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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇環境工程論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
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3.目錄
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4.前言
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5.正文:
1XXX--章級層次
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1.1XXX--節級層次
四號黑體左起排,段前段后各0.5行;
1.1.1XXX--小節級層次
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1.1.1.1或1.XXX--條款層次
小四號宋體左起;
(1)XXX(小四號宋體,接排)
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摘要:環境工程是一項重要工程,關乎每一個公民的切身利益,環境問題已經成為影響人類生存和發展的全球性問題,國際社會對環境問題也給與了高度重視,各國都在積極探索環境保護與治理經驗。環境保護工程是一項長期的發展工程,環境保護需要全社會普遍關注、共同努力才能夠收到成效,本文簡要分析了環境工程的內容和管理手段,同時針對環境問題,提出了相關的環境保護措施。
關鍵詞:環境工程;環境保護;措施
前言:環境工程是一門提出控制、治理工程措施的使用科學,它所跨的專業內容包括化學工程、土木工程、機電工程等,它不僅研究防治環境污染和公害的措施,而且研究自然資源的保護和利用,探討廢物資源化技術、改革生產工藝、發展少害或者無害的閉路生產系統以及按區域環境進行運籌學管理,以獲得較大的環境效果和經濟效益,這些都成為環境工程的重要發展方向。
一、環境工程的內容
(1)水污染控制工程。水污染控制工程的主要任務是從技術和工程上解決預防和控制水污染的問題,提供保護水環境質量、合理利用水資源的方法以及滿足不同用途和要求的用水的工藝技術和工程措施。對廢水的處理,一般是根據當地納污水體的功能與當地污染物總量控制下允許的排放量及濃度來確定處理程度,
(2)大氣污染控制工程。大氣污染控制工程主要研究大氣污染物的起因,并提供預防、控制和改善大氣質量的工程技術措施。大氣污染問題主要為人類活動所造成,主要的大氣污染源有三種,即生活污染源、工業及農業污染源和交通污染源。對大氣污染的防治,在宏觀上應采取綜合防治的策略,對主要污染物可采取顆粒污染物凈化技術或者氣態污染物凈化技術。
(3)固體廢物處理與處置工程。固體廢物處理與處置工程的主要任務是從工程的角度,解決城市垃圾、工業廢渣、有毒有害固體廢物的處理處置和回收利用的問題。由于固體廢物來源面廣、量大。若管理不當,必將對水體、大氣和土壤帶來嚴重污染。其中的有毒有害廢物和病原體,還會通過生物和環境介質的傳播,危害人體健康。因此,對固體廢物的處理和處置,是一個十分重要的問題。
(4)噪聲及放射性污染控制工程。自然環境中除了大氣、水、植被等環境要素以外,在我們的生存空間里還充滿著各種聲波、電磁波、光輻射等。隨著核能技術及放射性元素的廣泛應用,天然石材制品進入室內裝飾領域,放射性污染也在走進我們。電磁、放射性、噪聲、熱、光污染的防治已經成為眾所矚目的環境保護課題。
(5)污染的綜合防治技術。環境工程具有龐大而復雜的技術體系。所研究和要解決的問題,不僅限于防治環境污染的技術措施,還包括保護和合理利用自然資源,探討和開發廢物的資源化技術,改革生產工藝,以及按區域環境質量的要求,合理地布局與管理,以求得社會、經濟和環境三個效益的統一。我們應該從資源、生態、經濟、社會全方位來考慮,以獲得最佳的治理效果。
二、環境保護的相關措施
(1)水環境保護。城市環境工程建設當中,污水的處理是一個很重要的方面。以化學需氧量和氨氮為重點,大力推進工業行業水污染減排和禽畜養殖污染減排。完善污水處理設施建設,逐步將污染源普查范圍內的重點建制鎮納入污水處理范疇,推進小城鎮環境基礎設施建設。加快污水收集管網建設,全面實施雨污水分流工程,大力推行雨污分流式管道收集系統,新建滲透型雨水收集系統,提高城鎮污水管網覆蓋率以及城鎮污水收集率。嚴格控制污染物排放,綜合整治沿海排污口,實現排海污染物濃度控制和總量控制的雙重控制制度。加強水源地環境保護,強化水源地的管理能力。
(2)大氣污染保護。空氣污染源大致來自于以下方面:工廠排放的大量粉塵和CO2、SO2等廢氣;汽車尾氣;加油站、汽油泄露后蒸發形成的碳氫化合物是很強的致癌物質;家庭中能源的消耗;各種噴霧劑,如各種空氣清新劑、殺蟲劑,這些化學制品增加了空氣中原來沒有的成分,造成污染。針對這些問題,可以采取一些措施。
①工業合理布局:這是解決大氣污染的重要措施。工廠不宜過分集中,以減少一個地區內污染物的排放量。另外,還應把有原料供應關系的化工廠放在一起,通過對廢氣的綜合利用,減少廢氣排放量。
②減少交通廢氣的污染:減少汽車廢氣污染,關鍵在于改進發動機的燃燒設計和提高汽油的燃燒質量,使油得到充分的燃燒,從而減少有害廢氣。
③綠化造林:茂密的林叢能降低風速,使空氣中攜帶的大粒灰塵下降。樹葉表面粗糙不平,有的有絨毛,有的能分泌粘液和油脂,因此能吸附大量飄塵。蒙塵的葉子經雨水沖洗后,能繼續吸附飄塵。如此往復攔阻和吸附塵埃,能使空氣得到凈化。
(3)固體廢物綜合整治。城市生活垃圾處理的方式主要有兩種:垃圾填埋和垃圾焚燒。目前我國生活垃圾填埋場建設正處于穩步推進階段,在建設過程中要注意節約土地資源、減少填埋場污染、加強填埋氣體回收利用。垃圾焚燒處理主要適合于可燃垃圾,對于土地資源非常寶貴的東部沿海城市,焚燒處理會逐步發展成為這一地區生活垃圾處理的重要手段。
(4)噪音控制。噪音控制在技術上雖然現在已經成熟,但由于現代工業、交通運輸業規模很大,要采取噪音控制的企業和場所為數甚多,因此在防止噪音問題上,必須從技術、經濟和效果等方面進行綜合權衡。在控制室外、設計室、車間或職工長期工作的地方,噪音的強度要低,城市規劃的時候可以分別采用隔聲、吸聲、減振、消聲等技術進行治理,減少噪聲污染。在庫房或少有人去車間或空曠地方,城市規劃的時候可以適當的放松要求,即建設該處的城市綠化水平,減少城市噪聲。
另外,要進一步加強立法工作,完善政策法規體系目前我國已經制定了多部環境保護方面的法律。但是,隨著經濟和社會的發展,城鄉生態環境問題日益突出,編制生態環境保護法規,在城市生態環境建設方面的法律目前還是空白。因此,形成較為完善的法律法規體系,依然是當前的重要任務。今后應加快對城市生態環境建設方面的立法步伐,促進城市生態環境建設和經濟可持續增長。
1.1教學模塊的選擇
環境化學本身內容非常豐富、復雜,涉及污染物在各圈層環境介質中的化學特性、行為和效應及其控制的化學原理和方法。現有的經典《環境化學》教材多分為七章或七章以上,在有限的教學課時里,不可能講完全部的教材內容,所以必須對現有教材內容進行有機整合。改革后的課程教學內容仍以“水環境化學”、“大氣環境化學”、“土壤環境化學化學”和“生物體內污染物質的運動過程及毒性”四大塊內容為主體,但把后面的“典型污染物在環境各圈層中的轉歸與效應”穿插入“水環境化學”部分,把“有害污染物及放射性固體廢物”整合入“土壤環境化學部分”。這樣的整合既以基本原理為主,又涉及領域廣泛,內容豐富,還避免了不必要的重復,形成同時兼顧系統性和前沿性,基礎性及創新性。
1.2引入“經典案例”
為了增強教學效果,將一些全球性、公害性的重大環境污染事件作為案例進行引入教學模塊。大氣環境化學部分放入“洛杉機煙霧”、“倫敦煙霧”和“多諾拉煙霧”等事件,水環境化學部分融入“水俁病”、“痛痛病”和“劇毒物污染萊茵河”等案例,土壤環境化學部分引入“切爾諾貝利核電站泄露事件”,生物體內污染物質的運動過程及毒性納入“米糠油事件”。這些著名“污染案例”的引入,使枯燥、難記的化學知識轉化為活生生的案例,增加了學生對專業知識的理解,營造出了生動而活躍的課堂氣氛。
1.3增加“熱點案例”
環境問題總是隨著科技和經濟的發展而不斷發展,社會的每個發展時期都有其特殊的熱點問題需要研究解決。比如近30年來一直是全球環境熱點問題的“南北極臭氧空洞”,“溫室效”,近20年來被廣泛研究和討論的“環境內分泌干擾物”、“持久性有機污染物”,目前冬季在我國大多數城市都會出現的“霧霾天氣”等。在學習重金屬污染時,結合2010年12月發生的安徽懷寧100多名兒童血鉛超標。學習有機物污染時,聯系2010年4月的墨西哥灣漏油事件。在講授水體富營養化時,介紹2007年6月發生的太湖藍藻事件。這些在我們的時代、我們身邊實實在在發生的事例,給學生留下了深刻的印象,極大地激發了他們的學習熱情。
1.4領略發展新動向
環境化學仍然是一門處在迅速發展之中的交叉學科,其研究領域非常廣泛,幾乎深入到環境的各個領域,如土壤、大氣、水體和生物圈,許多環境污染事件的深入研究和解決都依賴于環境化學的發展。由于新理論、新方法和新技術的不斷出現,現有的教材內容會相應的滯后。為使學生了解環境化學的最新發展動向,必須將國內外該學科領域出現的前沿知識和方法技術通過課堂介紹、討論等形式納入教學內容。
2教學方式的多元化
2.1采取互動式教學
課堂是需要教師和學生交流的場所,不應該由教師“滿堂灌”。在引入“經典案例”和“環境熱點案例”時,我們采用互動式教學模式。比如在講述2005年11月的“松花江污染事故”時,我們讓學生分析污染發生的原因、主要污染物是什么,污染物在環境介質中的形態、行為和環境效應如何,最后讓學生思考提出合理的解決方案。這個問題的分析和解答過程中,要動用大量的知識點,比如水體有機污染的分布和形態、污染物在水體中是如何遷移和轉化的,各種形態污染物對水體、土壤生態效應如何,對水生生物及人體的毒性效應如何。哪些措施可以控制污染物擴散,哪些措施可以促進污染物的較快去除。這種方式的實施明顯有助于提高學生的分析問題、解決問題的能力。
2.2建立穩定的校外實踐基地
校外實習基地是理論知識和實際應用銜接的紐帶。我們與地方環保部門、污水處理企業、垃圾填埋廠、固體廢棄物公司、研究機構、社會團體等多個組織簽訂了長期的教學實習基地協議,這些基地的建立為環境化學的實踐教學提供有力的保障,同時也很好地促進了地方與學校的通力合作、共同發展,以達到高校產業化目的的關鍵環節。將課堂枯燥的理論知識與我們身邊的實際環境問題緊緊地結合起來,使抽象的問題具體化,極大地調動起了學生的能動性與積極性,學生畢業后很受用人單位的好評。
2.3以科研帶動教學
將科研融入教學有助于培養學生創新能力,實際情況學生的確更愿意參與到科研活動中來。近幾年我校實行了“大學生科技創新訓練”計劃,在項目中我們實施了優秀學生的導師制,學生可以從低年級就直接參加到科研工作來。另外,我們還將老師新的科研成果改編成具體實驗,使學生能接觸到最前沿的知識和技能。以科研帶動教學的實施,使學生畢業時已具備很強的實踐操作能力,并初步具備了科研能力。
3考核機制的結構化
通過增加多媒體課件,讓學生主動搜集材料,與教師課件形成互動,雙方討論較多,由此實現課程建設上的良性循環。其次,環境工程微生物學相關課程網站的建設是今后課程建設的必要性工作。目前已經進入信息化時代,教師的理論僅是一種必要性輔助和參考,學生才是主體。網站建設工作不能一蹴而就,必須在學生之中展開調查,并且結合學校情況展開,是一項長期課程建設工作。
二、課堂教學環節的建設
在環境工程微生物學的課程建設中,我們還需在課堂教學環節的建設上努力,一方面減少課堂中的各種廢話,另一方面加強實際案例分析,讓課堂教學猶如實際工作一樣,告別之前的枯燥、無聊。在課堂教學環節建設中,可首先進行課程章節編排,不要完全按照教材指示做,而應根據學生學習能力和之前知識掌握決定。之后,在具體教學工作中,必須保證實際案例的大量分析。例如,介紹微生物營養類型時講述自養微生物與異養微生物的特點,并引申出煉油廠廢水處理工藝順序,將微生物營養代謝特點與相應工藝流程結合起來。又如講解微生物的鑒別培養基內容時,以大腸菌群檢測操作視頻為例,不僅使學生掌握鑒別培養基的組成及鑒別原理,而且了解水質檢測的基本操作。最后,應引導學生主動學習,形成自己的知識脈絡和應用能力。
三、實踐教學環節的建設
針對環境工程方向的特點明確教學目的,合理選擇與教學內容相關的污水處理廠,對單體設備如泵房建筑、格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒等進行教學演講,分析各單體結構特點、功能、作用原理,在集成體系中的作用。在學習的過程中,培養學生獨立解決問題能力,以在設計思路解決“做什么”、“怎樣做”、“結果如何”三方面設計框架,將學生繪圖思想轉化為CAD設計繪圖思維,在短時間內使學生解決設計思維的轉化,從培養學生的自學能力出發,提高學生理解能力,更激發了學生的CAD設計的興趣。
2注重CAD上下游軟件的關聯性
基于AutoCAD圖形平臺,其下游軟件Skechup在設計中實現了專業化、可視化、智能化的設計理念,快速、方便、迅達地在施工設計圖上,能夠深度且同步地表現三維立體模型,該系列軟件擁有先進的結構分析軟件包,并有污水處理計算的常用方法,以及豐富和成熟的結構施工方案輔助設計功能,其在物料恒算、污水處理曝氣計算、污泥產生計算、動力消耗、熱能損失等方面形成完整體系,同時可以應用Skechup軟件和PhotoShop軟件,對作品進行三維造型設計和圖形渲染,使得作品更加生動、直觀,達到理想的教學效果。
3案例設計教學的實施過程
案例設計教學是一種有計劃、有目標的活動,通過對教學案例進行設計講解,是實現CAD課程有計劃、有步驟進行的必要手段,案例設計教學不是一種隨意、隨機的行為,在設計案例時應用與實際應用相聯系,通過一個案例-厭氧處理池基本應用設計,將厭氧處理池設備分解、分化成不同的功能單元,分組完成的不同單元結構體設計,通過單元教學使得絕大部分基本操作融匯在單元案例中,在設計過程中了解其具備的基本功能,同時掌握單元體的實際應用和操作使用方法。將厭氧處理池的獨立攪拌系統、污水輸入系統、厭氧發酵系統、沼氣收集系統壓力控制系統進行案例操作、設計與三維立體模型制作,并通過數碼成像處理技術、圖像合成技術制作形成完整控制單元,并以AutoCAD圖形平臺、Skechup建模、Photoshop可視化渲染的特效處理,實現功能化的宏觀表現,通過組合案例的設計與實踐,使用同學們在掌握大三元功能設計的同時,深刻地了解了該單元體在現實工作中應用,使得案例教學開放性、生成性得以體現,使案例設計更好地為教學服務,培養了學生的自主創新能力。
4課程設計的實踐與提高
注重課程設計實踐活動,運用單元設計的知識和設計技巧,在教師指導下獨立或小組結合的方式完成工程的綜合設計。老師應對課程設計的主要內容和實施步驟進行講解,設定課程設計題目,供同學們篩選,以小組為單位,各組員進行分工安排、制定計劃,組員明確各自的任務,同學之間互相合作共同完成設計工作。在設計的初期階段,需要同學們通過各種渠道查閱相關資料,以及已有的樣例,根據資料做了設計分析,完善工程單元設計,獨立產生各種部件如管道、閥門、水泵、攪拌機、污水進入、凈水輸出等設計,達到設計規范的技術要求,使用戶體驗更真實、流暢的目的。通過應用CAD課程設計使同學們逐步鍛煉出解決問題的能力,同時將把畢業設計的一般性內容,延伸到CAD課程設計的實踐環節中,通過多年的努力實踐取得了良好的效果。
5CAD的多元化考核評價方式
采用多元化考核方式完成對環境工程CAD課程教學效果的評價,在環境工程主要環節如格柵、沉降池、絮凝、曝氣池、厭氧處理池、污泥干燥、污泥焚燒單元操作,采用主導教師提供3-5個設計單元方案,學生根據自身特點和擅長自由選擇設計方案,最終提交自行設計的不同方向的設計作品。學生提交作品的方式,單元設計實施過程中,學生完成的設計作品能夠反映學生對環境工程CAD軟件繪圖技巧和圖像處理技術掌握水平和應用能力,能夠反映出學生對格柵、沉降池、絮凝、曝氣池等單元的創新設計能力。綜合上述因素CAD課程的評價方式采用教師評價、學生互評和小組評析的形式,其中教師評價中包含對每一位學生的所有作業進行分數計量,作為階段成績的一部分。同時過程性評價則由教師根據學生平時學習態度、出勤、作業、提問等方面綜合評定。而設計技能的評價以實訓大綱為依托,由專業任課教師對學生的實際操作能力以模塊進行考核。
6新舊教學效果比較
當前,城市水資源污染處理問題已經受到我國大部分城市的嚴重關注。各地先后建成了污水處理廠家應對水資源污染問題。但與人們期望相反,多數污水處理廠并未充分發揮其處理城市水資源污染處理方面的應有作用,污水處理的效率與質量并不高。主要有以下幾個方面原因。
1.1基礎設施有待完善許多城市污水收集管網配套率不高,具體有以下兩種情況:
(1)只重視排水管網主干道與污水處理工廠的建造規模,忽視結戶支管與收集支管的建造,導致原有污水收集管網無法有效利用,不能充分發揮收集污水的作用。
(2)一些較老城區的排水管道有很多都是雨水與污水共用管道,在雨水管道中還包含著大部分的城市生活污水,致使污水管網結戶支管改造后還不能與污水處理網相互配套,城市生活污水無法順利接入主干道。
1.2前期工作有待加強編制可行性研究報告是建設水資源污染處理相關項目重要的前置要件之一。可行性研究報告涵蓋了項目投資額度的大小,實施步驟的可操作性及建成后的營運效率等重要內容。其成果直接昭示著項目的未來發展和最終結果。但是,當前許多地區依然存在重視形象,重視政績,忽視實際的問題。很多項目前期可行性研究做得不充足,缺乏考量實際狀況就盲目開工。甚至某些項目為了能夠盡快通過審查上馬開工,使用虛假數據編制可行性報告,導致可行性研究失去本來的意義。許多規模龐大,投資巨大的污水處理項目自建成之日起就面臨污染水資源缺乏的情況。
1.3管網后期維護工作沒有跟上排水管網既承擔著排放污水職責,也是收集城市污水的重要設施。使用過程中,管道發生破損,需及時修復以保障管網的正常使用。在實際工作中,管網維護工作做得很不夠。遠離市區或偏僻地方的管網,常常面臨損壞而無人修理的局面,而市政設施建設導致管網破損,有時也得不到及時修理。
1.4污水處理結果不能滿足規范標準部分污水處理設施由于地處郊區,沒有收到應有重視,其排放水體的管道被其他設施占用,加上配套的污水網管缺乏,導致這些設施處理后所排放出來的污水質量遠遠達不到相關標準的要求。
2做好城市環境工程污水治理工作的建議
2.1科學規劃城市污水處理項目按照城市建設總體規劃,合理規劃污水處理設施的布局,按照近期與遠期相結合、現狀與發展相結合、區域環境與水質要求相結合、處理水源體與周邊環境保護相結合的方針,分布實施污水處理項目。污水處理廠的選址不能輕易改變。污水處理設施尤其是污水輸送主干管及收集系統和接戶管要與城市基礎設施相配套。污水輸送主干管與道路等基礎設施不能一次形成的,按規劃分期分階段實施。近期不能確定收集支管和接戶管的,要在主輸送干管適當位置按規劃預留接口,待區域位置明確后,再行接入。建設污水處理廠,要科學規劃、合理布局,要實事求是,根據當地具體條件進行深入論證后再予以實施,否則只能是勞民傷財,對環境保護和社會發展留下不和諧的音符。
2.2加強污水管網配套建設提高城市污水處理水平,不能單純加大污水處理設施規模,更重要的是要充分發揮已有設施的作用,提高污水處理效率。首先,要充分掌握已有在使用中的設施情況,及時解決存在問題,保障現有設施的正常使用。其次,要梳理污水來源途徑,對新建污水輸送主干管但缺乏收集支管和接戶管的地方,分片建設配套管網,防止個別區域污水不能進入主干管現象的發生。對仍使用污水雨水混合管道的老舊城區,有計劃地實施分流制改造,把生產、生活污水引至污水處理廠,從而實現城市污水處理廠對城市各方面污水的全方位接納。
2.3做好管網后期維護管網維護的好壞直接影響到污水處理效率。如果管網發生截斷或破損而得不到應有的維護,就會妨礙污水得到及時收集與處理,污水處理廠也不能發揮應有的作用。因此,為充分發揮污水處理廠的作用,更好地保證當地居民的生活環境質量,特別是在城郊結合處等偏僻地區,必須做好管網的后期維護工作。對于因市政工程施工而受到破壞的污水管網要做好應急處理工作,不能讓污水管道長期處于無人治理的狀態。
2.4采用新的污水處理工藝及提高污水再生效率污水處理工藝直接關系著城市污水處理效率。污水處理工藝越先進,污水的處理效率越高。目前我國城市污水處理一般采用活性泥污染法。該法具有較強的降低有機負荷的能力,優點是能耗少,運行成本低。但是我們仍然需要發展一些高效低耗、環境友好型的處理工藝。城市污水再生效率的提高不僅可以節約淡水資源,還能進一步促進污水處理技術的發展。
3協調處理環境保護與城市發展的關系
要統和地理位置、風俗文化、城市風格等各方面因素,科學制定城市發展規劃,合理布局發展產業。城市環境是整個規劃的基礎前提。它不僅包括自然與地理環境、人文風俗、氣象水文等,還包括城市經濟發展水平等內容。實施環境勘測需要綜合評價大氣、水文、噪音等環境數據以及城市歷來的污染物來源情況等,這些都是城市環境規劃的基礎組成。城市的規劃發展,體現著整體與局部協調統一的辯證關系,是科學發展觀的重要體現。正確把握城市發展方向,需要從整體上考慮城市的建設與發展,堅持區域化、節點化,積極學習借鑒周圍城市規劃的成功經驗,保障城市規劃科學性和可行性。良好的生存環境是人類生活的根本保證。在社會化大工業生產高速發展的今天,環境問題已經成為制約國民經濟與社會發展的重要因素。無論城市污水處理,還是城市發展規劃,亦或環境保護問題,其根本都是自然和人類發展之間的關系問題。和諧共存,協調發展是當今世界發展的主流思想。環境保護,節約資源,需要我們所有人長期不懈的努力。
4結束語
(一)“高、多、大”是城市工程建設發展的一大趨勢城市化是人類社會具有現代城市特征之演化的歷史過程,它涉及到人口職業的轉變、產業結構的轉變以及土地和地域空間的變化,而這些轉變和變化又存在著一定的內在聯系,從發達國家的城市化進程中,我們能夠看出,首先是農村人口大量向城市聚集,城市人口密度猛增,而涌入城市的鄉村人口迫于生計就要另謀職業,與此同時還會引發城市生產與住房的緊張,進而導致地價上漲,迫使建筑物開始向高空發展,以美國為例,美國是全世界高層建筑數量最多的國家,據相關資料統計,高度在160m~200m的建筑已經超過了100幢。近年來,我國的城市化進程正在加快,城市工程建設越來越頻繁,高層建筑越來越越多,且呈現出建設速度快、數量多、體型復雜、總高度增大的特點,“高、多、大”已經成為城市建筑發展的一大趨勢,而高層建筑的施工對周圍地質環境的影響也非常大。
(二)發展城市地下空間是城市工程建設發展的另一大趨勢進入本世紀后,為了解決大城市中公共設施過密化的問題,日本、美國以及歐洲主要發達國家開始將一些公共設施轉向地下,大力發展城市地下空間,城市地下建筑已經向更廣泛的方向發展。發展城市地下空間是現代城市工程建設發展的必然趨勢,日本更是將地下開發上升為國策,提出了開發地下,將國土擴大10倍的設想。我國對地下空間利用的時間可以追溯到上個世紀60年代,即大量的人防工程建設,近年來,隨著城市化進程的加快,也加大了對地下空間資源的開發和利用,以城市地下交通為例,我國已經走在了世界前列,但是大規模的地下工程建設,對地質環境也造成了不同程度的影響。
二、現代城市建設所引發的環境工程地質問題
(一)地表工程建設造成的環境工程地質問題隨著城市人口的不斷增加,大力建設高層建筑以及開發地下空間仍很難緩解城市用地緊張的局面,平原地區的城市建設便開始占用農業用地,山區城市建設便開始向山坡開發土地,由此引發的水土流失、軟土地基、邊坡失穩等問題時有發生,而水土流失、邊坡失穩等問題又會繼續破壞環境,所引發的后果甚至會危機后代。
(二)地下工程設施造成的環境工程地質問題發展城市地下空間是城市工程建設發展的一大趨勢,但是大規模的地下工程建設對地質環境也造成了很多不利的影響,如地面變形、地下水流場改變、洞室圍巖失穩、生態環境惡化等。地下工程設施造成的最常見的環境工程地質問題就是地面變形,最為典型的就是日本東京地鐵施工引發的地面塌陷事件,這對我國當前的地下交通建設無疑起到了警示作用。
(三)水資源開發造成的環境工程地質問題我國水資源總量居世界第6位,但人均水量卻是世界人均水量的1/4,屬于典型的貧水國家,全國缺水的城市已經超過2/3,水資源的日益短缺嚴重限制了我國的經濟發展,很多城市,如上海、寧波、天津、太原等,都因超采地下水,造成了地面沉降、塌陷等環境工程地質問題,以上海為例,累計沉降量已達2.63m,據不完全統計,全國范圍內因超采地下水而引起的地面塌陷已有800多處。(四)固體廢棄物堆放造成的環境工程地質問題隨著城市工業的不斷發展,人口的不斷增加,產生的人工廢棄物也越來越多,固體廢棄物堆放造成的環境工程地質問題也越來越突出。以城市生活垃圾為例,我國城市生活垃圾的總量正在以每年8%~10%的速度增長,這個增速無疑是對我國GDP增速的一個巨大諷刺(我國GDP曾長期以8%的增速創造了世界經濟發展的奇跡),目前,我國已經有超過一半的城市被生活垃圾的所包圍。固體廢棄物堆放不適宜,就會造成很多環境工程地質問題,如影響地表土壤性質、污染地下水系統等。
三、對現代城市環境工程地質問題的研究
(一)現代城市環境工程地質研究的關鍵技術現代城市工程建設引發的環境工程地質問題越來越多且日益嚴重,目前,現代城市環境工程地質技術研究已經成為城市地學研究的一項重要內容,現代城市環境工程地質研究的關鍵技術主要有預測工程地質環境質量的技術、評價工程地質環境質量的技術、改造工程地質環境質量的技術、以及計算和制圖技術等。環境工程地質學研究的主要內容就是預測人類工程建設對環境的影響,當前,現代城市環境工程地質問題越來越嚴重,對其進行預測已經成為地學研究中的一項關鍵性工作,加強預測工作,能夠更好地掌握城市工程地質環境質量的變化趨勢。一些大的工程在選址和規劃之前都要對工程地質環境質量進行評價,如三峽工程和南水北調工程。環境工程地質技術在防治工程地質環境污染、抑制工程地質環境惡化等方面已經取得了一定的進展,其應用前景十分廣闊,環境工程地質技術的應用能夠更好地發揮地址工作的主觀能動性。
(二)現代城市環境工程地質研究的主要方向就目前的發展現狀和發展形勢來看,今后現代城市環境工程地質研究的主要方向體現在四個方面,其一,必須盡快建立城市工程環境質量數據庫,隨著計算機應用技術的不斷發展,工程地址數據庫以及制圖技術已經受到國外眾多研究者的重視,在工程地址數據庫系統的基礎上,應盡快建立起城市工程環境質量數據庫,這是今后現代城市環境工程地質研究的主要方向之一;其二,應重視對城市三維空間的工程地質環境質量的預測和評價工作,形成一個多層次、多目標、多因素的預測和評價體系,更好地揭示人類工程建設對環境的影響程度;其三,應加強對城市工程環境質量相關理論以及標度方法的研究,使環境工程地質學取得突破性的進展和跨越式的發展;其四,應注重對城市工程建設與工程地質環境質量調控系統的協調發展理論的研究,探索出一條城市工程建設與工程地質環境協調發展的道路。
(一)實習單位聯系困難
作為石油類高校,該專業的主要特色和優勢為:石油天然氣勘探、開發和生產過程中的環境保護。專業建立之初,合作的實習單位主要是與學校有良好關系的石油行業相關企業。石油行業污染治理主要是物化處理技術,工藝流程相對簡單,實習內容較為單一;隨著各行各業對環境工程人才的需求量增大,環境工程學生可就業的行業越來越多,實習單位的范圍不再局限于石油行業。由于實習學生沒有實踐經驗,到企業后不但不能給企業幫上忙,人數較多的集中實習反而會給企業生產和安全帶來負面影響。當前市場經濟條件下,企業出于安全和效益考慮,一般不太歡迎學生入廠生產實習,特別當企業的污染治理暫時沒有實現穩定達標時更不愿意接受學生實習。該專業以前集中在2~3個企業進行實習,通常是2~3名指導老師分別進入不同企業,將20~30名學生集中后進行講解,或者邀請企業技術員進行集中講解,然后走馬觀花地在現場參觀,總體實習效果較差。
(二)實習時間短,內容不夠深入
環境工程專業生產實習內容包括廢水、廢氣、廢渣治理技術及生態保護,涉及知識面廣,需要參與實習的企業較多。該專業生產實習時間為5周,實習經費相對緊張,因此在每個單位的實習時間不長。目前大中型企業污染治理系統的自動化程度較高,技術員及操作工人大都經過嚴格培訓,企業不會安排毫無經驗的學生進行現場實際操作,因此學生對實際工藝過程和設備運行難以有更深入的了解。在有限的時間和經費條件下,如何保證實習內容的多樣性,讓學生更多地接觸和了解污染治理工藝、治理設施、現場管理是環境工程專業生產實習教學環節改革的重要內容之一。
(三)部分學生實習積極性不高
在校大學生大都是獨生子女,有的學生心理上尚未成熟,從小到大習慣了在學校被老師、在家里被家長逼著學習的方式,但實習單位完全將學生當作成年人對待。學習習慣好的學生在實習期間能做到多看多問,技術員也樂于仔細講解,這部分學生的實習積極性較高;而懶散被動的學生在廠區內跟著技術員盲目轉轉,不能主動提出問題,技術員講解時不認真聽講和思考,這部分學生學到的東西少,自己也覺得無聊,學習積極性低。
二、生產實習改革的探索
針對生產實習過程中存在的問題,主要進行了以下改革實踐。
(一)加強實習基地的建設
為了保證實習環節的教學質量,應盡可能選擇技術和設備先進、自動化程度高、管理嚴格的大中型企業作為實習單位,學生也可以學到更多先進的實踐知識。為了拓寬實習渠道,學校應依托自身的科研優勢,積極與企業開展技術合作,鼓勵教師與企業的技術、經驗交流。學校和教師與企業的經常聯系有利于企業接收更多的實習學生。加強學校與畢業學生及其所在單位的聯系,進一步拓寬學生實習單位的選擇渠道。通過學校配套政策的支持,建立相對穩定的實習基地,保障學生都能獲得高質量的實習機會。
(二)強化實習管理
一個專業的實習學生同時進入企業進行生產實習,人數較多。為了避免實習學生影響企業的安全生產,實習過程中指導教師必須嚴格生產實習過程管理。學生在進入企業實習之前須進行組織紀律性和安全意識的強化教育,并制定和公布相應的獎懲辦法;要求學生必須嚴格遵守實習單位制定的各項規章制度,現場認真聽取教師和技術員的講解,多看、多問、多動腦,未經允許不得擅自動手操作。為了保障實習期間學生的安全,實習隊長和各小組組長必須嚴格執行學生駐地宿舍晚間考勤。
(三)分組頂崗實習
強化實習效果有的企業自身規模小,難以滿足大量學生同時進行實習的需求。由于生產現場空間較小,能同時容納的實習人數也有限,各崗位學生過多時會影響到企業正常的生產;同時現場噪聲較大,學生人數較多時集中講解效果更差。為了加強實習效果,該專業探索在實習時間不變的前提下將學生分散到4~5個企業頂崗實習,讓學生在多個企業同時實習。具體而言,就是按照同時進行實習的企業個數將學生分成幾個大組,不同大組分別在不同的企業同時進行實習,同時將每個大組的學生按照企業內不同崗位實習人員數的要求再細分成小組,每個小組學生在每個崗位跟著技術員或操作工人進行頂崗實習,即每個實習崗位接納3~4個學生,各小組學生崗位實習期(2~3天)滿之后進行崗位交換,直到各小組學生將企業內所有崗位都實習完之后,各大組學生再交換企業進行實習,盡量保證所有學生在每個崗位上和每個企業內有足夠的實習時間。與原有的集中講解相比:企業和每個崗位同時接納的學生人數不多,只需要2名指導教師輪流到各崗位檢查指導;頂崗實習學生與技術員或操作工人的交流溝通時間更長,更有利于學生在現場對工藝流程中每個工段的設備、構筑物和自動化控制設施進行深入了解;學生反映頂崗實習比集中講解學到的內容更多,上交的實習報告和日志也反映了頂崗實習比集中實習學到的實踐內容更深入細致。
(四)提高學生實習積極性
生產實習過程中,學習習慣較差的學生觀察和主動思考問題的積極性較差。為了提高學生的實習積極性,指導教師事先針對不同企業的工藝流程和生產現狀,提出有針對性的問題作為具體實習任務布置給學生,要求學生在現場通過觀察、咨詢操作人員、查閱資料并結合所學理論知識認真分析、解決;學生帶著具體任務在現場實習,目的性較強,有助于激發實習熱情;鼓勵學生自己發現問題、提出問題進行討論;教師在實習中隨機提問,不定期抽查學生實習日志、實習報告以督促學生認真實習;在每天實習結束后,學生通過小組討論來交流所學知識,加深一些模糊理解和糾正一些錯誤認識,從而強化和鞏固所學理論知識,提高實習效果。
(五)提高教師的實踐經驗
高校青年教師一般都沒有在現場從事環境污染治理工程的工作經驗,可能無法及時解決實習過程中學生現場提出的技術問題,較難做到針對學生的生產實習進行有效的現場指導。為了提高生產實習的效果,該專業充分發揮工程經驗較豐富的老教師的傳、幫、帶作用,要求新進教師在其帶領下,全部完成一遍生產實習教學環節,為提高生產實習教學效果打下良好的師資基礎。
(六)充分利用校內資源實習
企業為了保障安全高效生產,通常要求學生在實習過程中只參觀不動手,這不利于學生實踐能力的鍛煉。為了增強學生動手能力,該專業依托化學化工學院國家級實驗教學示范中心建成了給排水處理模擬系統,將污染治理工藝中工業化的設備和構筑物制備成小型模擬實驗裝置,現有SBR反應器、UASB反應器、MBR反應器、輻流式沉淀池、斜管沉降池、旋風除塵器、袋式除塵器等數十套設備。模擬裝置為透明有機玻璃材質制成,學生可直接觀察設備內部結構形狀和運行情況。該給排水模擬系統于2014年面向該專業2011級本科生生產實習投入使用,每次可同時接納15~20名學生進行生產實習。給排水處理模擬系統實習過程中,指導教師要求學生利用所學理論知識,查閱文獻資料將不同單元的模擬實驗設備分別組合成不同的工藝流程,并進行不同工藝流程的現場操作運行和講解,學生親手操作運行設備,從而進一步提高了實踐效果。
三、建議
1)環境工程專業生產實習
涉及到的實習單位較多,除了污染企業之外,還有市政污水處理廠、環境監測站等政府下屬的事業單位。學校和所在專業教研室應注重與當地企業和地方政府的充分交流和合作,這有助于建立穩定高效的實習基地和后續全面合作,從而提高生產實習效果。
2)在實習過程中
可采用參觀實習、知識講座、崗位實習等多種實習方式,也可采用集中實習和分散實習、學校統一組織和學生自己聯系實習單位并存的模式,鼓勵學生在滿足生產實習教學計劃的前提下,結合個人就業意向和興趣特長,由學生自己或者教師協助選擇合適的實習單位。
3)探索根據市場需求