本書內容包括緒論、總物質流分析、典型元素流分析、環境負荷及生態風險評價、環境負荷對策分析及預警措施幾部分，以物質流和元素流的分析方法為基礎，介紹了該方法在分析具體典型案例中的實際應用，并針對具體案例提出了相應的解決對策，為指導改善生態環境提供了理論支撐，旨在運用工業生態學的基礎方法，結合實際案例，為解決生態環境問題提供理論指導、技術支持和案例借鑒。
本書注重理論分析與實踐結合，具有較強的應用性和針對性，可供環境、冶金、化工、生態等領域的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也供高等學校環境科學與工程、生態工程及相關專業師生參閱。
高成康，東北大學冶金學院教授，主要研究方向為流程工業的環境系統研究，工業、區域污染源解析，承擔《工業生態學基礎》《工業系統的環境模擬與應用》等課程的教學，近年來主要在排放清單源分析，區域或工業系統能源-物質-水-氣的利用優化模型，區域的物質能量代謝等方面開展了大量的研究工作，先后承擔或執行負責科研項目20多項。
第1章緒論 001
1.1物質代謝的發展 001
1.2物質流分析的發展背景與現狀 003
1.2.1總物質流 003
1.2.2氮、硫、磷等元素物質流 005
1.3物質代謝引起的水環境生態負荷問題 008
1.3.1國內水環境風險研究的發展 009
1.3.2國外水環境風險研究的發展 010
1.4物質代謝研究的比較優勢和制約因素 012
1.4.1制約因素 012
1.4.2研究展望 013
參考文獻 013
第一篇總物質流分析 019
第2章物質流分析與核算 020
2.1物質流分析框架 020
2.2物質流分析評價指標 021
2.3物質流核算：以廣東省為例 023
2.3.1廣東省概況 024
2.3.2數據來源與處理 025
2.3.3物質流核算 026
參考文獻 039
第3章物質流的模型仿真技術 040
3.1系統動力學簡介 040
3.1.1系動力學概念及模型特點 040
3.1.2系統動力學模型的基本要素 040
3.1.3系統動力學的建模步驟 042
3.2MFA-SD模型理論及建構 042
3.2.1MFA-SD模型指標的選取 043
3.2.2MFA-SD模型的構建 047
3.2.3模型子系統的構建 048
3.3基于MFA-SD模型的循環經濟評價分析 058
3.3.1模型檢驗 058
3.3.2模型仿真方案設計與分析 060
3.3.3模型的模擬與調控 061
3.3.4廣東省循環經濟發展政策性建議 072
參考文獻 074
第二篇典型元素流分析 075
第4章我國社會磷代謝的時空特征 076
4.1空間邊界與時間邊界的選取 076
4.1.1空間邊界 077
4.1.2時間邊界 077
4.2磷元素在社會經濟系統的流動 078
4.3時間特征 079
4.3.1磷化工工業系統 079
4.3.2農業種植系統 080
4.3.3城市居民生活系統 082
4.3.4農村居民生活系統 084
4.3.5規模養殖系統 086
4.3.6家庭飼養系統 0884.4空間特征 089
4.4.1磷化工工業系統 089
4.4.2農業種植系統 092
4.4.3規模化養殖系統 094
參考文獻 096
第5章食品鏈的氮、磷元素流分析:以廣州市為例 097
5.1食品鏈氮、磷流代謝結構與特征 098
5.1.1能源代謝特征 098
5.1.2數據來源與處理 099
5.2農業種植業 100
5.3規模化畜禽養殖、非規模化畜禽養殖 102
5.4城鎮和農村居民生活 103
5.5食品加工部門 106
參考文獻 108
第6章省級層面氮、硫、磷元素代謝分析 109
6.1遼寧省概況 109
6.2氮、磷、硫代謝分析方法 111
6.2.1元素代謝系統邊界 111
6.2.2元素代謝系統框架 111
6.2.3元素代謝途徑 111
6.2.4元素代謝拓撲結構 112
6.2.5量化分析模型 114
6.3遼寧省氮元素代謝分析 120
6.3.1遼寧省工業系統氮元素代謝分析 120
6.3.2遼寧省農業系統氮元素代謝分析 123
6.3.3遼寧省居民生活系統氮元素代謝分析 124
6.4遼寧省磷元素代謝分析 125
6.4.1遼寧省工業系統磷元素代謝分析 125
6.4.2遼寧省農業系統磷元素代謝分析 127
6.4.3遼寧省居民生活系統磷元素代謝分析 129
6.5遼寧省硫元素代謝分析 130
6.5.1遼寧省工業系統硫元素代謝分析 130
6.5.2遼寧省居民生活系統硫元素代謝分析 131
參考文獻 132
第三篇環境負荷及水環境風險評價 135
第7章物質代謝的環境負荷分析 136
7.1物質代謝結構與通量分析 136
7.2物質代謝的水體環境負荷 140
7.3物質代謝的大氣環境負荷 141
7.4物質代謝的土壤環境負荷 143
參考文獻 144
第8章物質代謝的水環境風險評價 145
8.1“深圳國際低碳城”發展概況 145
8.1.1地理位置及規劃分區 145
8.1.2經濟發展狀況 146
8.1.3產業結構 146
8.1.4水資源狀況 147
8.2“深圳國際低碳城”水環境現狀 148
8.2.1龍崗河 149
8.2.2丁山河 150
8.2.3杶梓河 152
8.3水環境風險評價方法 154
8.3.1風險源識別與受體分析 154
8.3.2評價指標體系的構建 155
8.3.3評價指標分級標準 156
8.3.4評價指標權重的確定 157
8.3.5模糊綜合評價法 159
8.4水環境風險評價結果 162
參考文獻 163
第四篇環境負荷對策分析及預警措施 165
第9章物質代謝環境負荷的模擬評估及對策 166
9.1典型行業環境控制對策模擬評估 166
9.2流入地表水體磷元素調控措施的模擬分析 168
9.2.1預測方法的選擇 168
9.2.2基于BP神經網絡預測流入水體磷流量 169
9.3環境控制對策 176
9.3.1水環境負荷控制對策 177
9.3.2大氣環境負荷控制對策 178
9.3.3土壤環境負荷控制對策 179
參考文獻 180
第10章降低物質代謝水環境風險的預警模擬及措施建議 181
10.1河流污染物擴散模型 181
10.1.1污染物的運動特征 181
10.1.2基本模型的推導求解 183
10.2水環境風險預警模型建立方法 185
10.2.1水質模型建立方法描述 185
10.2.2模型假設 186
10.2.3模型參數估計 186
10.2.4GIS與數學模型結合 188
10.3模型預測及結果分析 190
10.3.1瞬時源 190
10.3.2穩定源 195
10.4風險預警建議和措施 197
參考文獻 198
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