GATE Environmental Science and Engineering Syllabus 2027 PDF Download
The GATE Environmental Science and Engineering Syllabus 2027 has been released by the organizing IIT for candidates appearing in the GATE 2027 examination.
The syllabus includes important topics from Mathematics Foundation, Environmental Chemistry, Environmental Microbiology, Water Resources and Environmental Hydraulics, Water & Wastewater Treatment and Management, Air and Noise Pollution, Solid and Hazardous Waste Management, Global and Regional Environmental Issues, and Environmental Management and Sustainable Development. Candidates should study the subject-wise topics to prepare for the examination. The complete syllabus is available in PDF format for download.
GATE Environmental Science and Engineering Syllabus 2027 Overview
| Subject | Details |
|---|---|
| Exam Name | GATE 2027 (Graduate Aptitude Test in Engineering) |
| Conducting Body | Indian Institute of Technology |
| Paper Name | Environmental Science and Engineering |
| Paper Code | ES |
| Total Questions | 65 |
| Topics Covered | Mathematics Foundation, Environmental Chemistry, Environmental Microbiology, Water Resources and Environmental Hydraulics, Water & Wastewater Treatment and Management, Air and Noise Pollution, Solid and Hazardous Waste Management, Global and Regional Environmental Issues, Environmental Management and Sustainable Development |
| Total Marks | 100 |
| Syllabus Status | Released |
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GATE Environmental Science and Engineering Syllabus 2027 PDF Download – Direct Link
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GATE Environmental Science and Engineering Syllabus 2027 – Topic Wise
The GATE Environmental Science and Engineering syllabus covers various sections related to mathematics, environmental chemistry, microbiology, water resources, treatment processes, air and noise pollution, waste management, global issues, and sustainable development. Candidates can check the subject-wise topics below.
Section 1: Mathematics Foundation (गणितीय आधार)
Linear Algebra (रैखिक बीजगणित): Determinants and matrices (सारणिक और आव्यूह), Systems of linear equations (रैखिक समीकरणों की प्रणाली), Eigenvalues and eigenvectors (आइगेन मान और आइगेन सदिश).
Calculus (कलन): Functions, Limit, Continuity, Differentiability (फलन, सीमा, सांतत्य, अवकलनीयता), Local maxima and minima (स्थानीय उच्चिष्ठ और निम्निष्ठ), Taylor series (टेलर श्रेणी), Tests for convergence (अभिसरण परीक्षण), Definite and indefinite integrals (निश्चित और अनिश्चित समाकल), Application of definite integral to obtain area and volume (क्षेत्रफल और आयतन प्राप्त करने के लिए निश्चित समाकल का अनुप्रयोग), Partial and total derivatives (आंशिक और पूर्ण अवकलज).
Differential Equations (अवकल समीकरण): Linear and non-linear first order ordinary differential equations (ODE) (रैखिक और अरैखिक प्रथम कोटि सामान्य अवकल समीकरण), Higher order linear ODEs with constant coefficients (उच्च कोटि रैखिक सामान्य अवकल समीकरण स्थिर गुणांकों के साथ), Cauchy’s and Euler’s equations (कॉची और यूलर के समीकरण), Laplace transform and its application in solving linear ODEs (लाप्लास रूपांतर और रैखिक सामान्य अवकल समीकरणों को हल करने में इसका अनुप्रयोग).
Probability and Statistics (प्रायिकता और सांख्यिकी): Descriptive statistics (वर्णनात्मक सांख्यिकी), Measurement of central tendency (केंद्रीय प्रवृत्ति का मापन), Dispersion (परिक्षेपण), Skewness and kurtosis (विषमता और कर्टोसिस), Probability concepts (प्रायिकता अवधारणाएँ), Conditional probability (सप्रतिबंध प्रायिकता), Bayes theorem (बेज़ प्रमेय), Risk and reliability (जोखिम और विश्वसनीयता), Probability distributions (प्रायिकता बंटन), Correlation (सहसंबंध), Single and multiple regression models (एकल और बहु प्रतिगमन मॉडल), Hypothesis testing (t-test, F-test, chi-square test) (परिकल्पना परीक्षण (t-परीक्षण, F-परीक्षण, काई-वर्ग परीक्षण)).
Section 2: Environmental Chemistry (पर्यावरणीय रसायन)
Fundamentals of Environmental Chemistry (पर्यावरणीय रसायन के मूल सिद्धांत): Covalent and ionic bonding (सहसंयोजक और आयनिक आबंधन); Chemical equations, concentration and activity (रासायनिक समीकरण, सांद्रता और सक्रियता); Structure and chemistry of organic molecules (कार्बनिक अणुओं की संरचना और रसायन); Radioactivity of elements (तत्वों की रेडियोधर्मिता); Chemical equilibria (रासायनिक साम्य); Thermodynamics and kinetics of chemical reactions (रासायनिक अभिक्रियाओं की ऊष्मागतिकी और गतिकी).
Principles of Water Chemistry (जल रसायन के सिद्धांत): Water quality parameters and their measurement (जल गुणवत्ता पैरामीटर और उनका मापन); Acid-base equilibria (अम्ल-क्षार साम्य); Buffer solution (बफर विलयन); Carbonate system (कार्बोनेट प्रणाली); Solubility of gases in water (जल में गैसों की विलेयता); Complexation, precipitation, and redox reactions (संकुलन, अवक्षेपण और रेडॉक्स अभिक्रियाएँ); Inorganic and organic contaminants in water and their speciation (जल में अकार्बनिक और कार्बनिक संदूषक और उनकी प्रजातिकरण).
Soil Chemistry (मृदा रसायन): Organic matter, nitrogen, phosphorous, potassium, cation exchange capacity, base saturation, and sodium absorption ratio (कार्बनिक पदार्थ, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, पोटेशियम, धनायन विनिमय क्षमता, आधार संतृप्ति, और सोडियम अवशोषण अनुपात).
Atmospheric Chemistry (वायुमंडलीय रसायन): Composition of the atmosphere (वायुमंडल का संघटन); Reactivity of trace substances in the atmosphere (वायुमंडल में अल्प मात्रा वाले पदार्थों की अभिक्रियाशीलता); Urban atmosphere—smog and particulate pollution (शहरी वायुमंडल—धुंध और कणिकीय प्रदूषण); Chemistry of ozone formation (ओजोन निर्माण का रसायन); Chemistry of stratosphere (समतापमंडल का रसायन).
Section 3: Environmental Microbiology (पर्यावरणीय सूक्ष्म जीव विज्ञान)
Prokaryotic and Eukaryotic Microorganisms (प्राक्केंद्रकी और सुकेंद्रकी सूक्ष्मजीव): Characteristics of diverse groups of microorganisms (सूक्ष्मजीवों के विविध समूहों की विशेषताएँ); Classification of microorganisms (सूक्ष्मजीवों का वर्गीकरण); Microbial diversity (सूक्ष्मजीवी विविधता); Plant-microbe and soil-microbe interactions (पादप-सूक्ष्मजीव और मृदा-सूक्ष्मजीव अंतःक्रियाएँ); Role of microorganisms in wastewater treatment, bioremediation and biogeochemical cycling (अपशिष्ट जल उपचार, जैव उपचार और जैव-भू-रासायनिक चक्रण में सूक्ष्मजीवों की भूमिका).
Cell Chemistry and Cell Biology (कोशिका रसायन और कोशिका जीव विज्ञान): Structure of proteins, nucleic acid (DNA & RNA), lipids and polysaccharides (प्रोटीन, न्यूक्लिक अम्ल (DNA और RNA), लिपिड और पॉलीसैकेराइड की संरचना); Bonds in biomolecules (जैव अणुओं में आबंध); Stereoisomerism in biomolecules (जैव अणुओं में स्टीरियो समावयवता); Structure of cell (कोशिका की संरचना); Structure and function of cytoplasmic membrane, cell wall, outer membrane, glycocalyx, chromosomes, endospores, storage products, mitochondria and chloroplasts (कोशिकाद्रव्य झिल्ली, कोशिका भित्ति, बाह्य झिल्ली, ग्लाइकोकैलिक्स, गुणसूत्र, एंडोस्पोर, संग्रहण उत्पाद, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट की संरचना और कार्य).
Microbial Metabolism (सूक्ष्मजीवी चयापचय): Anabolism and catabolism (उपचय और अपचय); Phosphorylation (फॉस्फोरिलीकरण); Glycolysis (ग्लाइकोलिसिस); TCA cycle (TCA चक्र); Electron transport chain (इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला); Fermentation (किण्वन); Anaerobic respiration (अवायवीय श्वसन); Energy balances (ऊर्जा संतुलन); Enzymes and Enzyme kinetics (एंजाइम और एंजाइम गतिकी).
Growth and Control of Microorganisms (सूक्ष्मजीवों की वृद्धि और नियंत्रण): Bacterial nutrition and growth (जीवाणु पोषण और वृद्धि); Specific growth rate and doubling time (विशिष्ट वृद्धि दर और द्विगुणन समय); Monod’s model (मोनोड का मॉडल); Types of culture media (संवर्धन माध्यमों के प्रकार); Batch and continuous culture (बैच और सतत संवर्धन); Effects of environmental factors on growth (वृद्धि पर पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव); Control of microbes using physical and chemical methods (भौतिक और रासायनिक विधियों का उपयोग करके सूक्ष्मजीवों का नियंत्रण).
Microbiology and Health (सूक्ष्म जीव विज्ञान और स्वास्थ्य): Pathogens and modes of transmission (रोगजनक और संचरण के तरीके); Indicator organisms (सूचक जीव); Quantification of coliforms using MPN and membrane filtration techniques (MPN और झिल्ली निस्यंदन तकनीकों का उपयोग करके कोलिफॉर्मों का मात्रा निर्धारण).
Section 4: Water Resources and Environmental Hydraulics (जल संसाधन और पर्यावरणीय जलद्रविकी)
Global Water Resources (वैश्विक जल संसाधन): Structure, properties and distribution of water (जल की संरचना, गुण और वितरण); Water quality (जल गुणवत्ता); Threats to water resources (जल संसाधनों के लिए खतरे); Water conservation (जल संरक्षण).
Surface Water Resources (सतही जल संसाधन): Hydrological cycle and water balance – precipitation, infiltration, evapotranspiration, runoff (जल विज्ञान चक्र और जल संतुलन – वर्षण, अंतःस्यंदन, वाष्पीकरण-उत्सर्जन, अपवाह); Flow hydrographs (प्रवाह जलालेख); Unit hydrographs (इकाई जलालेख); Stage-discharge relationship (स्टेज-निस्सरण संबंध); Reservoir capacity (जलाशय क्षमता); Reservoir and channel routing (जलाशय और चैनल रूटिंग); Surface run-off models (सतही अपवाह मॉडल); Surface water management (सतही जल प्रबंधन); Rain water harvesting and storage (वर्षा जल संचयन और भंडारण).
Groundwater Resources (भूजल संसाधन): Geologic formations as aquifers (भूगर्भीय संरचनाएँ जलभृतों के रूप में); Vadose and saturated zones (वैडोज़ और संतृप्त क्षेत्र); Confined and unconfined aquifers and their parameters – porosity, permeability, transmissivity and storage coefficient (परिबद्ध और अपरिबद्ध जलभृत और उनके पैरामीटर – सरंध्रता, पारगम्यता, पारेषणता और भंडारण गुणांक); Darcy’s law and applications (डार्सी का नियम और अनुप्रयोग); Steady state well hydraulics (स्थिर अवस्था कुआँ जलद्रविकी).
Environmental Hydraulics (पर्यावरणीय जलद्रविकी): Concepts of mechanics (यांत्रिकी की अवधारणाएँ); Properties of fluids (तरलों के गुण); Pressure measurement (दाब मापन); Hydrostatic force on surfaces (पृष्ठों पर स्थैतिक दाब बल); Buoyancy and flotation (उत्प्लावन और प्लवन); Laminar and turbulent flow (स्तरीय और विक्षुब्ध प्रवाह); Flow through pipes (पाइपों के माध्यम से प्रवाह); Pipe networks (पाइप नेटवर्क); Boundary layer theory (सीमा परत सिद्धांत); Forces on immersed bodies (निमज्जित पिंडों पर बल); Flow measurement in channels and pipes (चैनलों और पाइपों में प्रवाह मापन); Kinematics of flow (प्रवाह की गतिकी); Continuity, momentum and energy equations (सातत्य, संवेग और ऊर्जा समीकरण); Channel hydraulics – specific energy, critical flow, hydraulic jump, rapid and gradually varied flow (चैनल जलद्रविकी – विशिष्ट ऊर्जा, क्रांतिक प्रवाह, जलद्रविकीय उत्प्लाव, तीव्र और क्रमिक परिवर्ती प्रवाह); Design of lined and unlined channels (अस्तरित और अनस्तरित चैनलों का डिजाइन).
Section 5: Water & Wastewater Treatment and Management (जल एवं अपशिष्ट जल उपचार और प्रबंधन)
Water and wastewater quality parameters (जल और अपशिष्ट जल गुणवत्ता पैरामीटर); Eutrophication and thermal stratification in lakes (झीलों में सुपोषण और तापीय स्तरीकरण); River pollution – Oxygen sag curve (नदी प्रदूषण – ऑक्सीजन अवसाद वक्र).
Water treatment methods – screening, sedimentation with and without coagulation, filtration, desalination, disinfection (जल उपचार विधियाँ – स्क्रीनिंग, थक्के के साथ और बिना थक्के के अवसादन, निस्यंदन, अलवणीकरण, कीटाणुशोधन); Water distribution and storage (जल वितरण और भंडारण).
Point and non-point sources of wastewater (अपशिष्ट जल के बिंदु और गैर-बिंदु स्रोत); Population forecasting methods (जनसंख्या पूर्वानुमान विधियाँ); Design of sewer and storm water sewers (सीवर और तूफानी जल सीवरों का डिजाइन); Sewer appurtenances (सीवर सहायक उपकरण); Preliminary, primary, secondary and tertiary sewage treatment (प्रारंभिक, प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक सीवेज उपचार); Sludge generation, processing and disposal methods (अवपंक उत्पादन, प्रसंस्करण और निपटान विधियाँ); Sewage farming (सीवेज फार्मिंग).
Sources and characteristics of industrial effluents (औद्योगिक प्रवाहियों के स्रोत और विशेषताएँ); Concept of Common Effluent Treatment Plants (CETP) (सामान्य प्रवाही उपचार संयंत्र (CETP) की अवधारणा); Wastewater recycling and zero liquid discharge (अपशिष्ट जल पुनर्चक्रण और शून्य द्रव निस्सरण).
Kinetics and reactor design (गतिकी और रिएक्टर डिजाइन): Mass and energy balance (द्रव्यमान और ऊर्जा संतुलन), Order and rate of reactions (अभिक्रियाओं की कोटि और दर), Batch reactors (बैच रिएक्टर), Completely mixed flow reactors (पूर्ण मिश्रित प्रवाह रिएक्टर), Plug flow reactors (प्लग प्रवाह रिएक्टर).
Section 6: Air and Noise Pollution (वायु और ध्वनि प्रदूषण)
Structure of the atmosphere (वायुमंडल की संरचना); Natural and anthropogenic sources of pollution (प्रदूषण के प्राकृतिक और मानवजनित स्रोत); Atmospheric sources, sinks, transport (वायुमंडलीय स्रोत, सिंक, परिवहन); Indoor air pollution (इनडोर वायु प्रदूषण); Effects on health and environment (स्वास्थ्य और पर्यावरण पर प्रभाव); Air pollution: gases and particulate matter (वायु प्रदूषण: गैसें और कणिकीय पदार्थ); Air quality standards (वायु गुणवत्ता मानक); Primary and secondary pollutants (प्राथमिक और द्वितीयक प्रदूषक); Criteria pollutants, ambient and source standards, air quality indices, visibility (मापदंड प्रदूषक, परिवेशी और स्रोत मानक, वायु गुणवत्ता सूचकांक, दृश्यता).
Particulate Pollutants (कणिकीय प्रदूषक): Measurement and control methods (मापन और नियंत्रण विधियाँ); Control of particulate air pollutants using gravitational settling chambers, cyclone separators, wet collectors, fabric filters (Bag-house filter), electrostatic precipitators (ESP) (गुरुत्वीय अवसादन कक्ष, चक्रवात पृथक्कारक, गीले संग्राहक, वस्त्र फिल्टर (बैग-हाउस फिल्टर), विद्युत स्थैतिक अवक्षेपक (ESP) का उपयोग करके कणिकीय वायु प्रदूषकों का नियंत्रण).
Gaseous Pollutants (गैसीय प्रदूषक): Measurement and control methods (मापन और नियंत्रण विधियाँ); Control of gaseous contaminants: absorption, adsorption, condensation and combustion (गैसीय संदूषकों का नियंत्रण: अवशोषण, सोखना, संघनन और दहन); Control of sulphur oxides, nitrogen oxides, carbon monoxide, and hydrocarbons (सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोकार्बन का नियंत्रण); Vapour-liquid and vapour-solid equilibria (वाष्प-द्रव और वाष्प-ठोस साम्य); Diffusion, Fick’s law and interfacial mass transfer (विसरण, फिक का नियम और अंतरापृष्ठीय द्रव्यमान स्थानांतरण). Automotive emission controls, fuel quality, diesel particulate filters, catalytic convertors (ऑटोमोटिव उत्सर्जन नियंत्रण, ईंधन गुणवत्ता, डीजल कणिकीय फिल्टर, उत्प्रेरक परिवर्तक).
Air Quality Management (वायु गुणवत्ता प्रबंधन): Point, line and area sources (बिंदु, रेखा और क्षेत्र स्रोत); Inventory (सूची); Influence of meteorology – wind rose diagrams, stability, mixing height, topography, dispersion modelling, monitoring (मौसम विज्ञान का प्रभाव – पवन गुलाब आरेख, स्थायित्व, मिश्रण ऊँचाई, स्थलाकृति, विसरण मॉडलिंग, निगरानी).
Noise Pollution (ध्वनि प्रदूषण): Sources (स्रोत); Health effects (स्वास्थ्य प्रभाव); Standards (मानक); Measurement and control methods (मापन और नियंत्रण विधियाँ).
Section 7: Solid and Hazardous Waste Management (ठोस एवं खतरनाक अपशिष्ट प्रबंधन)
Integrated solid waste management (एकीकृत ठोस अपशिष्ट प्रबंधन); Waste hierarchy (अपशिष्ट पदानुक्रम); Rules and regulations for solid waste management in India (भारत में ठोस अपशिष्ट प्रबंधन के लिए नियम और विनियम).
Municipal solid waste management (नगरपालिका ठोस अपशिष्ट प्रबंधन): Sources, generation, characteristics, collection and transportation, waste processing and disposal (including reuse options, biological methods, energy recovery processes and landfilling) (स्रोत, उत्पादन, विशेषताएँ, संग्रहण और परिवहन, अपशिष्ट प्रसंस्करण और निपटान (पुन:उपयोग विकल्प, जैविक विधियाँ, ऊर्जा पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाएँ और लैंडफिलिंग सहित)).
Hazardous waste management (खतरनाक अपशिष्ट प्रबंधन): Characteristics, generation, fate of materials in the environment, treatment and disposal (विशेषताएँ, उत्पादन, पर्यावरण में पदार्थों का भाग्य, उपचार और निपटान). Soil contamination and leaching of contaminants into groundwater (मृदा संदूषण और संदूषकों का भूजल में निक्षालन).
Management of biomedical waste, plastic waste and E-waste (जैव चिकित्सा अपशिष्ट, प्लास्टिक अपशिष्ट और ई-अपशिष्ट का प्रबंधन): Sources, generation and characteristics (स्रोत, उत्पादन और विशेषताएँ); Waste management practices including storage, collection and transfer (अपशिष्ट प्रबंधन पद्धतियाँ जिनमें भंडारण, संग्रहण और स्थानांतरण शामिल हैं).
Section 8: Global and Regional Environmental Issues (वैश्विक एवं क्षेत्रीय पर्यावरणीय मुद्दे)
Global effects of air pollution (वायु प्रदूषण के वैश्विक प्रभाव): Greenhouse gases, global warming, climate change, urban heat islands, acid rain, ozone hole (ग्रीनहाउस गैसें, वैश्विक तापन, जलवायु परिवर्तन, शहरी ऊष्मा द्वीप, अम्ल वर्षा, ओजोन छिद्र).
Ecology and various ecosystems (पारिस्थितिकी और विभिन्न पारिस्थितिकी तंत्र); Biodiversity (जैव विविधता); Factors influencing increase in population, energy consumption, and environmental degradation (जनसंख्या, ऊर्जा खपत और पर्यावरणीय क्षरण में वृद्धि को प्रभावित करने वाले कारक).
Section 9: Environmental Management and Sustainable Development (पर्यावरणीय प्रबंधन और सतत विकास)
Environmental Management Systems (पर्यावरणीय प्रबंधन प्रणालियाँ); ISO14000 series (ISO14000 श्रृंखला); Environmental Auditing (पर्यावरणीय लेखापरीक्षा): Environmental Impact Assessment (पर्यावरणीय प्रभाव आकलन); Life cycle assessment (जीवन चक्र आकलन); Human health risk assessment (मानव स्वास्थ्य जोखिम आकलन).
Environmental Law and Policy (पर्यावरणीय कानून और नीति): Objectives (उद्देश्य); Polluter pays principle, Precautionary principle (प्रदूषक भुगतान सिद्धांत, एहतियाती सिद्धांत); The Water and Air Acts with amendments (जल और वायु अधिनियम संशोधनों के साथ); The Environment (Protection) Act (EPA) 1986 (पर्यावरण (संरक्षण) अधिनियम (EPA) 1986); National Green Tribunal Act, 2010 (राष्ट्रीय हरित अधिकरण अधिनियम, 2010); National Environment Policy (राष्ट्रीय पर्यावरण नीति); Principles of International Law and International treaties (अंतर्राष्ट्रीय कानून और अंतर्राष्ट्रीय संधियों के सिद्धांत).
Energy and Environment (ऊर्जा और पर्यावरण): Energy Sources: Overview of resources and reserves (ऊर्जा स्रोत: संसाधनों और भंडारों का अवलोकन); Renewable and non-renewable energy sources (नवीकरणीय और अनवीकरणीय ऊर्जा स्रोत); Energy-Environment nexus (ऊर्जा-पर्यावरण संबंध).
Sustainable Development (सतत विकास): Definition and concepts of sustainable development (सतत विकास की परिभाषा और अवधारणाएँ); Sustainable development goals (सतत विकास लक्ष्य); Hurdles to sustainability (सततता के लिए बाधाएँ); Environment and economics (पर्यावरण और अर्थशास्त्र).