摘要：环境污染问题，特别是大气环境污染问题已经越来越受到人们的重视，冶金行业作为传统的高污染行业，对大气污染有着举足轻重的影响。解决问题的关键在于人才培养，在冶金专业的教学实践中设置环保类课程应当受到关注。通过一系列教学改革，增设冶金大气污染与控制课程，在增长环保意识的同时，提升学生解决大气污染问题能力，为冶金行业的环保事业培养人才。
关键词：大气污染；冶金行业；课程改革
大气污染物的贡献源有很多，作为国民经济发展的支柱产业——冶金行业排放了大量的大气污染物，特别是烧结、焦化等工序产生了大量对健康危害极大的污染物，如二噁英等，更是控制大气污染物排放的重点[1-5]。据相关研究，冶金是大气中二氧化硫、氮氧化物和烟（粉）尘等污染物的主要贡献行业之一，部分排放物的排放比例占社会总排放量可高达10%以上。像唐山这样的城市，冶金行业对大气PM2.5的贡献率更是达到了20～40%[6-7]。由于冶金行业所产生的大气污染物种类繁多、污染物的危害性大、生成方式多种多样和排放途径难以检测与控制等诸多因素并存，冶金行业的大气污染治理是一大重点与难点[8-10]。北京科技大学冶金与生态工程学院在2017版教学计划中，新增了“冶金资源循环利用与节能减排”方向，开设了多门关于冶金工业与环境、资源和能源、循环经济等方面交叉学科课程，为冶金专业本科生提供了充分了解和学习冶金工业生产过程中带来的环境影响、资源消耗，以及冶金工业实现绿色转型等新知识体系的良好条件。
一、冶金工程专业环保课程设置现状与问题
在国内，许多开设有冶金工程专业的高等院校，越来越关注冶金行业的环保问题，部分高校在冶金工程专业课程规划中增加了与环保方面相关课程。多数冶金院校对于冶金工程专业人才的培养目标还是着重于使其掌握冶金技术的基本技能，而对于冶金行业中的环保问题不够注重。一方面，冶金工程专业所设置课程中，环保类课程种类偏少，且很少就某一细分环保领域单独开设一门课程，真正将节能环保实际内容与具体冶金工艺流程深度结合的课程少之又少；另一方面，环境类专业所设置的课程对冶金行业涉及的具体环保问题没有突出针对性。也就是说，学冶金的人不一定真正能学到可以解决实际环保问题的技术，而学环保的人也不一定了解冶金工艺流程，所掌握的知识技能又很难发挥在适当的地方。在冶金环保问题上，学课交叉、融合的工作还有很大进步空间。大多数高校对于冶金专业的环保类课程还不够重视，专门针对冶金工程专业而开设的专门解决冶金实践中的节能环保问题的课程远远不够，需要从冶金工业中所遇到的实际问题出发，开展更多适应冶金行业特点以及针对性强的专业课程。
二、设置冶金大气污染课程的必要性
现阶段，从人类社会所遵从的历史发展规律及国家环保政策制定两个角度来看，设置冶金大气污染课程的条件都已经具备了。在过去的几百年间，人类社会高速发展，这是以破坏人类赖以生存的环境为代价的，人类向自然环境特别是大气环境中排放的污染物的存量与增量都在迅速增加。时至今日，由于大气污染物量的积累引发了人类社会发展与大气环境之间的矛盾已经极其尖锐，从可暂时性忽视的矛盾变为了再无法熟视无睹的矛盾。人类历史发展到当下阶段，解决人与环境之间的矛盾已经是历史发展所必须的，如果不解决这个矛盾，将会阻碍人类社会的发展甚至破坏已有的发展成果。中共十八大提出了新时代的历史性判断，绿色共享发展理念是大势所趋，国家层面已经认识到发展与环境保护问题的严重性，许多地方已经陆续出台了地方超低排放标准，更为全面和严格的全国超低排放标准也在赶来的路上。随着环保政策的实施，冶金行业所面临的直接挑战就是越来越严格的排放标准，金属冶炼加工厂若不能完成改造，则会直接影响企业的生死存亡。从以上两个方面不难看出，当下对于冶金大气污染的治理以实现冶金行业的可持续发展已经相当必要，加之上文所提到的现阶段各高校对于冶金工程环保课程设置所存在的问题，可以看出为高校的冶金工程专业开设具有与冶金行业相适应、具有针对性的大气污染课程是十分必要的。
三、课程设置主要内容
（一）课程目标
冶金大气污染与控制是为了适应冶金工业绿色化发展趋势而开设的一门“冶金资源循环利用与节能减排”模块下的专业选修课，设置了一系列章节，详细解释了冶金大气污染产生、种类、性质、排放特性及控制的原理和工艺，重点讲述大气污染控制的技术和装置及其有关设计计算问题，涉及脱硫、脱硝与除尘等主要大气污染控制技术。通过本课程学习，可以使学生深入了解冶金大气污染状况，掌握大气污染治理基本原理、方法和技术，培养形成清洁生产和绿色冶金的基本意识，为冶金行业的可持续发展培养具有专业知识技能的人才。
（二）内容设置依据
对于本课程而言，既要增长学生解决冶金过程实际问题的知识和技能，又要提升对于大气环保重要性的意识。本课程依据具体的金属冶炼技术与工艺流程，针对冶金行业现存的大气污染的具体问题，以人与环境的关系为起点，从技术原理到实例应用，从现有技术到前沿方向，具体详细地剖析了冶金过程中的每个环节，使学生完整地了解冶金行业中有关大气污染的诸多问题，成长为一个既有全局意识，又有技术知识的人。
（三）内容框架
课程设置了“大气与大气污染”“大气中污染物的迁移”“冶金工业大气污染物排放”“粉尘污染控制技术”“烟气脱硫脱硝技术”和“冶金大气污染控制技术”一共六个章节的内容。在第一、二章节“大气与大气污染”与“大气中污染物的迁移”中，详细阐述了环境及大气的定义和环境及大气与人的关系，说明了环境及大气对于人类及人类社会发展的重要性，提升学生对于环境保护的认识，增强环保意识。同时，在这一部分内容中详细解释了大气污染与大气污染物及其迁移方式，使学生了解什么是大气污染和大气污染物及其分类，明确在本课程重点关注的污染物种类，为后续学习打下基础。课程的第三章“冶金工业大气污染物排放”一章中，对于冶金过程中产生的污染物按照其工艺流程划分进行了详细说明，包括各个工序中产生、排放的污染物种类及特点。将具体大气污染物与冶金工艺流程相结合，可以加深学生对于整个冶金过程中污染状况的了解，把握冶金行业大气污染物的整体特性与具体细节。作为冶金过程中重点的大气污染物，粉尘与烟气中硫和硝的控制与减排技术在本课程中的第四章“粉尘污染控制技术”和第五章“烟气脱硫脱硝技术”进行了单独的讨论。第四章主要介绍了目前在冶金工业中被使用的除尘技术，包含了大量有关于除尘原理、除尘器类型选择与设计等方面内容，是在解决粉尘减排任务中实际用得到的内容。第五章侧重于脱硫脱硝，也是偏向于实际应用的内容。第六章“冶金大气污染控制技术”中详细介绍了具体的冶炼工序中所用到的大气污染物治理手段与其使用效果，以及一些相关的前沿技术与方向，是立足于现在也面向未来的一章。整个课程设置内容充分而详实，紧紧贴合当前冶金行业的实时情况，从总体概念到具体内容，从工艺过程到技术原理都有涉及，既培养学生对于环境保护的意识，又增长学生解决实际问题的能力。
四、课程教学实施
课程内容较多，作为一门只有16学时的专业选修课，只依靠课堂讲授，无法让学生充分掌握学科知识。必须采用必要的教学手段，在保证课堂教学效果的同时，调动学生的学习积极性和主动性，课上讲授和课外任务相结合，增加学习的针对性、趣味性，增强学生的参与感，通过课堂展示、课外小论文写作等形式深化学生的学习体验。通过课堂教学，使学生形成系统的知识框架与体系，认识到冶金大气污染的产生、扩散途径与危害，系统掌握各种大气污染物的源头、过程与末端治理原理、方法和技术。在课外拓展方面，通过撰写三次小论文，调动学生学习积极性和主动性，深化课堂上学习的知识。三次论文的题目主要针对大气污染与社会的关系、钢铁冶金污染的产生以及污染治理技术三个方向进行深入的研究式学习。每个方向都给出3～4个论文题目可供学生选择。此外，从知识面拓展和深入的角度，论文在题目的选择上，给出了钢铁冶金二噁英污染以及先进的末端治理技术等题目。课程考核也体现了课堂讲授与课外学习相结合原则，为了鼓励课外自主学习，论文写作的分值占到课程总成绩的70%。本课程通过两轮教学实践，已经获得了较好效果。
五、结论
治理冶金行业大气污染是进行生态文明建设的重要组成部分，需要从事冶金行业相关人才具备专业知识与技能。总观现阶段各冶金院校对于冶金专业本科教学的课程设置，对于环保相关课程设置稍显不足。因此，推行一系列教学改革，在本科教学培养计划中增设节能环保，特别是与冶金行业直接相关的课程是必要和有意义的。在此背景下增设的冶金大气污染与控制是一门专门针对冶金过程中大气污染问题的课程，旨在增强学生环保意识，培养解决实际污染问题能力，主题和内容切合时展的要求，填补了冶金专业教学过程中对于环保问题不够重视而产生的环保类课程设置空白。
作者:白皓 杨丽韫 李宏 王应钦 单位:北京科技大学 冶金与生态工程学院
