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環境科學和環境工程的區別范文1

【關鍵詞】環境工程地質；地下工程建設；地質問題

城市地下工程施工，將會影響周圍建筑物安全以及地層初始應力狀態，還會影響到巖土體的物理、力學、水理性質。伴隨著中國城市化進程日益加快，人們在向高空發展的同時，亦在積極地開拓地下空間。城市地下工程的大規模建設（地鐵、地下商場、地下貯庫等）所引發的環境地質問題也變得越來越頻繁和嚴重，如地下水的污染、鄰近建筑物的開裂以及地表塌陷。如何有效地解決城市地下工程建設過程中所帶來的一系列環境地質問題，就顯得非常迫切和必要。

1 城市地下工程建設影響環境工程地質的主要表現

地面移動變形 在城市地下工程施工過程中或是竣工后，地面移動變形是經常引起地質環境問題的首要原因。不論是采用盾構、沉井，以及基坑法，都會使施工地點及其附近的土層受到擾動，進而促使軟土層移動，引起飽水砂性土的管涌、地面變形等環境工程地質問題。

地表環境突變 在影響環境工程地質中，另一個很明顯的表現是洞室圍巖失穩，圍巖失穩帶來的破壞，幾乎都是沿原有的結構面產生，并形成新的斷裂面。近年來，隨著地下空間資源的開發利用，尤其是在開挖隧道的施工項目中，經常因為風化裂隙發育帶、斷裂帶、巖脈等多與圍巖接觸，而導致在開挖過程中引起圍巖失穩事故的發生，進而致使地表環境受到地表坡體變形、地表塌陷等突變出現。

地下水環境變異 在城市地下工程建設過程中，經常要采用人工降水的方式，來保證開挖面的穩定。但在此過程中，由于人工降水“漏斗式”的滲透和混合，會使地下水的動力場和化學場受到影響，進而引起地下水中某些物理化學元素發生變化，導致地下水環境受到污染。而且，由于地下工程建設對地下水環境的影響有“滯后性”，會隨著時間的推移而逐漸引起突變，造成諸如地鐵與河道相截、隧道與河道相正交等問題，并且其影響范圍之大，也會給地下工程建設、環境工程地質帶來威脅。

地質生態環境惡化 在城市地下工程建設過程中，通常要將挖出的大量砂石進行堆積處理，會對施工附近的環境帶來不利影響。同時，若是棄土超荷，甚至會引起隧道下沉，影響地下工程的建設此外，如果棄土不及時處理，還可能在開挖或運輸過程中，引起揚塵污染，影響城市大氣和生活環境。

2 減小城市地下工程建設對環境工程地質影響的對策

工程開始前，要經過嚴謹、周密、科學的論證，充分考慮相關的環境因素，作好環境影響評價。在正式施工前，必須作好水文地質、工程地質勘察，要調查附近自然地理環境，水文地質條件，包括地下水賦存條件，是潛水還是承壓水，地下水徑流路徑，化學組分以及受污染情況等，查明附近污染源，可能的污染途徑、污染方式、污染范圍和污染機制等。

施工時，要進行必要的抽水實驗或計算，以正確估計可能的涌水量，施工過程中注意監測地下水變化，及時堵漏，并修建防滲層、防滲墻或防滲帷幕以防止污染物外泄，施工完成后，應保證地下工程的封閉性，在 施工過程中，還要嚴格控制污染物的排放，固體垃圾和液體廢物應通過專門的設施及時運出地表，并加強地下空間的通風設施。

在城市中進行地下工程施工時，要與保護城市中有歷史意義和經濟、社會意義的設施協調起來，根據地表保護的要求，采取有效措施來減小變形，以使地表房屋、道路、管線等不致造成損害，生態環境不致惡化。

3 解決環境工程地質問題的關鍵

工程地質環境質量的總體評價和分區 在城市三維空間的工程地質環境質量的總體評價和分區中，應該注意對地形地貌、巖土性質、巖土體的隔熱、抗震、水文地質條件和地質構造等的分區，并對整個地下工程地質環境質量進行立體分區。

明確巖土體的結構及區別 要明確城市地下工程的地質構造及其區別，認識城市巖土體的空間變化，從而方便科學合理地進行不同類型的場區劃分，進而對巖土體立體結構進行分區和規劃。

了解區域的穩定性 在城市地下工程建設中，對于規劃選址的問題，需要了解影響區域的穩定性因素，以及該區域是否達到施工的穩定條件。在確認其穩定性后，才能設計出合理可行的施工方案，并保證技術得到科學實施，從而避免受到地殼劇烈升降、地震、斷裂復活等地質構造的影響。

進行工程地質勘察 在城市地下工程建設的實施階段，要隨時對工程地質進行勘察，包括在工程的選址上、規劃上，以及設計和施工中的不同階段，通過記錄詳盡的工程地質資料，及時掌握不同階段中施工場地的地層巖性、地質構造和水文地質等要素，這也是施工階段必不可少的一項工作

4 對城市地下工程建設中環境工程地質問題的控制和預防

施工過程進行定時、定期勘察 任務為確保城市地下工程建設順利進行，需要在施工過程中，實行定時、定期的勘察任務通過掌握詳盡的地質勘察資料，提供制定施工方案、規劃和分區的重要參數和數據，減少地下工程建設中存在的安全隱患。

優化城市地下工程建設的方案 在進行地下工程施工時，對于如何開挖的方案有很多種，當進行基坑開挖時，不但開挖順序有所不同，而且還有分層開挖法、中心島式開挖法等不同的開挖方法，通過結合施工地點的具體情況來優化城市地下工程建設的方案，能夠提高施工質量和效率，保障施工順利進行。

保證科學人工降水 采用人工降水的方法，能夠保證開挖面的穩定但在采用人工降水時，應該保證科學地進行人工降水，通過對施工場地的勘察和降水水位的預測，設計出一套切實可行的降水方案，以減少因地下水水位下降而引起的地下工程建設的事故發生。

5 小結

在整個地下工程建設中，應該注意對施工現場的監測，隨時了解施工現場動態，以便有異常情況發生時，能得到及時地控制與處理，同時，要善于運用新科技，創新地下工程建設，從勘察、設計、施工及監測等各個方面，對城市地下工程建設進行技術上的創新，促進建筑施工的順利完成。

參考文獻：

[1]許，王國權，李曉昭.城市地下空間開發對地下水環境影響的初步研究[J].工程地質學報，2011（01）.

[2]鐘洛加，周衍龍，沈貴文.等.武漢城市地下空間開發利用與環境地質效應研究[J].資源環境與工程，2009（04）.

[3]徐德蘭，趙敏，王麗君.等.淺論城市發展與地質災害的關系[J].中國地質災害與防治學報，2012（01）.

環境科學和環境工程的區別范文2

1簡要敘述環境工程和環境適應性的具體內容

1.1簡述環境工程的具體內容

環境的適應性主要指的是產品在使用壽命周期內應對儲藏和運輸中的各種極端環境狀態下，實現自身功能的一種性能。另一種簡單的說法就是不產生不可逆損壞和能正常工作的能力。通過環境試驗，充分反映出產品設計、研制以及材料選用等方面的環境適應性問題，并技術改進這些問題，以此提高產品的環境適應能力。

1.2簡述環境適應性的具體內容

環境工程主要的研究方向是環境的污染問題及提升環境質量的技術研究，環境工程中涉及到了很多的學科，例如生態學科、環境醫學和環境物理學、環境化學等，但是無論涉及到了多少學科，環境工程最為核心的工作重點就是對環境污染進行有效的治理。環境工程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合理利用，探討可利用資源技術、生產工藝以及按區域環境來調整進行運作和管理，以此獲得更大的環境效果和經濟效益，這也是環境工程未來發展的方向。

2簡要敘述環境適應性和產品可靠性的差異性

環境的適應性是檢驗產品可靠性的重要方式，但是在進行檢測的過程中，環境的適應性也會對產品產生一定的影響。通常意義上講產品環境適應性不合格，說明產品不能正常使用；而產品可靠性高低，則只表示產品故障發生率的高低，從一定程度上來說，環境適應性不同于可靠性。這就是兩者之間的本質區別，看似不明顯，但是很重要。

3簡要敘述環境工程對于環境污染的有效控制

現階段的保護環境免受污染最有效的方法就是最大限度的減少可能污染環境的污染物的排放。我國目前最為嚴重的環境污染因素就是工業污染物的排放。工業污染物包括三種，它們分別是：第一種工業廢水；第二種工業廢氣；第三種工業廢渣。這三種主要的工業污染物沒有進行徹底的加工，工業的原材料和生產的產品沒有完全的進行利用，這樣的工業污染物對于環境的污染是非常嚴重的。正是因為這樣，我國現在要求工業企業在進行生產的過程中要進行嚴格的生產管理，對于生產的工業流程要進行徹底的改進和創新。在這一個方面工業企業要嚴格的按照政府的相關政策和法規進行，投入經濟和人力進行這方面的建設，改善現在的工業企業對于環境污染的程度。防止工業企業對環境進行污染的最有效的方法是要有效的對工業企業的戰略發展目標進行規范；同時要不斷的促進工業企業的技術創新和突破，只有這樣才能夠有效的緩解環境的污染。但是需要注意的是，人們的生產和生活對于環境的污染是很難給予防治的，所以環境工程最為重要的工作任務就是要有效的控制住外界對于環境的污染。環境工程中有很多的課題，但是大氣的環境污染是環境工程中最為重要的課題之一。本文就具有針對性的講述環境工程對于大氣污染的防治。環境工程對于各種范圍內的大氣的質量要求是不一樣的。環境工程中規定：相對于空曠的地域，大氣的環境質量應該是一種自然的狀態；對于城市的控制質量有著較高的要求，但是對于污染源相對集中的個別城市區域的空氣質量的要求相對較低，但是也不能夠危害周圍居民的生產和生活，更不能危害他們的身體健康。大氣污染的危害表現主要有三種：第一種表現是降塵量的增加；第二種表現是降低了周邊的能見度；第三種表現是導致周邊的樹林生長異常。但是最為嚴重的危害還是有可能威脅人們的身體健康。環境工程中對于大氣污染的污染源的認識是，礦物燃料的燃燒造成了大氣污染。燃燒使得大量的有害氣體排放，嚴重的污染了周邊的大氣環境，同時給周邊居民的身體健康造成威脅。大氣污染物主要有五種：第一種是煙塵；第二種是一氧化碳；第三種是二氧化碳；第三種是碳氫化合物；第四種是二氧化硫。大氣污染現階段的最主要防治措施有兩點：第一點是植樹造林；第二點是進行城市綠化。通過這兩方面的工作可以有效的凈化空氣。環境工程中防治塵土擴散的方法是建立防風林。但是參照現在科學技術的發展和創新程度，改善大氣污染的主要措施還應該是在新型能源上下功夫，盡量采用無污染的能源來進行使用，這樣可以有效的降低大氣污染物的排放量。同時工業企業的生產設備和生產工藝也要有一定的改變和創新。生產設備的創新有助于煙塵的排放，工業燃料的有效利用同樣也可以減少空氣污染物的排放。目前世界上已經在進行汽車燃料的創新工作，但是經過了大量的調研和研發后，這個項目目前還在研究階段。大氣污染防治的最后一個步驟是廢氣的處理。煙氣中的粉塵可以通過過濾、洗滌、靜電沉降等方法與氣流分離。去除煙氣中的二氧化硫有很多種方法：可以將石灰石粉末吹入燃燒室，與二氧化硫化合成灰分，這樣能夠降低二氧化硫氣體對大氣造成的污染；還可以用堿性物質吸收二氧化硫。本文上面簡述的內容都是關于環境工程中大氣污染的治理內容，但是要想最大限度的實現大氣的污染治理就需要將環境適應性和產品的可靠性相結合，只有這樣這三者之間的關系才能夠平衡，才能夠相互促進。

4結束語

環境科學和環境工程的區別范文3

傳統專業實驗教學模式存在的主要問題

1.實驗項目以基礎型和驗證型實驗為主，難以激發學生的實驗興趣和創新能力合分析、創新能力的鍛煉難以兼顧，造成了專業實驗項目以基礎型和驗證型實驗為主。這種實驗教學模式雖然能夠鍛煉學生的基本實驗技能，但從試劑配制、儀器組裝與調節到實驗步驟的講解等整個實驗過程過程由教師控制，學生只是被動地參與實驗，機械地操作儀器設備，很多學生根本不動腦筋思考，即使數據不好，也不會分析和查找原因。[10-11]長此以往，學生缺乏對專業實驗的興趣，更不能充分調動其自身的想象力和創新能力，造成學生實驗技能和綜合素質下降，失去了在考研和就業市場的競爭力。過去的專業實驗教學是與理論課相配套的，而且一般是先講理論后做實驗。這種教學模式使得實驗室的儀器設備從開學到期中很長一段時間處于空閑狀態，快到期末時許多理論課都要安排專業實驗，由于儀器設備數量有限而學生人數較多，使得很多儀器設備處于超負荷運轉狀態，經過幾屆學生的使用后個別設備出現老化或損壞，嚴重影響教學效果。

一直以來，專業實驗教學并沒有專門的實驗指導教材，大多數以課程附錄中的實驗項目和內容為主要參考依據。這些實驗項目由于編寫較早，又沒有及時進行內容上的更新，因此一些實驗內容過于簡單，而且所用的儀器設備多數已經落后，不能滿足目前實驗教學培養學生實踐能力的需要。個別課程附錄中沒有的實驗項目由指導教師事先編好實驗講義打印后分發給學生。由于課程附錄或教師自編實驗講義中的實驗步驟幾乎全是文字描述，雖然實驗步驟描述得比較清晰，但對于某些實驗現象或儀器的基本操作往往使學生把握不準或理解模糊，加上教師在實驗課上語言講解或現場演示不清楚，使得很多學生基本操作不規范，專業儀器設備錯誤操作，導致儀器設備損壞率較高。

環境工程專業實驗教學模式的改革探索

以培養“醫工結合”特色的復合型工程技術人才為改革目標，自2008年以來我們組織承擔實驗教學任務的全體教師對實驗項目進行刪減、整合和更新，參考國內外著名高校關于專業實驗教學的先進改革經驗，確立了“三層次三模塊”專業實驗教學模式，并對專業實驗的管理模式和考核方法進行了改革，具體總結如下：把所有專業課程的實驗教學與課程分離，整合為一門實驗課——環境工程專業實驗，并將其分成三個層次：環境工程基礎實驗、環境工程專業實驗、環境工程創新型綜合實驗。環境工程基礎實驗包括了環境監測、環境化學、環境生態學和環境工程微生物學的實驗內容。環境工程專業實驗包括了水污染控制工程、大氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、環境毒理學的實驗內容。環境工程創新型綜合實驗依據實驗室現有條件，從教師的科研課題和學科研究熱點中確定項目題目和研究內容，由學生設計實驗路線和方案，自主實施實驗方案，撰寫專業報告。在環境工程基礎實驗和環境工程專業實驗分別設定三個實驗模塊（基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗），并適當提高設計性和綜合性實驗的學時比重。這種“三層次三模塊”專業實驗教學體系避免了不同課程設置的實驗項目出現雷同現象，如環境監測實驗中的“空氣中氮氧化物的測定”與環境化學實驗中的“大氣氮氧化物的日變化曲線”內容非常類似，將前者刪掉保留后者。在環境工程創新型綜合實驗項目的設計中，從學科研究熱點和教師的科研課題中進行篩選，選擇實驗條件能夠滿足的項目進行開設，盡可能使項目內容能鍛煉學生多方面的能力。如設計的“羥基氧化鐵的制備和吸附性能評價”創新型綜合實驗項目內容包括羥基氧化鐵的制備條件的確定、吸附-解吸實驗、吸附動力學和熱力學評價等，既能鍛煉學生對文獻資料的查閱和綜合分析能力，又能強化學生的基本實驗技能，并且通過對實驗數據的處理和原理分析，培養學生的科學思維和創新能力，為將來的考研和就業打下良好的基礎。

當環境工程專業實驗的教學體系確定之后，接下來就是實驗項目的選擇與安排，包括實驗名稱、實驗內容、考核方法等。由于在本次專業實驗教學改革中不僅對原有的實驗項目進行整合，而且增加了很多新的實驗項目，目前市場上沒有現有的實驗教材可以直接應用。因此，我們組織人員自編實驗指導教材，方便學生課前預習和課后鞏固提高。目前，在專業實驗的教學中主要由指導教師利用板書為學生講解實驗原理和實驗現象，講解完了再利用實驗儀器進行現場演示。有的實驗現象單純用文字或口頭語言難以描述清楚，學生聽了之后仍感覺比較模糊，如滴定實驗中到底溶液呈現哪種顏色指示到達滴定終點。由于學生人數較多，教師在進行實驗儀器現場演示時只有少數距離近的學生看得清楚，造成很多學生儀器操作不規范。針對這種情況，我們利用專業攝像機拍攝了很多儀器操作和實驗現象的照片、視頻資料，利用Flash軟件制作了圖文并茂的專業實驗多媒體課件，學生可以很直觀地看到主要實驗現象，掌握儀器基本操作，有助于實驗效果的提高。

環境工程專業實驗室全天候對學生開放，學生主要利用業余時間完成設計性實驗、綜合性實驗和創新型實驗項目。首先，學生需要按照項目要求先把實驗方案設計好，經老師審核合格后才可到到實驗室作實驗。其次，學生需要自己完成配制試劑、儀器組裝與調試、實驗操作、數據處理等主要實驗環節，有了問題之后可向值班教師請教。如通過“曝氣條件下校園生活污水和醫藥廢水中COD和BOD5比值的測定”綜合性實驗項目的實施，一方面使學生進一步理解了COD和BOD5的含義和反映水體有機物含量上的區別；另一方面，鍛煉了學生的邏輯思維能力和基本實驗技能，提高了綜合素質。另外，把環境工程專業實驗的教學大綱、實驗講義和多媒體課件等資料上傳到網絡教學平臺上。一方面，學生可以利用網絡教學平臺上相互交流實驗體會或實驗過程中遇到的具體問題，并可以展示自己的創新實驗成果。另一方面，社會各界人士通過網絡教學平臺了解專業實驗教學內容和學生的實驗技能情況，為用人單位提供參考。將專業實驗單獨設課后，除了將正常的學生實驗操作、平時成績和實驗報告進行打分外，還增加了實驗理論和操作考核。實驗理論重在環境樣品的采樣方法、樣品預處理和監測方法原理，其中有些內容是實驗課上講授過但是課本上沒有提到過的，考查學生課上是否認真聽講。操作考核重在學生的基本操作是否規范、儀器是否會正常使用等，現場打分。在結果評定過程中，操作考核占30%，理論考核占30%，實驗報告占20%，現場操作和平時成績占20%。#p#分頁標題#e#

環境科學和環境工程的區別范文4

教學內容的設置

目前，各個學校編寫了不少環境微生物學的教材。其中，周群英和王士芬編著的《環境工程微生物學（第三版）》為廣大高校的環境科學與工程專業所采用，它基本可以滿足一般工科類院校的教學要求。但是，在使用的同時，各學校還應根據自身的專業特色，對其中各章節的內容進行取舍，并針對各自的專業適當增加內容，比如土壤微生物、海洋微生物等，以體現學科的優勢研究領域。在“環境工程微生物學”的教學過程中，把握好基礎微生物學和微生物在污染控制中的作用兩部分的關系十分重要。前者是后者的理論基礎，后者則是前者的工程應用，重點則是環境工程實踐中的微生物學原理。如果對微生物的結構、營養、代謝等內容介紹過多，課程容易演變為細胞生物學、微生物生理學或生物化學等；而對污染控制的具體工藝過程涉及過多，又容易重復污染控制工程的課程內容。因此，在課程教學時，應合理安排這兩部分的比例。

另一方面，“環境工程微生物學”的教學還應處理好與其他相關課程的相互關系。北京林業大學開設的“植物學”“環境生物學”等課程與“環境工程微生物學”之間存在一定的聯系，3門課程在如細胞結構、生理代謝、遺傳變異等知識內容上均有一定的論述，但課程核心和重點內容各不相同。在講解“環境工程微生物學”時，應注重強調微生物細胞、生理、遺傳方面的獨特性，并對這些特性在環境工程領域的應用展開詳細介紹。也就是說，在教學過程中需要注意知識單元的邏輯銜接，注重課程體系的統一性，要明確課程的側重點，避免重復。基于當前環境科學與工程學科的飛速發展，“環境工程微生物學”的課程教學還應緊密結合當前環境污染控制和生態修復相關領域的新進展，而不能只停留在傳統污染處理工藝的微生物學原理上。教師通過對最新污染控制工程理論和技術的微生物學原理進行解析，可以激發學生學習的興趣、專業的熱情，樹立投身環境保護事業的志向，課程的教學效果也會隨之提高。例如，在廢水生物處理的微生物學原理部分，筆者介紹了這幾年比較受關注的利用好氧顆粒污泥處理高負荷、強毒性有機廢水的新工藝，解析了活性污泥微生物胞外聚合物在好氧顆粒污泥形成中的作用以及生物處理系統由于污泥濃度大幅增加而帶來的高效性，來強調通過利用微生物的生理生化特性進行廢水處理技術的革新。學生對這些新內容的反饋很活躍，也引發了很多討論。

教學方法的改革和創新

隨著計算機技術的迅猛發展和現代社會的快速信息化，傳統的、單一的灌輸式教學方法難以取得滿意的教學效果，也無法滿足當前創新型人才的培養要求。大學課堂的教學必須與時俱進，應借助多媒體、網絡以及最新的科研成果和成功的工程實例，來豐富教學的內容和形式，提高教學效率和效果［2］。根據實驗心理學的原理，對于同樣的信息，圖像比文字容易被信息接受者所記憶，這就是所謂的“圖象優勢定律”［3］。在傳授以敘述性為主的知識內容時，合理使用形象思維方法，可以幫助學生提高記憶力；而信息的幾何形狀、色彩、字符對形象思維的建立起著相當大的作用。環境工程微生物學的研究對象是肉眼看不見的微小生物，在教學中通過展現大量生動形象的微生物照片，可以使學生容易認識和區分種類繁多的微生物，印象深刻，易于激發學習興趣。例如，在比較G＋和G－細菌的結構時，通過對細胞圖片的詳細講解可以清楚地說明二者的區別：G－細胞由胞外到胞內依次為外膜、細胞壁、周質空間及原生質膜，而G＋則為細胞壁、原生質膜；同時，G－細菌的細胞壁上僅有一層很薄的肽聚糖，但脂肪層較厚，相反G＋細菌的細胞壁含有多層肽聚糖，而脂肪卻相對較少。這樣，學生對G＋和G－細菌細胞壁差別的認識就會十分深刻，為此后順利開展革蘭氏染色實驗提供了理論基礎。在介紹微生物代謝、遺傳等較為抽象的知識內容時，教師可以合理采用示意圖、動畫等形式來進行講解，將有效提高學生對知識的理解和掌握水平。例如，在微生物的遺傳和變異一章中，筆者采用Flas演示了微生物遺傳的經典轉化實驗即肺炎鏈雙球菌感染小白鼠實驗，使原本抽象難懂的概念和理論變為生動的畫面，教學效果明顯改善。事實上，國內外一些著名高校、環境微生物實驗室的網站上和國外優秀原版微生物教材中有許多高質量的微生物圖片、教學課件和研究成果，教師可以將其作為本課程的教學素材來加以使用，豐富教學內容，開闊學生視野。

大學階段的人才培養正日益與科學技術和社會生產的發展緊密聯系，這就要求“環境工程微生物學”的教學要注重結合科學研究和工程實踐，不斷地加入新的科研成果和工程實例來說明課程的基本知識和基礎理論。同時教師也不能脫離科學研究和工程實踐而單純地搞教學工作。只有長期參加科研實踐的教師，才能使自已的教學內容更加具有前沿性、獨創性和啟發性，在豐富自己的教學內容的同時加深學生對知識的理解；也只有將教學與工程實踐有機結合起來，才能更有效地激發學生的學習興趣，培養學生解決實際問題的能力［4］。例如，筆者在教學過程中選取了微生物燃料電池研究中最新發現的細菌鞭毛充當“納米導線”的現象作為背景材料，展開討論，分析了細胞鞭毛的電子傳遞功能在物質轉化和能量代謝中發揮的作用。這個例子在介紹微生物學知識的同時，很好地詮釋了如何恰當地利用微生物的特性來解決環境問題和實現可持續發展。又如，通過介紹實際工程項目———煤氣廢水生物處理系統中活性污泥的馴化過程，說明了微生物遺傳和變異的特性對于有毒有害工業廢水處理的重要意義。

在當前大學教學中，課時的有限性與知識的增長性之間的矛盾日益突出，“環境工程微生物學”這門新興的交叉學科尤為如此。所以，教師在授課時，應更加注重所介紹內容的質和量，將多而雜的信息進行疏理與歸納，并以更加靈活的方式傳達給學生。這就要求教師在教學模式上進行變革，改變以往單一的注入式教學方法，采用多種方法有機結合的教學模式，將教師的主導作用和學生的主體地位相結合，從而在傳授知識的同時提高學生的創新能力和綜合素質。研究表明，提問、引入和討論等啟發式教學方法比起傳統的注入式教學模式更為吸引人，更能收到事半功倍的效果。一方面，啟發式教學可以促進師生之間的互動，活躍課堂氣氛，激發學生濃厚的學習興趣；另一方面，啟發式教學可以培養學生將書本知識應用于實際的思考和分析等綜合能力。總體來講，一些基礎性知識的教學，可以以教師講解為主，但講解的內容要少而精，留一部分內容讓學生自己去消化吸收。對于理解性的知識內容，教師要啟發學生積極思考，有些問題要引而不發，導而不講，讓學生自己通過分析和總結來深化認識。此外，還應注意到高年級本科學生已經具有一定的自學能力，對于一些比較淺顯的、多門環境類課程反復涉及的章節內容或非核心知識單元，完全可以安排由學生自學來完成。例如，在講解微生物在氮素循環中的作用時，筆者詳細介紹了硝化作用、反硝化作用等生化反應過程及其影響因素，所以在講解廢水微生物的脫氮原理時，采取了“學生自學為主，教師組織討論和總結”的教學方式。這種教學方式既節省了課時，同時又鍛煉了學生的自學能力、認識能力和分析能力，為以后的科研創新打下基礎。#p#分頁標題#e#

實驗項目和實驗內容的挑選和設置

環境科學和環境工程的區別范文5

關鍵詞：環境工程 氧化還原電位脫氮除磷厭氧發酵

中圖分類號：D922文獻標識碼： A

1.引言

氧化還原電位(ORP)就是用來反映水溶液中所有物質表現出來的宏觀氧化還原性，常表示為ORP或Eh。在污水系統中存在著多種氧化還原電對，并同時進行大量氧化還原反應，因此，ORP作為控制參數能夠反映許多有氧和厭氧過程中發生的有價值的微生物代謝信息。

國外自七十年代至八十年代，就不斷地進行著活性污泥法及其變法中應用ORP作為控制和管理指標的大量試驗研究工作，并在實際工作中應用。但ORP控制在環境工程領域的應用缺乏系統理論的指導，本文致力于總結前人的研究，探討了ORP作為控制參數在環境工程領域應用的可能和意義，給予ORP在環境工程的應用一定的理論指導，為進一步研究奠定理論基礎。

2.氧化還原電位的控制方法

影響ORP的因素眾多，控制ORP的方法更是多種多樣，這些方法雖有相通之處，但在不同的應用領域，其控制方法及具體數值都有所區別。通過前人的研究，已經建立了一系列氧化還原電位的有效控制方法：

1）通過通氣或改變曝氣量，根據實測值和設定值的差距來線性控制調節通氣量；

2）通過調節N2/O2比例，利用ORP監測儀及控制系統調控ORP；

3）通過投加氧化劑控制；

4）通過投加還原劑控制。

因此，還需將進一步實驗確定具體的控制策略，方可將ORP控制方法推廣到環境工程領域中去。

3.以ORP作為控制參數在環境工程領域的應用

無論在污水處理領域還是土壤領域，對ORP的控制策略大同小異；這些控制策略雖有相通之處，具體的控制方法卻不一致，就算實驗目的相同，不同策略所設置的固定值也可能不一致。

3.1在污水處理領域的應用

ORP在污水處理領域十分廣泛，既能用于監控連續流處理系統，又能用于SBR反應器。

3.1.1在硝化反硝化過程的應用

在同步硝化反硝化氧化溝中，ORP在30mV以上即可取得較好的硝化效果[1]，亦有學者認為ORP=100mV時硝化開始，200mV時達到最佳[2]，這可能是水質、污泥環境因素不同導致的，也可能是ORP測定儀不同導致的，因此，在實際應用中，要根據工況選擇合適的ORP值加以控制；亦有研究發現缺氧區末端NO3--N濃度與ORP值具有很好的相關性，單獨控制內循環回流量維持反硝化區末端ORP值(-86±2)mV，或單獨控制外碳源投加量維持反硝化區末端ORP值為(-90±2)mV，可實現A/O工藝脫氮的最優控制[3]。

3.1.2在除磷過程中的應用

除磷過程與ORP有著莫大的關系。在改良的Carrouse1氧化溝活性污泥中，為了滿足厭氧釋磷，系統的ORP適宜在-50mV以下；外加有機物時，新鮮污泥的ORP會明顯降低，一般可以達到-80～150mV，且存在顯著的磷釋放[4]。在厭氧階段，ORP隨著磷的釋放不斷下降，至釋磷結束趨于平緩，達到-212mV，而達到該值就能保證保證嚴格的厭氧釋磷條件。

3.1.3在厭氧處理中的應用

在厭氧消化過程中，不同的厭氧消化系統和不同的厭氧微生物對ORP的要求不同[5]。因此，以ORP作為控制參數，根據不同階段微生物種類對厭氧過程加以控制，能有效提高厭氧處理效果，或者將ORP控制在一定范圍內，提高發酵產物的產率，抑制有害發酵產物的產生。

3.2在土壤領域的應用

3.2.1對水稻甲烷排量的影響

甲烷(CH4)是僅次于二氧化碳的最重要的溫室氣體之一，稻田是CH4的主要來源。一定條件下，土壤Eh的季節與一日中的變化都與CH4排放季節變化間存在顯著相關性。當Eh低于-150～ -160mV值時，CH4排放量隨Eh的下降而呈指數增加[6]；而在現場排水條件差或雨季時，Eh不用低到-150 mV，就能更好的限制過多甲烷的排放。因此，可以通過人為控制土壤的Eh的方法，減少CH4的排放，起到環境保護的目的。

3.2.2對硝化反硝化作用的影響

氧化還原狀況是影響土壤中反硝化作用的主要環境因子之一，在不同的ORP下，土壤中反硝化作用是不同的。研究表明，較之還原條件（Eh：-144～42），氧化條件（Eh：290～330）下土壤中反硝化作用速率明顯減緩[7]。土壤的Eh與硝化作用潛力是成反比的，但在下層低氧土壤中，Eh與實際硝化作的正負關系卻與作物輪作順序有關。故此，可以根據具體情況，對土壤Eh加以控制，有效減少稻田土壤中硝化-反硝化作用氮素損失，達到有效利用資源的目的。

3.2.3對重金屬污染的影響

在土壤中，氧化條件時氧化劑鐵氧化物的還原溶解會導致土壤鎘活性降低，而還原條件下抗壞血酸也可有效的降低鎘的活性[8]，能有效降低土壤重金屬鎘的污染。

4.總結應用過程中存在的問題

在環境工程領域，氧化還原電位(ORP)與污染物的濃度以及生化反應進行的程度有著良好的相關關系，能夠通過氣變化規律判斷反應器的運行狀態，節省能源，提高反應器的運行效果，對優化處理系統達到自動運行與在線監測具有重要的指導作用及意義。

調控ORP的策略雖有相通之處，但具體的控制方法不一致。由于指標本身很難獲得精確值和各研究者的檢測方法不同，導致與ORP絕對數值有關的研究結果往往不具有普遍的指導意義。因此，以ORP作為環境工程領域控制參數的絕對控制策略還需進一步實驗研究。在實際應用中，要根據工況選擇恰當的控制范圍，以達到節能降耗，優化實驗結果的目的。

參考文獻

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環境科學和環境工程的區別范文6

近年來，隨著人類社會的飛速發展，大多數河流和湖泊由于物理、化學、生物等因素的交互作用而形成大面積的藍藻水華。可見，藍藻水華的暴發已經成為世界范圍內一個極為嚴重的環境問題。研究表明，藍藻能夠在水生態系統中大量繁殖，與其特殊的細胞結構有密切的聯系[5]。為了探明藍藻水華暴發的機理，首先要掌握藍藻細胞的特殊結構。因此，《藍藻細胞的特殊結構》既是該門課程的知識重點，也是一個知識難點。然而，藍藻是微生物，肉眼難以看見，掌握其細胞結構需要學生的抽象思維，理論知識顯得更加枯燥乏味[6]。針對此問題，需要引入相關日常生活實例，使學生認識到藍藻水華的發生對其生活帶來的負面影響。本微課的設計旨在從實際問題出發，從春夏季節路過池塘聞到的腥臭味；湖泊水面漂浮的一層厚厚的“綠漆”引入主題，來激發學生的學習興趣，然后引出藍藻細胞的特殊結構，從而探析藍藻水華暴發的內在原因。

1教學背景

藍藻，又稱藍細菌，是古老的光合放氧生物。與其它藻類相比，藍藻是單細胞的原核生物，它的細胞結構有一定的特殊性。在長期的進化過程中，藍藻形成了一套獨特的生理學機制和適應特性，它在水生態系統中具有極強的生態競爭優勢，這與其特殊的細胞結構是密不可分的。因此，掌握藍藻細胞的特殊結構對學生全面了解藍藻暴發的內在機制具有重要意義。

2教學目標

(1)了解藍藻暴發的外在因素。(2)掌握藍藻細胞的各部分特殊結構(膠質鞘、偽空胞、藻膽體和羧酶體)的特點及與其它藻類的異同點。(3)掌握藍藻細胞的各部分特殊結構(膠質鞘、偽空胞、藻膽體和羧酶體)的功能，并能結合理論知識分析藍藻暴發的內在機制。

3教學難點

藍藻細胞各部分特殊結構(膠質鞘、偽空胞、藻膽體和羧酶體)的特點及功能；從實際問題出發，結合理論知識分析藍藻暴發的內在機制，提高學生運用微生物學原理分析環境問題的能力。

4教學方法

本次授課主要采用講授法進行演示講解，立足于實際，舉例說明每一個特殊結構的生物功能，讓學生對其有更深入的認識，從而能夠將瑣碎的知識點融會貫通，綜合分析藍藻水華暴發的內在機制。

5過程設計

5.1主題引入。—亞顯微結構首先，舉例全球藍藻水華暴發事件，突出藍藻在生態系統中的優勢地位。然后，通過圖片—實驗室培養的淡水藻種(藍藻和綠藻)，說明二者在宏觀上沒有明顯區別，然而真正的區別是：在漫長的進化過程中，藍藻形成了有效的防御機制、浮力調節機制、光吸收機制以及CO2濃縮機制，從而引導學生思考這些生態生理功能都是由哪些特殊結構來行使。最后，展示藍藻細胞的亞顯微結構，引入本節微課主題--各部分特殊結構(膠質鞘、偽空胞、藻膽體和羧酶體)。5.2膠質鞘。介紹膠質鞘的主要組成成分：酸性黏多糖和果膠質；然后介紹其主要功能：防止細胞脫水、被吞噬和抗菌劑的危害；有利于細胞粘附于固體表面之上；與細胞生活所必需的陽離子鰲合[7]。舉例說明膠質鞘的存在對于藍藻抵抗不利環境發揮著非常重要的作用：當浮游動物面對小球藻和銅綠微囊藻時，哪種藻類將能成為它的食物呢？對于單細胞小球藻來說，很容易就被水蚤所捕獲，然而當它去捕食銅綠微囊藻時，其胞外因為有一層膠質鞘包圍而細胞與細胞相互黏合形成了高密度群體，從而增大了浮游動物的捕食阻力。即使隨后被稍大型的濾食性動物所捕食，也會因膠質鞘的存在而難以消化，從而減少了藍藻由于被過度捕食而導致種群滅絕的可能，這就是藍藻的一種誘發性的防御策略[8]。5.3偽空胞。首先，簡單介紹偽空胞的發現史：早在1895年，一位名叫Klebahn的德國微生物學家發現藍藻細胞內存在著含有氣體的氣囊，直到1965年這個氣囊被人們正式命名為偽空胞；接著闡述偽空胞的組成成分、形態、功能及功能調節機制[9]。最后，舉例說明偽空胞是如何調節藍藻浮力的：當藍藻細胞處于低光強或者較深的水層中，其光合速率下降，光合產物逐漸被呼乎作用所消耗，這時藍藻細胞大量合成偽空胞，使藍藻細胞的密度變小，重新獲得浮力上浮于水面，從而充分利用水體表面的光能和無機營養。因此得出結論--在藍藻水華暴發過程中，偽空胞起著非常重要的浮力調節作用。5.4藻膽體。提問學生藍藻具有哪些光合色素，從而提示藍藻和其它真核藻類的區別在于細胞內存在大量的藻膽素。簡述藻膽體的形成過程：這些藻膽素與蛋白質緊密結合在一起，形成藻膽蛋白，不同類型的藻膽蛋白通過連接多肽將不同類型的藻膽蛋白按一定的次序組合在一起，形成高度有序的超分子復合體—藻膽體[10]。介紹藻膽體的分子量大小和形狀；最后著重闡述其功能，突出藻膽體在捕獲光能方面的重要性：藻膽體作為光合作用能量吸收與傳遞的功能單位，可以吸收其他藻類一般不能利用的波長為500~650nm的綠、黃和橙色部分的光，從而擴大了藍藻對光譜的吸收范圍，能更有效地利用光能。而且，在弱光下，藍藻可以快速合成大量的藻膽蛋白，從而有效地收集光能，以滿足光合作用的需要。5.5羧酶體。在進化過程中，藍藻仍然保留了對CO2親和力低的特點，需要較高的CO2濃度才能獲得正常的碳同化速率。針對此缺陷，藍藻形成了CO2濃縮機制，在此機制中發揮重要作用的細胞結構就是羧酶體。它由以蛋白質為主的單層膜包圍，內含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶和碳酸酐酶。大部分呈二十面體對稱結構，右圖是聚球藻屬的掃描電鏡圖，可以看到細胞周質內的多面體結構就是羧酶體。它的主要功能是可以把外源低濃度的CO2、HCO3-主動運輸到細胞內，并以HCO3-的形式累積起來，這就極大地提高了羧化酶/加氧酶活性位點周圍的CO2濃度，有利于該酶起羧化酶作用，抑制其氧化酶活性，從而極大地提高了藍藻的光合效率[11]。5.6小結。通過總結藍藻細胞的各部分特殊結構(膠質鞘，偽空胞，藻膽體以及羧酶體)及功能，強調四種機制協同作用使藍藻在種間形成了絕對的競爭優勢，從而使學生再次明確本次微課的重、難點，并再次強化和構建出清晰的知識結構。

6結語

隨著社會的快速發展，人類面臨的環境問題越來越多，因此，國家建設越來越需要環境專業的應用型人才，探索新時期背景下環境工程微生物學的課程教學新方法尤為重要。本文以《藍藻細胞的特殊結構》的教學設計為例，以微課建設為載體，教與學全過程立足于實際，將環境問題與課程重難點融會貫通，以微課動態的形式更直觀地呈現，一方面可以為學生課下自主學習提供了資源；另一方面調動了學生運用所學知識分析、解決實際問題的積極性，從而讓學生把所學書本知識運用于生產實際中，提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力和創造力，最終實現應用型人才的培養目標。

7致謝

感謝河南省高等學校重點科研項目計劃“重金屬污染環境下基于水體凋落物分解者調控的食物鏈修復技術”(15A180063)和國家青年科學基金項目“納米氧化鋅對河流凋落物降解的影響及機制研究”(31500377)對本研究的資助。

作者:杜京京 張玉燕 魏明寶 張肖靜 單位:鄭州輕工業學院材料與化學工程學院

參考文獻

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