วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม (อังกฤษ: Environmental Engineering) เป็นการบูรณาการของหลักการทางวิทยาศาสตร์และทางวิศวกรรมเพื่อปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ, เพื่อให้มีน้ำ, อากาศ, และที่ดินที่มีสุขภาพดีสำหรับการอยู่อาศัยของมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ, และเพื่อทำความสะอาดสถานที่มลพิษ[ต้องการอ้างอิง]. นอกจากนี้วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมยังสามารถถูกอธิบายว่าเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีประยุกต์ที่พูดถึงประเด็นของการอนุรักษ์พลังงาน, สินทรัพย์และการควบคุมการผลิตของเสียจากกิจกรรมของมนุษย์และสัตว์. นอกจากนี้ มันยังเกี่ยวข้องกับการหาโซลูชั่นที่เป็นไปได้ในด้านสุขภาพของประชาชน, เช่นโรคที่เกิดจากน้ำ (อังกฤษ: waterborne diseases), การดำเนินการตามกฎหมายที่ส่งเสริมสุขอนามัยที่เพียงพอในเขตเมือง, ชนบทและพื้นที่การพักผ่อนหย่อนใจ. มันเกี่ยวข้องกับการจัดการน้ำเสียและการควบคุมมลพิษทางอากาศ, การรีไซเคิล, การกำจัดของเสีย, การป้องกันรังสี, สุขศาสตร์อุตสาหกรรม, ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม, และปัญหาสุขภาพของประชาชนรวมทั้งความรู้เกี่ยวกับกฎหมายวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม. นอกจากนี้มันยังรวมถึงการศึกษาทั้งหลายเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของโครงการก่อสร้างที่มีการนำเสนอ.

วิศวกรสิ่งแวดล้อมจะศึกษาผลกระทบจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่มีต่อสิ่งแวดล้อม. เพื่อทำเช่นนั้น, เขาดำเนินการศึกษาการจัดการขยะอันตรายเพื่อประเมินความสำคัญของอันตรายดังกล่าว, เขาจะให้ให้คำแนะนำในการบำบัดและการเก็บกัก, และพัฒนากฎระเบียบเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดอุบัติเหตุ. วิศวกรสิ่งแวดล้อมยังออกแบบน้ำประปาเทศบาลและระบบบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม[1][2] เช่นเดียวกับการพูดถึงปัญหาสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นและทั่วโลกเช่นผลกระทบของฝนกรด, ภาวะโลกร้อน, การสูญเสียโอโซน, มลพิษทางน้ำและมลพิษทางอากาศจากไอเสียรถยนต์และ แหล่งอุตสาหกรรม[3][4][5][6].

ที่มหาวิทยาลัยหลายแห่ง, วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมจะอยู่ในภาควิชาวิศวกรรมโยธาหรือภาควิชาวิศวกรรมเคมีของคณะวิศวกรรมศาสตร์. วิศวกร "โยธา" สิ่งแวดล้อมมุ่งเน้นไปที่อุทกวิทยา, การจัดการทรัพยากรน้ำ, การบำบัดทางชีวภาพ, และการออกแบบโรงงานบำบัดน้ำเสีย. วิศวกร "เคมี" สิ่งแวดล้อม, ในทางตรงกันข้าม, มุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติทางเคมีของสิ่งแวดล้อม, เทคโนโลยีและกระบวนการแยกอากาศและการบำบัดน้ำเสียที่ทันสมัย[ต้องการอ้างอิง].

นอกจากนี้วิศวกรมีบ่อยครั้งมากที่ได้รับการฝึกอบรมเฉพาะด้านกฎหมาย (Juris Doctor (JD)) และพวกเขาใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญทางเทคนิคของพวกเขาในการปฏิบัติตามกฎหมายวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม[ต้องการอ้างอิง].

เขตปกครองทางกฏหมายส่วนใหญ่ยังกำหนดข้อบังคับด้านใบอนุญาตและการลงทะเบียน.

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมในประเทศไทย[แก้]

การเรียนการสอนด้านวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม เกิดขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2495 มีการจัดตั้ง แผนกวิชาวิศวกรรมสุขาภิบาล (ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน) คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เปิดสอนวิชาวิศวกรรมสุขาภิบาลในระดับปริญญาโทขึ้นเป็นครั้งแรก โดยมี ศาสตราจารย์ อรุณ สรเทศน์ เป็นผู้นำในการดำเนินการ

มหาวิทยาลัยที่เปิดสอนในสาขาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมในระดับปริญญาตรี[แก้]

กฎกระทรวงกำหนดสาขาวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม พ.ศ. 2550/2553 แก้ไขเพิ่มเติม ได้กำหนดเพิ่มเติมสาขาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมเป็นสาขาวิชาชีพวิศวกรรมและวิชาชีพวิศวกรรมควบคุม ได้แก่

การพัฒนา[แก้]

นับตั้งแต่มนุษย์มีการยอมรับเป็นครั้งแรกว่าสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของพวกเขาเกี่ยวข้องกับคุณภาพของสภาพแวดล้อมของพวกเขา, พวกเขาได้ประยุกต์หลักแนวคิดในความพยายามที่จะปรับปรุงคุณภาพของสภาพแวดล้อมของพวกเขา. อารยธรรม Harappan โบราณได้ใช้ท่อระบายน้ำรุ่นแรกๆในบางเมือง. ชาวโรมันได้สร้างท่อน้ำที่เรียกว่า aqueducts เพื่อป้องกันภัยแล้งและเพื่อสร้างแหล่งน้ำที่สะอาดและเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพสำหรับเมืองหลวงของกรุงโรม. ในศตวรรษที่ 15, แคว้นบาวาเรียสร้างกฎหมายที่จำกัดการพัฒนาและการลดเกรดของประเทศแถบเทือกเขาแอลป์ที่ผลิตแหล่งน้ำประปาของภูมิภาค.

สาขาวิชานี้โผล่ขึ้นมาเป็นสาขาด้านสิ่งแวดล้อมที่แยกต่างหากในช่วงกลางที่สามของศตวรรษที่ 20 ในการตอบสนองต่อความกังวลของประชาชนอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับน้ำและมลพิษและความเสื่อมโทรมของคุณภาพสิ่งแวดล้อมอย่างกว้างขวางที่เพิ่มมากขึ้น. อย่างไรก็ตามรากของมันขยายกลับไปยังความพยายามในช่วงต้นในวิศวกรรมสุขภาพของประชาชน[7]. วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมที่ทันสมัยเริ่มต้นขึ้นในกรุงลอนดอนในกลางศตวรรษที่ 19 เมื่อโจเซฟ Bazalgette ได้ออกแบบระบบท่อน้ำทิ้งหลักระบบแรกที่ลดอุบัติการณ์ของโรคที่เกิดจากน้ำเช่นอหิวาตกโรค. การแนะนำให้มีการบำบัดน้ำดื่มและระบบบำบัดน้ำเสียในประเทศอุตสาหกรรมทั้งหลายได้ช่วยลดโรคอันเกิดจากน้ำจากสาเหตุหลักของการเสียชีวิตให้กลายเป็นสิ่งเกิดได้ยาก[8].

ในหลายกรณี, เมื่อสังคมเจริญเติบโตขึ้น, การกระทำหลายอย่างที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้บรรลุผลประโยชน์ให้กับสังคมเหล่านั้นได่ส่งผลกระทบหลายอย่างในระยะยาวซึ่งเป็นการลดคุณภาพของสิ่งแวดล้อมอื่นๆ. ตัวอย่างหนึ่งก็คือการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางของยาฆ่าแมลง DDT เพื่อควบคุมศัตรูพืชทางการเกษตรในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่สอง. ขณะที่ผลประโยชน์ทางการเกษตรมีผลที่โดดเด่นและผลผลิตพืชได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก, สิ่งนี้ได้ลดความอดอยากของโลกลงอย่างมาก, และโรคมาลาเรียได้ถูกควบคุมได้ดีขึ้นกว่าที่เคย, สายพันธุ์จำนวนมากได้หมิ่นต่อการสูญพันธุ์เนื่องจากผลกระทบของดีดีทีในรอบการสืบพันธุ์ของพวกมัน. เรื่องราวของดีดีทีที่ได้ถูกบอกเล่าอย่างเต็มตาในหนังสือของราเชล คาร์สันเรื่อง "ฤดูใบไม้ผลิที่เงียบ" (1962) ได้ถือเป็นจุดกำเนิดของการเคลื่อนไหวด้านสิ่งแวดล้อมและการพัฒนาสมัยใหม่ของสาขาที่ทันสมัย​​ของ "วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม"[9].

การเคลื่อนไหวต่างๆของการอนุรักษ์และกฎหมายมากมายที่จำกัดการกระทำของประชาชนที่จะเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมได้รับการพัฒนาขึ้นโดยสังคมต่างๆมาเป็นพันปี. ตัวอย่างที่โดดเด่นได้แก่กฎหมายทั้งหลายที่กำหนดให้การก่อสร้างท่อระบายน้ำในกรุงลอนดอนและกรุงปารีสในศตวรรษที่ 19 และการสร้างระบบอุทยานแห่งชาติสหรัฐในต้นศตวรรษที่ 20.

ขอบเขต[แก้]

การจัดการขยะของแข็ง[แก้]

การจัดการขยะของแข็งคือการเก็บรวบรวม, การขนส่ง, การแปรรูปหรือการกำจัด, การจัดการ, และการเฝ้าระวังของวัสดุขยะของแข็ง. ขยะของแข็งมักจะเกี่ยวข้องกับวัสดุที่ผลิตโดยกิจกรรมของมนุษย์โดยทางตรงหรือโดยทางอ้อม, และกระบวนการจะดำเนินการโดยทั่วไปเพื่อลดผลกระทบต่อสุขภาพ, สภาพแวดล้อม, หรือความสวยงาม. การจัดการของเสียเป็นการปฏิบัติที่แตกต่างจากการฟื้นฟูทรัพยากร, ซึ่งจะมุ่งเน้นไปที่การชะลออัตราของการบริโภคทรัพยากรธรรมชาติ. การจัดการของเสียถือว่าวัสดุทั้งหมดเป็นระดับเดียวกัน, ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง, ของเหลว, ก๊าซ, หรือสารกัมมันตรังสี, และวัตถุประสงค์คือเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายของแต่ละชนิดด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน.

การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมและการบรรเทาผลกระทบ[แก้]

บทความหลัก: การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

นักวิทยาศาสตร์มีรูปแบบกระจายมลพิษเพื่อประเมินความเข้มข้นของสารมลพิษที่ตัวรับอันหนึ่งหรือผลกระทบต่อคุณภาพอากาศโดยรวมจากไอเสียรถยนต์และไอเสียจากการปล่อยก๊าซอุตสาหกรรม. ไม่มากก็น้อย, ข้อมูลนี้จะคาบเกี่ยวกับความปรารถนาที่จะลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการเผาไหม้. พวกเขาประยุกต์ใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์เพื่อประเมินว่ามีแนวโน้มหรือไม่ที่จะส่งผลกระทบในทางตรงกันข้ามต่อคุณภาพน้ำ, คุณภาพอากาศ, คุณภาพที่อยู่อาศัย, คุณภาพของพืชและสัตว์, กำลังการผลิตทางการเกษตร, ผลกระทบต่อการจราจร, ผลกระทบทางสังคม, ผลกระทบต่อระบบนิเวศ, ผลกระทบทางเสียง, ผลกระทบภาพ (ภูมิทัศน์), ฯลฯ. หากคาดว่าจะมีผลกระทบ, พวกเขาก็จะพัฒนามาตรการบรรเทาผลกระทบเพื่อ จำกัดหรือป้องกันผลกระทบดังกล่าว. ตัวอย่างหนึ่งของมาตรการบรรเทาผลกระทบก็คือการสร้างพื้นที่ชุ่มน้ำในสถานที่ใกล้เคียงเพื่อลดการเติมน้ำในพื้นที่ชุ่มน้ำที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาถนนถ้ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนเส้นทางถนน.

ในสหรัฐอเมริกา, การปฏิบัติในการประเมินด้านสิ่งแวดล้อมได้เริ่มอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 1 มกราคม 1970, ซึ่งเป็นวันที่มีผลการดำเนินการของ'นโยบายสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ (NEPA)'. ตั้งแต่นั้นมา, ประเทศที่กำลังพัฒนาและพัฒนาแล้วมากกว่า 100 ประเทศได้วางแผนกฎหมายที่คล้ายกันเป็นการเฉพาะหรือได้นำวิธีการจากที่อื่นมาใช้. NEPA มีผลบังคับใช้กับหน่วยงานของรัฐบาลกลางในประเทศสหรัฐอเมริกา[10].

แหล่งจ่ายน้ำและการบำบัด[แก้]

โรงบำบัดน้ำเสีย, ออสเตรเลีย

วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อความปลอดภัยของแหล่งน้ำเพื่อการอุปโภคบริโภคและการใช้ในการเกษตร. พวกเขาประเมินความสมดุลของน้ำในลุ่มน้ำและกำหนดแหล่งน้ำที่พร้อมใช้, น้ำที่จำเป็นสำหรับความต้องการที่หลากหลายในลุ่มน้ำนั้น, วงจรฤดูกาลของการเคลื่อนไหวของน้ำผ่านลุ่มน้ำและพวกเขาก็พัฒนาระบบเพื่อจัดเก็บ, บำบัด, และการนำน้ไปใช้ในงานต่างๆ. น้ำจะได้รับการปฏิบัติเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ต่างๆของคุณภาพน้ำสำหรับการใช้ส่วนปลาย. ในกรณีแหล่งน้ำดื่ม, น้ำจะได้รับการบำบัดเพื่อลดความเสี่ยงของการแพร่กระจายของโรคติดเชื้อ, ความเสี่ยงของโรคไม่ติดเชื้อ, และเพื่อสร้างรสชาติของน้ำให้น่าดื่ม. ระบบการแจกจ่ายน้ำจะได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นเพื่อให้มีแรงดันน้ำที่และอัตราการไหลเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ปลายทางที่แตกต่างกันเช่นการใช้ในพื้นที่, การดับเพลิง, และการชลประทาน.

การบำบัดน้ำเสีย[แก้]

มลพิษทางน้ำ

มีเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียจำนวนมาก. ขบวนการของการบำบัดน้ำเสียอาจประกอบด้วยระบบทำความสะอาดเบื้องต้นเพื่อแยกเอาวัสดุที่แข็งและลอยน้ำได้ออก. ระบบบำบัดรองประกอบด้วยอ่างเติมอากาศ, ตามด้วยการจับตัวเป็นก้อนและการตกตะกอนหรือระบบทำให้เป็นตะกอนและระบบทำความสะอาดที่สอง, ระบบกำจัดไนโตรเจนชีวภาพขั้นที่สามและขั้นตอนการฆ่าเชื้อครั้งสุดท้าย. อ่างเติมอากาศ/ระบบทำให้เป็นตะกอนขจัดสารอินทรีย์โดยการเลี้ยงแบคทีเรีย (ตะกอนที่ถูกทำขึ้น). ระบบทำความสะอาดที่สองจะขจัดตะกอนที่ถูกทำขึ้นนี้ออกจากน้ำ. ระบบที่สาม, แม้ว่าอาจจะไม่รวมอยู่ด้วยเสมอเนื่องจากค่าใช้จ่าย, เป็นที่แพร่หลายมากขึ้นในการกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสและการฆ่าเชื้อในน้ำก่อนที่จะปล่อยลงแหล่งน้ำบนผิวดินหรือมหาสมุทร[11].

การจัดการมลพิษทางอากาศ[แก้]

นักวิทยาศาสตร์มีรูปแบบกระจายมลพิษ (อังกฤษ: air pollution dispersion models) เพื่อประเมินความเข้มข้นของสารมลพิษที่ตัวรับอันหนึ่งหรือผลกระทบต่อคุณภาพอากาศโดยรวมจากไอเสียรถยนต์และไอเสียจากการปล่อยก๊าซจากปล่องไฟ (อังกฤษ: flue gas stack) อุตสาหกรรม. ไม่มากก็น้อย, ข้อมูลนี้จะคาบเกี่ยวกับความปรารถนาที่จะลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการเผาไหม้.

สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม[แก้]

สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐ (อังกฤษ: U.S. Environmental Protection Agency (EPA) เป็นหนึ่งในหลายหน่วยงานที่ทำงานร่วมกับวิศวกรสิ่งแวดล้อมเพื่อแก้ปัญหาที่สำคัญ. องค์ประกอบที่สำคัญของภารกิจของ EPA คือการปกป้องและปรับปรุงคุณภาพของอากาศ, น้ำ, และสิ่งแวดล้อมโดยรวมในอันที่จะหลีกเลี่ยงหรือบรรเทาผลกระทบของที่เป็นอันตราย.

การศึกษา[แก้]

หลักสูตรทั้งหลายที่มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาบัณฑิตด้วยทักษะเฉพาะในระบบสิ่งแวดล้อมหรือเทคโนโลยีด้านสิ่งแวดล้อมจะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นและจะอยู่ในชั้นเรียนกว้างๆดังนี้:

  • หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกล เน้นไปที่การออกแบบเครื่องยนต์และระบบเครื่องจักรกลสำหรับการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมเช่นสิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดน้ำเสีย, สถานีสูบน้ำ, โรงแยกขยะและสิ่งอำนวยความสะดวกทางกลไกอื่นๆ;
  • หลักสูตรวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมหรือระบบสิ่งแวดล้อม มุ่งเน้นไปที่วิธีการวิศวกรรมโยธาที่โครงสร้างและภูมิทัศน์จะถูกสร้างขึ้นมาเพื่อผสมผสานกับหรือปกป้องสิ่งแวดล้อม;
  • หลักสูตรเคมีสิ่งแวดล้อม, เคมีอย่างยั่งยืน, หรือ วิศวกรรมเคมีสิ่งแวดล้อม มุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจผลกระทบ (ดีและไม่ดี) ของสารเคมีในสภาพแวดล้อม. มุ่งเน้นไปที่กระบวนการการทำเหมืองแร่, สารพิษและโดยทั่วไปยังครอบคลุมกระบวนการทางชีวเคมี;
  • หลักสูตรเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม มุ่งเน้นไปที่การผลิตบัณฑิตด้านอิเล็กทรอนิกส์หรือไฟฟ้าที่มีความสามารถในการพัฒนาอุปกรณ์และสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถตรวจสอบ, การวัด, รูปแบบและการควบคุมผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม, รวมทั้งการตรวจสอบและการจัดการการผลิตพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน.

อ้างอิง[แก้]

  1. Beychok, Milton R. (1967). Aqueous Wastes from Petroleum and Petrochemical Plants (1st Edition ed.). John Wiley & Sons. LCCN 67019834. 
  2. Tchobanoglous, G., Burton, F.L., and Stensel, H.D. (2003). Wastewater Engineering (Treatment Disposal Reuse) / Metcalf & Eddy, Inc. (4th Edition ed.). McGraw-Hill Book Company. ISBN 0-07-041878-0. 
  3. Turner, D.B. (1994). Workbook of atmospheric dispersion estimates: an introduction to dispersion modeling (2nd Edition ed.). CRC Press. ISBN 1-56670-023-X. 
  4. Beychok, M.R. (2005). Fundamentals Of Stack Gas Dispersion (4th Edition ed.). author-published. ISBN 0-9644588-0-2. 
  5. "Architecture and Engineering Occupations : Occupational Outlook Handbook : U.S. Bureau of Labor Statistics". Bls.gov. 2012-03-29. สืบค้นเมื่อ 2013-07-01. 
  6. Career Information Center. Agribusiness, Environment, and Natural Resources (9th Edition ed.). Macmillan Reference. 2007. 
  7. "Funding - Environmental Engineering - US National Science Foundation (NSF)". nsf.gov. สืบค้นเมื่อ 2013-07-01. 
  8. [1][ลิงก์เสีย]
  9. Sustainable Development (n.d.) Environmental Science. Detroit. 2009. 
  10. McGraw-Hill Encyclopedia of Environmental Science and Engineering (3rd Edition ed.). McGraw-Hill, Inc. 1993. 
  11. Sims, J. (2003). Activated sludge, Environmental Encyclopedia. Detroit.