Environmentální inženýrství

Inženýrská ochrana životního prostředí [1] (je to také inženýrství životního prostředí , inženýrská ekologie , inženýrství životního prostředí ( angl.  environmentální inženýrství )) je soubor vědeckých a inženýrských principů pro zlepšování přírodního prostředí, zajišťující čistou vodu, vzduch a půdu pro člověka obydlí a jiných organismů a čištění kontaminovaných míst. Za účelem dosažení maximální ekologické bezpečnosti lidské hospodářské činnosti a snížení rizika antropogenního dopadu na životní prostředí specialisté v této oblasti znalostí - environmentální inženýři - vyvíjejí, projektují, seřizují, provozují a zdokonalují zařízení a technologie ochrany životního prostředí, organizují ochranu životního prostředí pracovat v podnicích a teritoriálně -průmyslové komplexy, provádět prověrky projektů, technologií a odvětví, provádět certifikaci výrobků [1] .

Environmentální inženýrství lze také popsat jako odvětví aplikované vědy a techniky zabývající se úsporou energie, výrobními prostředky a kontrolou odpadu z lidských a zvířecích činností. Kromě toho to souvisí s hledáním přijatelných řešení problémů veřejného zdraví, jako jsou nemoci přenášené vodou, se zavedením zákona, který podporuje odpovídající hygienu v městských, venkovských a rekreačních oblastech. To zahrnuje čištění odpadních vod, kontrolu znečištění ovzduší, recyklaci a likvidaci odpadu, radiační ochranu, průmyslovou hygienu, udržitelnost životního prostředí, zájmy veřejného zdraví a znalost práva environmentálního inženýrství. Kromě toho zahrnuje studie dopadů stavebních projektů na životní prostředí.

Environmentální inženýři studují dopad technologického pokroku na životní prostředí. Za tímto účelem, aby posoudili nebezpečí škodlivého technického odpadu, provádějí svůj výzkum a dávají doporučení, jak předcházet a neutralizovat znečištění odpady. Kromě toho se ekologičtí inženýři podílejí na projektování systémů veřejného zásobování vodou a průmyslových systémů čištění odpadních vod . Podílejí se také na řešení lokálních a globálních environmentálních problémů, jako jsou účinky kyselých dešťů, globální oteplování, poškozování ozónové vrstvy, znečištění vody a vzduchu z výfuků automobilů a průmyslových zdrojů [2] .

Na mnoha univerzitách existují programy environmentálního inženýrství v technických odděleních, a to jak v odděleních stavebního inženýrství, tak v odděleních chemické technologie. Stavební inženýři se specializují na studium hydrologie, vodních zdrojů a biologické úpravy vody v podnicích. Chemičtí inženýři se naopak zaměřují na „chemickou“ stránku ochrany životního prostředí, založenou na chemických technologiích pro čištění vody a vzduchu. Kromě toho inženýři stále častěji absolvují specializované právní školení a využívají své technické znalosti při aplikaci zákonů o životním prostředí. Právní činnost také vyžaduje licencování a registraci .

Historie vytvoření

Protože si lidé uvědomili, že jejich zdraví a blahobyt závisí na jejich životním prostředí, podnikli vědomé kroky ke zlepšení kvality svého životního prostředí. Starověká harappská civilizace používala v některých městech kanalizaci. Římané postavili akvadukty , aby zabránili suchu a vytvořili čistou a zdravou zásobu vody pro hlavní město Řím. V 15. století přijalo Bavorsko zákony omezující rozvoj a degradaci alpské země, která tvořila zásobování této oblasti vodou.

Environmentální inženýrství se objevilo jako samostatná disciplína v oblasti ochrany životního prostředí v polovině 20. století kvůli rozšířeným obavám veřejnosti ze znečištění vody a degradace životního prostředí. Jeho kořeny však sahají až k raným pokusům o zlepšení životního prostředí [3] . Moderní environmentální inženýrství začalo v Londýně v polovině 19. století, když Joseph Bazeljet navrhl první kanalizační systém, který snížil výskyt nemocí přenášených vodou, jako je cholera. Zavedení úpravy pitné vody a čištění odpadních vod v průmyslových zemích minimalizovalo výskyt smrtelných nemocí přenášených vodou [4] .

Rozvoj společnosti a technologií však kromě těchto výdobytků vedl také k negativnímu dopadu na životní prostředí s dlouhodobými důsledky. Známým příkladem je použití insekticidu DDT v zemědělství, které začalo po druhé světové válce a rozšířilo se. Tato droga se ukázala jako velmi účinná proti hmyzím škůdcům zemědělských plodin, což výrazně zvýšilo výnosy plodin a snížilo hrozbu světového hladomoru. DDT se také osvědčilo proti komárům přenášejícím malárii a pomáhá snižovat výskyt malárie více než kdy předtím. Ale DDT se ukázalo jako dlouhotrvající a všudypřítomná ekotoxická látka, která není nebezpečná jen pro hmyz: mnoho živočišných druhů je na pokraji vyhynutí kvůli vlivu této látky na jejich reprodukční cykly. Vliv DDT na životní prostředí byl názorně popsán v knize Silent Spring od Rachel Carson , která byla poprvé vydána v roce 1962 a přispěla ke vzniku moderního environmentálního sociálního hnutí a rozvoji "environmentálního inženýrství" ( angl. Environmental Engineering ) [5 ] .  

Praktická aplikace

Posouzení vlivu na životní prostředí a zmírnění

Posuzování vlivů plánovaných nebo probíhajících lidských činností na životní prostředí se provádí za účelem stanovení škod a rizik na životním prostředí, což je nezbytné pro přijímání ekologicky kompetentních manažerských rozhodnutí a pro minimalizaci škod na životním prostředí.

V procesu hodnocení dopadů jsou využívány matematické modely distribuce různých znečišťujících látek v atmosférickém vzduchu, povrchových a podzemních vodách a půdě. Lze tak například s dostatečnou přesností vypočítat koncentrace látek znečišťujících ovzduší v různých vzdálenostech od stacionárních či mobilních zdrojů emisí, posoudit jejich budoucí dopad jak v konkrétním místě, tak na kvalitu ovzduší obecně. Účinky těchto látek znečišťujících ovzduší na lidi, zvířata, rostliny, budovy a stavby lze také předvídat pomocí simulací. Podobné modely dopadu jsou vyvíjeny nejen pro chemické, ale také pro radioaktivní, elektromagnetické, světelné, hlukové a další druhy znečištění životního prostředí. Kromě znečištění má na životní prostředí, přírodní ekosystémy a člověka negativní dopad narušování a ničení biotopů v procesu územního rozvoje (zemědělství, stavebnictví, těžba dřeva, těžba přírodních zdrojů a další ekonomické aktivity). Vyvíjejí se také matematické modely pro posouzení možných důsledků těchto akcí.

Tato hodnocení umožňují vybrat nejvhodnější variantu, přijmout účinná opatření k prevenci nebo omezení škodlivých vlivů na životní prostředí a zabránit jeho degradaci. Není-li možné zabránit významným škodám na přírodě, mohou být přijata opatření ke kompenzaci těchto škod: například obnova lesů nebo vytvoření umělých bažin, které nahradí ty odvodněné jinde.

Dne 1. ledna 1970 vstoupil ve Spojených státech v platnost federální zákon zavádějící povinnost provádět environmentální přezkum – National Environmental Policy Act (NEPA) . Další podobná nařízení se přijímají nebo již platí ve více než stovce zemí, vyspělých i rozvojových [6] .

Čištění odpadních vod

Pro čištění odpadních vod se používá mnoho různých technologií v závislosti na složení odpadních vod, požadované produktivitě a stupni čištění. Čištění směsných odpadních vod (například odpadních vod) se často provádí ve třech nebo dokonce čtyřech fázích:

  1. Primární mechanické čištění - jsou odstraněny nečistoty plovoucí na povrchu a velké pevné částice.
  2. Na druhém stupni čistírny se provádí provzdušňování , následně flokulace a usazování ( angl.  sedimentace ). Lze také použít aktivovaný kal a provést sekundární mechanické čištění. Při provzdušňování je odpadní voda nasycena kyslíkem, který oxiduje část organických škodlivin a slouží k dýchání aktivovaných kalových mikroorganismů, které rozkládají řadu dalších organických látek.
  3. Ve třetí fázi se provádí biologické čištění od sloučenin dusíku a fosforu. Tento stupeň čištění není instalován všude kvůli jeho vysokým nákladům, ale stále více se používá tam, kde je vyčištěná odpadní voda vypouštěna do útvaru povrchové vody nebo do oceánu poblíž pobřeží.
  4. Čištění odpadních vod je ukončeno jejich dezinfekcí [7] .

Zemědělství

Inženýrská ochrana životního prostředí se provádí nejen v průmyslu, ale i v zemědělství, zejména v regionech s napjatou ekologickou situací a nepříznivými přírodními a klimatickými podmínkami. Úkolem ekologických inženýrů je nejen snížit negativní dopad zemědělských činností na životní prostředí a přírodní ekosystémy – ale také vytvořit udržitelný zemědělský systém, který může fungovat jako přirozené ekosystémy. K tomu lze použít smíšenou výsadbu, obohacování půdy o dusík-fixující a další prospěšné mikroorganismy a další metody [8] .

Školení

Vzhledem k tomu, že je nutné provádět opatření na ochranu životního prostředí při realizaci mnoha druhů činností a v podnicích různého profilu, jsou znalosti environmentálního inženýrství vyučovány nejen jako samostatný akademický předmět, ale jsou součástí předmětů různých technických oborů, zejména:

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Skupina oblastí školení a specializací (OKSO): Životní bezpečnost, environmentální management a ochrana životního prostředí . Environmentální inženýrství (odkaz není k dispozici) . Federální portál "Ruské vzdělávání" . FGAU GNII ITT "Informika" . Získáno 16. dubna 2016. Archivováno z originálu 12. května 2016. 
  2. ↑ Beychok, Milton R. Vodné odpady z ropných a petrochemických závodů (anglicky) . - 1. vydání. — John Wiley & Sons , 1967.
  3. ↑ Financování – Environmentální inženýrství – Americká národní vědecká nadace (NSF) . nsf.gov. Získáno 1. července 2013. Archivováno z originálu 13. dubna 2010.
  4. ↑ [1]  (odkaz dolů)
  5. ↑ Udržitelný rozvoj (n.d.) Environmental Science  (FR) . — Detroit, 2009.
  6. ↑ McGraw-Hill Encyklopedie environmentálních věd a  inženýrství . — 3. — McGraw-Hill, Inc., 1993.
  7. ↑ Sims, J. Aktivovaný kal, Encyklopedie životního prostředí  . — Detroit, 2003.
  8. ↑ D. Masse; JL. Chotte; E. Scopel. Ekologické inženýrství pro udržitelné zemědělství v suchých a semiaridních západoafrických regionech  (anglicky)  // Fiche thématique du CSFD: journal. - 2015. - Ne. 11 . — P. 2 .
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie