環境工程學(環境科學的分支學科)

環境工程學是環境科學的一個分支。它主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法，保護和合理利用自然資源，防治環境污染，以改善環境質量的學科。環境工程的主要內容包括大氣污染防治工程、水污染防治工程、固體廢物的處理和利用，以及噪聲控制等。環境工程學還研究環境污染綜合防治的方法和措施，以及利用系統工程方法，從區域的整體上尋求解決環境問題的最佳方案。

基本介紹

• 書名：環境工程學
• 作者：蔣展鵬
• ISBN：7-04-016759-X
• 頁數：640頁
• 定價：42.1元
• 出版社：高等教育出版社
• 出版時間：1992-1-1
• 裝幀：精裝

歷史

環境工程學是在人類同環境污染作鬥爭、保護和改善生存環境的過程中形成的。從開發和保護水源來說，中國早在公元前2300年前後就創造了鑿井技術，促進了村落和集市的形成。後來為了保護水源，又建立了持刀守衛水井的制度。

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排水工程

中國在公元前2000多年以前就用陶土管修建了地下排水道。古代羅馬大約在公元前6世紀開始修建地下排水道。中國在明朝以前就開始採用明礬淨水。英國在19世紀初開始用砂濾法淨化自來水；在19世紀末採用漂白粉消毒。

污水處理

英國在19世紀中葉開始建立污水處理廠；20世紀初開始採用活性污泥法處理污水。此後，衛生工程、給水排水工程等逐漸發展起來，形成一門技術學科。

大氣污染控制

為消除工業生產造成的粉塵污染，美國在1885年發明了離心除塵器。進入20世紀以後，除塵、空氣調節、燃燒裝置改造、工業氣體淨化等工程技術逐漸得到推廣套用。

固體廢物處理

歷史更為悠久。約在公元前3000～1000年，古希臘即開始對城市垃圾採用了填埋的處置方法。在20世紀，固體廢物處理和利用的研究工作不斷取得成就，出現了利用工業廢渣製造建築材料等工程技術。

噪聲控制

中國和歐洲一些國家的古建築中，牆壁和門窗位置的安排都考慮到了隔聲的問題。在20世紀，人們對控制噪聲問題進行了廣泛的研究。從50年代起，建立了噪聲控制的基礎理論，形成了環境聲學。

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20世紀以來，根據化學、物理學、生物學、地學、醫學等基礎理論，運用衛生工程、給排水工程、化學工程、機械工程等技術原理和手段，解決廢氣、廢水、固體廢物、噪聲污染等問題，使單項治理技術有了較大的發展，逐漸形成了治理技術的單元操作、單元過程、以及某些水體和大氣污染治理工藝系統。

50年代末，中國提出了資源綜合利用的觀點。60年代中期，美國開始了技術評價活動，並在1969年的《國家環境政策法》中，規定了環境影響評價的制度。至此，人們認識到控制環境污染不僅要採用單項治理技術，而且還要採取綜合防治措施和對控制環境污染的措施進行綜合的技術經濟分析，以防止在採取局部措施時與整體發生矛盾而影響清除污染的效果。

在這種情況下，環境系統工程和環境污染綜合防治的研究工作迅速發展起來。隨後，陸續出現了環境工程學的專門著作，形成了一門新的學科。

基本內容

迄今為止，人們對環境工程學這門學科還存在著不同的認識。有人認為，環境工程學是研究環境污染防治技術的原理和方法的學科，主要是研究對廢氣、廢水、固體廢物、噪聲，以及對造成污染的放射性物質、熱、電磁波等的防治技術；有人則認為環境工程學除研究污染防治技術外還應包括環境系統工程、環境影響評價、環境工程經濟和環境監測技術等方面的研究。

儘管對環境工程學的研究內容有不同的看法，但是從環境工程學發展的現狀來看，其基本內容主要有大氣污染防治工程、水污染防治工程、固體廢物的處理和利用、環境污染綜合防治、環境系統工程等幾個方面。

每個人都通過呼吸作用，不停地同大氣進行氣體交換。一個成年人一天內同大氣之間的氣體交換量約10～12立方米。通常，一個人五星期不吃東西，或五天不喝水，尚能活命；但是五分鐘不呼吸就會喪生。所以說，空氣尤其是清潔的空氣是人的生命須臾不可缺少的。

然而，20世紀中葉以來，進入大氣中的污染物的種類和數量不斷增多。已經對大氣造成污染的污染物和可能對大氣造成污染而引起人們注意的物質就有100種左右，其中影響面廣，對環境危害嚴重的主要有硫氧化物、氮氧化物、氟化物、碳氫化合物、碳氧化物等有害氣體，以及飄浮在大氣中含有多種有害物質的顆粒物和氣溶膠等。

大氣中的污染物有的來自自然界本身的物質運動和變化，有的來自人類的生產和消費活動。人類生產活動排放的有害氣體治理，和工業廢氣中顆粒物的去除原理和方法的研究是大氣污染防治工程的主要任務。

水是一切生物生存和發展不可缺少的。水體中所含的物質非常複雜，元素周期表中的元素幾乎都可在水體中找到。人類生產和生活消費活動排出的廢水，尤其是工業廢水、城市污水等大量進入水體造成水體污染。

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因此，採用廢水物理處理法、廢水化學處理法、廢水生物處理法和廢水物理化學處理法等方法進行治理，以及充分利用環境自淨能力，以防止、減輕直至消除水體污染，改善和保持水環境質量，並要制定廢水排放標準，合理地利用水資源，加強水資源管理，就成為水污染防治工程的主要任務。

人類在開發資源、製造產品和改進環境的過程中都會產生固體廢物，而且任何產品經過消費也會變成廢棄物質，最終排入環境中。隨著人類生產的發展和生活水平的提高，固體廢物的排放量日益增加，污染水體、土壤和大氣。

然而，固體廢物具有兩重性，對於某一生產或消費過程來說是廢棄物，但對於另一過程來說往往是有使用價值的原料。因此，固體廢物處理和利用既要對暫時不能利用的廢棄物進行無害化處理，如對城市垃圾採取填埋、焚化等方法予以處置；又要對固體廢物採取管理或工藝措施，實現固體廢物資源化，如利用礦業固體廢物、工業固體廢物製造建築材料，利用農業廢棄物製取沼氣等。

廢氣、廢水和固體廢物的污染，是各種自然因素和社會因素共同作用的結果。控制環境污染必須根據當地的自然條件，弄清污染物產生、遷移和轉化的規律，對環境問題進行系統分析，採取經濟手段，管理手段和工程技術手段相結合的綜合防治措施，改革生產工藝和設備，開發和利用無污染能源，利用自然淨化能力等，以便取得環境污染防治的最佳效果。環境污染綜合防治是在對廢水、廢氣、固體廢物單項治理的基礎上發展起來的。

環境問題往往具有區域性特點。利用系統工程的原理和方法，對區域性的環境問題和防治技術措施進行整體的系統分析，以求取得最最佳化方案，是環境系統工程的主要任務。

環境系統工程方法還可套用於不同的規模、等級、剖面的系統，如大氣系統（大氣污染模型、大氣擴散等）、地面水系統（河流污染、湖泊污染的分析和城市污水再生利用）、地下水系統、海洋系統以及某一環境工程單元過程系統等。

環境工程學是一個龐大而複雜的技術體系。它不僅研究防治環境污染和公害的措施，而且研究自然資源的保護和合理利用，探討廢物資源化技術、改革生產工藝、發展少害或無害的閉路生產系統，以及按區域環境進行運籌學管理，以獲得較大的環境效果和經濟效益，這些都成為環境工程學的重要發展方向。

自然資源的有限和對自然資源需求的不斷增長，特別是環境污染的控制目標和對能源需求之間的矛盾，促使環境工程學對現有技術和未來技術發展進行技術發展的環境影響評價和環境影響評價，為保護自然資源和社會資源提供依據。

有人認為預測科學技術進步所產生的副作用，實質上就是預測未來的環境問題。美國從60年代中期開始探討一些科學技術革命帶來的二次影響。如建設原子能電站，雖然與傳統的能源工業相比，二氧化碳和二氧化硫的污染大約減少了一半，但是增加了放射性污染。因此，資源、生態、經濟三者發展的動態平衡決定著環境工程未來的發展趨勢。

培養目標

本專業培養具備城市和城鎮水、氣、聲、固體廢物等污染防治和給排水工程、水污染控制規劃和水資源保護等方面的知識，能在政府部門、規劃部門、經濟管理部門、環保部門、設計單位、工礦企業、科研單位、學校等從事規劃、設計、施工、管理、教育和研究開發方面工作的環境工程學科高級工程技術人才。

培養要求

本專業學生主要學習普通化學、工程力學、測量學、工程製圖、微生物學、水力學、電工學、環境監測、環境工程學科的基本理論和基本知識，受到外語、計算機技術及繪圖、污染物監測和分析、工程設計、管理及規劃方面的基本訓練，具有環境科學技術和給水排水工程領域的科學研究、工程設計和管理規劃方面的基本能力。畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力：

◆ 掌握普通化學、分析化學、物理化學、工程力學、測量學、工程製圖、微生物學、水力學、電工學、環境監測與評價、環境工程學科的基本理論、基本知識；

◆ 掌握水污染控制工程、空氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、固體廢物處理處置與資源化工程的基本原理和設計方法；

◆ 具有污染物監測和分析、環境監測、環境質量評價、環境規劃與管理的初步能力；

◆ 了解環境科學與技術的理論前沿和發展動態；

◆ 掌握文獻檢索、資料查詢的基該方法，具有初步的科學研究和實際工作能力。