海事衛星

[拼音]：huanjing gongcheng

[英文]：environmental engineering

研究和從事防治環境汙染和提高環境質量的科學技術。環境工程同生物學中的生態學、醫學中的環境衛生學和環境醫學，以及環境物理學和環境化學有關。由於環境工程處在初創階段，學科的領域還在發展，但其核心是環境汙染源的治理。

發展和任務

人們對環境和健康的關係是逐步認識的。1854年，對發生在英國倫敦寬街的霍亂疫情進行周密調查後，推斷成疫的原因是一個水井受到了患者糞便的汙染（當時細菌學和傳染病學還未建立，霍亂弧菌在1884年才發現）。從此，推行了飲用水的過濾和消毒，對降低霍亂、傷寒等水媒病的發生率取得了顯著效果。於是衛生工程和公共衛生工程就從土木工程中逐步發展為新的學科，它包括給水和排水工程、垃圾處理、環境衛生、水分析等內容。

人類的活動一開始就汙染了環境。自然環境在受到汙染之後有一定的自淨能力，只要汙染物的量不超過某一數量，環境仍能維持正常狀態，自然生態系統也能維持平衡，這個汙染物量稱環境容量。環境容量決定於要求的環境質量和環境本身的條件。產業革命以後，尤其是20世紀50年代以來，隨著科學技術和生產的迅速發展，城市人口的急遽增加，自然環境受到的衝擊和破壞愈演愈烈，環境汙染對人體健康和生活的影響已超越衛生一詞的涵義，乃改稱衛生工程為環境工程。

保護環境最理想的途徑是儘量減少汙染物的排放。工業造成的汙染是當前最主要的汙染，而它的廢水、廢氣和廢渣中的汙染物一般是未能利用的原材料或副產品、產品。工業上加強生產管理和革新生產工藝，政府運用立法和經濟措施促進工業革新技術，是防止環境汙染最基本最有效的途徑。然而，生活和生產對環境的不利影響是難於從根本上予以防治，因而控制對環境的汙染是環境工程的基本任務。

學科內容

主要有水體汙染控制、生活用水供給、大氣汙染控制、固體廢物處置、噪聲汙染控制，還有放射性汙染控制、熱汙染控制、電磁輻射控制等。

水體汙染控制

水體的汙染並沒有嚴格的定義和固定不變的標準。可以要求水體水質：

（1）維持自然狀態；

（2）符合飲用水原水要求；

（3）適於魚類的生存和繁殖；

（4）適於農業灌溉；

（5）適於游泳和其他水上文體活動；

（6）符合各種工業用水原水的要求；

（7）不呈現不潔狀態等。對於這些水體的水質，許多國家都規定有具體的要求。中國頒佈有《地面水環境質量標準》，作為控制水體汙染的依據。

水體汙染源主要來自生活汙水、工業廢水、農業廢水和降水引起的地面徑流；濱海地區的地下水體，還有海水入侵。

水體汙染物主要有：

（1）病原體，如病菌、病毒和寄生蟲卵等；

（2）來源於動植物的有機物，如動植物排洩物、動植物殘體、機體的組分等，它們在水體中的細菌作用下消耗溶解氧；

（3）植物養料，主要有氮、磷化合物，將使潺湲的水體出現富營養化；

（4）有毒有害的化學品，如含氯農藥（DDT、六六六等）、表面活性劑、重金屬鹽類、放射性物質等；

（5）其他，如油脂、酸、鹼、溫水，懸浮物等（見廢水水質）。進入水體的汙染物，有些在微生物的作用下能夠降解，如生活汙水中有機物，在細菌的作用下大多轉化為重碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽等無機物；有些不能降解，如大多數無機汙染物。水體的降解作用、稀釋作用和周圍環境的換質作用（如從水面上的空氣中吸收氧），使得受汙染的水體水質趨於復原的能力，稱為自淨能力。當汙染物量不超過自淨能力時，水體基本上維持正常狀態；當超過自淨能力時，水體就會呈現不潔狀態。

水體汙染的控制措施，除加強汙染源的管理，以降低廢水量和汙染量外，政府應制定和頒佈法規以控制廢水的排放，如中國政府制定和頒佈了《中華人民共和國水汙染防治法》、《工業“三廢”排放試行標準》等法規。城鎮應建設完善的排水管系和廢水處理廠，並制定和實施管理制度。工業佈局和工藝要考慮環境要求。生產廢水必須處理後出廠（見工業廢水治理），廢水再用，特別是建立廢水灌溉系統，是防止廢水汙染水體的有效途徑。

生活用水供給

飲用水的品質直接影響人體健康。城鎮應建設完善的給水系統，向居民供應符合《生活飲用水衛生標準》的飲用水（見用水水質）。給水水源的嚴格保護、原水的完善處理（見給水處理廠）和給水管網的精心養護（見給水管網養護）是確保供水水質優良的有力措施。

大氣汙染控制

對不同範圍內的大氣質量要求是不同的。空曠地區應當保持空氣的自然質量。城區的空氣應當有較高的質量。汙染源的區域性空間特別是車間內部空氣質量的要求可以低些，但不應危害工作人員或居民的健康。中國頒佈了《大氣環境質量標準》、《工業企業設計衛生標準》等規章以便控制大氣汙染。

大氣汙染有區域性性的，如室內汙染、個別煙囪的汙染；有地區性的，如城市交通汙染。由於空氣是流動的，區域性性的汙染可以成為地區性的，地區性的汙染範圍擴充套件後，甚至成為全球性的。

大氣汙染會造成降塵量增加，能見度降低，樹木生長不良，甚至枯萎。但是，最主要的危害是影響人類健康，輕則致病，重則死亡。由大氣的硫汙染引起的1952年倫敦煙霧事件，造成4000人死亡。大氣汙染引起的酸雨，傷害植物，腐蝕建築物，受害面積較廣，正引起嚴重關注。

大氣汙染源主要是礦物燃料(煤、石油、燃氣)的燃燒。某些工業生產過程排放的汙染物也汙染大氣，但一般隻影響附近地區。大風和車輛行駛造成塵土飛揚，有時也汙染大氣（見交通工程）。火山爆發是另一個汙染源。

大氣汙染物主要有：

（1）煙塵。一切非氣態汙染物的統稱，也稱顆粒物，主要是粉塵和煙。粉塵一般來自表土。煙是不完全燃燒的產物，主體是碳粒，吸附有其他雜質。煙塵的危害是降低大氣的一般質量和能見度。但是，加鉛汽油燃燒時形成的鉛粒和工業生產中的粉塵和煙霧，可以直接致病。

（2）一氧化碳。燃料燃燒不完全的產物，是無色、無臭、有毒的氣體，略輕於空氣，擴散較快。在交通繁忙的城市，地面空氣中的一氧化碳來自汽車，濃度有時高達10～100ppm，而在濃度為10ppm的空氣中生活8小時，就可能影響人們的精神活動。

（3）二氧化硫。含硫礦物燃料燃燒的產物。在中國主要來自燒煤的鍋爐和爐灶。腐蝕器物，刺激呼吸道。用煙囪向高空擴散時，常氧化為三氧化硫，形成硫酸或硫酸鹽，溶入雨滴，會出現pH值低於5的酸雨。 ④氮氧化物。一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是燃料在高溫下燃燒的產物，大氣中的氮在高溫下能氧化成一氧化氮，進而轉化為二氧化氮。氮氧化物在大氣光化學反應中是反應物，濃度高時直接影響健康。

（5）碳氫化合物。一般是汽油燃燒不完全的產物。濃度較低不直接危害健康，但在大氣光化學反應中是反應物。

（6）光化學反應氧化劑。在陽光照射下氮氧化物和碳氫化合物的反應產物，臭氧、一氧化氮、二氧化氮、過氧乙醯硝酸酯(PAN)、甲醛、丙烯醛、硝酸等的混合體，是二次汙染物。它們的汙染引數是總氧化劑。含光化學反應氧化劑的煙霧稱光化學煙霧，曾造成嚴重危害，對健康的綜合影響尚在研究中。濃度在約0.1ppm就有刺激眼膜和呼吸道的症狀。此外，硝酸可能是造成酸雨的另一個因素。

（7）二氧化碳。在通常情況下大氣中的二氧化碳，由於植物的光合作用和生物的呼吸作用，濃度一般處於平衡狀態。然而日益增加的礦物燃料燃燒量使大氣中的二氧化碳濃度呈上升趨勢。由於二氧化碳有溫室效應，有人認為有可能引起地球大氣平均溫度增加、極冰融化，造成嚴重的環境問題。

大氣汙染的控制措施，造林和城市綠化有助於大氣質量的改善，營造防風林帶可以防止塵土擴散。但大氣汙染的防治主要在於：

（1）能源革新。有可能時，用無汙染能源（太陽能、風能、地熱水能、電能和蒸汽），或低汙染能源（燃氣和油類）替代煤。煤的分配也要顧及汙染控制，低硫煤應分配給爐灶和小型燃燒裝置，較易採用防止汙染措施的大型燃燒裝置應分配含硫較高的煤。含硫高的燃料可用脫硫技術降低硫含量。燃氣的脫硫技術見城市燃氣淨化。

（2）裝置和操作的革新。革新除塵裝置有助於煙塵量的降低，提高燃燒裝置的效率可以降低一氧化碳和碳氫化合物的汙染量。火焰溫度的控制，可以減少氮的氧化和二氧化碳的分解。汽車廢氣汙染的防治主要依靠革新汽車的燃燒系統，已進行了大量的研究，仍在不斷革新中。汽車廢氣中的鉛粒只有不用加鉛汽油才能消除。

（3）廢氣處理。是大氣汙染防治的最後手段。煙氣中的粉塵可以用過濾、洗滌、離心分離、靜電沉降、聲波沉降等方法與氣流分離。去除煙氣中的二氧化硫有多種方法:將石灰石粉末吹入燃燒室，與二氧化硫化合成灰分;用鹼性物質吸收或吸附二氧化硫，然後利用；在催化劑作用下燃燒煙氣，使二氧化硫轉化為三氧化硫、煙氣冷卻時與冷凝水結合為硫酸。煙氣中的氮氧化物也可用化學方法去除。

固體廢物處置

固體廢物的處置方法有掩埋、焚化或加工利用。焚化也可以看作是一種處理方法。因為灰燼仍要處置。固體廢物特別是垃圾的收集和儲放既要花錢少，又要不影響環境衛生。

（1）農業固體廢物(秸稈、畜糞)一般都是有機物，中國農村歷來用作飼料、燃料和肥料。近10年來，用沼氣發酵法處理農業固體廢物。沼氣是清潔方便的燃料，殘渣是良好的肥料。工業固體廢物量少時，常作為垃圾處理。量多時，先考慮利用（見工業廢渣及其應用）；無法利用時才掩埋或焚化。有毒有害的廢物掩埋前要經過無害化處理，無法處理的密封后掩埋。

（3）城市垃圾是城市中固體廢物的混合體。在中國，廚房剩餘物質習慣上和垃圾分別收集，用於餵豬和肥田。處置垃圾的方法主要是掩埋，少數焚化，也用於堆肥。掩埋包括填地、填坑、改沼澤地為場地和棄之於海。棄海即使近期未見不良後果，遠期堪慮。以往掩埋垃圾和簡單的傾棄相近，繼續汙染環境並造成鼠患。現在要求每日傾棄的垃圾當天用泥土掩蓋並壓實，稱衛生掩埋。垃圾掩埋場綠化後，經過10年或更長的時間可在上面建房。掩埋場上可用衛生掩埋法造假山，可增加垃圾掩埋量，美化環境。採取廢舊物資回收措施，可以減少垃圾的數量。

噪聲汙染控制

干擾人們休息、學習、生活和工作，甚至影響健康的聲音，統稱為噪聲。噪聲由許多純音組成。純音(單頻率的聲音)的聲壓(p)可用與基準聲壓(p0接近一般人的聽閾，通常採用p0＝2×10-5帕)相比的聲壓級（Lp）表示，單位為分貝（dB），它的數學表示式為Lp＝201g(p/p0)。噪聲強弱的測定較複雜，不但要結合各純音的頻率，還要結合人的主觀感受。有多種方法量度，一般採用聲級，單位也用分貝。聲級可用聲級計直接測得。聲級增加40分貝，聲壓約增百倍，干擾大大增加。一般認為低於85分貝時不致影響聽力。噴氣飛機起飛時的噪聲達150分貝，使耳鼓發痛。160分貝的噪聲使人致聾。噪聲還影響人的中樞神經系統和心血管系統，會導致神經衰弱和心血管病。噪聲還影響講話和電話的使用。可使人致聾的噪聲還影響某些儀表的使用。

噪聲主要來自機器（工業噪聲）和交通工具（交通運輸噪聲）。控制噪聲首先是不用喧囂的裝置：或則改革工藝，如改鉚接為焊接；或則改換機械，如用壓樁機替代打樁機。其次是革新機械的構造和材料，如提高部件精度減少碰撞，用非金屬材料替代金屬材料，傳動部件用彈性構件，整機採用隔振機座或隔聲罩，排氣口設消聲器，交通工具外形採用流線型等。再次是正確操作，如正確使用潤滑劑，正確使用喇叭等音響裝置。建立隔聲屏障（如牆、土丘）或建築表面多用吸聲、隔聲材料，以及城市合理規劃等等，也是有效的措施（見飛機場環境保護）。

放射性汙染控制

放射性物質產生的電離輻射超過一定劑量就危害人體健康。用一定厚度的鉛板或混凝土等封閉放射性物質，就可以阻隔這種電離輻射。在核電站或使用放射性物質的工業、醫療和科研等部門，只要按照規定操作和管理，就可避免危害。放射性物質的廢棄物不論是氣態的、液態的或固態的都要儲放到電離輻射低於一定水平，才准許進入環境。為便於儲放，常進行濃縮處理，濃縮的廢氣和廢液還須進行固化處理，以便處置。

熱汙染控制

過量燃燒、大氣汙染和地物變化會改變環境溫度，影響區域性的、地區的或全球的自然生態平衡。電站和工業冷卻水是最常見的水體熱汙染源。冷卻用水直接排入河流和湖泊，會使水溫升高，加速水中生物的新陳代謝，降低溶解氧，從而影響漁業和破壞自然平衡。可以採用迴圈冷卻水系統以減少冷卻用水排放量，或在排入天然水體前先經冷卻塘降溫。

電磁輻射控制

無線電廣播、電視及微波技術等事業的迅速普及，射頻裝置的功率成倍增高，使附近的電磁輻射強度達到可以直接威脅人體健康的程度。

電磁輻射的防護手段，一般是在射頻裝置或保護物件周圍設定電磁遮蔽裝置，使保護範圍內的電磁輻射強度降至容許範圍以內。電磁遮蔽裝置主要有遮蔽罩、遮蔽室、遮蔽衣、遮蔽頭盔和眼罩，不同遮蔽物件，採用不同的裝置。此外，還採取綜合性的防治對策，如通過合理佈局，使電磁汙染源遠離人口稠密的居民區；改進電磁裝置，以減少對環境的電磁輻射；提高電磁裝置的自動化和遙控程度，以減少工作人員接觸高強度電磁輻射的機會等。