非简单的科幻小说,它是一部融合了硬核天体物理学、考古学推测与深刻人文哲思的宏大叙事。本书深入探讨了在宇宙尺度下,文明的兴衰、技术的迭代以及生命存在的终极意义。 第一部分:回响的碎石——失落文明的线索 故事始于地球历2547年。人类文明已经实现了跨越太阳系的殖民,但深藏在内心深处的,是对“大寂静”——宇宙中缺乏明确智慧生命信号的持续困惑。主角团,一支隶属于“深空考古局”的精英团队,意外截获了一段来自数万光年外,编号为“观测站-塞壬”的微弱信号。 这段信号并非信息传输,而是一组复杂的引力波调频,指向一个被星图学界称为“赫墨斯之茧”的、被星际尘埃云严密包裹的球状星团。根据初步分析,这个星团的年龄远超银河系主臂的形成时间,暗示着一个可能比人类文明早了数百万年就已成熟的超级文明——“提坦族”的遗迹。 本书细致描绘了提坦族科技的冰山一角。他们并非依赖传统的反物质引擎,而是掌握了对“时空褶皱”的精确操控,能够通过预设的“路径锚点”实现近乎瞬时的空间跳跃。作者基于严谨的数学模型,推演了提坦族如何利用中子星的极端引力场作为能源节点,并以黑洞的事件视界作为信息存储介质的设想。这些技术细节的描绘,旨在挑战读者对现有物理学边界的认知。 第二部分:奥德赛计划——穿梭于虚空之海 面对提坦族留下的巨大技术诱惑与潜在风险,联合国星际理事会秘密启动了“奥德赛计划”。目标是派遣一艘搭载了多学科专家的探索舰“普罗米修斯号”,穿越被认为不适合生命存在的“特洛伊空洞”——一片星际物质密度极低、充斥着高能宇宙射线和暗物质流的区域。 本书的精彩之处在于对“普罗米修斯号”内部的复杂运作描写。飞船并非依赖单一的超光速技术,而是采用了“相位耦合驱动”系统,要求船员必须实时、精确地同步调整舰体与周围时空曲率的微妙关系。任何一个微小的计算失误,都可能导致飞船被撕裂成基本粒子。 团队中不仅有物理学家和工程师,还包括一位精通古代密码学和符号学的语言学家——艾琳娜·沃斯博士。她的任务是破解提坦族在宇宙中留下的“导航碑”,这些石碑实际上是利用引力透镜效应编码的时间胶囊。 旅途中,团队遭遇了前所未有的挑战: 1. 暗物质风暴的侵蚀: 描绘了飞船结构材料在极端暗物质粒子流下的量子退化过程,以及团队如何利用超导磁场进行临时的“场域偏转”。 2. 时间错位: 在一次接近一个超大质量黑洞的“边缘加速”中,船员经历的相对时间与飞船外部时间发生了剧烈偏差,引发了对个体存在意义的哲学思辨。 第三部分:赫墨斯之茧——文明的遗产与抉择 经过数十年(对飞船内部人员而言),“普罗米修斯号”终于抵达了赫墨斯之茧。这里并非想象中的科技乌托邦,而是一片宏伟、却已陷入死寂的遗迹。 提坦族留下的核心信息揭示了一个令人震惊的事实:他们并未因战争或资源枯竭而灭亡,而是主动选择了“升维迁移”。面对宇宙熵增的终极命运,他们发展出了一种能够将生命意识完全上传至更高维度信息结构的技术,从而摆脱了物质宇宙的束缚。 然而,遗迹深处隐藏着一个危险的“自我防御机制”——一台代号为“看守者”的智能系统,它被设计来判断任何后来者是否具备“足够高的伦理成熟度”来继承提坦族的技术。看守者释放的并非物理攻击,而是认知陷阱:它通过模拟人类最深层的欲望、恐惧与道德困境,试图瓦解探索者的心智结构。 艾琳娜博士必须在极短的时间内,利用她对提坦族符号学的理解,向“看守者”证明人类文明拥有超越单纯技术掌握的“共情能力”和“自我约束力”。 最终的冲突不是武器的较量,而是哲学立场的对决。 探索者们最终获得的是一套可以改变宇宙物理法则的“源能图谱”,但也面临着一个严峻的选择:是利用这力量改造自身的物理局限,复制提坦族的道路,还是将其封存,让人类文明在自己的节奏中缓慢进化? 本书的价值: 《寰宇星图》以其详实的科学背景构建和深远的哲学思辨,带领读者进行一场跨越时空的心灵探险。它探讨的并非如何征服星辰,而是如何在浩瀚的宇宙中,为人类的文明留下一份有尊严、有意义的坐标。它是一部关于知识的重量、伦理的边界以及生命不朽可能性的恢弘史诗。 ---

用户评价

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在我阅读这本书的过程中,我最大的感受就是它的“接地气”。尽管书中涉及了大量的专业术语和复杂的机理分析,但作者始终没有脱离实际应用。书中大量的案例分析,都来源于真实的河流、湖泊甚至近海区域,这些案例都非常具体,能够让我直观地感受到泥沙在不同地理环境下对水体营养物质输移的影响。例如,书中对某个山区河流在暴雨后泥沙大量淤积,导致下游湖泊藻类爆发的详细描述,就让我对泥沙的“时效性”和“累积性”有了深刻的认识。而且,书中提出的生态防治措施,也都是一些非常可行且具有推广价值的方案,比如在河岸边种植特定植物来固定土壤,减少泥沙冲刷,或者通过修建生态滞留塘来拦截泥沙,并在此过程中促进营养物质的去除。这些措施既符合生态学的原理,又考虑到了经济成本和实施难度。这本书让我明白,解决环境问题,不能仅仅依靠单一的技术手段,而是需要综合考虑各种因素,尤其是像泥沙这样看似不起眼的介质,它在整个生态系统中扮演着至关重要的角色。对于基层环保工作者来说,这本书无疑是一本宝贵的实践指南。

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这本书给我的感觉是,它不仅是一部学术专著,更是一部对水体生态系统深邃洞察的“生态地图”。作者通过对环境泥沙中营养物质输移机理的细致描绘,构建了一个立体的、动态的水体营养循环模型。我尤其赞赏书中关于“泥沙-水-生物”之间耦合关系的阐述,它打破了以往将这些要素孤立看待的局限,让我看到了它们之间错综复杂的相互作用。例如,泥沙的输移不仅影响营养物质的分布,还会改变水体的浊度,进而影响光照穿透,影响水生植物和藻类的生长。而藻类的死亡和沉降,又会增加底泥的有机质含量,影响底泥的释放能力,形成一个反馈循环。书中对这些反馈机制的揭示,让我对富营养化问题的复杂性有了全新的认识。在生态防治方面,作者提出的“以泥治泥”、“以沙养沙”等一些看似矛盾的提法,实际上蕴含着深刻的生态智慧,它鼓励我们去利用泥沙本身的特性,而非仅仅去对抗它。这种“顺势而为”的防治思路,对于我们当前面临的许多棘手环境问题,无疑提供了非常有价值的启示。这本书让我看到了科学研究在指导实践中的强大潜力,也让我对未来的水体生态修复充满了期待。

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这本书真是令人大开眼界,我之前对水体富营养化问题一直有模糊的概念,总觉得是化肥农药直接造成的。但读完这本书,才意识到原来水体中的营养物质来源如此复杂,尤其是泥沙的作用,简直是颠覆了我原有的认知。书中详细阐述了泥沙是如何吸附、携带以及释放磷、氮等关键营养物质的,特别是不同粒径、不同矿物成分的泥沙,其吸附能力和释放机制竟然差异如此之大,这一点让我印象深刻。我一直以为泥沙只是一个被动的载体,没想到它在营养物质的循环中扮演着如此活跃的角色。书中举的那些案例,比如某个流域的泥沙量增加如何导致水体氮磷含量飙升,分析得头头是道,有理有据,让我能清晰地看到泥沙与水体富营养化之间千丝万缕的联系。而且,这本书不仅仅停留在理论层面,它还深入探讨了如何利用对泥沙的认识来采取生态防治措施,比如通过工程手段减少泥沙入河,或者通过生态修复来稳定河岸,减少冲刷,这些措施的有效性在书中都有详实的论述和案例支持。对于我们这些关心水环境健康的人来说,这本书提供的知识实在是太宝贵了,它让我们能够从更深层次理解水体富营养化的成因,也为我们如何有效治理提供了科学的思路和方法。这本书的专业性毋庸置疑,但作者的表达方式又非常生动,即使是非专业人士也能读得懂,并且从中获得启发。

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我得说,这本书给我带来的最大惊喜在于它对“机理”二字的深度挖掘。很多关于水体污染的书籍,可能更多地会罗列污染物的种类、来源和危害,但这本书却像一个解剖学家,把“营养物质在环境泥沙中的输移”这个过程,一点一点地剖析开来。从分子层面的吸附等温线,到宏观层面的泥沙输运模型,作者都给出了详尽的解释。尤其是一些关于化学平衡和动力学方程的阐述,虽然初看有些挑战,但结合书中大量的图表和模拟数据,就能逐渐理解泥沙表面电荷、有机质含量如何影响其对营养离子的亲和力,以及水流速度、pH值等环境因素如何改变这种亲和力,进而影响营养物质的释放与沉降。我之前对于“生态防治”的理解,大多是种树、恢复湿地这类比较直观的手段,但这本书让我明白,很多生态防治措施的有效性,归根结底是要作用于这些基础的物质输移机理。例如,通过改善水文条件来降低泥沙颗粒的流速,从而减少其携带的营养物质的输移距离,或者通过生物措施来改变泥沙的性质,增强其对营养物质的吸附能力,这些都是基于对机理的深刻理解才能设计的巧妙方案。这本书真的让我看到了科学研究在解决实际环境问题上的强大力量,它不仅提供了知识,更提供了一种解决问题的科学思维方式。

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这本书的视角非常独特,它跳出了传统的水质模型,将关注点放在了“泥沙”这个被很多人忽视的介质上。以往我们讨论富营养化,往往集中在点源和面源污染的化学成分,但作者却敏锐地捕捉到了泥沙作为“移动的营养库”的重要性。书中对泥沙粒度、矿物组成、比表面积等物理化学性质如何影响其吸附能力进行了细致的分析,并且将其与水体中常见的磷、氮等营养物质进行了多角度的关联。我特别欣赏书中关于“内源污染”的论述,很多时候,即使外部污染源得到了有效控制,水体依然会持续富营养化,这本书就揭示了泥沙中储存的大量营养物质如何成为“定时炸弹”,在特定条件下(比如缺氧)被释放出来,形成难以根治的内源污染。作者还详细介绍了多种能够量化泥沙营养物质含量和释放潜力的实验方法和模型,这对于科研人员和环境工程师来说,无疑是非常有价值的工具。更重要的是,书中提出的生态防治措施,并非是简单的“头痛医头,脚痛医脚”,而是从源头上,即控制泥沙的产生和输移,或者通过生态手段改变泥沙的性质,来达到长期治理水体富营养化的目的。这种系统性的思维和基于基础科学的解决方案,让我对水体生态修复充满了信心。

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