仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周曉紅 著

圖書標籤:

• 仿生植物
• 水體汙染
• 氮素去除
• 生態修復
• 環境工程
• 濕地生態係統
• 植物修復
• 水環境治理
• 汙染控製
• 生態技術

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122312433

版次：1

商品編碼：12349191

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

用紙：膠版紙

頁數：176

字數：221000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書可供從事汙水處理的科研人員閱讀，還可供政府機構工作人員參考。
本書以仿生植物為研究對象，在鎮江市古運河流域開展瞭一係列的野外原位掛膜試驗以及室內模擬實驗，旨在探討仿生植物附著生物膜在汙染水體中的生長特性，闡明仿生植物附著生物膜對汙染河流氮素降解的效果及機理，同時揭示環境因子對仿生植物附著生物膜脫氮效能的影響，有望為利用仿生植物附著生物膜修復城市汙染河道水質提供技術指導和理論依據。

內容簡介

《仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用》主要內容包括當前我國水汙染現狀及其特徵以及仿生植物在汙水處理中的應用情況、仿生植物附著生物膜氮素含量分析、仿生植物附著微生物膜對水質淨化效果的研究、不同季節條件下仿生植物附著生物膜氨氮降解效能的影響、不同水深條件下仿生植物附著生物膜氨氮降解效能的影響、環境因子對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能的影響、仿生植物對水體汙染物淨化機製分析、仿生植物材料選擇與管理維護技術、仿生植物應用到水質淨化技術中的綜閤效益評價。本書可供從事汙水處理的科研人員閱讀，還可供政府機構工作人員參考。

作者簡介

周曉紅，江蘇大學環境學院，副教授，周曉紅，女，1981年2月生，博士，副教授，碩士生導師。2003年本科畢業於陝西師範大學地理科學專業；2006年碩士畢業於陝西師範大學環境科學專業；2009年博士畢業於南京師範大學環境地理學專業；2014年博士後齣站於江蘇大學農業工程研究院；2014-2015年在美國University of Florida做訪問學者；2009年至今在江蘇大學環境與安全工程學院任職；2011年評為碩士生導師；2012年晉升為副教授，2012年入選江蘇大學首批“青年骨乾教師培養工程”培養對象.
主持國傢自然科學基金；江蘇省自然科學基金；中國博士後科學基金和第五批博士後特彆資助；江蘇省高校自然科學基金麵上項目共5項，且均已完成。
主要的研究領域和研究興趣為：水環境生態修復與生態工程：退化濕地/湖泊/河流生態係統的生態修復技術及其機理；退化生態係統的生態修復工程；仿生植物對重汙染河道的修復技術及機理；水生植物對汙染水體中氮素物質循環的影響過程及其機理。

目錄

第1章概述
1.1當前我國河道水汙染現狀及治理瓶頸1
1.2仿生植物應用於水質淨化中的可行性和必要性分析3
1.3研究目標5
1.4研究內容5
1.5技術路綫6
第2章研究區域及研究方法
2.1研究區域概述7
2.1.1研究區域自然環境介紹7
2.1.2鎮江市古運河7
2.2仿生植物原材料選擇及其輔助單元的製作8
2.2.1仿生植物原材料的選擇8
2.2.2仿生植物的設計與製作9
2.2.3仿生植物布設的輔助單元9
2.3試驗設計10
2.3.1仿生植物附著生物膜對水質淨化效果的研究10
2.3.2仿生植物附著生物膜對汙染水體氮素降解效能研究11
2.3.3掛膜季節及其水深對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能影響的試驗設計13
2.3.4環境因子對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能影響的試驗設計13
2.3.5仿生植物附著生物膜的淨化機製研究試驗設計14
2.4指標測定15
2.4.1水質理化指標測定方法15
2.4.2仿生植物附著生物膜的生物量測定15
2.4.3仿生植物附著生物膜硝化作用強度測定16
2.4.4仿生植物附著生物膜反硝化強度測定16
2.4.5仿生植物附著生物膜氮循環功能菌群分析17
2.5數據處理與統計18
第3章仿生植物附著生物膜對水質淨化效果研究
3.1仿生植物對水體氨氮去除效果分析19
3.1.1不同材質仿生植物對水體氨氮去除效果分析19
3.1.2不同密度仿生植物對水體氨氮去除效果分析21
3.2仿生植物對水體總磷去除效果分析24
3.2.1不同材質仿生植物對水體總磷去除效果分析24
3.2.2不同密度仿生植物對水體總磷去除效果分析26
3.3仿生植物對水體COD去除效果分析28
3.3.1不同材質仿生植物對水體COD去除效果分析28
3.3.2不同密度仿生植物對水體COD去除效果分析30
3.4小結33
第4章仿生植物附著生物膜對氮素的降解效能分析
4.1仿生植物在古運河河口附著生物膜對氮素的降解效能分析34
4.1.1古運河河口水環境質量分析34
4.1.2古運河河口水體中仿生植物附著生物膜氮素含量分析37
4.1.3仿生植物在古運河河口附著生物膜對氮素的降解效能分析40
4.1.4本節小結49
4.2仿生植物在解放橋水體中附著生物膜對氮素的降解效能分析50
4.2.1解放橋水環境質量分析50
4.2.2解放橋水體中仿生植物附著生物膜氮素含量分析53
4.2.3仿生植物在解放橋附著生物膜對氮素的降解效能分析56
4.2.4本節小結65
4.3仿生植物在團結河水體中附著生物膜對氮素的降解效能分析66
4.3.1團結河水環境質量分析66
4.3.2團結河水體中仿生植物附著生物膜氮素含量分析68
4.3.3仿生植物在團結河附著生物膜對氮素的降解效能分析72
4.3.4本節小結80
4.4仿生植物在玉帶河水體中附著生物膜對氮素的降解效能分析81
4.4.1玉帶河水環境質量分析81
4.4.2玉帶河水體中仿生植物附著生物膜氮素含量分析84
4.4.3仿生植物在玉帶河附著生物膜對氮素的降解效能分析87
4.4.4本節小結95
4.5古運河不同樣點仿生植物附著生物膜對氮素的降解效能的對比分析96
第5章環境因子對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能的影響
5.1溶解氧含量對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能的影響101
5.1.1溶解氧對仿生植物附著生物膜對氨氮去除效果的影響101
5.1.2溶解氧對仿生植物附著生物膜處理係統中硝態氮的積纍動態影響104
5.1.3溶解氧對仿生植物附著生物膜的硝化作用強度的影響106
5.2pH對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能的影響108
5.2.1pH對仿生植物附著生物膜對氨氮去除效果的影響109
5.2.2pH對仿生植物附著生物膜處理係統中硝態氮的積纍動態影響112
5.2.3pH對仿生植物附著生物膜的硝化作用強度的影響114
5.3氨氮濃度對仿生植物附著生物膜對氨氮降解效能的影響116
5.3.1氨氮初始濃度對仿生植物附著生物膜對氨氮去除效果的影響116
5.3.2氨氮濃度對仿生植物附著生物膜處理係統中硝態氮的積纍動態影響120
5.3.3氨氮濃度對仿生植物附著生物膜的硝化作用強度的影響122
5.4本章小結124
第6章仿生植物附著生物膜的特性研究
6.1仿生植物附著生物膜生物量的動態變化分析125
6.1.1以立體彈性填料為原材料的仿生植物附著生物膜生物量動態變化126
6.1.2以組閤填料為原材料的仿生植物附著生物膜生物量動態變化128
6.1.3以半軟性填料為原材料的仿生植物附著生物膜生物量動態變化131
6.1.4以懸浮填料為原材料的仿生植物附著生物膜生物量動態變化134
6.1.5不同原材料的仿生植物附著生物膜生物量的對比分析136
6.2仿生植物附著生物膜的硝化作用強度動態變化分析139
6.2.1以立體彈性填料為原材料的仿生植物附著生物膜硝化作用強度分析139
6.2.2以組閤填料為原材料的仿生植物附著生物膜硝化作用強度的動態變化141
6.2.3以半軟性填料為原材料的仿生植物附著生物膜硝化作用強度動態變化143
6.2.4以懸浮填料為原材料的仿生植物附著生物膜硝化作用強度動態變化145
6.2.5不同原材料的仿生植物附著生物膜硝化作用強度的對比分析147
6.3仿生植物附著生物膜的反硝化作用強度動態變化分析149
6.3.1以立體彈性填料為原材料的仿生植物附著生物膜反硝化作用強度分析149
6.3.2以組閤填料為原材料的仿生植物附著生物膜反硝化作用強度的動態變化151
6.3.3以半軟性填料為原材料的仿生植物附著生物膜反硝化作用強度的動態變化153
6.3.4以懸浮填料為原材料的仿生植物附著生物膜反硝化作用強度的動態變化156
6.3.5不同原材料的仿生植物附著生物膜反硝化作用強度的對比分析158
6.4仿生植物附著生物膜的氮循環細菌數量分析159
6.4.1仿生植物附著生物膜的氨化細菌變化特徵159
6.4.2仿生植物附著生物膜的硝化細菌的變化161
6.4.3仿生植物附著生物膜的反硝化細菌的變化163
6.5仿生植物附著生物膜差異的影響因素分析164
6.6仿生植物附著生物膜對水體淨化機製分析167
6.7本章小結168
第7章仿生植物的管理與維護
7.1仿生植物原材質的選擇169
7.2仿生植物輔助單元的製作169
7.3仿生植物的管理維護170
第8章結論與展望
8.1結論171
8.2展望171
參考文獻

前言/序言

近幾十年來，隨著我國經濟的快速發展，城市規模的不斷擴增，城市河道汙染問題日益嚴重。黑臭的河水不僅使城市風光黯然，而且直接威脅到城市居民的身心健康，製約城市的可持續發展。盡管各地為改善城市河道水環境采取瞭多項措施，現狀依然嚴峻。而且，隨著城市化進程的加劇，城市汙水排放量將不可避免地呈現上升趨勢，城市河道生態環境壓力巨大。由於城市河道多渠道化，水流不暢、汙泥淤積，導緻河道自淨功能嚴重退化，因此，尋求高效、安全、易行的城市汙染河道水質淨化技術，恢復退化的河流生態係統刻不容緩。其中，生物-生態修復技術由於具有安全性、經濟性、實用性、係統性等諸多優點成為河流汙染治理的主要技術手段，特彆是對於受到嚴重汙染的“荒漠化”河道，生物-生態修復已經成為許多城市河道水環境治理的關鍵技術。
其中，仿生植物作為一種新的生態修復技術，彌補瞭傳統的生物-生態修復技術在水汙染治理中的瓶頸，為嚴重汙染的城市河道生態修復提供瞭新的技術手段。仿生植物，又稱為“人工水草”或“生態填料”，即模仿天然水草形態及水生植物在水質淨化中的主要功能，將自然水體中的生物膜技術與傳統汙水處理的填料技術結閤起來，通過各種縴維加工形成新型水處理材料，在嚴重汙染的“荒漠化”河道中構建“水下森林”，為汙染水體中土著微生物提供適宜的棲息場所，促使微生物聚集、生長、繁殖、代謝，從而降解汙染物，達到水質淨化的目的。其具有以下方麵的優勢：具有巨大的比錶麵積，可為多種生物提供棲息附著場所；不受季節影響，可避免水生植物季相交替所造成的水質動蕩變化；不受水體汙染程度的製約，可避免水生植物在透明度低、溶解氧低以及汙染物濃度高的水體中生長不良、根係短小的現狀；可重復使用。基於以上特點，仿生植物自問世以來，迅速得到瞭廣泛的研究和實際應用。
基於此，本書以仿生植物為研究對象，在鎮江市古運河流域開展瞭一係列的野外原位掛膜試驗以及室內模擬試驗，旨在探討仿生植物附著生物膜在汙染水體中的生長特性，闡明仿生植物附著生物膜對汙染河流氮素降解的效果及機理，同時揭示環境因子對仿生植物附著生物膜脫氮效能的影響，最終有望為利用仿生植物附著生物膜修復城市汙染河道水質提供技術指導和理論依據。
本書是作者近幾年針對仿生植物開展的係列研究過程中所獲得的第一手資料的匯總與集成。本書中涉及的相關研究項目受以下基金的資助，包括：國傢自然科學基金（51109097），江蘇省基礎研究計劃（自然科學基金）麵上研究項目（BK2011520）以及中國博士後科學基金（20100481095）。此外，江蘇大學專著齣版基金以及江蘇省水利科技項目（2016050）共同資助瞭本書的齣版，在此錶示衷心的感謝。
江蘇大學張珂、王曉娟、劉彪、李義敏、張金萍以及王旻等同學直接參與瞭本書所涉及的相關試驗研究工作，並為本書中的樣品采集、試驗分析、數據整理等作齣瞭大量的努力；此外，相關課題完成以及本書寫作過程中，得到瞭陳誌剛、解清傑、儲金宇、肖思思、許小紅等同誌的大力支持與幫助，在此錶示衷心的感謝！
本書基礎數據來源於“仿生植物對汙染河道淨化技術及機理”課題，在該課題研究及課題驗收等過程中，得到瞭王國祥、楊柳燕、郭文祿、曹琴、顧維等專傢的指導；在課題研究及其成果推廣過程中，得到瞭江蘇同盛環保技術有限公司的大力支持，在此錶示衷心的感謝！
由於作者水平有限，書中難免有錯誤或不妥之處，懇請各位專傢及讀者不吝賜教。

作者
2018年3月

好的，以下為您提供的圖書簡介，字數大約1500字，內容詳盡，不包含您所提及的書名主題： --- 書名：《工業4.0時代下，智能製造係統的人機協作優化策略研究》 圖書簡介 一、 核心主題與時代背景 本書聚焦於工業4.0浪潮下，智能製造係統（Intelligent Manufacturing Systems, IMS）中的核心挑戰：如何實現人與機器之間的高效、安全且可持續的協作（Human-Robot Collaboration, HRC）。在全球製造業嚮數字化、智能化轉型的背景下，傳統的人機隔離操作模式已成為製約生産效率提升和柔性製造能力的關鍵瓶頸。本書深入剖析瞭新一代工業機器人、物聯網（IoT）、大數據分析以及人工智能（AI）技術如何重塑人機交互界麵和工作流程，旨在提供一套係統化、可落地的優化策略，以推動製造係統從自動化邁嚮協同化。 二、 內容結構與章節深度剖析 本書共分為六個主要部分，層層遞進，從理論基礎到實踐應用，構建起一個完整的人機協作優化框架。 第一部分：智能製造與人機協作的理論基石 本部分首先界定瞭工業4.0的內涵，並將其核心特徵與人機協作的需求進行對接。重點闡述瞭從自動化（Automation）到協同化（Collaboration）的範式轉移。討論瞭傳統工業機器人與協作機器人（Cobots）在設計哲學、安全標準和應用場景上的根本區彆。此外，還引入瞭係統工程（Systems Engineering）和復雜適應係統（Complex Adaptive Systems, CAS）的視角，為理解人機係統的動態交互特性打下理論基礎。 第二部分：人機協作環境下的安全與倫理考量 安全是人機協作得以實現的前提。本部分詳細解讀瞭國際和國內關於協作機器人安全標準（如ISO/TS 15066）的技術要求，包括力量與接觸限製、安全區域的動態劃分以及故障安全機製的設計。更進一步，本書探討瞭在深度融閤的製造環境中，數據隱私、算法偏見以及責任界定等新興倫理問題，並提齣瞭相應的風險管理和治理框架。 第三部分：人機協作係統中的感知與認知技術 高效協作依賴於機器對人類意圖的精確理解。本部分聚焦於支撐協作的人工智能技術棧。詳細介紹瞭基於機器視覺和傳感器融閤技術的人體姿態估計、動作預測模型。特彆地，書中深入探討瞭“意圖識彆”（Intent Recognition）在實時決策中的應用，包括基於深度學習的序列模型（如LSTM、Transformer）如何從曆史數據中學習操作員的習慣動作和潛在需求。此外，還分析瞭觸覺反饋、腦機接口（BCI）在增強人機自然交互方麵的最新研究進展。 第四部分：麵嚮柔性生産的任務分配與調度優化 在柔性製造（Flexible Manufacturing Systems, FMS）中，任務的動態分配是係統效率的關鍵瓶頸。本部分提齣瞭基於多目標優化的人機任務切分模型。該模型綜閤考慮瞭任務的復雜性、操作員的技能熟練度、機器的性能限製以及生産的實時優先級。書中詳細介紹瞭混閤整數綫性規劃（MILP）、強化學習（Reinforcement Learning, RL）在解決動態、非確定性任務調度問題中的應用，特彆是如何通過“機會主義調度”來最大化係統的整體吞吐量，同時最小化操作員的認知負荷。 第五部分：人機界麵（HMI）與認知負荷管理 人機交互界麵設計直接影響操作員的學習麯綫和操作效率。本部分側重於下一代HMI的設計原則，包括沉浸式技術（如增強現實AR）在工作指導和故障診斷中的應用。更重要的是，本書引入瞭生理信號監測（如心率變異性、眼動追蹤）作為衡量操作員認知負荷的量化指標。基於這些指標，提齣瞭自適應HMI策略，即係統根據操作員的實時認知狀態動態調整信息呈現的密度和交互方式，避免信息過載或不足。 第六部分：實踐案例、評估指標與未來展望 本書最後一部分通過多個跨行業的實際案例（如汽車裝配、精密電子産品封裝、定製化小批量生産綫）來驗證前述優化策略的有效性。案例分析不僅展示瞭技術部署過程，更著重於量化評估（如OEE、首次通過率、人因誤差率的降低幅度）。最後，本書對未來人機協作的發展趨勢進行瞭展望，特彆是探討瞭通用人工智能（AGI）可能對協作模式帶來的顛覆性影響，並為製造業管理者和工程師提供瞭實施路綫圖和關鍵成功要素（Critical Success Factors, CSFs）。 三、 目標讀者 本書內容兼具理論深度和工程實踐價值，是以下人員的理想參考讀物： 智能製造、工業工程、自動化控製等領域的科研人員和高校師生。 負責工廠自動化升級、柔性生産綫設計和係統集成的工程技術人員。 企業中高層管理者，關注數字化轉型和勞動力結構優化的決策者。 四、 撰寫特色 本書的顯著特色在於其跨學科的整閤能力，將控製理論、人因工程學、先進計算機科學和管理科學融會貫通。語言嚴謹專業，圖錶清晰，旨在為讀者提供一個全麵、前瞻且可操作的框架，以迎接工業製造的協同智能新時代。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目《仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用》給我一種非常科學、嚴謹的感覺。我本身並不是直接從事水處理或環境科學研究的專業人士，但作為一名對生態環境問題抱有高度關注的普通讀者，我對這類能夠解決實際環境痛點的書籍有著天然的親近感。書名中的“重汙染水體”和“氮素去除”點齣瞭問題的嚴重性和解決方案的關鍵點，而“仿生植物”這個詞匯則充滿瞭想象空間。我很好奇，這些“仿生植物”究竟是什麼？它們是真實存在的植物經過改造，還是完全人工閤成的材料？它們模擬植物的哪些特性來完成氮素的吸收、轉化或降解？書中是否會詳細介紹這些仿生植物的結構、組分以及其工作的微觀機理？我希望這本書能夠用一種相對易懂的方式，將復雜的科學原理講解清楚，讓我這個非專業人士也能有所收獲，瞭解這項技術是如何從實驗室走嚮實際應用的。

評分☆☆☆☆☆

僅僅從《仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用》這個書名來看，我就覺得這本書非常有潛力成為一本重要的參考讀物，特彆是對於那些希望瞭解前沿水處理技術的人來說。我之所以這麼說，是因為“仿生”這個詞匯本身就代錶瞭一種將自然界經過長期演化形成的精妙設計轉化為工程應用的思想，這通常意味著高效、低能耗和環境友好。《重汙染水體》則直接指齣瞭本書關注的重點——那些對環境造成嚴重威脅的水體，而《氮素去除》則明確瞭其核心的解決方案。我特彆好奇這本書會如何定義和介紹這些“仿生植物”。它們是通過基因工程培育齣的新型植物，還是利用生物材料和物理化學方法構建的模擬植物係統的結構？書中是否會深入探討這些仿生植物的閤成方法、工作原理，以及它們相對於傳統水處理方法（如活性汙泥法、化學沉澱法等）的獨特優勢？我猜想，這本書可能會包含一些關於仿生植物的材料科學、生態學以及工程學方麵的交叉知識，這使得它能夠為不同背景的讀者提供有價值的信息。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名就足以勾起我的好奇心——《仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用》。我一直對環境治理中的創新技術充滿興趣，尤其是那些能夠藉鑒自然界智慧的解決方案。書名中的“仿生植物”立刻讓我聯想到那些經過巧妙設計的、模擬植物生長和功能的材料或係統，它們能夠以一種更加可持續和高效的方式處理水中的氮素汙染。重汙染水體是我國環境治理麵臨的嚴峻挑戰之一，而氮素又是水體富營養化的主要元凶，它不僅破壞水生生態，還會影響飲用水安全。因此，如何有效地去除水體中的氮素，一直是我關注的焦點。看到這本書將仿生技術與這一難題相結閤，我立刻産生瞭閱讀的衝動，想要深入瞭解這些“人造植物”究竟是如何運作的，它們在實際應用中能達到怎樣的效果，又存在哪些優勢和局限性。我期待這本書能提供一些前沿的研究成果和具體的案例分析，讓我能夠更清晰地認識到仿生技術在水體氮素去除領域的潛力。

評分☆☆☆☆☆

《仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用》這樣一個書名，勾起瞭我對生態修復領域最新進展的好奇心。作為一名長期關注環境科技發展的讀者，我一直認為，將自然界的智慧融入到解決人類環境問題中，是未來可持續發展的重要方嚮。書名中“仿生植物”的提法，讓我聯想到那些能夠模擬植物吸收、轉化和固定營養物質功能的非生物材料或生物復閤體。而“重汙染水體”和“氮素去除”則直接點明瞭本書研究的核心問題，即如何高效、經濟地治理因過量氮素而富營養化的水體。我非常想知道，書中是否會詳細闡述這些仿生植物的構效關係，比如它們是如何通過模仿植物的根係吸收、葉片蒸騰作用，或者微生物共生體係來達到去除氮素的目的？書中是否會包含一些關於仿生植物的製備方法、性能評估以及在不同水質條件下的實際應用案例？我對這些仿生植物在處理不同濃度、不同形態的氮素（如氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽）時的效果，以及它們在長期運行中的穩定性和再生能力等方麵的內容尤為感興趣。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《仿生植物在對重汙染水體氮素去除中的應用》這個書名，我立刻被其前沿性和實用性所吸引。作為一名對可持續發展和綠色技術有著濃厚興趣的愛好者，我一直關注著各種新興的環保解決方案。《仿生植物》這個概念本身就充滿瞭吸引力，它暗示著一種巧妙地模仿自然界高效機製的解決方案。水體氮素汙染是全球性的環境問題，尤其是在一些工業發達或人口密集地區，重汙染水體的治理刻不容緩。書中將“仿生植物”與“氮素去除”這兩個關鍵點結閤，讓我看到瞭解決這一難題的希望。我很好奇，這本書究竟會介紹哪些類型的仿生植物？它們是如何模擬植物根係吸收養分、葉片進行光閤作用，或者微生物固氮過程的？我期待書中能夠有具體的案例研究，展示這些仿生植物在不同類型、不同程度的重汙染水體中的實際應用效果，比如它們對氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽等不同形態氮素的去除效率，以及在不同水溫、pH值等條件下的適應性。