Экологическая инженерия

редактировать

Экологическая инженерия - это профессиональная инженерная дисциплина, которая берет начало из научных тем например химия, биология, экология, геология, гидравлика, гидрология, микробиология и математика для создания решений, которые защитят, а также улучшат здоровье ч живых организмов и улучшают качество окружающей среды. Экологическая инженерия - это подраздел гражданского строительства, химической инженерии и машиностроения.

Экологическая инженерия - это применение научных и инженерных принципов для улучшения и сохранения окружающей среды. чтобы:

  • защищать здоровье человека,
  • защищать полезные природные экосистемы,
  • и улучшать экологическое улучшение качества жизни человека.

Инженеры-экологи разрабатывают решения для управление сточными водами, вода и загрязнение воздуха контроль, переработка, удаление отходов и здравоохранение. Они проектируют системы городского водоснабжения и очистки промышленных сточных вод, а также разрабатывают планы по предотвращению заболеваний, передающихся через воду, и улучшению санитарных условий в городских, сельских и рекреационных районах. Они оценивают системы управления опасными- отходами, чтобы оценить серьезность таких опасностей, дать рекомендации по обработке и локализации, а также разработать правила для предотвращения аварий. Они применяют закон об экологической инженерии, например, при оценке воздействия на окружающую среду предлагаемых строительных проектов.

Инженеры-экологи изучают влияние технологических достижений на окружающую среду, решая местные и глобальные экологические проблемы, такие как кислотные дожди, глобальное потепление, истощение озонового слоя, загрязнение воды и загрязнение воздуха автомобильными выхлопами и промышленными источниками.

В большинстве юрисдикций для квалифицированных инженеров-экологов вводятся лицензионные и регистрационные требования.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Древние цивилизации
    • 1.2 Современная эпоха
  • 2 Образование
    • 2.1 Учебный план
  • 3 Приложения
    • 3.1 Водоснабжение и очистка
    • 3.2 Очистка сточных вод
    • 3.3 Загрязнение воздуха менеджмент
    • 3.4 Оценка воздействия на окружающую среду и смягчение его последствий
  • 4 Регулирующие органы
    • 4.1 Агентство по охране окружающей среды
  • 5 См. также
    • 5.1 Ассоциации
  • 6 Ссылки
  • 7 Дополнительная литература
История

Древние цивилизации

Экологическая инженерия - это название работы, которая велась с ранней цивилизации. действия, поскольку люди научились изменять и контролировать условия окружающей среды для удовлетворения своих потребностей. Когда люди осознали, что их здоровье связано с качеством окружающей среды, они создали системы для его улучшения. Древняя цивилизация долины Инда (3300 г. до н. Э. - 1300 г. до н. Э.) Имела высокий контроль над своими водными ресурсами. Сооружения для общественных работ, найденные на различных участках в этом районе, включают колодцы, общественные бани, резервуары для хранения воды, систему питьевой воды и общегородскую систему сбора сточных вод. У них также была ранняя канальная ирригационная система, позволяющая вести крупномасштабное сельское хозяйство.

С 4000 по 2000 год до нашей эры многие цивилизации имели дренажные системы, а некоторые - санитарные сооружения, в том числе Месопотамская империя., Мохенджо-Даро, Египет, Крит и Оркнейские острова в Шотландии. У греков также были акведуки и канализационные системы, которые использовали дождевые и сточные воды для орошения и удобрения полей.

Первый акведук в Риме был построен в 312 г. до н.э., и оттуда они продолжали строительство акведуки для орошения и безопасного городского водоснабжения во время засухи. Еще в 7 веке до н. Э. Они построили подземную канализационную систему. которая впадала в реку Тибр, осушая болота для создания сельскохозяйственных угодий, а также удаляя сточные воды из города.

Современная эпоха

С момента падения Рима до 19 века не было замечено очень мало изменений, где улучшения привели к увеличению усилий, направленных на общественное здравоохранение. Современная экологическая инженерия началась в Лондоне в середине 19 века, когда Джозеф Базалгетт разработал первую крупную канализационную систему после Great Stink. Городская канализационная система перекачивала неочищенные сточные воды в реку Темзу, которая также поставляла большую часть питьевой воды в город, что привело к вспышке холеры. Внедрение систем очистки питьевой воды и сточных вод в промышленно развитых странах сократило болезни, передаваемые через воду, из основных причин смерти до редкости.

Эта область стала отдельной академической дисциплиной в середине 20-го века. в ответ на широко распространенную обеспокоенность общественности по поводу загрязнения воды и воздуха и другого ухудшения состояния окружающей среды. По мере того, как общество и технологии становились все более сложными, они все чаще оказывали непредусмотренное воздействие на окружающую среду. Одним из примеров является широко распространенное применение пестицида ДДТ для борьбы с сельскохозяйственными вредителями в годы после Второй мировой войны. Хотя сельскохозяйственные выгоды были выдающимися, а урожайность резко возросла, что привело к сокращению голода в мире, а малярия контролировалась лучше, чем когда-либо прежде, пестицид поставил многие виды птиц на грань исчезновения из-за его влияние на их репродуктивный цикл. История ДДТ, ярко рассказанная в книге Рэйчел Карсон Тихая весна (1962), считается рождением современного экологического движения, которое привело к современной области «экологической инженерное дело ".

Образование

Многие университеты предлагают программы экологической инженерии на факультете гражданского строительства или химического машиностроения, а также включают электронные проекты для разработки и баланса условия окружающей среды. Инженеры-экологи в программе гражданского строительства часто сосредотачиваются на гидрологии, управлении водными ресурсами, биоремедиации и проектировании водоочистных сооружений. Инженеры-экологи в программе химического машиностроения, как правило, сосредотачиваются на химии окружающей среды, передовых технологиях очистки воздуха и воды и процессах разделения. Некоторые разделы экологической инженерии включают разработку природных ресурсов и сельскохозяйственную инженерию.

. Курсы для студентов делятся на несколько широких классов:

  • Машиностроение курсы, ориентированные на проектирование машин и механических систем для использования в окружающей среде, например, вода и очистка сточных вод, насосные станции, заводы по сортировке мусора и другие механические объекты.
  • Курсы по экологической инженерии или экологическим системам, ориентированные на Подход к гражданскому строительству, при котором конструкции и ландшафт создаются так, чтобы сливаться с окружающей средой или защищать ее.
  • Экологическая химия, курсы по устойчивой химии или экологической химической инженерии, ориентированные на понимание воздействия химических веществ в окружающей среде, включая любые горные процессы, загрязняющие вещества, а также биохимические процессы.
  • Экологические технологии курсы, ориентированные на производство электронных или электронных Выпускники с высшим образованием, способные разрабатывать устройства и артефакты, способные отслеживать, измерять, моделировать и контролировать воздействие на окружающую среду, включая мониторинг и управление выработкой энергии из возобновляемых источников.

Учебная программа

Следующие темы составляют типичную учебную программу в экологической инженерии:

  1. Масса и Передача энергии
  2. Химия окружающей среды
    1. Неорганическая химия
    2. Органическая химия
    3. Ядерная химия
  3. Модели роста
    1. Потребление ресурсов
    2. Рост населения
    3. Экономический рост
  4. Оценка риска
    1. Идентификация опасности
    2. Доза-реакция Оценка
    3. Оценка воздействия
    4. Характеристика риска
    5. Сравнительный анализ риска
  5. Загрязнение воды
    1. Водные ресурсы и загрязнители
    2. Потребность в кислороде
    3. Загрязняющее вещество транспорт
    4. Вода и очистка сточных вод
  6. Загрязнение воздуха
    1. Промышленность, транспорт, коммерческие и бытовые выбросы
    2. Критерии и токсичные загрязнители воздуха
    3. Моделирование загрязнения (например, Моделирование атмосферной дисперсии )
    4. Контроль загрязнения
    5. Загрязнение воздуха и метеорология
  7. Глобальное изменение
    1. Парниковый эффект и глобальная температура
    2. Углерод, азот и кислородный цикл
    3. IPCC сценарии выбросов
    4. океанические изменения (закисление океана, другие последствия глобального потепления для океанов ) и изменения в стратосфере (см. Физические воздействия изменения климата )
  8. Управление твердыми отходами и восстановление ресурсов
    1. Оценка жизненного цикла
    2. Сокращение источников
    3. Сбор и передача операции
    4. Переработка
    5. Преобразование отходов в энергию преобразование
    6. Свалка
Применения

Водоснабжение и очистка

Инженеры-экологи оценивают водный баланс в пределах водораздела и определяют доступное водоснабжение, воду, необходимую для различных нужд в этом водоразделе, сезонные циклы движения воды через водораздел и их развитие системы для хранения, обрабатывать и транспортировать воду для различных целей.

Вода очищается для достижения целевых показателей качества воды для конечных потребителей. В случае подачи питьевой воды вода обрабатывается для минимизации риска передачи инфекционного заболевания, риска неинфекционного заболевания и для создания приятный водный аромат. Системы водораспределения спроектированы и построены для обеспечения необходимого давления и расхода воды для удовлетворения различных потребностей конечных пользователей, таких как бытовое использование, пожаротушение и орошение.

Очистка сточных вод

Канализация очистные сооружения, Австралия

Существует множество технологий очистки сточных вод. Линия очистки сточных вод может состоять из системы первичного осветлителя для удаления твердых и плавающих материалов, системы вторичной очистки, состоящей из бассейна аэрации, за которым следует флокуляция и осаждение или система активного ила и вторичный осветлитель, система удаления третичного биологического азота и окончательный процесс дезинфекции. Система аэротенков / активного ила удаляет органический материал за счет роста бактерий (активный ил). Вторичный осветлитель удаляет активный ил из воды. Третичная система, хотя и не всегда включаемая из-за затрат, становится все более распространенной для удаления азота и фосфора и для дезинфекции воды перед сбросом в поверхностный водный поток или сток океана.

Воздух управление загрязнением

Ученые разработали модели рассеивания загрязнения воздуха для оценки концентрации загрязняющего вещества на рецепторе или влияния на общее качество воздуха от транспортных средств выхлопных газов и промышленных дымовые газы выбросы. В некоторой степени эта область перекрывает желание уменьшить выбросы двуокиси углерода и других парниковых газов в результате процессов сжигания.

Оценка воздействия на окружающую среду и смягчение его последствий

Загрязнение воды

Инженеры-экологи применяют научные и инженерные принципы для оценки вероятности какого-либо неблагоприятного воздействия на качество воды, качество воздуха, среду обитания качество, флора и фауна, сельскохозяйственные мощности, движение, экология и шум. Если воздействия ожидаются, они затем разрабатывают смягчающие меры для ограничения или предотвращения таких воздействий. Примером меры по смягчению последствий может быть создание водно-болотных угодий в близлежащем месте, чтобы смягчить заполнение заболоченных территорий, необходимых для строительства дороги, если невозможно изменить маршрут дороги.

В Соединенных Штатах практика экологической оценки была официально начата 1 января 1970 года, когда вступил в силу Закон о национальной экологической политике (NEPA). С того времени более 100 развивающихся и развитых стран либо разработали конкретные аналогичные законы, либо приняли процедуры, используемые в других странах. NEPA распространяется на все федеральные агентства в США.

Регулирующие агентства

Агентство по охране окружающей среды

США. Агентство по охране окружающей среды (EPA) - одно из многих агентств, которые работают с инженерами-экологами для решения ключевых проблем. Важным компонентом миссии EPA является защита и улучшение качества воздуха, воды и окружающей среды в целом, чтобы избежать или смягчить последствия вредных воздействий.

См. Также
  • значок Экологический портал
  • значок Экологический портал
На Викиверситет вы можете узнать больше и рассказать другим о экологической инженерии на Департамент экологической инженерии

Ассоциации

Ссылки
Дополнительная литература
  • Дэвис, М.Л. и Д.А. Корнуэлл, (2006) Введение в экологическую инженерию (4-е изд.) McGraw-Hill ISBN 978-0072424119
  • Национальные академии наук, инженерии и медицины (2019). Экологическая инженерия в 21 веке: решение серьезных проблем (доклад). Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. doi : 10.17226 / 25121. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка )
Последняя правка сделана 2021-05-19 11:44:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте