漲姿勢 | 那些在環(huán)境領(lǐng)域獨領(lǐng)風騷的牛人們，漫談美國環(huán)境工程領(lǐng)域的頂尖教授

1. 活性污泥工藝的先驅(qū)：布魯斯-瑞特曼教授 (Prof. Bruce Rittmann)
活性污泥法可以說是環(huán)境工程最傳統(tǒng)，最核心的工藝了。Bruce Rittmann教授之所以在環(huán)境領(lǐng)域大名鼎鼎，正是因為他是美國完善活性污泥相關(guān)計算方法的先驅(qū)，是膜生物反應(yīng)器(MBfR)的發(fā)明人，更是整個污水處理標準流程的奠基人之一。Bruce Rittmann教授于2004年當選為美國工程院院士，可謂是實至名歸。

Bruce Rittmann教授
成就：開發(fā)了活性污泥法的相關(guān)計算方法；膜生物反應(yīng)器(MBfR)的發(fā)明者，最早提出微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell)的學者之一；環(huán)境領(lǐng)域被引用文章次數(shù)最多的作者之一，在期刊發(fā)表的論文總數(shù)超過500篇；撰寫的《Environmental Biotechnology: Principles and Applications》一書是世界上最著名的環(huán)境微生物學教材。
任職地：曾任職于UIUC (伊利諾伊大學香檳分校，環(huán)境領(lǐng)域最著名的學校之一），現(xiàn)在亞利桑那州立大學任職。
當選院士時間： 2004年
個人網(wǎng)頁：

http://www.biodesign.asu.edu/people/bruce-rittmann
 

師承關(guān)系：
Bruce Rittmann教授是斯坦福大學環(huán)境系的奠基人Perry L. McCarty教授的學生。Perry L. McCarty教授的事跡將另述。
Bruce Rittmann教授是卡耐基梅隆大學著名教授Jeanne VanBriesen的老師。Jeanne VanBriesen教授現(xiàn)任卡耐基梅隆大學城市水環(huán)境研究中心主任，在消毒副產(chǎn)物，微生物污染快速檢測，智能給水管網(wǎng)(Smart water infrastructure)建設(shè)等領(lǐng)域有重要貢獻。

2. 環(huán)境水化學領(lǐng)域的泰山北斗們：Morgan--Morel--Dzombak三代師徒
James J. Morgan教授--環(huán)境水化學領(lǐng)域的開創(chuàng)者
水化學是一門古老的學科，而系統(tǒng)的應(yīng)用水化學知識解決環(huán)境工程的實際問題，James J. Morgan教授堪稱第一人。他系統(tǒng)地研究了含錳離子在水體中的遷移轉(zhuǎn)化并將研究成果應(yīng)用于給水處理工藝；他是最早提出混凝技術(shù)并在給水處理中應(yīng)用混凝技術(shù)的先驅(qū)之一。作為環(huán)境領(lǐng)域最著名雜志《Environmental Science & Technology》(環(huán)境科學與技術(shù))的第一任主編，James J. Morgan教授以《環(huán)境科學與技術(shù)》為載體，為無數(shù)后來者提供了展現(xiàn)自己研究成果的平臺。
Francois Morel教授--承前啟后的環(huán)境水化學理論學家
James J. Morgan教授的學生Francois Morel教授的強項是吸附水化學。他的強項是研究吸附反應(yīng)的機理，并不拘泥于應(yīng)用，這也是他為何當選為科學院院士而非工程院院士的原因。1990年，他與學生Dzombak教授的合著《Surface complexation modeling: Hydrous Ferric Oxide》正式問世。這本書是第一本詳細論述水中離子在金屬水合物表面吸附機理的著作，其理論可廣泛用于解釋水中離子在其他金屬氧化物及水合物表面的作用。該書對研究水中污染物的遷移轉(zhuǎn)化具有十分重要的指導(dǎo)意義。
David A. Dzombak教授--環(huán)境水化學理論與實際結(jié)合的典范
Francois Morel教授的學生David A. Dzombak教授擅長于將環(huán)境水化學的基本理論應(yīng)用于解決跨度極其廣泛的實際工程問題。作為理論和應(yīng)用的雙重大家，David A. Dzombak教授在市政廢水回用作為冷卻水、碳埋存、低pH采礦廢水的處理、氣候變化和人口增長對美國水資源的影響等領(lǐng)域做出了重要的貢獻。作為水中離子在金屬水合物表面吸附機理的奠基人之一，David A. Dzombak教授及其合作者Athanasios Karamalidis教授于2010年出版了《Surface Complexation Modeling: Gibbsite》一書，對水中離子在金屬水合物表面吸附機理進行了開創(chuàng)性的擴充。

James J. Morgan教授

Francois Morel教授

David A. Dzombak教授
當選院士時間：
James J. Morgan教授: 1978
Francois Morel教授: 2009 (美國科學院院士)
David A. Dzombak教授: 2008 
任職地：
James J. Morgan教授: 現(xiàn)為加州理工學院(Caltech)榮譽教授
Francois Morel教授：曾任麻省理工大學(MIT)教授，現(xiàn)在普林斯頓大學任職
David A. Dzombak教授：現(xiàn)在卡耐基梅隆大學任職
個人網(wǎng)頁：
James J. Morgan教授:

http://morgan.caltech.edu/
 

Francois Morel教授:

http://www.princeton.edu/geosciences/people/display_person.xml?netid=morel&display=Faculty
 

David A. Dzombak教授:

http://www.ce.cmu.edu/people/faculty/dzombak.html
 

【注】在水化學領(lǐng)域另一位知名學者是畢業(yè)于斯坦福大學，現(xiàn)在華盛頓大學(University of Washington）任教的Mark Benjamin教授。他所寫的教材<Water Chemistry>是水化學領(lǐng)域最知名的教材。

3.斯坦福大學環(huán)境系璀璨群星中最閃亮的一顆--佩里-麥卡提(Perry L. McCarty)教授
1962年，坐落于北加州的工程學名校斯坦福大學決定籌建環(huán)境工程專業(yè)。令人吃驚的，擔負此重任的不是國際知名的專家學者，而是當時一個名不見經(jīng)傳的年輕人--Perry McCarty。3年之前，他才獲得MIT的博士學位。這樣一個年輕人，能夠擔負起創(chuàng)建與斯坦福大學名聲相配的環(huán)境工程系這一重擔嗎？
答案是肯定的。斯坦福大學環(huán)境工程專業(yè)的發(fā)展情況，到今天大家已是有目共睹。US News環(huán)境工程專業(yè)排名雷打不動的第一，平均每個教員獲得的科研經(jīng)費數(shù)雷打不動的第一，擁有院士總數(shù)雷打不動的第一。。。Perry McCarty教授，以其卓越的科研和管理能力，吸引一大批頂尖的環(huán)境工程人才聚于旗下，同時又堅持教學與科研并重的方針，培養(yǎng)出了像Bruce Rittmann教授這樣開山鼻祖式的人物。時至今日，凡我環(huán)境工程專業(yè)之人，談起Perry McCarty教授篳路藍縷，一手創(chuàng)建出天下第一的斯坦福環(huán)境工程系這一壯舉，莫不拜服！

Perry McCarty教授
成就：最早研究以微生物厭氧法處理有機污染物的先驅(qū)之一；最早提出“污水深度處理”概念的先驅(qū)之一；為學生Bruce Rittmann教授研究微生物好氧處理工藝做了理論和實驗上的準備。
當選院士時間：1977
任職地：于1962年起任職于斯坦福大學，現(xiàn)為斯坦福大學榮譽教授
個人網(wǎng)頁：

http://www-ce.stanford.edu/faculty/mccarty/
 

師承關(guān)系：Perry McCarty教授是現(xiàn)在亞利桑那州立大學工作的Bruce Rittmann教授的老師。Bruce Rittmann教授的事跡已在前文詳述。

4. 膜過濾技術(shù)與環(huán)境納米科技 (Environmental Nanotechnology)研究領(lǐng)域的宗師--Menachem Elimelech教授
以微濾(Microfiltration)，超濾(Ultrafiltration)，納濾(Nanofiltration)及反滲透(Reverse osmosis)為代表的膜過濾技術(shù)是環(huán)境工程學科的支柱技術(shù)之一。將原本用于化工領(lǐng)域的膜過濾技術(shù)在環(huán)境工程界推廣應(yīng)用，Menachem Elimelech教授居功至偉。1998年，Menachem Elimelech教授受耶魯大學邀請，在耶魯大學建立實驗室，創(chuàng)建了耶魯大學的環(huán)境工程系。從此，耶魯大學成為膜過濾技術(shù)在美國的研究中心。
90年代末期，納米科技(Nanotechnology)已成為科學界研究的熱點，然而環(huán)境工程界對于納米科技究竟對環(huán)境工程這一學科本身有多大影響，仍然處于不甚明了的階段。Menachem Elimelech教授敏銳地認識到了納米科技對于環(huán)境工程學科的重大推動作用，并與另一位教授(Duke的Mark Wiesner教授）一道，提出了“環(huán)境納米科技”(Environmental Nanotechnology)的概念。2008年，Elimelech教授與其他合作者在Nature雜志上發(fā)表"Science and Technology for Water Purification in the Coming Decades"一文，論述了納米技術(shù)在膜過濾中的應(yīng)用，及泄漏到環(huán)境中的納米顆�？赡軐Νh(huán)境造成的危害。目前，Menachem Elimelech教授 (耶魯)、Mark Wiesner教授（杜克）、Greg Lowry 教授（卡耐基梅�。┦黔h(huán)境納米技術(shù)領(lǐng)域最有名的三位教授。

Menachem Elimelech教授
成就：系統(tǒng)應(yīng)用膜技術(shù)解決環(huán)境工程問題的第一人；環(huán)境納米技術(shù)的奠基人之一；"forward osmosis"概念的提出者。
當選院士時間：2006
任職地：曾任職于加州大學洛杉磯分校(UCLA)，于1998年起任職于耶魯大學，是耶魯大學環(huán)境工程系的創(chuàng)建人。
個人網(wǎng)頁：

http://seas.yale.edu/faculty-research/faculty-directory/menachem-elimelech
 

5.《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的“擎天之柱”--Jerald Schnoor教授
眾所周知，《環(huán)境科學與技術(shù)》(Environmental Science & Technology)是環(huán)境工程影響最大的期刊之一，而成為《環(huán)境科學與技術(shù)》期刊的編輯，更是很多知名Professor夢寐以求的機會。成為《環(huán)境科學與技術(shù)》期刊的編輯，榮譽倒在其次，更重要的是通過審閱投稿的文章，可以對目前的hot topics有一個全面的了解，從而為自己指明將來的科研方向。《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的北美區(qū)副主編有13人，個個都是可以獨當一面的牛人。那么，現(xiàn)任《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的主編究竟是何方神圣？
《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的主編，現(xiàn)由艾奧瓦大學(University of Iowa)的Jerald L. Schnoor教授擔任。Jerald L. Schnoor教授畢業(yè)于環(huán)境工程名校德克薩斯大學奧斯汀分校 (University of Texas at Austin)，目前任《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的主編已三年有余。在他任主編的這三年間，《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的影響力實現(xiàn)了跨越式增長。目前，《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的影響因子已達5.228，是整個工程領(lǐng)域影響因子最高的10種期刊之一，也是環(huán)境工程領(lǐng)域影響因子最高的期刊之一(影響因子最高的環(huán)境工程類期刊，是RSC旗下的Energy and Environmental Science，其impact factor高達9.61)。Jerald L. Schnoor教授堪稱《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志的“擎天之柱”。

Jerald L. Schnoor教授
成就：Jerald L. Schnoor教授是大規(guī)模應(yīng)用數(shù)學模型模擬并解決環(huán)境工程問題的先驅(qū)。最早提出"Phytoremediation"，即利用植物的自然修復(fù)能力來去除環(huán)境污染。Phytoremediation的概念及其相關(guān)理論直接指導(dǎo)了人工濕地的建設(shè)。
當選院士時間：1999
任職地：現(xiàn)任職于艾奧瓦大學(University of Iowa)
個人網(wǎng)頁：

http://www.engineering.uiowa.edu/cee/faculty-staff/jerald-l-schnoor
 

6. 物化法水處理領(lǐng)域的集大成式學者--John Crittenden教授
如果說Bruce Rittmann教授是微生物法處理環(huán)境污染6. 物化法水處理領(lǐng)域的集大成式學者--John Crittenden教授物的集大成式學者，那么John Crittenden教授即是物化法處理環(huán)境污染物的集大成式學者。John Crittenden教授早年通過研究固定床吸附技術(shù)而起家，經(jīng)過幾十年的洗禮，現(xiàn)在的John Crittenden教授早已成為物化法處理環(huán)境污染物的大家，在包括離子交換，化學及光催化氧化，電滲析，固體吸附，氣浮等領(lǐng)域都做出了舉世矚目的成就。在John Crittenden教授的推動下，光催化氧化領(lǐng)域不僅成為了環(huán)境工程中最熱的研究方向之一，更成為了整個化工界的熱門領(lǐng)域。John Crittenden教授于2008年被American Institute of Chemical Engineers (AiChE, 美國化學工程師協(xié)會）授予“百位當代最優(yōu)秀化學工程師”的稱號，以表彰他對化工界做出的杰出貢獻。John Crittenden教授還非常關(guān)心中國環(huán)境工程的發(fā)展，現(xiàn)任中科院、上海交通大學、華東理工大學、天津大學、大連理工大學、四川大學等多所大學（研究所）的訪問教授及名譽教授。

John Crittenden教授
成就：化學催化氧化及光催化氧化的先驅(qū)；推動了離子交換、電滲析等技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用
當選院士時間：2002
任職地：佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)
個人主頁：

http://www.ce.gatech.edu/people/faculty/581/overview
 

7. 讓微生物燃料電池之名響徹環(huán)境工程界的學者--Bruce Logan教授
微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell)，是一種利用產(chǎn)電細菌直接將有機物中包含的化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。根據(jù)維基百科，早在1911年，University of Durham的植物學家Potter教授就發(fā)現(xiàn)大腸桿菌(E.coli)可將有機物中的化學能轉(zhuǎn)化為電能；1976年，日本人Suzuki第一個設(shè)計出了現(xiàn)代意義上的MFC (

http://en.wikipedia.org/wiki/Microbial_fuel_cell
 

)。
客觀上講，Bruce Logan并不是最早提出MFC概念的教授，也不是最早提出利用MFC處理廢水這一開創(chuàng)性idea的教授(這一idea的開創(chuàng)者應(yīng)為Bruce Rittmann教授)。然而，Bruce Logan教授卻是有史以來在MFC領(lǐng)域做工作最多的教授。他提出了多種MFC的構(gòu)造并嘗試利用不同的材料來制作MFC的電極；他深入研究了產(chǎn)電細菌的發(fā)電機理，在Lovley教授之后第二個觀察到了產(chǎn)電細菌細胞間傳導(dǎo)電子的"Nanowire"的存在；他與耶魯?shù)腅limelech教授緊密合作，探索先進膜技術(shù)在微生物燃料電池領(lǐng)域的應(yīng)用。目前在Google中鍵入"Microbial Fuel Cell“，出現(xiàn)的引用次數(shù)最多的兩篇文章(Electricity Generation Using an Air-Cathode Single Chamber Microbial Fuel Cell in the Presence and Absence of a Proton Exchange Membrane，被引用769次，及Production of Electricity during Wastewater Treatment Using a Single Chamber Microbial Fuel Cell，被引用646次）均為Logan及其學生所寫。這兩篇文章也位列整個環(huán)境工程界被引用次數(shù)較多的文章的行列。2011年，Logan與其合作者Elimelech教授在Nature雜志上發(fā)表Membrane-based processes for sustainable power generation using water一文，最終奠定了Logan在MFC領(lǐng)域不可撼動的老大地位。作為環(huán)境領(lǐng)域最高產(chǎn)的論文作者之一，Logan教授在2013年一舉當選為美國工程院院士(N.A.E.)，也算是順理成章了。

Bruce Logan教授
成就：是研究生物燃料電池最全面、paper產(chǎn)量最高的學者；為推動生物燃料電池成為環(huán)境工程領(lǐng)域最熱的研究方向之一做出了最大的貢獻。
當選院士時間：2013
任職地：賓州州立大學(Pennsylvania State University)
個人主頁：

http://www.engr.psu.edu/ce/enve/logan/
 

8. 致力于推動美國和亞洲科研合作的環(huán)境化學家--James Leckie教授
2012年9月7日，國家發(fā)改委國際合作中心發(fā)布了這樣一條消息：“9月7日上午，斯坦福大學可持續(xù)發(fā)展與全球競爭力中心主任、美國工程院院士、斯坦福大學終身教授James O. Leckie，在國合-斯坦福“中國可持續(xù)發(fā)展與全球競爭力成長計劃”第一期班授課。” （

http://www.icc-ndrc.org.cn/NewsInfo.aspx?NId=1080
 

）這一位James O. Leckie教授，究竟是何許人也呢？
1970年加入斯坦福大學環(huán)境工程系時，James O. Leckie只是一名助理教授，名頭并不為人熟知。當時斯坦福大學環(huán)境工程系招入James O. Leckie教授，主要是考慮到James O. Leckie教授的研究方向是環(huán)境水化學，可以與MacCarty教授的微生物研究方向形成很好的互補。James O. Leckie教授很快以其超群的科研和管理能力在系里嶄露頭角，于1980年正式擔任斯坦福大學環(huán)境工程系的系主任。作為一個有著科研戰(zhàn)略眼光的教授，Leckie教授很早就認識到了與亞洲展開科研及管理方面的合作的重要性，并大力推動斯坦福大學與亞洲高校的合作。2002年，斯坦福大學與新加坡南洋理工大學(Nanyang Technological University)正式建立全方位的合作關(guān)系(Singapore Stanford Partnership)，Leckie教授任該合作中心的主任至今。2005年，Leckie教授主持建立了Stanford-China Executive Leadership Program，為中國的高端管理人才提供全方位的培訓。2008年，在Stanford-China Executive Leadership Program大獲成功的基礎(chǔ)上，Leckie教授主持建立了The Center for Sustainable Development and Global Competitiveness (CSDGC) at Stanford,將Stanford-China Executive Leadership Program的成功經(jīng)驗擴展到全球。 
我一直認為，杰出的科研人才有兩類，一類是在自己的一畝三分地挖的很深很透，成為該領(lǐng)域不可替代的專家；另一類興趣廣泛，融會貫通，通過本學科的科研經(jīng)歷而領(lǐng)悟到各學科共通的至理，從而成為在各學科都可傲立潮頭的通才。James O. Leckie教授無疑是第二類人才的典型代表。

James O. Leckie 教授
成就：是水化學吸附領(lǐng)域的著名專家，在金屬離子及含氧陰離子(oxyanion)在各類表面上的吸附機理進行了深入研究。首次提出基于雙電層模型的表面絡(luò)合及吸附模型，創(chuàng)造性地提出了"三電層模型“ (triple layer model)來解釋離子強度對金屬離子表面吸附的影響。是與Francois Morel齊名的環(huán)境水化學領(lǐng)域的宗師級人物。
當選院士時間：2005
任職地：斯坦福大學
個人主頁：

http://www.stanford.edu/~jleckie/
 

9. 氣溶膠領(lǐng)域的宗師--John H. Seinfeld教授
盡管氣溶膠這一領(lǐng)域是目前環(huán)境工程最熱的研究領(lǐng)域之一，“氣溶膠”本身的定義卻很簡單。根據(jù)維基百科的定義，aerosol （氣溶膠） is defined as a suspension of solid or liquid particles in a gas. This includes both the particles and the suspending gas, which is usually air。根據(jù)氣溶膠的定義，云、灰塵、煙霧等均屬于氣溶膠范疇。氣溶膠成為環(huán)境工程領(lǐng)域最熱的研究方向之一，主要因為1）粒徑較小的氣溶膠顆粒是對人體危害最大的環(huán)境污染物之一；2）大氣中的氣溶膠可以有效反射太陽輻射，從而減少溫室效應(yīng)。在氣溶膠領(lǐng)域做出最大貢獻的美國教授，非John H. Seinfeld教授莫屬。
John H. Seinfeld教授在氣溶膠的形成機理、粒徑變化規(guī)律、遷移轉(zhuǎn)化等多方面做出了重要的貢獻，他也是最早應(yīng)用計算機模擬來研究氣溶膠粒徑變化規(guī)律的學者之一。Seinfeld教授的研究團隊還在Caltech建立了專門在實驗室模擬氣溶膠形成的巨大反應(yīng)室(Linde Robinson Environmental Science Chamber)，實現(xiàn)了實驗室中對實際大氣環(huán)境的模擬。
John H. Seinfeld教授雖是化學工程師出身，但他對各類環(huán)境問題有著很大的興趣。目前，Seinfeld教授的研究團隊所從事的研究大多是和環(huán)境問題緊密結(jié)合的研究項目，如釋放到空氣中的有機污染物對氣溶膠形成的影響、云團的形成對溫室效應(yīng)的減弱效果等。

John H. Seinfeld教授
成就：杰出的化學及環(huán)境工程師，為氣溶膠領(lǐng)域的研究做出了最重大的貢獻。是最早研究大氣中含有硫酸根、硝酸根等離子的氣溶膠在粒徑增長及化學反應(yīng)動力學方面的規(guī)律的學者，最早提出了定量描述氣溶膠粒徑增長的方程。
任職地：加州理工學院(Caltech)
當選院士時間： 1982年
2013年 （美國科學院院士）
個人主頁：

http://www.its.caltech.edu/~seinfeld/bio.html