环境工程

环境工程系统(Environmental engineering system)是工程的一个分支,涉及科学和工程原理的应用,以保护人类免受不利环境因素的影响; 保护当地和全球环境免受自然和人类活动的潜在有害影响; 和改善环境质量。

环境工程系统也可以被描述为应用科学和技术的一个分支,解决能源保护,资产保护和人类和动物活动废物控制等问题。 此外,它还关注在公共卫生领域找到合理的解决方案,例如水传播疾病,实施促进城市,乡村和休闲地区适当卫生的法律。 它涉及废水管理,空气污染控制,回收,废物处理,辐射防护,工业卫生,动物农业,环境可持续性,公共卫生和环境工程法。 它还包括对拟议建筑项目的环境影响的研究。

环境工程师系统研究技术进步对环境的影响。 为此,他们开展危险废物管理研究,以评估此类危害的重要性,就治疗和遏制提出建议,并制定防止意外事故的法规。 环境工程师设计市政供水和工业废水处理系统。 它们涉及当地和全球的环境问题,例如酸雨,全球变暖,臭氧消耗,水污染以及汽车尾气和工业来源的空气污染。

许多大学在土木工程系或工程系的化学工程系提供环境工程课程。 环境“民用”工程师专注于水文学,水资源管理,生物修复和水处理厂设计。 另一方面,环境“化学”工程师专注于环境化学,先进的空气和水处理技术以及分离过程。 环境工程的一些细分包括自然资源工程和农业工程。

更多的工程师正在获得法律专业培训(JD),并正在利用他们在环境工程法实践中的技术专长。

大多数司法管辖区还规定了许可和注册要求。

发展
自从人们首先认识到他们的健康与他们的环境质量有关之后,他们就已经应用原则来尝试改善他们的环境质量。 古印度哈拉潘文明在5000多年前的一些城市使用了早期的下水道。 更具体地说,印度河流域文明(也称为Harappan文明)已经对其社会中的水进行了先进的控制。 在该地区的不同地点发现的公共工作结构包括水井,公共浴池,储水箱,饮用水系统和城市污水收集系统。 他们还有早期版本的运河灌溉系统,这是大规模农业所需要的。 罗马人建造了渡槽,以防止干旱,并为罗马大都市创造一个清洁,健康的供水系统。 在15世纪,巴伐利亚制定了法律,限制了构成该地区供水的高山国家的发展和退化。

由于公众普遍关注水和污染以及日益广泛的环境质量退化,该领域在20世纪中期成为一个单独的环境学科。 然而,它的根源可以追溯到公共卫生工程的早期努力。 现代环境工程始于19世纪中期的伦敦,当时Joseph Bazalgette设计了第一个主要的污水处理系统,可以降低霍乱等水传播疾病的发病率。 工业化国家引入饮用水处理和污水处理将水传播疾病从导致死亡的主要原因减少到稀有。

在许多情况下,随着社会的发展,旨在为这些社会带来利益的行动产生了长期影响,从而降低了其他环境质量。 一个例子是在第二次世界大战后的几年中,农药滴滴涕广泛应用于控制农业害虫。 虽然农业效益显着,作物产量大幅增加,从而大大减少了世界饥饿,疟疾得到了比以往更好的控制,但由于滴滴涕对其生殖周期的影响,许多物种濒临灭绝。 在Rachel Carson的“寂静的春天”(1962)中生动地讲述了滴滴涕的故事被认为是现代环境运动和现代“环境工程”领域的诞生。

几千年来,各种社会都在制定保护运动和限制公共行动的法律,这些行动会损害环境。 值得注意的例子是19世纪伦敦和巴黎建造下水道的法律以及20世纪初美国国家公园系统的建立。

范围
以下主题通常构成环境工程课程:

1.大众和能量转移

2.环境化学
无机化学
有机化学
核化学

3.生长模型
资源消耗
人口增长
经济增长

4.风险评估
危害识别
剂量 – 反应评估
曝光评估
风险表征
比较风险分析

5.水污染
水资源和污染物
需氧量
污染物运输
水和废水处理

6.空气污染
工业,交通,商业和住宅排放
标准和有毒空气污染物
污染建模(例如大气扩散模拟)
污染控制
空气污染和气象

7.全球变化
温室效应和全球温度
碳,氮和氧循环
IPCC排放情景
海洋变化(海洋酸化,全球变暖对海洋的其他影响)和平流层的变化(见Physical_impacts_of_climate_change)

8.固体废物管理和资源回收
生命周期评估
减少来源
收集和转移操作
回收
废物转化为能源
垃圾填埋场

环境影响评估和缓解
科学家们使用空气污染扩散模型来评估受体污染物的浓度,或者评估汽车尾气和工业烟气烟囱排放对整体空气质量的影响。 在某种程度上,该领域与减少燃烧过程中的二氧化碳和其他温室气体排放的愿望重叠。 他们运用科学和工程原理来评估是否可能对水质,空气质量,栖息地质量,动植物,农业能力,交通影响,社会影响,生态影响,噪声影响,视觉(景观)产生任何不利影响如果预计会产生影响,他们会制定缓解措施来限制或防止此类影响。 减缓措施的一个例子是在附近地区建立湿地,以减少道路开发所需的湿地填充,如果不可能重新路由道路的话。

在美国,环境评估的做法于1970年1月1日正式启动,即国家环境政策法案(NEPA)的生效日期。 从那时起,已有100多个发展中国家和发达国家规划了具体的类似法律或采用了其他地方采用的程序。 NEPA适用于美国的所有联邦机构。

供水和处理
工程师评估流域内的水平衡,确定可用的水供应,该流域各种需求所需的水,水流通过流域的季节性循环,并开发用于储存,处理和输送各种用途的水的系统。 对水进行处理以达到最终用途的水质目标。 在饮用水供应的情况下,处理水以最小化传染病传播的风险,非传染性疾病的风险,并产生可口的水味。 配水系统的设计和建造旨在提供足够的水压和流量,以满足各种最终用户的需求,如家庭使用,灭火和灌溉。

废水处理
有许多废水处理技术。 废水处理系列可以包括用于去除固体和漂浮物质的初级澄清系统,由曝气池,絮凝和沉淀或活性污泥系统和二级澄清器,三级生物脱氮系统组成的二级处理系统,以及最后的消毒过程。 曝气池/活性污泥系统通过培养细菌(活性污泥)去除有机物质。 二级澄清器从水中除去活性污泥。 三级系统虽然并不总是因成本而包括在内,但在排放到地表水流或海洋排水口之前,除去氮和磷以及对水进行消毒变得越来越普遍。

空气污染管理
科学家已经开发出空气污染扩散模型来评估受体污染物的浓度或者对汽车尾气和工业烟气烟囱排放对整体空气质量的影响。 在某种程度上,该领域与减少燃烧过程中的二氧化碳和其他温室气体排放的愿望重叠。

环保局
美国环境保护署(EPA)是与环境工程师合作解决关键问题的众多机构之一。 EPA的使命的一个重要组成部分是保护和改善空气,水和整体环境质量,以避免或减轻有害影响的后果。

干旱和半干旱西非地区可持续农业的生态工程
生态工程为农业系统的管理提供了新的替代方案,这些系统更适合这些地区不断变化的社会和环境必需品。 这需要管理农业系统的复杂性,同时努力模仿西非旱地自然生态系统的功能,并利用长期适应环境限制的传统做法和当地专门知识。

对生物多样性采取行动 生物多样性对于生态系统的生产力及其在外部干扰影响下的时间稳定性至关重要。 为了农业气候系统的利益,可以加强与生物多样性有关的若干生态过程:促进多样性和土壤微生物活动,使植物受益,关联和利用植物的共同利益
利用有机物质和营养循环。 在干旱地区使用低化学品投入的农业系统的生产力主要基于有效的有机资源管理,以及它们诱导的养分和能量流动。 因此,可以在几个层面进行干预:加强作物与畜牧业的整合,以保护自然资源,通过特定的有机投入恢复土壤的生物活性,为当地的植物提供养分。
增加可用水量。 干旱地区的供水有限且不规则。 目前对这些物资的管理 – 涉及捕获雨水和地表径流 – 可以通过以下几种方式得到改善:通过关注:(i)农场和社区的组织来适应不稳定的降雨或干旱风险(农场地块模式与随机降雨分布等),以及(ii)减少作物用水需求的种植技术(植物选择,除草等),通过阻碍径流保护作物田地的水,说明树木对土壤和水的重要作用在旱地。
管理景观和相关的生态过程。 天敌对生态作物害虫的调控是生物多样性提供的一种生态系统服务。 可以考虑更好的虫害管理与促进不同尺度的生物多样性相关,例如从植物到景观。

教育
旨在培养具有环境系统或环境技术专业技能的毕业生的课程正变得越来越普遍,并且属于广泛的课程:

机械工程课程,旨在设计环境用机器和机械系统,如水处理设施,泵站,垃圾分类厂和其他机械设施;
环境工程或环境系统课程,面向土木工程方法,其中建造结构和景观以融合或保护环境;
环境化学,可持续化学或环境化学工程课程旨在了解环境中化学品的影响(好的和坏的)。 专注于采矿过程,污染物,通常还包括生化过程;
环境技术课程旨在培养能够开发能够监测,测量,建模和控制环境影响的设备和工件的电子或电气毕业生,包括监测和管理可再生能源的能源生产。

职业目标
有助于控制和防止工业,经济或社会项目产生的自然资源恶化。

专业人士简介
专业的基础科学知识,面向环境及其与生产过程的关系。
它开展了对工业和技术发展的环境影响的研究,确定其脆弱点并以实际方式支持其流程,使其符合现行法规。
它包括项目产生的环境影响与国家发展要求之间的平衡。
在专业中执行的任务或特定活动。

在公司执行
生产过程的环境影响研究,以显示它们对环境的影响。
它从其基础研究中制定了环境项目。
负责公司人员的环境质量,健康和职业安全管理体系。
它建立了污染控制和监测方法作为监测系统,以尽量减少排放和浪费。
它开发,计算并实施不同的技术解决方案,以最大限度地减少工业过程对环境的负面影响。
确定必须执行的迁移措施,以抵消已发布的排放。
它对公司进行项目评估和法律咨询。
照顾好环境
寻找可持续的替代品

在公共部门
与遵守现行立法合作,根据经济,社会和政治可能性保护环境。
进行废物的整体管理。
它开展公民环保意识活动。
管理受保护的野生地区以及保护城市生态系统。
控制城市的水,土壤,空气和废物污染
它管理自然资源的最佳利用,以获得生态高效的产品和流程。
在各个部门进行环境审核。
解释和执行空气污染物评估和量化的计算,以及控制中使用的设备和过程的设计。
选择最可行的方法来管理废物和污染土壤。
在地域规划和规划方面开展跨学科工作,分析自然,经济和社会因素之间相互关联的复杂系统。

作为一名独立专业人士
它为所有需要它的经济和社会部门开展研究,评估,审计,意见和环境认证。
教学和研究。

环境工程师的表现
与任何工程师一样,环境工程师具有使用技术解决特定问题的功能。 因此,其劳动力市场非常多样化,分布在中央行政部门,区域一级的分散服务,地方行政部门,工业公司,咨询公司,服务公司,非政府组织,研究和教学机构之间。

环境工程师必须开展的一项活动是评估环境中人类活动引起的改变的持续时间,程度和可逆性,而不论其不利或有益的性质。

必须赋予环境工程师以下权力:

规划可持续利用的环境。
提出环境政策。
准备环境影响研究。
环境管理。
减缓措施和控制污染过程。
诊断和评估环境方面。
制定环境解决方案
监控环境过程。
监测自然资源。
提出解决方案或管理环境设施,例如危险废物的最终处置厂,普通废物的最终处置厂,转运站等。

职业领域
中央,地区和市政府一级的公共机构。
在采矿,农业,建筑,能源,工业,农业工业等领域的公司。
卫生公司,垃圾填埋场和转运站,废物管理和控制。
独立咨询师。
高校
在职业领域,就像一个广泛的职业生涯,也是在任何部门履行职责的专业人士的经济上高薪的职业生涯