1 专业简介

宏观而言，环境工程是一门广泛的学科，任何有关于水，土壤和大气的环境相关问题都是其关注的要点。这门学科通过设计一种体系为人类提供安全的水，大气和土地，同时也关注人类的行为对环境所做造成影响的一门学科。

早在古罗马时代，人们就开始使用淡水输水管道和废水收集系统。第一次全球工业化浪潮时期，欧洲许多城市迅速崛起，这些城市复制了由古罗马人首建的管道系统和排水沟。随着城市的不断扩张，大量废水随着排水沟排出，带来了水媒疾病，给大众的健康带来了威胁。19世纪中期诞生了环境工程的前身卫生工程领域，其名称也反映了通过饮用水和废水处理来保护人类健康的目标。这一次变革，遏制了水媒疾病的传播。

在美国，现代环保运动始于二十世纪二十年代中期，当时公众掀起了以遏制环境污染(如库亚霍加河捕鱼)的所产生的严重和即时威胁为目的的改革。现代的环境工程包括水质工程，水利工程，室外空气质量工程，海洋工程，危险废物管理等多个学科。同时，可持续工程理念也被纳入这些子学科，包括工程实践的长期环境，经济和社会后果。

该专业培养的学生具有扎实的环境工程理论知识、专业技术和工程设计能力，特别是在(高浓度)有机废水的生物化学处理、可持续发展的垃圾填埋处置及环境污染修复的生态工程等方面的理论和技术独具特色。

环境工程需要较好的化学和数学基础知识，主要有生物化学、物理化学、有机化学、无机化学、高等数学、工程力学，掌握基础知识后,我们还要知道环境工程设施的工作原理和设施运转的工艺流程，如自来水厂如何生产出洁净的饮用水，垃圾处理场如何使垃圾无公害并加以利用等，所以还要学习水环境化学、水利学、水处理工程、大气治理工程等。学习过程中会经常进行实验,并有一些设计、施工实习任务。

环境工程通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生问题，主要包括：提供安全、可口的公共给水;适当处置与循环使用废水与固体废物;建立城市与农村符合卫生要求的排水系统;控制水、土壤和空气污染，并消除这些问题对社会和环境造成的影响。而且，它涉及的是公共卫生领域里的工程问题，例如控制通过节肢动物传染的疾病，消除工业健康危害，为城市、农村和娱乐场所提供合适的卫生设施，评价技术进步对环境的影响等。

1.2 专业细分

根据专业定义，可以看到美国的环境工程专业主要研究的方向就是水，大气和土壤，其中又以前两者为主要细分方向，几乎所有开设环境工程硕士的学校都包含这两个方面，以加州大学伯克利分校为例，环境工程项目主要研究方向：

1.2.1 Air Quality Engineering (AQE) 大气质量工程

“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. ” 主要专注于室内微环境，羽流分散，城市和区域空气污染以及全球气候和大气化学变化。 重视与建筑环境有关的环境和公共卫生问题，包括能源和交通系统。

1.2.2 Water Quality Engineering (WQE) 水质量工程

“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. ” 关注影响水质的化学和微生物污染物的来源，运输和处理。 研究和课程重点是评估污染物的来源，归宿和传播以及研发通过自然或者工程技术等手段处理化学污染物以及水媒疾病的方法。

1.2.3 Environmental Fluid Mechanics and Hydrology (EFMH) 环境流体力学和水文学

“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. ” 专注于控制空气和水运动的物理过程，以及污染物，能量和其他标量的相关传播。采用综合性方法，对沿海和河口，大气边界层，地表水和地下水流，土地-大气相互作用，水资源系统管理，气候变化和变率以及污染物传播进行研究。

除了以上主要关注领域，环境工程的外延也很广;同时跟不同科目相互结合，也可以有延伸出很多其它的项目和研究点，以加州大学伯克利分校为例，这些相关领域包括：

1.Earth and Planetary Sciences：基于对地球及其它星球的过去，现在和未来，包括：地震，火山活动，地球天气变化和全球变化对社会的影响的兴趣，对大气，海洋，陆地表面，内部，生物圈以及相互间关系的研究。

2.Energy & Resources Group：通过分析工具研究环境的可持续发展。涉及到生态，经济，工程和社会科学。

3.Environmental Science, Policy & Management：通过对环境问题的研究，制定相关的管理和政策，包括气象科学，环境政策，土地使用和生物多样性等等。

4.Integrative Biology：分为生态，进化，有机生物学和人类生物学，健康学两个方向。重点关注影响生物学，生物学和进化的结构和功能的整合;调查从分子到生物圈以及生命之树：植物，动物，真菌和微生物组织的各个级别。

5.Plant & Microbial Biology：研究植物，微生物，真菌，藻类，光合作用，生物燃料，病毒学等。

ü School of Public Health：与环境科学结合，探讨公共卫生相关领域。

以卡耐基梅隆大学为例，这些交叉领域包括：

Climate Change Adaptation for Infrastructure：气候变化影响影响各种基础设施的运行和绩效，并导致对新设计或修改设计的需求，管理战略和新技术的适应。

Energy Infrastructure Systems：提供现有能源基础设施和系统的分析管理以及开发创新以提高多个系统性能的知识和技能。相关课程侧重于能源系统的规划，定价，运营和整合以及环境绩效生命周期评估的工具。这种跨学科的集中将工程与科学的基本原则与公共政策，能源技术和相关基础设施的适应性设计和技术分析相结合。

Sustainability and Green Design：可持续性的概念旨在满足当代人的需要的同时不影响子孙后代。 这个项目旨在为21世纪的工程决策创造条件，并教育未来的行业决策者，了解全球和本地可持续发展的驱动力如何影响他们的选择，包括可持续和适应气候的基础设施;能源与环境;生命周期评估;碳足迹。介绍学生对基础设施的经济，环境和社会影响。毕业生能够做出专门面向可持续工程实践的决策，并就地方和全球影响界定可持续性。

高级基础设施系统(Advanced Infrastructure Systems)：该研究方向侧重于对基础设施建设的规划设计和建造以及在遥感信息和建筑维护领域的研究。

机械、材料与计算机(Mechanics, Materials, and Computing)：该研究方向充分利用学校的研究优势，对各种新材料的使用进行超大规模的计算机建模运算，并进行地震工程学方面的模拟运算。

1.3 常见学位

环境工程(Environmental Engineering)在美国学校几乎都是和土木专业(Civil engineering)，合并在一起放在同一学院下叫Department of Civil and Environmental Engineering ，因此授予的学位有时也是两者一起。但是具体的项目可以分开为Master of Science in Environmental Engineering 和Master of Science in Civil Engineering。有少数学校是设置在Department of Chemical and Environmental Engineering, 强调化学，化工背景(比如：Yale, UC-Riverside, Columbia)。本手册针对的是Master of Science in Environmental Engineering。美国环境工程研究生阶段的学位包括：

1.3.1 M.ENG. (Master of Engineering)工程学位：no-thesis，学制常见为1-2年，偏职业导向，常见30-32个学分，6-8个学分跟工程管理相关，部分学校会扩展到12个学分，以课程+考试毕业为主，会提供Project/Program的实习学分2-4个。院校招生学生人数较多，以实际应用为主，录取要求较宽泛，不少院校达到最低要求就有机会录取。申请难度一般来说低于MS。

1.3.2 M.S. (Master of Science)科学学位：可选thesis或no-thesis，学制常见为1.5-2年，部分院校也有1年，学术or职业导向。常见30-36个学分，课程+考试+论文(可不选)为主，也会提供Project/Program的实习机会。院校招生常见学位，大部分院校录取要求属于正常工程类申请难度，相比Meng学位稍高，申请难度也稍高。有更多从事交叉领域研究的机会，适合读博士。

1.3.3 Ph.D. 博士学位：学制常见为5年左右。一般前两年是课程的学习，这时的身份是博士生(Ph.D. student)，第二年末或者是第三年初参加博士资格考试(Doctoral Qualify Examination)，通过了博士资格考试才能成为博士候选人(Ph.D. Candidate)，再经过三年的研究以及论文的写作最后才能拿到Ph.D. Degree。