પર્યાવરણીય ઇજનેરી

જીયોએન્જિનિયરિંગ સાથે ગુંચવણ ના થવી જોઇએ, ઇરાદાપૂર્વક આબોહવા પરિવર્તન

પર્યાવરણીય ઇજનેરી એ માનવ વસવાટ અને અન્ય જીવોને તંદુરસ્ત પાણી, હવા અને જમીન પુરા પાડવા તેમજ પ્રદુષિત સ્થળોને દૂર કરવા માટે પર્યાવરણ (હવા, પાણી અને/અથવા જમીન સંસાધનો)માં સુધારો કરવા માટે વિજ્ઞાન અને ઇજનેરીના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ છે.

હવાના પ્રદૂષણનો ઔદ્યોગિક સ્ત્રોત

પર્યાવરણીય ઇજનેરીમાં જળ અને હવા પ્રદૂષણ પર અંકુશ, નકામા પદાર્થોનો પુનઃઉપયોગ, કચરાનો નિકાલ, અને જાહેર આરોગ્ય તેમજ પર્યાવરણીય ઇજનેરીના કાનૂન અંગે જાણકારીનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં સૂચિત બાંધકામ પ્રોજેક્ટ્સની પર્યાવરણીય અસરના અભ્યાસનો પણ સમાવેશ થાય છે.

પર્યાવરણીય ઇજનેરો આવા જોખમી કચરાના મહત્ત્વનું મૂલ્યાંકન કરવા જોખમી કચરો વ્યવસ્થાપન અભ્યાસ હાથ ધરે છે, તેના શુદ્ધિકરણ અને અટકાયત અંગે સલાહ આપે છે અને દુર્ઘટના અટકાવવા નિયમન ઘડે છે. પર્યાવરણીય ઇજનેરો મ્યુનિસિપલ જળ પુરવઠો અને ઔદ્યોગિક ગંદા પાણીના શુદ્ધિકરણ માટેની વ્યવસ્થા ઘડે છે અને સ્થાનિક તેમજ એસિડ વર્ષાની અસરો, ગ્લોબલ વોર્મિંગ, ઓઝોનનું ઘટતું સ્તર, વાહનોમાંથી ઉત્સર્જન તેમજ ઔદ્યોગિક સ્ત્રોતોને પગલે જળ પ્રદૂષણ અને હવાનું પ્રદૂષણ વગેરે જેવા વિશ્વવ્યાપી પર્યાવરણીય મુદ્દાઓનો ઉકેલ લાવે છે. ઘણી યુનિવર્સિટીઓમાં પર્યાવરણીય ઇજેનરી કાર્યક્રમો ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ સિવિલ એન્જિનિયરિંગ અથવા એન્જિનિયરિંગ ફેકલ્ટીઝ ખાતે ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ કેમિકલ એન્જિનિયરિંગનું પાલન કરે છે. પર્યાવરણીય સિવિલ ઇજનેરો હાઇડ્રોલોજી, જળ સંસાધન વ્યવસ્થાપન, બાયોરેમિડિયેશન અને જળ શુદ્ધિકરણ એકમ ડિઝાઇન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. જ્યારે પર્યાવરણીય કેમિકલ ઇજનેરો પર્યાવરણીય રસાયણશાસ્ત્ર, આધુનિક હવા અને જળ શુદ્ધિકરણ ટેકનોલોજી અને વિભાજન પ્રક્રિયા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

વધુમાં ઇજનેરો ઘણી વખત કાયદાશાસ્ત્ર (જે.ડી.(J.D.)) માં વિશિષ્ટ તાલિમ લે છે અને તેમની તકનિકી નિપૂણતાનો પર્યાવરણીય ઇજનેરી કાનૂનના અમલમાં ઉપયોગ કરે છે.

મોટા ભાગના ન્યાયિક અધિકારક્ષેત્રો પરવાના અને નોંધણીની જરૂરિયાત પણ લાદે છે.

પર્યાવરણીય ઇજનેરીનો વિકાસ

લોકોને જ્યારથી ખબર પડી કે તેમનું આરોગ્ય અને સુખાકારી તેમના પર્યાવરણ સાથે સંકળાયેલા છે ત્યારથી તેમણે તેમના પર્યાવરણની ગુણવત્તા સુધારવાના પ્રયાસના ભાગ રૂપે વિચારશિલ સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કર્યો હતો. પ્રાચીન હરપ્પન સંસ્કૃતિએ કેટલાક શહેરોમાં પ્રાથમિક ગટરોનો ઉપયોગ કર્યો હતો. રોમનોએ દુષ્કાળ અટકાવવા અને રોમના શહેરોનો શુદ્ધ, તંદુરસ્ત જળ પુરવઠો આપવા પાણીની કાંસો બાંધી હતી. 15મી સદીમાં બાવરિયાએ આલ્પાઇન દેશના વિકાસ અને દુર્ગતિને અટકાવવા કાયદા ઘડ્યા હતા. આલ્પાઇન દેશ તે ક્ષેત્ર માટે જળ પુરવઠો રચતો હતો.

જળ અને પ્રદુષણ, તેમજ પર્યાવરણીય ગુણવત્તામાં ઝડપથી થઇ રહેલા અવમૂલ્યનની લોકોમાં વ્યાપક ચિંતાના પ્રતિભાવમાં 20મી સદીના મધ્ય ભાગમાં આ ક્ષેત્ર એક અલગ પર્યાવરણીય વિભાગ તરીકે ઉભર્યું હતું. જો કે તેના મૂળ જાહેર આરોગ્ય ઇજનેરીના પ્રારંભિક પ્રયાસો સુધી લંબાયેલા છે. આધુનિક પર્યાવરણીય ઇજનેરીનો પ્રારંભ 19મી સદીની મધ્યમાં લંડનમા થયો હતો જ્યારે જોસફ બઝલગેટે સૌ પ્રથમ મોટી સુએજ સિસ્ટમ ડિઝાઇન કરી હતી જે કોલેરા જેવી પાણીજન્ય બિમારીઓની ઘટનાઓને ઘટાડતી હતી. ઔદ્યોગિક રીતે વિકાસ પામેલા દેશોમાં પીવાના પાણીના શુદ્ધિકરણ અને સુએજ ટ્રીટમેન્ટને કારણે પાણીજન્ય બિમારીઓમાં ઘટાડો થતા મૃત્યુના કારણમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો હતો.

ઘણા કિસ્સામાં જેમ સમાજ વિકસતો ગયો તેમ સમાજના લાભ લેવા માટે લેવાયેલા પગલાથી લાંબા ગાળાની અસરો પડી હતી અને અન્ય પર્યાવરણીય ગુણવત્તાઓમાં પણ ઘટાડો નોંધાયો હતો. બીજા વિશ્વ યુદ્ધ બાદના વર્ષોમાં કૃષિને હાનિ કરતા જંતુઓને અંકુશમાં લેવા માટે ડીડીટી (DDT)નો વ્યાપક ઉપયોગ શરૂ કરાયો હતો.ડીડીટીના ઉપયોગને કારણે કૃષિને ઘણા લાભ થયા હતા અને પાકમાં નાટ્યાત્મક રીતે ઉછાળો આવ્યો હતો. આમ કૃષિ ઉત્પાદન વધતા વૈશ્વિક ભૂખમરામાં મોટો ઘટાડો થયો હતો. આ ઉપરાંત સૌ પ્રથમ વખત મેલેરિયા પર સારી રીતે અંકુશ મેળવી શકાયો હતો. પરંતુ ડીડીટની અસરને કારણે અસંખ્ય જીવોના પ્રજનન ચક્રને ભારે અસર થતા ઘણી જાતો લુપ્ત થઇ જવાને આરે આવીને ઉભી હતી. રશેલ કાર્સનની "સાઇલેન્ટ સ્પ્રિંગ"માં વિગતવાર રીતે કહેવાતી ડીડીટીની કહાણી આધુનિક પર્યાવરણીય ચળવળના ઉદભવ અને "પર્યાવરણીય ઇજનેરી"ના આધુનિક ક્ષેત્રના વિકાસ તરીકે ગણવામાં આવે છે.

વિવિધ સમાજોએ પર્યાવરણને નુકસાન પહોંચાડતી જાહેર પ્રવૃત્તિઓને અટકાવવા સંરક્ષણ ચળવળો ચલાવી હતી અને કાયદાઓ ઘડ્યા હતા. 19મી સદીમાં લંડન અને પેરિસમાં સુએઝના બાંધકામ અને 20મી સદીની શરૂઆતમાં યુએસ નેશનલ પાર્ક સિસ્ટમના નિર્માણ માટેના કાનૂન તેના નોંધપાત્ર ઉદાહરણ છે.

ટૂંકમાં કહીએ તો પર્યાવરણીય ઇજનેરીનું મુખ્ય કામ પર્યાવરણના (વધુ અધોગતિ સામે) રક્ષણ, (વર્તમાન સ્થિતિની) સાચવણી અને વર્ધન મારફતે જાહેર આરોગ્યનું રક્ષણ કરવાનું છે. તેમણે ઊર્જાના નવા સ્વરૂપો વિકસાવવાનો અને તેને વધુ કાર્યક્ષમ બનાવવાના રસ્તા શોધવાનો પણ પ્રયાસ કર્યો લોકોને પર્યાવરણને સાનુકૂળ ઊર્જા અને પેદાશો તરફ વાળવાનો પણ પ્રયાસ કર્યો હતો.

પર્યાવરણીય ઇજનેરીને અવકાશ

પ્રદુષક રાસાયણિક, જૈવિક, ઉષ્મીય, વિકીરણ અથવા મિકેનિક પણ હોઇ શકે છે. પર્યાવરણીય ઇજનેરી એક વૈવિધ્યસભર ક્ષેત્ર છે જે પ્રક્રિયા ઇજનેરી, પર્યાવરણીય રસાયણશાસ્ત્ર, જળ અને સુએઝ શુદ્ધિકરણ (સફાઈ ઇજનેરી), કચરો ઘટાડો/વ્યવસ્થાપન, અને પ્રદૂષણ અટકાયત/સફાઇ જેવી બાબતો પર ભાર મૂકે છે. પર્યાવરણીય ઇજનેરીએ નીચે દર્શાવેલા ઘટકોને સમાવતી વિવિધ શાખાની રચના છે.

• કૃષિ ઇજનેરી
• જીવવિજ્ઞાન
• રસાયણ ઇજનેરી
• રસાયણ શાસ્ત્ર
• સિવિલ ઇજનેરી
• ઇકોલોજી (જીવંત પ્રાણી કે જીવને સંબધિત પર્યાવરણ)
• ભૂગોળ

• ભૂસ્તરશાસ્ત્ર
• જલભૂસ્તરશાસ્ત્ર
• જાહેર આરોગ્ય
• ઘન કચરો
• હાનિકારક કચરો
• જળ શુદ્ધિકરણ
• ગંદાપાણીનું શુદ્ધિકરણ
• આંકડા

પર્યાવરણીય ઇજનેરીએ પર્યાવરણ પર વિજ્ઞાન અને ઇજનેરીના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ છે. કેટલાક લોકો ટકી શકે તેવી પ્રક્રિયાઓના વિકાસને પણ પર્યાવરણીય ઇજનેરીમાં સામેલ કરવાનું કહે છે. પર્યાવરણીય ઇજનેરીના કેટલાક વિભાગ છે.

પર્યાવરણીય અસરનું આકલન અને શમન

આ વિભાગમાં ઇજનેરો અને વૈજ્ઞાનિકો સૂચિત પ્રોજેક્ટ, આયોજન, કાર્યક્રમો, નીતિઓ અથવા કાનૂની પ્રવૃત્તિઓની પર્યાવરણીય સ્થિતિ પર ભૌતિક-રાસાયણિક, જૈવિક, સાંસ્કૃતિક અને વૈજ્ઞાનિક આર્થિક બાબતોની સંભવિત અસરનું આકલન કરવા પદ્ધતિસરની ઓળખ અને મૂલ્યાંકન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરે છે. પાણીની ગુણવત્તા, હવાની ગુણવત્તા, રહેવાસની ગુણવત્તા, વનસ્પતિસૃષ્ટિ અને જીવસૃષ્ટિ, કૃષિ ક્ષમતા, ટ્રાફિક અસર, સામાજિક અસર, ઇકોલોજીકલ અસર, ધ્વનિ અસર, દ્રષ્ટિ (લેન્ડસ્કેપ) અસર વગરે પર કોઇ પ્રતિકૂળ અસર થાય છે કે કેમ તેનું મૂલ્યાંકન કરવા વૈજ્ઞાનિક અને ઇજનેરી સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરે છે. જો અસર થવાની ધારણા હોય તો તેઓ આવી અસરને મર્યાદિત કરવા કે અટકાવવા શમન પગલા વિકસાવે છે. રસ્તા બનાવવા માટે ભીનીજમીનનું પુરાણ કરવું જરૂરી બને તો નજીકના સ્થળમાં નવી ભીનીજમીન રચવામાં આવે છે. આ પગલું શમન પગલાનું એક ઉદાહરણ છે.

પર્યાવરણીય આકલનની કામગીરી અમેરિકામાં નેશનલ એનવાયર્નમેન્ટલ પોલિસી એક્ટ (નેપા) (NEPA)ના અમલ સાથે 1 જાન્યુઆરી 1970થી શરૂ થઇ હતી. ત્યારથી અત્યાર સુધીમાં 100થી વધુ વિકાસશીલ અને વિકસિત રાષ્ટ્રોએ ચોક્કસ કાયદાનું આયોજન કર્યું છે અથવાથો અન્યત્ર ઉપયોગમાં લેવાતી હોય તેવી કાર્યવાહી અપનાવી છે. નેપા અમેરિકામાં તમામ કેન્દ્રીય એજન્સીઓને લાગુ પડે છે.

જળ પુરવઠો અને શુદ્ધિકરણ

ઇજનેરો અને વૈજ્ઞાનિકો પીવા માટે તેમજ કૃષિના વપરાશ માટે જળ પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવા કામ કરી રહ્યાં છે. તેઓ જળ સંતુલનની અંદર જળવિભાજકનું મૂલ્યાંકન કરે છે અને ઉપલબ્ધ જળ પુરવઠો, તે જળવિભાજકમાં વિવિધ જરૂરીયાતો માટે જરૂરી પાણી અને જળવિભાજક મારફતે જળ મોસમી ચક્રની હિલચાલ નક્કી કરે છે અને વિવિધ પ્રકારના ઉપયોગ માટે પાણીનો સંગ્રહ, શુદ્ધિકરણ અને વહન કરે છે. અંતિમ વપરાશ માટે ગુણવત્તાનો હેતુ સંતોષવા માટે પાણીનું શુદ્ધિકરણ કરાય છે. પીવાના પાણીના પુરવઠાના કિસ્સામાં ચેપી રોગો ફેલાવાનું જોખમ અને બિન ચેપી બિમારીઓનું જોખમ ઘટાડવા અને પીવાના પાણીનો સ્વાદ રચવા પાણીને શુદ્ધ કરાય છે. અંતિમ વપરાશની ઘરેલુ વપરાશ, અગ્નિશમન અને સિંચાઇ જેવી વિવિધ જરૂરિયાત સંતોષવા માટે યોગ્ય જળ દબાણ અને પ્રવાહ પુરા પાડવા માટે જળ વિતરણ પ્રણાલી તૈયાર કરવામાં આવે છે અને બાંધવામાં આવે છે.

ગંદાપાણીના વહન અને શુદ્ધિકરણ

પાણીનું પ્રદૂષણ

મોટા ભાગના શહેરી અને ઘણા ગ્રામીણ વિસ્તારો હવે માનવ કચરો આઉટહાઉસ, સેપ્ટિક અને/અથવા હની બકેટ સિસ્ટમ મારફતે જમીનમાં સીધો નિકાલ કરતા નથી. તેના સ્થાને તેઓ આવા કચરાને પાણીમાં ભેગો કરે છે અને સુએઝ સિસ્ટમ મારફતે તેનું ઘરમાંથી બહાર વહન કરે છે. ઇજનેરો અને વૈજ્ઞાનિકો આ કચરાને માનવ વસવાટથી એકત્ર કરીને તેના પર પ્રક્રિયા કરવાની પ્રણાલી વિકસાવે છે અને કચરાનો પર્યાવરણમાં નિકાલ કરે છે. વિકસિત દેશોમાં કચરાને નદી, તળાવ કે દરિયામાં છોડતા પહેલા તેના શુદ્ધિકરણ અને ઝેરમુક્તિ પાછળ નોંધપાત્ર સંસાધન ખર્ચ કરવામાં આવે છે. વિકસિત દેશો આવી પ્રણાલી વિકસાવવા સંસાધનો મેળવવા પ્રયાસ કરી રહ્યાં છે જેથી તેઓ તેમના સપાટીના જળની ગુણવત્તા સુધીરી શકે અને પાણીજન્ય ચેપી રોગોનું જોખમ ઘટાડી શકે.

સુએજ ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટ, ઓસ્ટ્રેલિયા

ગંદાપાણીનું શુદ્ધિકરણ માટે અનેક ટેકનોલોજીઓ છે. ગંદાપાણીના શુદ્ધિકરણની પ્રક્રિયાની શ્રેણીમાં પ્રથમ તબક્કામાં પ્રાથમિક શુદ્ધિ પ્રણાલી હોય છ જે ઘન અને તરલ પદાર્થોને દૂર કરે છે. બીજા તબક્કામાં એરેશન બેસિન હોય છે, ત્યાર બાદ ફ્લોક્યુલેશન અને સેડિમેન્ટેશન અથવા સક્રિય કાંપ પ્રણાલી હોય છે. ત્યાર બાદ જૈવ નાઇટ્રોજન શુદ્ધિ પ્રણાલી અને અંતે બિનચેપીકરકણ પ્રક્રિયા હોય છે. એરેશન બેસિન/સક્રિય કાંપ પ્રક્રિયા બેક્ટેરિયાનું વૃદ્ધિ કરીને કાર્બનિક પદાર્થો દૂર કરે છે. દૃતિય શુદ્ધિકાર પાણીમાંથી સક્રિય કાંપ દૂર કરે છે. તૃતિય પ્રણાલી, ખર્ચને કારણે તમામ વખતે તેને ઉપયોગમાં લેવાતી નથી તેમ છતાં, નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસને દૂર કરવા અને પાણીને નદીમાં કે દરીયામાં છોડતા પહેલા બિનચેપી બનાવવા માટે તેનો ઉપયોગ વધી રહ્યો છે.

હવાની ગુણવત્તાનું વ્યવસ્થાપન

હવાના પ્રદુષકોનું ઉત્સર્જન સ્વીકાર્ય સ્તરે ઘટાડવા માટે ઇજનેરો ઉત્પાદન અને દહન પ્રક્રિયાની રચનામાં વૈજ્ઞાનિક અને ઇજનેરી સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરે છે. ફ્યુઅલ ગેસ અને અન્ય સ્ત્રોતને વાતાવરણમાં છોડતા પહેલા તેમાં રહેલા કણમય પદાર્થો, નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ, સલ્ફર ઓક્સાઇડ, તરલ કાર્બનિક સંયોજનો, સક્રિય કાર્બનિક ગેસો અને અન્ય પ્રદુષકોને દૂર કરવા સ્ક્રબર્સ, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રેસિપિટેટર્સ, ઉદ્વિપક કન્વર્ટર અને અન્ય વિવિધ પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ થાય છે.

વાહનોના ધૂમાડા અને ઔદ્યોગિક ફ્લ્યુ ગેસ સ્ટેકના ઉત્સર્જનામંથી હવાની ગુણવત્તા પર અસર માપવા વૈજ્ઞાનિકોએ એર પોલ્યુશન ડિસ્પેન્શન મોડલ વિકસાવ્યા છે.

અમુક હદ સુધી આ ક્ષેત્ર દહન પ્રક્રિયામાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇ અને અન્ય ગ્રીનહાઉસ ગેસનું ઉત્સર્જન ઘટાડવાની મહેચ્છાને મળતું આવે છે.

અન્ય ઉપયોગો

• પર્યાવરણીય નીતિ અને નિયમન વિકાસ
• દુષિત જમીન વ્યવસ્થાપન અને સાઇડ રિમેડિયેશન
• પર્યાવરણીય આરોગ્ય અને સલામતી
• હાનિકારક કચરો વ્યવસ્થાપન
• કુદરતી સંસાધન વ્યવસ્થાપન
• ધ્વનિ પ્રદૂષણ
• જોખમ આકલન
• ઘન કચરો વ્યવસ્થાપન

અગ્રણી પર્યાવરણીય ઇજનેરો

• રોબર્ટ એ. ગીયરહાર્ટ
• પૌલ વી. રોબર્ટ્સ
• એબેલ વોલમેન

આ પણ જુઓ

• અમેરિકન એકેડેમી ઓફ એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનયિર્સ
• એસોસિયેશન ઓફ એનવાયર્નમેન્ટલ પ્રોફેશનલ્સ
• એટમોસ્ફેરિક ડિસ્પર્સન મોડેલિંગ
• બાયોફિલ્ટરેશન
• કન્ફેડરેશન ઓફ યુરોપીયન એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનિયરિંગ સોસાયટીઝ
• ઇકોલોજિકલ સેનિટેશન
• ઇજનેરી જીયોલોજી
• પર્યાવરણીય રચના
• પર્યાવરણીય ઇજનેરી કાનૂન
• પર્યાવરણીય ઇજનેરી વિજ્ઞાન
• પર્યાવરણીય અસર આકલન
• એનવાયર્નમેન્ટલ મેનેજમેન્ટ
• પર્યાવરણીય રિસ્ટોરેશન
• પર્યાવરણ વિજ્ઞાન
• પર્યાવરણીય અભ્યાસ
• હાઇડ્રોલિક ઇજનેરી
• હાયડ્રોલોજી
• પર્યાવરણીય ઇજનેરોની યાદી
• સોસાયટી ઓફ એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનિયર્સ (સીઇઇ) (SEE)
• જળ શુદ્ધિકરણ
• જળ ગુણવત્તા મોડલિંગ

બાહ્ય લિંક્સ

• પર્યાવરણીય સેવા કંપની સંગ્રહિત ૨૦૧૮-૦૩-૧૯ ના રોજ વેબેક મશિન
• અમેરિકન એકેડેમી ઓફ એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનિયર્સ
• અમેરિકન સોસાયટી ઓફ એગ્રિકલ્ચરલ એન્ડ બાયોલોજિકલ એન્જિનિયર્સ
• અમેરિકન સોસાયટી ઓફ પ્રોફેશનલ વેટલેન્ડ એન્જિનિયર્સ સંગ્રહિત ૨૦૧૭-૦૯-૧૯ ના રોજ વેબેક મશિન
• એસોસિયેશન ઓફ એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનિયરિંગ એન્ડ સાયન્સ પ્રોફેસર્સ
• કન્ફેડરેશન ઓફ યુરોપીયન એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનિયરિંગ સોસાયટીઝ સંગ્રહિત ૨૦૧૯-૦૬-૧૦ ના રોજ વેબેક મશિન
• યુરોપીયન ફેડરેશન ઓફ એસોસિયેશન ઓફ એનવાયર્નમેન્ટલ પ્રોફેશનલ્સ સંગ્રહિત ૨૦૧૬-૦૯-૨૭ ના રોજ વેબેક મશિન
• એનવાયર્નમેન્ટલ એન્જિનિયરિંગ એસોસિયેશન- એસ્પી (અસ્પેં) સંગ્રહિત ૨૦૧૨-૦૩-૧૭ ના રોજ વેબેક મશિન