涨姿势 | 那些在环境领域独领风骚的牛人们，漫谈美国环境工程领域的顶尖教授

 

1. 活性污泥工艺的先驱：布鲁斯-瑞特曼教授 (Prof. Bruce Rittmann)
活性污泥法可以说是环境工程最传统，最核心的工艺了。Bruce Rittmann教授之所以在环境领域大名鼎鼎，正是因为他是美国完善活性污泥相关计算方法的先驱，是膜生物反应器(MBfR)的发明人，更是整个污水处理标准流程的奠基人之一。Bruce Rittmann教授于2004年当选为美国工程院院士，可谓是实至名归。

 

 

Bruce Rittmann教授
成就：开发了活性污泥法的相关计算方法；膜生物反应器(MBfR)的发明者，最早提出微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell)的学者之一；环境领域被引用文章次数最多的作者之一，在期刊发表的论文总数超过500篇；撰写的《Environmental Biotechnology: Principles and Applications》一书是世界上最著名的环境微生物学教材。
任职地：曾任职于UIUC (伊利诺伊大学香槟分校，环境领域最著名的学校之一），现在亚利桑那州立大学任职。
当选院士时间： 2004年
个人网页：

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

师承关系：
Bruce Rittmann教授是斯坦福大学环境系的奠基人Perry L. McCarty教授的学生。Perry L. McCarty教授的事迹将另述。
Bruce Rittmann教授是卡耐基梅隆大学著名教授Jeanne VanBriesen的老师。Jeanne VanBriesen教授现任卡耐基梅隆大学城市水环境研究中心主任，在消毒副产物，微生物污染快速检测，智能给水管网(Smart water infrastructure)建设等领域有重要贡献。

2. 环境水化学领域的泰山北斗们：Morgan--Morel--Dzombak三代师徒
James J. Morgan教授--环境水化学领域的开创者
水化学是一门古老的学科，而系统的应用水化学知识解决环境工程的实际问题，James J. Morgan教授堪称第一人。他系统地研究了含锰离子在水体中的迁移转化并将研究成果应用于给水处理工艺；他是最早提出混凝技术并在给水处理中应用混凝技术的先驱之一。作为环境领域最著名杂志《Environmental Science & Technology》(环境科学与技术)的第一任主编，James J. Morgan教授以《环境科学与技术》为载体，为无数后来者提供了展现自己研究成果的平台。
Francois Morel教授--承前启后的环境水化学理论学家
James J. Morgan教授的学生Francois Morel教授的强项是吸附水化学。他的强项是研究吸附反应的机理，并不拘泥于应用，这也是他为何当选为科学院院士而非工程院院士的原因。1990年，他与学生Dzombak教授的合著《Surface complexation modeling: Hydrous Ferric Oxide》正式问世。这本书是第一本详细论述水中离子在金属水合物表面吸附机理的著作，其理论可广泛用于解释水中离子在其他金属氧化物及水合物表面的作用。该书对研究水中污染物的迁移转化具有十分重要的指导意义。
David A. Dzombak教授--环境水化学理论与实际结合的典范
Francois Morel教授的学生David A. Dzombak教授擅长于将环境水化学的基本理论应用于解决跨度极其广泛的实际工程问题。作为理论和应用的双重大家，David A. Dzombak教授在市政废水回用作为冷却水、碳埋存、低pH采矿废水的处理、气候变化和人口增长对美国水资源的影响等领域做出了重要的贡献。作为水中离子在金属水合物表面吸附机理的奠基人之一，David A. Dzombak教授及其合作者Athanasios Karamalidis教授于2010年出版了《Surface Complexation Modeling: Gibbsite》一书，对水中离子在金属水合物表面吸附机理进行了开创性的扩充。

 

James J. Morgan教授

Francois Morel教授

David A. Dzombak教授
当选院士时间：
James J. Morgan教授: 1978
Francois Morel教授: 2009 (美国科学院院士)
David A. Dzombak教授: 2008 
任职地：
James J. Morgan教授: 现为加州理工学院(Caltech)荣誉教授
Francois Morel教授：曾任麻省理工大学(MIT)教授，现在普林斯顿大学任职
David A. Dzombak教授：现在卡耐基梅隆大学任职
个人网页：
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】在水化学领域另一位知名学者是毕业于斯坦福大学，现在华盛顿大学(University of Washington）任教的Mark Benjamin教授。他所写的教材<Water Chemistry>是水化学领域最知名的教材。

3.斯坦福大学环境系璀璨群星中最闪亮的一颗--佩里-麦卡提(Perry L. McCarty)教授
1962年，坐落于北加州的工程学名校斯坦福大学决定筹建环境工程专业。令人吃惊的，担负此重任的不是国际知名的专家学者，而是当时一个名不见经传的年轻人--Perry McCarty。3年之前，他才获得MIT的博士学位。这样一个年轻人，能够担负起创建与斯坦福大学名声相配的环境工程系这一重担吗？
答案是肯定的。斯坦福大学环境工程专业的发展情况，到今天大家已是有目共睹。US News环境工程专业排名雷打不动的第一，平均每个教员获得的科研经费数雷打不动的第一，拥有院士总数雷打不动的第一。。。Perry McCarty教授，以其卓越的科研和管理能力，吸引一大批顶尖的环境工程人才聚于旗下，同时又坚持教学与科研并重的方针，培养出了像Bruce Rittmann教授这样开山鼻祖式的人物。时至今日，凡我环境工程专业之人，谈起Perry McCarty教授筚路蓝缕，一手创建出天下第一的斯坦福环境工程系这一壮举，莫不拜服！

 

Perry McCarty教授
成就：最早研究以微生物厌氧法处理有机污染物的先驱之一；最早提出“污水深度处理”概念的先驱之一；为学生Bruce Rittmann教授研究微生物好氧处理工艺做了理论和实验上的准备。
当选院士时间：1977
任职地：于1962年起任职于斯坦福大学，现为斯坦福大学荣誉教授
个人网页：

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

师承关系：Perry McCarty教授是现在亚利桑那州立大学工作的Bruce Rittmann教授的老师。Bruce Rittmann教授的事迹已在前文详述。

4. 膜过滤技术与环境纳米科技 (Environmental Nanotechnology)研究领域的宗师--Menachem Elimelech教授
以微滤(Microfiltration)，超滤(Ultrafiltration)，纳滤(Nanofiltration)及反渗透(Reverse osmosis)为代表的膜过滤技术是环境工程学科的支柱技术之一。将原本用于化工领域的膜过滤技术在环境工程界推广应用，Menachem Elimelech教授居功至伟。1998年，Menachem Elimelech教授受耶鲁大学邀请，在耶鲁大学建立实验室，创建了耶鲁大学的环境工程系。从此，耶鲁大学成为膜过滤技术在美国的研究中心。
90年代末期，纳米科技(Nanotechnology)已成为科学界研究的热点，然而环境工程界对于纳米科技究竟对环境工程这一学科本身有多大影响，仍然处于不甚明了的阶段。Menachem Elimelech教授敏锐地认识到了纳米科技对于环境工程学科的重大推动作用，并与另一位教授(Duke的Mark Wiesner教授）一道，提出了“环境纳米科技”(Environmental Nanotechnology)的概念。2008年，Elimelech教授与其他合作者在Nature杂志上发表"Science and Technology for Water Purification in the Coming Decades"一文，论述了纳米技术在膜过滤中的应用，及泄漏到环境中的纳米颗粒可能对环境造成的危害。目前，Menachem Elimelech教授 (耶鲁)、Mark Wiesner教授（杜克）、Greg Lowry 教授（卡耐基梅隆）是环境纳米技术领域最有名的三位教授。

 

Menachem Elimelech教授
成就：系统应用膜技术解决环境工程问题的第一人；环境纳米技术的奠基人之一；"forward osmosis"概念的提出者。
当选院士时间：2006
任职地：曾任职于加州大学洛杉矶分校(UCLA)，于1998年起任职于耶鲁大学，是耶鲁大学环境工程系的创建人。
个人网页：

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

 

5.《环境科学与技术》杂志的“擎天之柱”--Jerald Schnoor教授
众所周知，《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)是环境工程影响最大的期刊之一，而成为《环境科学与技术》期刊的编辑，更是很多知名Professor梦寐以求的机会。成为《环境科学与技术》期刊的编辑，荣誉倒在其次，更重要的是通过审阅投稿的文章，可以对目前的hot topics有一个全面的了解，从而为自己指明将来的科研方向。《环境科学与技术》杂志的北美区副主编有13人，个个都是可以独当一面的牛人。那么，现任《环境科学与技术》杂志的主编究竟是何方神圣？
《环境科学与技术》杂志的主编，现由艾奥瓦大学(University of Iowa)的Jerald L. Schnoor教授担任。Jerald L. Schnoor教授毕业于环境工程名校德克萨斯大学奥斯汀分校 (University of Texas at Austin)，目前任《环境科学与技术》杂志的主编已三年有余。在他任主编的这三年间，《环境科学与技术》杂志的影响力实现了跨越式增长。目前，《环境科学与技术》杂志的影响因子已达5.228，是整个工程领域影响因子最高的10种期刊之一，也是环境工程领域影响因子最高的期刊之一(影响因子最高的环境工程类期刊，是RSC旗下的Energy and Environmental Science，其impact factor高达9.61)。Jerald L. Schnoor教授堪称《环境科学与技术》杂志的“擎天之柱”。

 

Jerald L. Schnoor教授
成就：Jerald L. Schnoor教授是大规模应用数学模型模拟并解决环境工程问题的先驱。最早提出"Phytoremediation"，即利用植物的自然修复能力来去除环境污染。Phytoremediation的概念及其相关理论直接指导了人工湿地的建设。
当选院士时间：1999
任职地：现任职于艾奥瓦大学(University of Iowa)
个人网页：

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

6. 物化法水处理领域的集大成式学者--John Crittenden教授
如果说Bruce Rittmann教授是微生物法处理环境污染6. 物化法水处理领域的集大成式学者--John Crittenden教授物的集大成式学者，那么John Crittenden教授即是物化法处理环境污染物的集大成式学者。John Crittenden教授早年通过研究固定床吸附技术而起家，经过几十年的洗礼，现在的John Crittenden教授早已成为物化法处理环境污染物的大家，在包括离子交换，化学及光催化氧化，电渗析，固体吸附，气浮等领域都做出了举世瞩目的成就。在John Crittenden教授的推动下，光催化氧化领域不仅成为了环境工程中最热的研究方向之一，更成为了整个化工界的热门领域。John Crittenden教授于2008年被American Institute of Chemical Engineers (AiChE, 美国化学工程师协会）授予“百位当代最优秀化学工程师”的称号，以表彰他对化工界做出的杰出贡献。John Crittenden教授还非常关心中国环境工程的发展，现任中科院、上海交通大学、华东理工大学、天津大学、大连理工大学、四川大学等多所大学（研究所）的访问教授及名誉教授。

John Crittenden教授
成就：化学催化氧化及光催化氧化的先驱；推动了离子交换、电渗析等技术在环境工程领域的应用
当选院士时间：2002
任职地：佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)
个人主页：

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

7. 让微生物燃料电池之名响彻环境工程界的学者--Bruce Logan教授
微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell)，是一种利用产电细菌直接将有机物中包含的化学能转化为电能的装置。根据维基百科，早在1911年，University of Durham的植物学家Potter教授就发现大肠杆菌(E.coli)可将有机物中的化学能转化为电能；1976年，日本人Suzuki第一个设计出了现代意义上的MFC (

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

)。
客观上讲，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处理废水这一开创性idea的教授(这一idea的开创者应为Bruce Rittmann教授)。然而，Bruce Logan教授却是有史以来在MFC领域做工作最多的教授。他提出了多种MFC的构造并尝试利用不同的材料来制作MFC的电极；他深入研究了产电细菌的发电机理，在Lovley教授之后第二个观察到了产电细菌细胞间传导电子的"Nanowire"的存在；他与耶鲁的Elimelech教授紧密合作，探索先进膜技术在微生物燃料电池领域的应用。目前在Google中键入"Microbial Fuel Cell“，出现的引用次数最多的两篇文章(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）均为Logan及其学生所写。这两篇文章也位列整个环境工程界被引用次数较多的文章的行列。2011年，Logan与其合作者Elimelech教授在Nature杂志上发表Membrane-based processes for sustainable power generation using water一文，最终奠定了Logan在MFC领域不可撼动的老大地位。作为环境领域最高产的论文作者之一，Logan教授在2013年一举当选为美国工程院院士(N.A.E.)，也算是顺理成章了。

 

 

Bruce Logan教授
成就：是研究生物燃料电池最全面、paper产量最高的学者；为推动生物燃料电池成为环境工程领域最热的研究方向之一做出了最大的贡献。
当选院士时间：2013
任职地：宾州州立大学(Pennsylvania State University)
个人主页：

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

8. 致力于推动美国和亚洲科研合作的环境化学家--James Leckie教授
2012年9月7日，国家发改委国际合作中心发布了这样一条消息：“9月7日上午，斯坦福大学可持续发展与全球竞争力中心主任、美国工程院院士、斯坦福大学终身教授James O. Leckie，在国合-斯坦福“中国可持续发展与全球竞争力成长计划”第一期班授课。” （

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

）这一位James O. Leckie教授，究竟是何许人也呢？
1970年加入斯坦福大学环境工程系时，James O. Leckie只是一名助理教授，名头并不为人熟知。当时斯坦福大学环境工程系招入James O. Leckie教授，主要是考虑到James O. Leckie教授的研究方向是环境水化学，可以与MacCarty教授的微生物研究方向形成很好的互补。James O. Leckie教授很快以其超群的科研和管理能力在系里崭露头角，于1980年正式担任斯坦福大学环境工程系的系主任。作为一个有着科研战略眼光的教授，Leckie教授很早就认识到了与亚洲展开科研及管理方面的合作的重要性，并大力推动斯坦福大学与亚洲高校的合作。2002年，斯坦福大学与新加坡南洋理工大学(Nanyang Technological University)正式建立全方位的合作关系(Singapore Stanford Partnership)，Leckie教授任该合作中心的主任至今。2005年，Leckie教授主持建立了Stanford-China Executive Leadership Program，为中国的高端管理人才提供全方位的培训。2008年，在Stanford-China Executive Leadership Program大获成功的基础上，Leckie教授主持建立了The Center for Sustainable Development and Global Competitiveness (CSDGC) at Stanford,将Stanford-China Executive Leadership Program的成功经验扩展到全球。 
我一直认为，杰出的科研人才有两类，一类是在自己的一亩三分地挖的很深很透，成为该领域不可替代的专家；另一类兴趣广泛，融会贯通，通过本学科的科研经历而领悟到各学科共通的至理，从而成为在各学科都可傲立潮头的通才。James O. Leckie教授无疑是第二类人才的典型代表。

 

James O. Leckie 教授
成就：是水化学吸附领域的著名专家，在金属离子及含氧阴离子(oxyanion)在各类表面上的吸附机理进行了深入研究。首次提出基于双电层模型的表面络合及吸附模型，创造性地提出了"三电层模型“ (triple layer model)来解释离子强度对金属离子表面吸附的影响。是与Francois Morel齐名的环境水化学领域的宗师级人物。
当选院士时间：2005
任职地：斯坦福大学
个人主页：

http://www.stanford.edu/~jleckie/
 

9. 气溶胶领域的宗师--John H. Seinfeld教授
尽管气溶胶这一领域是目前环境工程最热的研究领域之一，“气溶胶”本身的定义却很简单。根据维基百科的定义，aerosol （气溶胶） 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。根据气溶胶的定义，云、灰尘、烟雾等均属于气溶胶范畴。气溶胶成为环境工程领域最热的研究方向之一，主要因为1）粒径较小的气溶胶颗粒是对人体危害最大的环境污染物之一；2）大气中的气溶胶可以有效反射太阳辐射，从而减少温室效应。在气溶胶领域做出最大贡献的美国教授，非John H. Seinfeld教授莫属。
John H. Seinfeld教授在气溶胶的形成机理、粒径变化规律、迁移转化等多方面做出了重要的贡献，他也是最早应用计算机模拟来研究气溶胶粒径变化规律的学者之一。Seinfeld教授的研究团队还在Caltech建立了专门在实验室模拟气溶胶形成的巨大反应室(Linde Robinson Environmental Science Chamber)，实现了实验室中对实际大气环境的模拟。
John H. Seinfeld教授虽是化学工程师出身，但他对各类环境问题有着很大的兴趣。目前，Seinfeld教授的研究团队所从事的研究大多是和环境问题紧密结合的研究项目，如释放到空气中的有机污染物对气溶胶形成的影响、云团的形成对温室效应的减弱效果等。

 

John H. Seinfeld教授
成就：杰出的化学及环境工程师，为气溶胶领域的研究做出了最重大的贡献。是最早研究大气中含有硫酸根、硝酸根等离子的气溶胶在粒径增长及化学反应动力学方面的规律的学者，最早提出了定量描述气溶胶粒径增长的方程。
任职地：加州理工学院(Caltech)
当选院士时间： 1982年
2013年 （美国科学院院士）
个人主页：

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