在美國學習環境工程有發展嗎

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1 專業簡介

宏觀而言，環境工程是一門廣泛的學科，任何有關于水，土壤和大氣的環境相關問題都是其關注的要點。這門學科通過設計一種體系為人類提供安全的水，大氣和土地，同時也關注人類的行為對環境所做造成影響的一門學科。

早在古羅馬時代，人們就開始使用淡水輸水管道和廢水收集系統。第一次全球工業化浪潮時期，歐洲許多城市迅速崛起，這些城市復制了由古羅馬人首建的管道系統和排水溝。隨著城市的不斷擴張，大量廢水隨著排水溝排出，帶來了水媒疾病，給大眾的健康帶來了威脅。19世紀中期誕生了環境工程的前身衛生工程領域，其名稱也反映了通過飲用水和廢水處理來保護人類健康的目標。這一次變革，遏制了水媒疾病的傳播。

在美國，現代環保運動始于二十世紀二十年代中期，當時公眾掀起了以遏制環境污染(如庫亞霍加河捕魚)的所產生的嚴重和即時威脅為目的的改革。現代的環境工程包括水質工程，水利工程，室外空氣質量工程，海洋工程，危險廢物管理等多個學科。同時，可持續工程理念也被納入這些子學科，包括工程實踐的長期環境，經濟和社會后果。

該專業培養的學生具有扎實的環境工程理論知識、專業技術和工程設計能力，特別是在(高濃度)有機廢水的生物化學處理、可持續發展的垃圾填埋處置及環境污染修復的生態工程等方面的理論和技術獨具特色。

環境工程需要較好的化學和數學基礎知識，主要有生物化學、物理化學、有機化學、無機化學、高等數學、工程力學，掌握基礎知識后,我們還要知道環境工程設施的工作原理和設施運轉的工藝流程，如自來水廠如何生產出潔凈的飲用水，垃圾處理場如何使垃圾無公害并加以利用等，所以還要學習水環境化學、水利學、水處理工程、大氣治理工程等。學習過程中會經常進行實驗,并有一些設計、施工實習任務。

環境工程通過健全的工程理論與實踐來解決環境衛生問題，主要包括：提供安全、可口的公共給水;適當處置與循環使用廢水與固體廢物;建立城市與農村符合衛生要求的排水系統;控制水、土壤和空氣污染，并消除這些問題對社會和環境造成的影響。而且，它涉及的是公共衛生領域里的工程問題，例如控制通過節肢動物傳染的疾病，消除工業健康危害，為城市、農村和娛樂場所提供合適的衛生設施，評價技術進步對環境的影響等。

1.2 專業細分

根據專業定義，可以看到美國的環境工程專業主要研究的方向就是水，大氣和土壤，其中又以前兩者為主要細分方向，幾乎所有開設環境工程碩士的學校都包含這兩個方面，以加州大學伯克利分校為例，環境工程項目主要研究方向：

1.2.1 Air Quality Engineering (AQE) 大氣質量工程

“AQE focuses on indoor microenvironments, plume dispersion, urban and regional air pollution, as well as global changes in climate and atmospheric chemistry. There is an emphasis on environmental and public health issues related to the built environment, including energy and transportation systems. ” 主要專注于室內微環境，羽流分散，城市和區域空氣污染以及全球氣候和大氣化學變化。 重視與建筑環境有關的環境和公共衛生問題，包括能源和交通系統。

1.2.2 Water Quality Engineering (WQE) 水質量工程

“WQE addresses the sources, transport and treatment of chemical and microbiological contaminants that affect water. Research and coursework focus on assessment of the sources, fate and transport of contaminants and the development of natural and engineered treatment systems for chemical contaminants and human pathogens. ” 關注影響水質的化學和微生物污染物的來源，運輸和處理。 研究和課程重點是評估污染物的來源，歸宿和傳播以及研發通過自然或者工程技術等手段處理化學污染物以及水媒疾病的方法。

1.2.3 Environmental Fluid Mechanics and Hydrology (EFMH) 環境流體力學和水文學

“EFMH focuses on physical processes that govern air and water movement, and the associated transport of contaminants, energy, and other scalars. It takes an integrated approach to studies of the coastal ocean and estuaries, the atmospheric boundary layer, surface and subsurface water flow, land-atmosphere interactions, the management of water resource systems, climate change and variability, and contaminant transport. ” 專注于控制空氣和水運動的物理過程，以及污染物，能量和其他標量的相關傳播。采用綜合性方法，對沿海和河口，大氣邊界層，地表水和地下水流，土地-大氣相互作用，水資源系統管理，氣候變化和變率以及污染物傳播進行研究。

除了以上主要關注領域，環境工程的外延也很廣;同時跟不同科目相互結合，也可以有延伸出很多其它的項目和研究點，以加州大學伯克利分校為例，這些相關領域包括：

1.Earth and Planetary Sciences：基于對地球及其它星球的過去，現在和未來，包括：地震，火山活動，地球天氣變化和全球變化對社會的影響的興趣，對大氣，海洋，陸地表面，內部，生物圈以及相互間關系的研究。

2.Energy Resources Group：通過分析工具研究環境的可持續發展。涉及到生態，經濟，工程和社會科學。

3.Environmental Science, Policy Management：通過對環境問題的研究，制定相關的管理和政策，包括氣象科學，環境政策，土地使用和生物多樣性等等。

4.Integrative Biology：分為生態，進化，有機生物學和人類生物學，健康學兩個方向。重點關注影響生物學，生物學和進化的結構和功能的整合;調查從分子到生物圈以及生命之樹：植物，動物，真菌和微生物組織的各個級別。

5.Plant Microbial Biology：研究植物，微生物，真菌，藻類，光合作用，生物燃料，病毒學等。

ü School of Public Health：與環境科學結合，探討公共衛生相關領域。

以卡耐基梅隆大學為例，這些交叉領域包括：

Climate Change Adaptation for Infrastructure：氣候變化影響影響各種基礎設施的運行和績效，并導致對新設計或修改設計的需求，管理戰略和新技術的適應。

Energy Infrastructure Systems：提供現有能源基礎設施和系統的分析管理以及開發創新以提高多個系統性能的知識和技能。相關課程側重于能源系統的規劃，定價，運營和整合以及環境績效生命周期評估的工具。這種跨學科的集中將工程與科學的基本原則與公共政策，能源技術和相關基礎設施的適應性設計和技術分析相結合。

Sustainability and Green Design：可持續性的概念旨在滿足當代人的需要的同時不影響子孫后代。 這個項目旨在為21世紀的工程決策創造條件，并教育未來的行業決策者，了解全球和本地可持續發展的驅動力如何影響他們的選擇，包括可持續和適應氣候的基礎設施;能源與環境;生命周期評估;碳足跡。介紹學生對基礎設施的經濟，環境和社會影響。畢業生能夠做出專門面向可持續工程實踐的決策，并就地方和全球影響界定可持續性。

高級基礎設施系統(Advanced Infrastructure Systems)：該研究方向側重于對基礎設施建設的規劃設計和建造以及在遙感信息和建筑維護領域的研究。

機械、材料與計算機(Mechanics, Materials, and Computing)：該研究方向充分利用學校的研究優勢，對各種新材料的使用進行超大規模的計算機建模運算，并進行地震工程學方面的模擬運算。

1.3 常見學位

環境工程(Environmental Engineering)在美國學校幾乎都是和土木專業(Civil engineering)，合并在一起放在同一學院下叫Department of Civil and Environmental Engineering ，因此授予的學位有時也是兩者一起。但是具體的項目可以分開為Master of Science in Environmental Engineering 和Master of Science in Civil Engineering。有少數學校是設置在Department of Chemical and Environmental Engineering, 強調化學，化工背景(比如：Yale, UC-Riverside, Columbia)。本手冊針對的是Master of Science in Environmental Engineering。美國環境工程研究生階段的學位包括：

1.3.1 M.ENG. (Master of Engineering)工程學位：no-thesis，學制常見為1-2年，偏職業導向，常見30-32個學分，6-8個學分跟工程管理相關，部分學校會擴展到12個學分，以課程+考試畢業為主，會提供Project/Program的實習學分2-4個。院校招生學生人數較多，以實際應用為主，錄取要求較寬泛，不少院校達到最低要求就有機會錄取。申請難度一般來說低于MS。

1.3.2 M.S. (Master of Science)科學學位：可選thesis或no-thesis，學制常見為1.5-2年，部分院校也有1年，學術or職業導向。常見30-36個學分，課程+考試+論文(可不選)為主，也會提供Project/Program的實習機會。院校招生常見學位，大部分院校錄取要求屬于正常工程類申請難度，相比Meng學位稍高，申請難度也稍高。有更多從事交叉領域研究的機會，適合讀博士。

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