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环境科学和环境工程的区别范文1
【关键词】环境工程地质；地下工程建设；地质问题
城市地下工程施工，将会影响周围建筑物安全以及地层初始应力状态，还会影响到岩土体的物理、力学、水理性质。伴随着中国城市化进程日益加快，人们在向高空发展的同时，亦在积极地开拓地下空间。城市地下工程的大规模建设（地铁、地下商场、地下贮库等）所引发的环境地质问题也变得越来越频繁和严重，如地下水的污染、邻近建筑物的开裂以及地表塌陷。如何有效地解决城市地下工程建设过程中所带来的一系列环境地质问题，就显得非常迫切和必要。
1 城市地下工程建设影响环境工程地质的主要表现
地面移动变形 在城市地下工程施工过程中或是竣工后，地面移动变形是经常引起地质环境问题的首要原因。不论是采用盾构、沉井，以及基坑法，都会使施工地点及其附近的土层受到扰动，进而促使软土层移动，引起饱水砂性土的管涌、地面变形等环境工程地质问题。
地表环境突变 在影响环境工程地质中，另一个很明显的表现是洞室围岩失稳，围岩失稳带来的破坏，几乎都是沿原有的结构面产生，并形成新的断裂面。近年来，随着地下空间资源的开发利用，尤其是在开挖隧道的施工项目中，经常因为风化裂隙发育带、断裂带、岩脉等多与围岩接触，而导致在开挖过程中引起围岩失稳事故的发生，进而致使地表环境受到地表坡体变形、地表塌陷等突变出现。
地下水环境变异 在城市地下工程建设过程中，经常要采用人工降水的方式，来保证开挖面的稳定。但在此过程中，由于人工降水“漏斗式”的渗透和混合，会使地下水的动力场和化学场受到影响，进而引起地下水中某些物理化学元素发生变化，导致地下水环境受到污染。而且，由于地下工程建设对地下水环境的影响有“滞后性”，会随着时间的推移而逐渐引起突变，造成诸如地铁与河道相截、隧道与河道相正交等问题，并且其影响范围之大，也会给地下工程建设、环境工程地质带来威胁。
地质生态环境恶化 在城市地下工程建设过程中，通常要将挖出的大量砂石进行堆积处理，会对施工附近的环境带来不利影响。同时，若是弃土超荷，甚至会引起隧道下沉，影响地下工程的建设此外，如果弃土不及时处理，还可能在开挖或运输过程中，引起扬尘污染，影响城市大气和生活环境。
2 减小城市地下工程建设对环境工程地质影响的对策
工程开始前，要经过严谨、周密、科学的论证，充分考虑相关的环境因素，作好环境影响评价。在正式施工前，必须作好水文地质、工程地质勘察，要调查附近自然地理环境，水文地质条件，包括地下水赋存条件，是潜水还是承压水，地下水径流路径，化学组分以及受污染情况等，查明附近污染源，可能的污染途径、污染方式、污染范围和污染机制等。
施工时，要进行必要的抽水实验或计算，以正确估计可能的涌水量，施工过程中注意监测地下水变化，及时堵漏，并修建防渗层、防渗墙或防渗帷幕以防止污染物外泄，施工完成后，应保证地下工程的封闭性，在 施工过程中，还要严格控制污染物的排放，固体垃圾和液体废物应通过专门的设施及时运出地表，并加强地下空间的通风设施。
在城市中进行地下工程施工时，要与保护城市中有历史意义和经济、社会意义的设施协调起来，根据地表保护的要求，采取有效措施来减小变形，以使地表房屋、道路、管线等不致造成损害，生态环境不致恶化。
3 解决环境工程地质问题的关键
工程地质环境质量的总体评价和分区 在城市三维空间的工程地质环境质量的总体评价和分区中，应该注意对地形地貌、岩土性质、岩土体的隔热、抗震、水文地质条件和地质构造等的分区，并对整个地下工程地质环境质量进行立体分区。
明确岩土体的结构及区别 要明确城市地下工程的地质构造及其区别，认识城市岩土体的空间变化，从而方便科学合理地进行不同类型的场区划分，进而对岩土体立体结构进行分区和规划。
了解区域的稳定性 在城市地下工程建设中，对于规划选址的问题，需要了解影响区域的稳定性因素，以及该区域是否达到施工的稳定条件。在确认其稳定性后，才能设计出合理可行的施工方案，并保证技术得到科学实施，从而避免受到地壳剧烈升降、地震、断裂复活等地质构造的影响。
进行工程地质勘察 在城市地下工程建设的实施阶段，要随时对工程地质进行勘察，包括在工程的选址上、规划上，以及设计和施工中的不同阶段，通过记录详尽的工程地质资料，及时掌握不同阶段中施工场地的地层岩性、地质构造和水文地质等要素，这也是施工阶段必不可少的一项工作
4 对城市地下工程建设中环境工程地质问题的控制和预防
施工过程进行定时、定期勘察 任务为确保城市地下工程建设顺利进行，需要在施工过程中，实行定时、定期的勘察任务通过掌握详尽的地质勘察资料，提供制定施工方案、规划和分区的重要参数和数据，减少地下工程建设中存在的安全隐患。
优化城市地下工程建设的方案 在进行地下工程施工时，对于如何开挖的方案有很多种，当进行基坑开挖时，不但开挖顺序有所不同，而且还有分层开挖法、中心岛式开挖法等不同的开挖方法，通过结合施工地点的具体情况来优化城市地下工程建设的方案，能够提高施工质量和效率，保障施工顺利进行。
保证科学人工降水 采用人工降水的方法，能够保证开挖面的稳定但在采用人工降水时，应该保证科学地进行人工降水，通过对施工场地的勘察和降水水位的预测，设计出一套切实可行的降水方案，以减少因地下水水位下降而引起的地下工程建设的事故发生。
5 小结
在整个地下工程建设中，应该注意对施工现场的监测，随时了解施工现场动态，以便有异常情况发生时，能得到及时地控制与处理，同时，要善于运用新科技，创新地下工程建设，从勘察、设计、施工及监测等各个方面，对城市地下工程建设进行技术上的创新，促进建筑施工的顺利完成。
参考文献：
[1]许，王国权，李晓昭.城市地下空间开发对地下水环境影响的初步研究[J].工程地质学报，2011（01）.
[2]钟洛加，周衍龙，沈贵文.等.武汉城市地下空间开发利用与环境地质效应研究[J].资源环境与工程，2009（04）.
[3]徐德兰，赵敏，王丽君.等.浅论城市发展与地质灾害的关系[J].中国地质灾害与防治学报，2012（01）.
环境科学和环境工程的区别范文2
1简要叙述环境工程和环境适应性的具体内容
1.1简述环境工程的具体内容
环境的适应性主要指的是产品在使用寿命周期内应对储藏和运输中的各种极端环境状态下，实现自身功能的一种性能。另一种简单的说法就是不产生不可逆损坏和能正常工作的能力。通过环境试验，充分反映出产品设计、研制以及材料选用等方面的环境适应性问题，并技术改进这些问题，以此提高产品的环境适应能力。
1.2简述环境适应性的具体内容
环境工程主要的研究方向是环境的污染问题及提升环境质量的技术研究，环境工程中涉及到了很多的学科，例如生态学科、环境医学和环境物理学、环境化学等，但是无论涉及到了多少学科，环境工程最为核心的工作重点就是对环境污染进行有效的治理。环境工程不仅研究防治环境污染和公害的措施，而且研究自然资源的保护和合理利用，探讨可利用资源技术、生产工艺以及按区域环境来调整进行运作和管理，以此获得更大的环境效果和经济效益，这也是环境工程未来发展的方向。
2简要叙述环境适应性和产品可靠性的差异性
环境的适应性是检验产品可靠性的重要方式，但是在进行检测的过程中，环境的适应性也会对产品产生一定的影响。通常意义上讲产品环境适应性不合格，说明产品不能正常使用；而产品可靠性高低，则只表示产品故障发生率的高低，从一定程度上来说，环境适应性不同于可靠性。这就是两者之间的本质区别，看似不明显，但是很重要。
3简要叙述环境工程对于环境污染的有效控制
现阶段的保护环境免受污染最有效的方法就是最大限度的减少可能污染环境的污染物的排放。我国目前最为严重的环境污染因素就是工业污染物的排放。工业污染物包括三种，它们分别是：第一种工业废水；第二种工业废气；第三种工业废渣。这三种主要的工业污染物没有进行彻底的加工，工业的原材料和生产的产品没有完全的进行利用，这样的工业污染物对于环境的污染是非常严重的。正是因为这样，我国现在要求工业企业在进行生产的过程中要进行严格的生产管理，对于生产的工业流程要进行彻底的改进和创新。在这一个方面工业企业要严格的按照政府的相关政策和法规进行，投入经济和人力进行这方面的建设，改善现在的工业企业对于环境污染的程度。防止工业企业对环境进行污染的最有效的方法是要有效的对工业企业的战略发展目标进行规范；同时要不断的促进工业企业的技术创新和突破，只有这样才能够有效的缓解环境的污染。但是需要注意的是，人们的生产和生活对于环境的污染是很难给予防治的，所以环境工程最为重要的工作任务就是要有效的控制住外界对于环境的污染。环境工程中有很多的课题，但是大气的环境污染是环境工程中最为重要的课题之一。本文就具有针对性的讲述环境工程对于大气污染的防治。环境工程对于各种范围内的大气的质量要求是不一样的。环境工程中规定：相对于空旷的地域，大气的环境质量应该是一种自然的状态；对于城市的控制质量有着较高的要求，但是对于污染源相对集中的个别城市区域的空气质量的要求相对较低，但是也不能够危害周围居民的生产和生活，更不能危害他们的身体健康。大气污染的危害表现主要有三种：第一种表现是降尘量的增加；第二种表现是降低了周边的能见度；第三种表现是导致周边的树林生长异常。但是最为严重的危害还是有可能威胁人们的身体健康。环境工程中对于大气污染的污染源的认识是，矿物燃料的燃烧造成了大气污染。燃烧使得大量的有害气体排放，严重的污染了周边的大气环境，同时给周边居民的身体健康造成威胁。大气污染物主要有五种：第一种是烟尘；第二种是一氧化碳；第三种是二氧化碳；第三种是碳氢化合物；第四种是二氧化硫。大气污染现阶段的最主要防治措施有两点：第一点是植树造林；第二点是进行城市绿化。通过这两方面的工作可以有效的净化空气。环境工程中防治尘土扩散的方法是建立防风林。但是参照现在科学技术的发展和创新程度，改善大气污染的主要措施还应该是在新型能源上下功夫，尽量采用无污染的能源来进行使用，这样可以有效的降低大气污染物的排放量。同时工业企业的生产设备和生产工艺也要有一定的改变和创新。生产设备的创新有助于烟尘的排放，工业燃料的有效利用同样也可以减少空气污染物的排放。目前世界上已经在进行汽车燃料的创新工作，但是经过了大量的调研和研发后，这个项目目前还在研究阶段。大气污染防治的最后一个步骤是废气的处理。烟气中的粉尘可以通过过滤、洗涤、静电沉降等方法与气流分离。去除烟气中的二氧化硫有很多种方法：可以将石灰石粉末吹入燃烧室，与二氧化硫化合成灰分，这样能够降低二氧化硫气体对大气造成的污染；还可以用碱性物质吸收二氧化硫。本文上面简述的内容都是关于环境工程中大气污染的治理内容，但是要想最大限度的实现大气的污染治理就需要将环境适应性和产品的可靠性相结合，只有这样这三者之间的关系才能够平衡，才能够相互促进。
4结束语
环境科学和环境工程的区别范文3
传统专业实验教学模式存在的主要问题
1.实验项目以基础型和验证型实验为主，难以激发学生的实验兴趣和创新能力合分析、创新能力的锻炼难以兼顾，造成了专业实验项目以基础型和验证型实验为主。这种实验教学模式虽然能够锻炼学生的基本实验技能，但从试剂配制、仪器组装与调节到实验步骤的讲解等整个实验过程过程由教师控制，学生只是被动地参与实验，机械地操作仪器设备，很多学生根本不动脑筋思考，即使数据不好，也不会分析和查找原因。[10-11]长此以往，学生缺乏对专业实验的兴趣，更不能充分调动其自身的想象力和创新能力，造成学生实验技能和综合素质下降，失去了在考研和就业市场的竞争力。过去的专业实验教学是与理论课相配套的，而且一般是先讲理论后做实验。这种教学模式使得实验室的仪器设备从开学到期中很长一段时间处于空闲状态，快到期末时许多理论课都要安排专业实验，由于仪器设备数量有限而学生人数较多，使得很多仪器设备处于超负荷运转状态，经过几届学生的使用后个别设备出现老化或损坏，严重影响教学效果。
一直以来，专业实验教学并没有专门的实验指导教材，大多数以课程附录中的实验项目和内容为主要参考依据。这些实验项目由于编写较早，又没有及时进行内容上的更新，因此一些实验内容过于简单，而且所用的仪器设备多数已经落后，不能满足目前实验教学培养学生实践能力的需要。个别课程附录中没有的实验项目由指导教师事先编好实验讲义打印后分发给学生。由于课程附录或教师自编实验讲义中的实验步骤几乎全是文字描述，虽然实验步骤描述得比较清晰，但对于某些实验现象或仪器的基本操作往往使学生把握不准或理解模糊，加上教师在实验课上语言讲解或现场演示不清楚，使得很多学生基本操作不规范，专业仪器设备错误操作，导致仪器设备损坏率较高。
环境工程专业实验教学模式的改革探索
以培养“医工结合”特色的复合型工程技术人才为改革目标，自2008年以来我们组织承担实验教学任务的全体教师对实验项目进行删减、整合和更新，参考国内外著名高校关于专业实验教学的先进改革经验，确立了“三层次三模块”专业实验教学模式，并对专业实验的管理模式和考核方法进行了改革，具体总结如下：把所有专业课程的实验教学与课程分离，整合为一门实验课——环境工程专业实验，并将其分成三个层次：环境工程基础实验、环境工程专业实验、环境工程创新型综合实验。环境工程基础实验包括了环境监测、环境化学、环境生态学和环境工程微生物学的实验内容。环境工程专业实验包括了水污染控制工程、大气污染控制工程、噪声污染控制工程、环境毒理学的实验内容。环境工程创新型综合实验依据实验室现有条件，从教师的科研课题和学科研究热点中确定项目题目和研究内容，由学生设计实验路线和方案，自主实施实验方案，撰写专业报告。在环境工程基础实验和环境工程专业实验分别设定三个实验模块（基础性实验、设计性实验、综合性实验），并适当提高设计性和综合性实验的学时比重。这种“三层次三模块”专业实验教学体系避免了不同课程设置的实验项目出现雷同现象，如环境监测实验中的“空气中氮氧化物的测定”与环境化学实验中的“大气氮氧化物的日变化曲线”内容非常类似，将前者删掉保留后者。在环境工程创新型综合实验项目的设计中，从学科研究热点和教师的科研课题中进行筛选，选择实验条件能够满足的项目进行开设，尽可能使项目内容能锻炼学生多方面的能力。如设计的“羟基氧化铁的制备和吸附性能评价”创新型综合实验项目内容包括羟基氧化铁的制备条件的确定、吸附-解吸实验、吸附动力学和热力学评价等，既能锻炼学生对文献资料的查阅和综合分析能力，又能强化学生的基本实验技能，并且通过对实验数据的处理和原理分析，培养学生的科学思维和创新能力，为将来的考研和就业打下良好的基础。
当环境工程专业实验的教学体系确定之后，接下来就是实验项目的选择与安排，包括实验名称、实验内容、考核方法等。由于在本次专业实验教学改革中不仅对原有的实验项目进行整合，而且增加了很多新的实验项目，目前市场上没有现有的实验教材可以直接应用。因此，我们组织人员自编实验指导教材，方便学生课前预习和课后巩固提高。目前，在专业实验的教学中主要由指导教师利用板书为学生讲解实验原理和实验现象，讲解完了再利用实验仪器进行现场演示。有的实验现象单纯用文字或口头语言难以描述清楚，学生听了之后仍感觉比较模糊，如滴定实验中到底溶液呈现哪种颜色指示到达滴定终点。由于学生人数较多，教师在进行实验仪器现场演示时只有少数距离近的学生看得清楚，造成很多学生仪器操作不规范。针对这种情况，我们利用专业摄像机拍摄了很多仪器操作和实验现象的照片、视频资料，利用Flash软件制作了图文并茂的专业实验多媒体课件，学生可以很直观地看到主要实验现象，掌握仪器基本操作，有助于实验效果的提高。
环境工程专业实验室全天候对学生开放，学生主要利用业余时间完成设计性实验、综合性实验和创新型实验项目。首先，学生需要按照项目要求先把实验方案设计好，经老师审核合格后才可到到实验室作实验。其次，学生需要自己完成配制试剂、仪器组装与调试、实验操作、数据处理等主要实验环节，有了问题之后可向值班教师请教。如通过“曝气条件下校园生活污水和医药废水中COD和BOD5比值的测定”综合性实验项目的实施，一方面使学生进一步理解了COD和BOD5的含义和反映水体有机物含量上的区别；另一方面，锻炼了学生的逻辑思维能力和基本实验技能，提高了综合素质。另外，把环境工程专业实验的教学大纲、实验讲义和多媒体课件等资料上传到网络教学平台上。一方面，学生可以利用网络教学平台上相互交流实验体会或实验过程中遇到的具体问题，并可以展示自己的创新实验成果。另一方面，社会各界人士通过网络教学平台了解专业实验教学内容和学生的实验技能情况，为用人单位提供参考。将专业实验单独设课后，除了将正常的学生实验操作、平时成绩和实验报告进行打分外，还增加了实验理论和操作考核。实验理论重在环境样品的采样方法、样品预处理和监测方法原理，其中有些内容是实验课上讲授过但是课本上没有提到过的，考查学生课上是否认真听讲。操作考核重在学生的基本操作是否规范、仪器是否会正常使用等，现场打分。在结果评定过程中，操作考核占30%，理论考核占30%，实验报告占20%，现场操作和平时成绩占20%。#p#分页标题#e#
环境科学和环境工程的区别范文4
教学内容的设置
目前，各个学校编写了不少环境微生物学的教材。其中，周群英和王士芬编著的《环境工程微生物学（第三版）》为广大高校的环境科学与工程专业所采用，它基本可以满足一般工科类院校的教学要求。但是，在使用的同时，各学校还应根据自身的专业特色，对其中各章节的内容进行取舍，并针对各自的专业适当增加内容，比如土壤微生物、海洋微生物等，以体现学科的优势研究领域。在“环境工程微生物学”的教学过程中，把握好基础微生物学和微生物在污染控制中的作用两部分的关系十分重要。前者是后者的理论基础，后者则是前者的工程应用，重点则是环境工程实践中的微生物学原理。如果对微生物的结构、营养、代谢等内容介绍过多，课程容易演变为细胞生物学、微生物生理学或生物化学等；而对污染控制的具体工艺过程涉及过多，又容易重复污染控制工程的课程内容。因此，在课程教学时，应合理安排这两部分的比例。
另一方面，“环境工程微生物学”的教学还应处理好与其他相关课程的相互关系。北京林业大学开设的“植物学”“环境生物学”等课程与“环境工程微生物学”之间存在一定的联系，3门课程在如细胞结构、生理代谢、遗传变异等知识内容上均有一定的论述，但课程核心和重点内容各不相同。在讲解“环境工程微生物学”时，应注重强调微生物细胞、生理、遗传方面的独特性，并对这些特性在环境工程领域的应用展开详细介绍。也就是说，在教学过程中需要注意知识单元的逻辑衔接，注重课程体系的统一性，要明确课程的侧重点，避免重复。基于当前环境科学与工程学科的飞速发展，“环境工程微生物学”的课程教学还应紧密结合当前环境污染控制和生态修复相关领域的新进展，而不能只停留在传统污染处理工艺的微生物学原理上。教师通过对最新污染控制工程理论和技术的微生物学原理进行解析，可以激发学生学习的兴趣、专业的热情，树立投身环境保护事业的志向，课程的教学效果也会随之提高。例如，在废水生物处理的微生物学原理部分，笔者介绍了这几年比较受关注的利用好氧颗粒污泥处理高负荷、强毒性有机废水的新工艺，解析了活性污泥微生物胞外聚合物在好氧颗粒污泥形成中的作用以及生物处理系统由于污泥浓度大幅增加而带来的高效性，来强调通过利用微生物的生理生化特性进行废水处理技术的革新。学生对这些新内容的反馈很活跃，也引发了很多讨论。
教学方法的改革和创新
随着计算机技术的迅猛发展和现代社会的快速信息化，传统的、单一的灌输式教学方法难以取得满意的教学效果，也无法满足当前创新型人才的培养要求。大学课堂的教学必须与时俱进，应借助多媒体、网络以及最新的科研成果和成功的工程实例，来丰富教学的内容和形式，提高教学效率和效果［2］。根据实验心理学的原理，对于同样的信息，图像比文字容易被信息接受者所记忆，这就是所谓的“图象优势定律”［3］。在传授以叙述性为主的知识内容时，合理使用形象思维方法，可以帮助学生提高记忆力；而信息的几何形状、色彩、字符对形象思维的建立起着相当大的作用。环境工程微生物学的研究对象是肉眼看不见的微小生物，在教学中通过展现大量生动形象的微生物照片，可以使学生容易认识和区分种类繁多的微生物，印象深刻，易于激发学习兴趣。例如，在比较G＋和G－细菌的结构时，通过对细胞图片的详细讲解可以清楚地说明二者的区别：G－细胞由胞外到胞内依次为外膜、细胞壁、周质空间及原生质膜，而G＋则为细胞壁、原生质膜；同时，G－细菌的细胞壁上仅有一层很薄的肽聚糖，但脂肪层较厚，相反G＋细菌的细胞壁含有多层肽聚糖，而脂肪却相对较少。这样，学生对G＋和G－细菌细胞壁差别的认识就会十分深刻，为此后顺利开展革兰氏染色实验提供了理论基础。在介绍微生物代谢、遗传等较为抽象的知识内容时，教师可以合理采用示意图、动画等形式来进行讲解，将有效提高学生对知识的理解和掌握水平。例如，在微生物的遗传和变异一章中，笔者采用Flas演示了微生物遗传的经典转化实验即肺炎链双球菌感染小白鼠实验，使原本抽象难懂的概念和理论变为生动的画面，教学效果明显改善。事实上，国内外一些著名高校、环境微生物实验室的网站上和国外优秀原版微生物教材中有许多高质量的微生物图片、教学课件和研究成果，教师可以将其作为本课程的教学素材来加以使用，丰富教学内容，开阔学生视野。
大学阶段的人才培养正日益与科学技术和社会生产的发展紧密联系，这就要求“环境工程微生物学”的教学要注重结合科学研究和工程实践，不断地加入新的科研成果和工程实例来说明课程的基本知识和基础理论。同时教师也不能脱离科学研究和工程实践而单纯地搞教学工作。只有长期参加科研实践的教师，才能使自已的教学内容更加具有前沿性、独创性和启发性，在丰富自己的教学内容的同时加深学生对知识的理解；也只有将教学与工程实践有机结合起来，才能更有效地激发学生的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力［4］。例如，笔者在教学过程中选取了微生物燃料电池研究中最新发现的细菌鞭毛充当“纳米导线”的现象作为背景材料，展开讨论，分析了细胞鞭毛的电子传递功能在物质转化和能量代谢中发挥的作用。这个例子在介绍微生物学知识的同时，很好地诠释了如何恰当地利用微生物的特性来解决环境问题和实现可持续发展。又如，通过介绍实际工程项目———煤气废水生物处理系统中活性污泥的驯化过程，说明了微生物遗传和变异的特性对于有毒有害工业废水处理的重要意义。
在当前大学教学中，课时的有限性与知识的增长性之间的矛盾日益突出，“环境工程微生物学”这门新兴的交叉学科尤为如此。所以，教师在授课时，应更加注重所介绍内容的质和量，将多而杂的信息进行疏理与归纳，并以更加灵活的方式传达给学生。这就要求教师在教学模式上进行变革，改变以往单一的注入式教学方法，采用多种方法有机结合的教学模式，将教师的主导作用和学生的主体地位相结合，从而在传授知识的同时提高学生的创新能力和综合素质。研究表明，提问、引入和讨论等启发式教学方法比起传统的注入式教学模式更为吸引人，更能收到事半功倍的效果。一方面，启发式教学可以促进师生之间的互动，活跃课堂气氛，激发学生浓厚的学习兴趣；另一方面，启发式教学可以培养学生将书本知识应用于实际的思考和分析等综合能力。总体来讲，一些基础性知识的教学，可以以教师讲解为主，但讲解的内容要少而精，留一部分内容让学生自己去消化吸收。对于理解性的知识内容，教师要启发学生积极思考，有些问题要引而不发，导而不讲，让学生自己通过分析和总结来深化认识。此外，还应注意到高年级本科学生已经具有一定的自学能力，对于一些比较浅显的、多门环境类课程反复涉及的章节内容或非核心知识单元，完全可以安排由学生自学来完成。例如，在讲解微生物在氮素循环中的作用时，笔者详细介绍了硝化作用、反硝化作用等生化反应过程及其影响因素，所以在讲解废水微生物的脱氮原理时，采取了“学生自学为主，教师组织讨论和总结”的教学方式。这种教学方式既节省了课时，同时又锻炼了学生的自学能力、认识能力和分析能力，为以后的科研创新打下基础。#p#分页标题#e#
实验项目和实验内容的挑选和设置
环境科学和环境工程的区别范文5
关键词：环境工程 氧化还原电位脱氮除磷厌氧发酵
中图分类号：D922文献标识码： A
1.引言
氧化还原电位(ORP)就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性，常表示为ORP或Eh。在污水系统中存在着多种氧化还原电对，并同时进行大量氧化还原反应，因此，ORP作为控制参数能够反映许多有氧和厌氧过程中发生的有价值的微生物代谢信息。
国外自七十年代至八十年代，就不断地进行着活性污泥法及其变法中应用ORP作为控制和管理指标的大量试验研究工作，并在实际工作中应用。但ORP控制在环境工程领域的应用缺乏系统理论的指导，本文致力于总结前人的研究，探讨了ORP作为控制参数在环境工程领域应用的可能和意义，给予ORP在环境工程的应用一定的理论指导，为进一步研究奠定理论基础。
2.氧化还原电位的控制方法
影响ORP的因素众多，控制ORP的方法更是多种多样，这些方法虽有相通之处，但在不同的应用领域，其控制方法及具体数值都有所区别。通过前人的研究，已经建立了一系列氧化还原电位的有效控制方法：
1）通过通气或改变曝气量，根据实测值和设定值的差距来线性控制调节通气量；
2）通过调节N2/O2比例，利用ORP监测仪及控制系统调控ORP；
3）通过投加氧化剂控制；
4）通过投加还原剂控制。
因此，还需将进一步实验确定具体的控制策略，方可将ORP控制方法推广到环境工程领域中去。
3.以ORP作为控制参数在环境工程领域的应用
无论在污水处理领域还是土壤领域，对ORP的控制策略大同小异；这些控制策略虽有相通之处，具体的控制方法却不一致，就算实验目的相同，不同策略所设置的固定值也可能不一致。
3.1在污水处理领域的应用
ORP在污水处理领域十分广泛，既能用于监控连续流处理系统，又能用于SBR反应器。
3.1.1在硝化反硝化过程的应用
在同步硝化反硝化氧化沟中，ORP在30mV以上即可取得较好的硝化效果[1]，亦有学者认为ORP=100mV时硝化开始，200mV时达到最佳[2]，这可能是水质、污泥环境因素不同导致的，也可能是ORP测定仪不同导致的，因此，在实际应用中，要根据工况选择合适的ORP值加以控制；亦有研究发现缺氧区末端NO3--N浓度与ORP值具有很好的相关性，单独控制内循环回流量维持反硝化区末端ORP值(-86±2)mV，或单独控制外碳源投加量维持反硝化区末端ORP值为(-90±2)mV，可实现A/O工艺脱氮的最优控制[3]。
3.1.2在除磷过程中的应用
除磷过程与ORP有着莫大的关系。在改良的Carrouse1氧化沟活性污泥中，为了满足厌氧释磷，系统的ORP适宜在-50mV以下；外加有机物时，新鲜污泥的ORP会明显降低，一般可以达到-80～150mV，且存在显著的磷释放[4]。在厌氧阶段，ORP随着磷的释放不断下降，至释磷结束趋于平缓，达到-212mV，而达到该值就能保证保证严格的厌氧释磷条件。
3.1.3在厌氧处理中的应用
在厌氧消化过程中，不同的厌氧消化系统和不同的厌氧微生物对ORP的要求不同[5]。因此，以ORP作为控制参数，根据不同阶段微生物种类对厌氧过程加以控制，能有效提高厌氧处理效果，或者将ORP控制在一定范围内，提高发酵产物的产率，抑制有害发酵产物的产生。
3.2在土壤领域的应用
3.2.1对水稻甲烷排量的影响
甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳的最重要的温室气体之一，稻田是CH4的主要来源。一定条件下，土壤Eh的季节与一日中的变化都与CH4排放季节变化间存在显著相关性。当Eh低于-150～ -160mV值时，CH4排放量随Eh的下降而呈指数增加[6]；而在现场排水条件差或雨季时，Eh不用低到-150 mV，就能更好的限制过多甲烷的排放。因此，可以通过人为控制土壤的Eh的方法，减少CH4的排放，起到环境保护的目的。
3.2.2对硝化反硝化作用的影响
氧化还原状况是影响土壤中反硝化作用的主要环境因子之一，在不同的ORP下，土壤中反硝化作用是不同的。研究表明，较之还原条件（Eh：-144～42），氧化条件（Eh：290～330）下土壤中反硝化作用速率明显减缓[7]。土壤的Eh与硝化作用潜力是成反比的，但在下层低氧土壤中，Eh与实际硝化作的正负关系却与作物轮作顺序有关。故此，可以根据具体情况，对土壤Eh加以控制，有效减少稻田土壤中硝化-反硝化作用氮素损失，达到有效利用资源的目的。
3.2.3对重金属污染的影响
在土壤中，氧化条件时氧化剂铁氧化物的还原溶解会导致土壤镉活性降低，而还原条件下抗坏血酸也可有效的降低镉的活性[8]，能有效降低土壤重金属镉的污染。
4.总结应用过程中存在的问题
在环境工程领域，氧化还原电位(ORP)与污染物的浓度以及生化反应进行的程度有着良好的相关关系，能够通过气变化规律判断反应器的运行状态，节省能源，提高反应器的运行效果，对优化处理系统达到自动运行与在线监测具有重要的指导作用及意义。
调控ORP的策略虽有相通之处，但具体的控制方法不一致。由于指标本身很难获得精确值和各研究者的检测方法不同，导致与ORP绝对数值有关的研究结果往往不具有普遍的指导意义。因此，以ORP作为环境工程领域控制参数的绝对控制策略还需进一步实验研究。在实际应用中，要根据工况选择恰当的控制范围，以达到节能降耗，优化实验结果的目的。
参考文献
[1] 侯红勋, 陈伦强, 用ORP作为氧化沟同步硝化反硝化控制参数, 北京工业大学学报, 2006, pp. 1093-1096.
[2] C. J, M. G, W. H, G. P, ORP regulation and activated sludge: 15 years of experience, Water Sci Technol, 1998, pp. 197-208.
[3] 马勇, 彭永臻, 以氧化还愿电位作为缺氧-好氧法工艺反硝化反应模糊控制的参数, 现代化工, 2004, pp. 39-43.
[4] 唐玉朝, 伍昌年, 改良氧化沟活性污泥ORP的调控及对磷吸收/释放的影响, 工业水处理, 2012, pp. 19-22.
[5] 李刚, 杨立中, 厌氧消化过程控制因素及pH和Eh的影响分析, 西南交通大学学报, 2001, pp. 518-521.
[6] W. ZP, D. RD, M. PH, P. WH, Soil redox and pH effects on methane production in a flooded rice soil, Soil Science Society of America Journal, 1993, pp. 382-385.
环境科学和环境工程的区别范文6
近年来，随着人类社会的飞速发展，大多数河流和湖泊由于物理、化学、生物等因素的交互作用而形成大面积的蓝藻水华。可见，蓝藻水华的暴发已经成为世界范围内一个极为严重的环境问题。研究表明，蓝藻能够在水生态系统中大量繁殖，与其特殊的细胞结构有密切的联系[5]。为了探明蓝藻水华暴发的机理，首先要掌握蓝藻细胞的特殊结构。因此，《蓝藻细胞的特殊结构》既是该门课程的知识重点，也是一个知识难点。然而，蓝藻是微生物，肉眼难以看见，掌握其细胞结构需要学生的抽象思维，理论知识显得更加枯燥乏味[6]。针对此问题，需要引入相关日常生活实例，使学生认识到蓝藻水华的发生对其生活带来的负面影响。本微课的设计旨在从实际问题出发，从春夏季节路过池塘闻到的腥臭味；湖泊水面漂浮的一层厚厚的“绿漆”引入主题，来激发学生的学习兴趣，然后引出蓝藻细胞的特殊结构，从而探析蓝藻水华暴发的内在原因。
1教学背景
蓝藻，又称蓝细菌，是古老的光合放氧生物。与其它藻类相比，蓝藻是单细胞的原核生物，它的细胞结构有一定的特殊性。在长期的进化过程中，蓝藻形成了一套独特的生理学机制和适应特性，它在水生态系统中具有极强的生态竞争优势，这与其特殊的细胞结构是密不可分的。因此，掌握蓝藻细胞的特殊结构对学生全面了解蓝藻暴发的内在机制具有重要意义。
2教学目标
(1)了解蓝藻暴发的外在因素。(2)掌握蓝藻细胞的各部分特殊结构(胶质鞘、伪空胞、藻胆体和羧酶体)的特点及与其它藻类的异同点。(3)掌握蓝藻细胞的各部分特殊结构(胶质鞘、伪空胞、藻胆体和羧酶体)的功能，并能结合理论知识分析蓝藻暴发的内在机制。
3教学难点
蓝藻细胞各部分特殊结构(胶质鞘、伪空胞、藻胆体和羧酶体)的特点及功能；从实际问题出发，结合理论知识分析蓝藻暴发的内在机制，提高学生运用微生物学原理分析环境问题的能力。
4教学方法
本次授课主要采用讲授法进行演示讲解，立足于实际，举例说明每一个特殊结构的生物功能，让学生对其有更深入的认识，从而能够将琐碎的知识点融会贯通，综合分析蓝藻水华暴发的内在机制。
5过程设计
5.1主题引入。—亚显微结构首先，举例全球蓝藻水华暴发事件，突出蓝藻在生态系统中的优势地位。然后，通过图片—实验室培养的淡水藻种(蓝藻和绿藻)，说明二者在宏观上没有明显区别，然而真正的区别是：在漫长的进化过程中，蓝藻形成了有效的防御机制、浮力调节机制、光吸收机制以及CO2浓缩机制，从而引导学生思考这些生态生理功能都是由哪些特殊结构来行使。最后，展示蓝藻细胞的亚显微结构，引入本节微课主题--各部分特殊结构(胶质鞘、伪空胞、藻胆体和羧酶体)。5.2胶质鞘。介绍胶质鞘的主要组成成分：酸性黏多糖和果胶质；然后介绍其主要功能：防止细胞脱水、被吞噬和抗菌剂的危害；有利于细胞粘附于固体表面之上；与细胞生活所必需的阳离子鳌合[7]。举例说明胶质鞘的存在对于蓝藻抵抗不利环境发挥着非常重要的作用：当浮游动物面对小球藻和铜绿微囊藻时，哪种藻类将能成为它的食物呢？对于单细胞小球藻来说，很容易就被水蚤所捕获，然而当它去捕食铜绿微囊藻时，其胞外因为有一层胶质鞘包围而细胞与细胞相互黏合形成了高密度群体，从而增大了浮游动物的捕食阻力。即使随后被稍大型的滤食性动物所捕食，也会因胶质鞘的存在而难以消化，从而减少了蓝藻由于被过度捕食而导致种群灭绝的可能，这就是蓝藻的一种诱发性的防御策略[8]。5.3伪空胞。首先，简单介绍伪空胞的发现史：早在1895年，一位名叫Klebahn的德国微生物学家发现蓝藻细胞内存在着含有气体的气囊，直到1965年这个气囊被人们正式命名为伪空胞；接着阐述伪空胞的组成成分、形态、功能及功能调节机制[9]。最后，举例说明伪空胞是如何调节蓝藻浮力的：当蓝藻细胞处于低光强或者较深的水层中，其光合速率下降，光合产物逐渐被呼乎作用所消耗，这时蓝藻细胞大量合成伪空胞，使蓝藻细胞的密度变小，重新获得浮力上浮于水面，从而充分利用水体表面的光能和无机营养。因此得出结论--在蓝藻水华暴发过程中，伪空胞起着非常重要的浮力调节作用。5.4藻胆体。提问学生蓝藻具有哪些光合色素，从而提示蓝藻和其它真核藻类的区别在于细胞内存在大量的藻胆素。简述藻胆体的形成过程：这些藻胆素与蛋白质紧密结合在一起，形成藻胆蛋白，不同类型的藻胆蛋白通过连接多肽将不同类型的藻胆蛋白按一定的次序组合在一起，形成高度有序的超分子复合体—藻胆体[10]。介绍藻胆体的分子量大小和形状；最后着重阐述其功能，突出藻胆体在捕获光能方面的重要性：藻胆体作为光合作用能量吸收与传递的功能单位，可以吸收其他藻类一般不能利用的波长为500~650nm的绿、黄和橙色部分的光，从而扩大了蓝藻对光谱的吸收范围，能更有效地利用光能。而且，在弱光下，蓝藻可以快速合成大量的藻胆蛋白，从而有效地收集光能，以满足光合作用的需要。5.5羧酶体。在进化过程中，蓝藻仍然保留了对CO2亲和力低的特点，需要较高的CO2浓度才能获得正常的碳同化速率。针对此缺陷，蓝藻形成了CO2浓缩机制，在此机制中发挥重要作用的细胞结构就是羧酶体。它由以蛋白质为主的单层膜包围，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶和碳酸酐酶。大部分呈二十面体对称结构，右图是聚球藻属的扫描电镜图，可以看到细胞周质内的多面体结构就是羧酶体。它的主要功能是可以把外源低浓度的CO2、HCO3-主动运输到细胞内，并以HCO3-的形式累积起来，这就极大地提高了羧化酶/加氧酶活性位点周围的CO2浓度，有利于该酶起羧化酶作用，抑制其氧化酶活性，从而极大地提高了蓝藻的光合效率[11]。5.6小结。通过总结蓝藻细胞的各部分特殊结构(胶质鞘，伪空胞，藻胆体以及羧酶体)及功能，强调四种机制协同作用使蓝藻在种间形成了绝对的竞争优势，从而使学生再次明确本次微课的重、难点，并再次强化和构建出清晰的知识结构。
6结语
随着社会的快速发展，人类面临的环境问题越来越多，因此，国家建设越来越需要环境专业的应用型人才，探索新时期背景下环境工程微生物学的课程教学新方法尤为重要。本文以《蓝藻细胞的特殊结构》的教学设计为例，以微课建设为载体，教与学全过程立足于实际，将环境问题与课程重难点融会贯通，以微课动态的形式更直观地呈现，一方面可以为学生课下自主学习提供了资源；另一方面调动了学生运用所学知识分析、解决实际问题的积极性，从而让学生把所学书本知识运用于生产实际中，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力和创造力，最终实现应用型人才的培养目标。
7致谢
感谢河南省高等学校重点科研项目计划“重金属污染环境下基于水体凋落物分解者调控的食物链修复技术”(15A180063)和国家青年科学基金项目“纳米氧化锌对河流凋落物降解的影响及机制研究”(31500377)对本研究的资助。
作者:杜京京 张玉燕 魏明宝 张肖静 单位:郑州轻工业学院材料与化学工程学院
参考文献
[1]杨春平．国外环境科学与工程本科教育的起源与发展[J]．高等工程教育研究，2007(5)：105-107．
[2]周群英，王士芬．环境工程微生物学[M]第3版．北京：高等教育出版社，2008．
[3]王国惠．新时期环境工程微生物学学科建设的探索与实践[J]．教育理论与实践，2007(27)：279．
[4]侯宁，李大鹏，李春艳．高等农业院校微生物专业课程体系构建与人才培养[J]．黑龙江高教研究，2013(8)：154-157．
[5]李媛，张家卫，魏杰，等．我国蓝藻水华的发生机理、危害及防控利用研究进展[J]．微生物学杂志，2015，35(4)：93-97．
[6]余纯丽．运用综合手段提高学生创新能力‒对环境工程微生物学课程教学改革的探讨[J]．重庆工商大学学院(自然科学版)，2009，26(4)：415-414．
[7]王健，孙存华．简介蓝藻细胞的亚显微结构[J]．生物学教学，2015，40(5)：70-71．
[8]朱富寿，梁威，吴振斌，等．蓝藻的生理特性及生态竞争优势[J]．生物学教学，2009，34(6)：4-7．
[9]张永生，孔繁翔，于洋，等．蓝藻伪空胞的特性及浮力调节机制[J]．生态学报，2010，30(18)：5077-5090．
