1 專業(yè)簡(jiǎn)介
宏觀而言，環(huán)境工程是一門廣泛的學(xué)科，任何有關(guān)于水，土壤和大氣的環(huán)境相關(guān)問(wèn)題都是其關(guān)注的要點(diǎn)。這門學(xué)科通過(guò)設(shè)計(jì)一種體系為人類提供安全的水，大氣和土地，同時(shí)也關(guān)注人類的行為對(duì)環(huán)境所做造成影響的一門學(xué)科。
早在古羅馬時(shí)代，人們就開(kāi)始使用淡水輸水管道和廢水收集系統(tǒng)。第一次全球工業(yè)化浪潮時(shí)期，歐洲許多城市迅速崛起，這些城市復(fù)制了由古羅馬人首建的管道系統(tǒng)和排水溝。隨著城市的不斷擴(kuò)張，大量廢水隨著排水溝排出，帶來(lái)了水媒疾病，給大眾的健康帶來(lái)了威脅。19世紀(jì)中期誕生了環(huán)境工程的前身衛(wèi)生工程領(lǐng)域，其名稱也反映了通過(guò)飲用水和廢水處理來(lái)保護(hù)人類健康的目標(biāo)。這一次變革，遏制了水媒疾病的傳播。
在美國(guó)，現(xiàn)代環(huán)保運(yùn)動(dòng)始于二十世紀(jì)二十年代中期，當(dāng)時(shí)公眾掀起了以遏制環(huán)境污染(如庫(kù)亞霍加河捕魚(yú))的所產(chǎn)生的嚴(yán)重和即時(shí)威脅為目的的改革?，F(xiàn)代的環(huán)境工程包括水質(zhì)工程，水利工程，室外空氣質(zhì)量工程，海洋工程，危險(xiǎn)廢物管理等多個(gè)學(xué)科。同時(shí)，可持續(xù)工程理念也被納入這些子學(xué)科，包括工程實(shí)踐的長(zhǎng)期環(huán)境，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)后果。
該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生具有扎實(shí)的環(huán)境工程理論知識(shí)、專業(yè)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)能力，特別是在(高濃度)有機(jī)廢水的生物化學(xué)處理、可持續(xù)發(fā)展的垃圾填埋處置及環(huán)境污染修復(fù)的生態(tài)工程等方面的理論和技術(shù)獨(dú)具特色。
環(huán)境工程需要較好的化學(xué)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，主要有生物化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)，掌握基礎(chǔ)知識(shí)后,我們還要知道環(huán)境工程設(shè)施的工作原理和設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)的工藝流程，如自來(lái)水廠如何生產(chǎn)出潔凈的飲用水，垃圾處理場(chǎng)如何使垃圾無(wú)公害并加以利用等，所以還要學(xué)習(xí)水環(huán)境化學(xué)、水利學(xué)、水處理工程、大氣治理工程等。學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并有一些設(shè)計(jì)、施工實(shí)習(xí)任務(wù)。
環(huán)境工程通過(guò)健全的工程理論與實(shí)踐來(lái)解決環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題，主要包括：提供安全、可口的公共給水;適當(dāng)處置與循環(huán)使用廢水與固體廢物;建立城市與農(nóng)村符合衛(wèi)生要求的排水系統(tǒng);控制水、土壤和空氣污染，并消除這些問(wèn)題對(duì)社會(huì)和環(huán)境造成的影響。而且，它涉及的是公共衛(wèi)生領(lǐng)域里的工程問(wèn)題，例如控制通過(guò)節(jié)肢動(dòng)物傳染的疾病，消除工業(yè)健康危害，為城市、農(nóng)村和娛樂(lè)場(chǎng)所提供合適的衛(wèi)生設(shè)施，評(píng)價(jià)技術(shù)進(jìn)步對(duì)環(huán)境的影響等。
1.2 專業(yè)細(xì)分
根據(jù)專業(yè)定義，可以看到美國(guó)的環(huán)境工程專業(yè)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(xì)分方向，幾乎所有開(kāi)設(shè)環(huán)境工程碩士的學(xué)校都包含這兩個(gè)方面，以加州大學(xué)伯克利分校為例，環(huán)境工程項(xiàng)目主要研究方向：
1.2.1 Air Quality Engineering (AQE) 大氣質(zhì)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(nèi)微環(huán)境，羽流分散，城市和區(qū)域空氣污染以及全球氣候和大氣化學(xué)變化。 重視與建筑環(huán)境有關(guān)的環(huán)境和公共衛(wèi)生問(wèn)題，包括能源和交通系統(tǒng)。
1.2.2 Water Quality Engineering (WQE) 水質(zhì)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(guān)注影響水質(zhì)的化學(xué)和微生物污染物的來(lái)源，運(yùn)輸和處理。 研究和課程重點(diǎn)是評(píng)估污染物的來(lái)源，歸宿和傳播以及研發(fā)通過(guò)自然或者工程技術(shù)等手段處理化學(xué)污染物以及水媒疾病的方法。
1.2.3 Environmental Fluid Mechanics and Hydrology (EFMH) 環(huán)境流體力學(xué)和水文學(xué)
“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(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程，以及污染物，能量和其他標(biāo)量的相關(guān)傳播。采用綜合性方法，對(duì)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(tǒng)管理，氣候變化和變率以及污染物傳播進(jìn)行研究。
除了以上主要關(guān)注領(lǐng)域，環(huán)境工程的外延也很廣;同時(shí)跟不同科目相互結(jié)合，也可以有延伸出很多其它的項(xiàng)目和研究點(diǎn)，以加州大學(xué)伯克利分校為例，這些相關(guān)領(lǐng)域包括：
1.Earth and Planetary Sciences：基于對(duì)地球及其它星球的過(guò)去，現(xiàn)在和未來(lái)，包括：地震，火山活動(dòng)，地球天氣變化和全球變化對(duì)社會(huì)的影響的興趣，對(duì)大氣，海洋，陸地表面，內(nèi)部，生物圈以及相互間關(guān)系的研究。
2.Energy & Resources Group：通過(guò)分析工具研究環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。涉及到生態(tài)，經(jīng)濟(jì)，工程和社會(huì)科學(xué)。
3.Environmental Science, Policy & Management：通過(guò)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的研究，制定相關(guān)的管理和政策，包括氣象科學(xué)，環(huán)境政策，土地使用和生物多樣性等等。
4.Integrative Biology：分為生態(tài)，進(jìn)化，有機(jī)生物學(xué)和人類生物學(xué)，健康學(xué)兩個(gè)方向。重點(diǎn)關(guān)注影響生物學(xué)，生物學(xué)和進(jìn)化的結(jié)構(gòu)和功能的整合;調(diào)查從分子到生物圈以及生命之樹(shù)：植物，動(dòng)物，真菌和微生物組織的各個(gè)級(jí)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(xué)等。
ü School of Public Health：與環(huán)境科學(xué)結(jié)合，探討公共衛(wèi)生相關(guān)領(lǐng)域。
以卡耐基梅隆大學(xué)為例，這些交叉領(lǐng)域包括：
Climate Change Adaptation for Infrastructure：氣候變化影響影響各種基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行和績(jī)效，并導(dǎo)致對(duì)新設(shè)計(jì)或修改設(shè)計(jì)的需求，管理戰(zhàn)略和新技術(shù)的適應(yīng)。
Energy Infrastructure Systems：提供現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)的分析管理以及開(kāi)發(fā)創(chuàng)新以提高多個(gè)系統(tǒng)性能的知識(shí)和技能。相關(guān)課程側(cè)重于能源系統(tǒng)的規(guī)劃，定價(jià)，運(yùn)營(yíng)和整合以及環(huán)境績(jī)效生命周期評(píng)估的工具。這種跨學(xué)科的集中將工程與科學(xué)的基本原則與公共政策，能源技術(shù)和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的適應(yīng)性設(shè)計(jì)和技術(shù)分析相結(jié)合。
Sustainability and Green Design：可持續(xù)性的概念旨在滿足當(dāng)代人的需要的同時(shí)不影響子孫后代。 這個(gè)項(xiàng)目旨在為21世紀(jì)的工程決策創(chuàng)造條件，并教育未來(lái)的行業(yè)決策者，了解全球和本地可持續(xù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力如何影響他們的選擇，包括可持續(xù)和適應(yīng)氣候的基礎(chǔ)設(shè)施;能源與環(huán)境;生命周期評(píng)估;碳足跡。介紹學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)，環(huán)境和社會(huì)影響。畢業(yè)生能夠做出專門面向可持續(xù)工程實(shí)踐的決策，并就地方和全球影響界定可持續(xù)性。
高級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)(Advanced Infrastructure Systems)：該研究方向側(cè)重于對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建造以及在遙感信息和建筑維護(hù)領(lǐng)域的研究。
機(jī)械、材料與計(jì)算機(jī)(Mechanics, Materials, and Computing)：該研究方向充分利用學(xué)校的研究?jī)?yōu)勢(shì)，對(duì)各種新材料的使用進(jìn)行超大規(guī)模的計(jì)算機(jī)建模運(yùn)算，并進(jìn)行地震工程學(xué)方面的模擬運(yùn)算。
1.3 常見(jiàn)學(xué)位
環(huán)境工程(Environmental Engineering)在美國(guó)學(xué)校幾乎都是和土木專業(yè)(Civil engineering)，合并在一起放在同一學(xué)院下叫Department of Civil and Environmental Engineering ，因此授予的學(xué)位有時(shí)也是兩者一起。但是具體的項(xiàng)目可以分開(kāi)為Master of Science in Environmental Engineering 和Master of Science in Civil Engineering。有少數(shù)學(xué)校是設(shè)置在Department of Chemical and Environmental Engineering, 強(qiáng)調(diào)化學(xué)，化工背景(比如：Yale, UC-Riverside, Columbia)。本手冊(cè)針對(duì)的是Master of Science in Environmental Engineering。美國(guó)環(huán)境工程研究生階段的學(xué)位包括：
1.3.1 M.ENG. (Master of Engineering)工程學(xué)位：no-thesis，學(xué)制常見(jiàn)為1-2年，偏職業(yè)導(dǎo)向，常見(jiàn)30-32個(gè)學(xué)分，6-8個(gè)學(xué)分跟工程管理相關(guān)，部分學(xué)校會(huì)擴(kuò)展到12個(gè)學(xué)分，以課程+考試畢業(yè)為主，會(huì)提供Project/Program的實(shí)習(xí)學(xué)分2-4個(gè)。院校招生學(xué)生人數(shù)較多，以實(shí)際應(yīng)用為主，錄取要求較寬泛，不少院校達(dá)到最低要求就有機(jī)會(huì)錄取。申請(qǐng)難度一般來(lái)說(shuō)低于MS。
1.3.2 M.S. (Master of Science)科學(xué)學(xué)位：可選thesis或no-thesis，學(xué)制常見(jiàn)為1.5-2年，部分院校也有1年，學(xué)術(shù)or職業(yè)導(dǎo)向。常見(jiàn)30-36個(gè)學(xué)分，課程+考試+論文(可不選)為主，也會(huì)提供Project/Program的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。院校招生常見(jiàn)學(xué)位，大部分院校錄取要求屬于正常工程類申請(qǐng)難度，相比Meng學(xué)位稍高，申請(qǐng)難度也稍高。有更多從事交叉領(lǐng)域研究的機(jī)會(huì)，適合讀博士。
1.3.3 Ph.D. 博士學(xué)位：學(xué)制常見(jiàn)為5年左右。一般前兩年是課程的學(xué)習(xí)，這時(shí)的身份是博士生(Ph.D. student)，第二年末或者是第三年初參加博士資格考試(Doctoral Qualify Examination)，通過(guò)了博士資格考試才能成為博士候選人(Ph.D. Candidate)，再經(jīng)過(guò)三年的研究以及論文的寫作最后才能拿到Ph.D. Degree。