環保工程學

環保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。

1. 環境工程學的形成

環境工程學是人類為了保護和改善生存環境,在同環境污染的長期鬥爭過程中逐步形成的。在中國,早在公元前2300年,為了保護水源,建立了持刀守衛水井的制度,也在公元前2000多年前,陶土管修建的地下排水道形成了中國排水工程雛形,明朝以前開始採用明礬淨水。在英國,19世紀初開始用砂濾法淨化自來水,19世紀末採用漂白粉消毒,19世紀中葉開始建立污水處理廠,20世紀開始採用活性污泥法(生化法)處理污水。隨後,給排水工程、污水處理工程、衛生工程等逐步發展起來,形成了一門防治水污染的技術科學。
為了控制大氣及其對人體健康造成的危害,美國在1885年發明了離心除塵器以消除工業生產造成的粉塵污染,當除塵、工業氣體淨化、空氣調節、燃燒裝置改造等工程技術逐漸發展後,形成防治大氣污染的技術科學。
其它的環境工程學內容,如在固體廢物處理方面,約在公元前3000~1000年,古希臘即開始對城市垃圾採用填埋處置方法,在20世紀出現了利用工業廢渣製造建築材料等工程技術。在噪聲控制方面,有悠久文明歷史國家的古建築中,從隔聲方面考慮對門窗和牆體的位置進行了合理的安排,20世紀50年代,在對噪聲控制問題廣泛研究的基礎上形成了環境聲學。
由此可見,在傳統學科,如化學、物理學、生物學、地學、醫學等基礎理論之上,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,在各自領域內逐步解決許多環境污染問題,單項污染的治理技術日趨成熟。此後,研究工作從單項治理措施逐漸向綜合防治措施過渡,同時對防治環境污染的措施進行綜合的技術經濟分析,使得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,最終形成了一門新的環境工程學科。
環境工程技術基礎上,以防治環境污染、改善環境質量和保護自然生態為目標的新興的環境保護產業也相繼蓬勃發展。現在全世界每年用於環境保護工業的投資在2000億美元以上,環保產品的商品市場每年達3000~6000億美元,並以每年5%~20%度增長。

2. 環境工程學的研究內容

環境工程學的研究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,噪聲控制,以及光、熱、放射性和電磁輻射污染與防治等。另外,環境工程學的研究還包括環保新技術、新材料及新能源的開發利用,無毒新工藝的設計和套用,工業污染系統控制,環境污染綜合防治的方法和措施,污染控制技術中的控制法規與設計準則,環境影響的預測、監測和評價的方法等,參與制訂環境保護規劃的方法與原則,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優方案。主要研究內容有:
(1)水污染防治工程。研究採用物理處理、化學處理,生物處理和物理化學處理等方法對廢水進行綜合治理,並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。並且要合理地利用水源,加強水資源的管理工作,制定廢水排放標準
(2)大氣污染防治工程。研究套用化學和物理的基本原理,採用各種工程技術方法去除工業廢氣的顆粒物,治理排放的有害氣體,制定不同類型的廢氣排放標準,保持進入大氣的有害物質在大氣的自淨化能力範圍之內。
(3)固體廢物的處置和利用。固體廢物的處理原則是減容化、無害化和資源化。按照這個要求,從工程技術角度解決固體廢物的填埋、焚化等方案的具體實施,以及工業固體廢物的資源化處理方法,使某些固體廢物成為有用產品的原料,得到有效利用。
(4)噪聲控制。控制噪聲的最根本的辦法就是設法從聲源上控制它,如採取用無聲的或低噪聲的工藝和設備代替高噪聲的工藝和設備。另外,環境工程需要在技術上控制噪聲的傳播途徑,如採取吸聲、消聲、隔聲、隔振、阻尼等噪聲控制技術,還要根據不同時間、不同地區和人處於不同行為狀態來制定環境噪聲標準。
(5)環境系統工程。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。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,以便取得環境污染防治的最佳效果。

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