明觉精察 思而知之 | 韦朝海教授：人类世进程中的环境工程学科发展

自20世纪60年代起，环境工程开始广泛受到重视。二战之后，为推动经济快速复苏与发展，许多国家以牺牲自然资源为代价，导致环境问题日益加剧，这种发展模式逐渐被质疑。《寂静的春天》揭示了自然系统的脆弱性，呼吁对化学品的使用应采取更为谨慎和负责任的态度。1970年首次举行的地球日活动，唤起了公众对环境问题的广泛关注，聚焦气候变化、污染防治以及生物多样性等议题。随后，核事故、重金属污染、光化学烟雾等重大环境事件，促使环境保护从单一的治理和修复，走向系统性风险控制。

“人类世”的提出，标志着人类对地球影响的认识实现了重大飞跃。地球现在更热、更受污染、生物多样性更低。气候变化的长期性以及物种灭绝的不可逆性，使得这些负面影响持续加剧。结合物理化学因素的强化、生态系统的变化，如大气成分增加、水体特性的气候变迁、土壤退化、冰雪融化导致的海平面上升、加速的侵蚀与沉积、人造材料的泛滥、物种入侵与生物圈缩小等，均是环境工程面临的严峻挑战。尽管全球正积极努力地控制排放，但每天仍有超过1亿t的CO ₂ 被释放到地球表面的大气层中。

随着工业化与城市化的加速推进，环境问题已经从局部蔓延至全球。从地表到地质，从河流到海洋，从大气层到平流层，污染不再局限于国界，而是成为全球共同面对的挑战。国际协议如《京都议定书》和《巴黎协定》的签署，以及各国根据自身国情提出的碳中和目标，彰显了全球在应对环境问题上的协同努力。在此背景下，环境工程逐渐演变为一门具有全球视野的学科，强调国际合作、技术共享与政策协调，以应对全球化进程中的复杂与新型挑战。

近年 来，环境工程在多个前沿领域取得了显著进展。现代环境工程在化学工程的基础上，广泛应用生物技术、材料技术、信息技术和人工智能，以提高环境治理的效果与效率。物联网结合大数据技术为环境监测和生态管理提供了重要支撑。环境工程与生态修复的结合，推动了全球可持续发展的进程。从碳、氮、硫、磷、重金属等元素的低浓度排放到浓度趋零控制的探索，展现了理论、工艺、工程和应用创新的协同效应。元素暴露与循环机制对经济效益和生态效应产生直接影响，涉及次生碳排放、氮转化与磷流失等复杂生态反馈问题，未来的发展道路需要综合考虑产业、能源、元素、经济与文明之间的动态关系。

展 望未来，环境工程的核心任务应更加注重可持续发展与生态文明建设，力求在解决环境问题的同时，平衡经济发展与社会进步。通过科学探索、技术研发与管理模式的创新，推动资源循环利用和绿色生态经济的发展，最大程度上减少物质消耗与废弃物产生。在全球层面，环境工程应继续推动国际合作与技术共享，以应对生命体生存发展与生态需求之间的冲突。在人类世的进程中，环境工程学科应从传统的工程化解决路径，逐步转向对地球演化的深层次溯因分析、社会经济发展的生态反馈、次生污染的预测预警，以及人类社会适应性的演替等新方向的集成，不断丰富与深化学科内涵。