工业生态学和绿色工业.doc

工业生态学和绿色工业 杜存纲/车安宁/周美瑛 【内容提要】工业生态学是一门以保护生态环境为宗旨的描述现代化工业完整模式的新学科。它的崛起对国民经济持续稳定发展有着不可估量的意义。本文扼要地给出工业生态学的含义，从工业生态学的基本课题出发，宏观地研究和探讨了绿色工业技术的几个方面，并对其发展前景作了概略性的分析和介绍。 【关 键 词】工业生态学/绿色工业/环境保护 【正 文】 中图分类号 x7 何谓工业生态学？工业生态学是一门通过减少原料消耗和改进生产程序以保护生态环境和全部处理生产废料的新学科。这一新学科的创始人之一，美国电话电报公司副总裁布拉德艾伦比解释说：“工业生态学应被看作是对所有工业和经济实体以及它们与自然系统的基本联系（物理、化学和生态的联系）进行的多学科客观研究。这种研究包括能源生产及其使用，新材料的研究和开发，涉及的学科包括基础科学、经济科学、法律、管理、人类学和人文科学。” 工业生态学是可持续科学的重要组成部分，工业生态学的发展将使世界各国逐步建立起保护生态环境的新的经济运行体制，它无疑对21世纪世界经济的进一步发展有着巨大的推动力和极其深刻的影响。世界第二大化工集团美国道氏化学公司工业生态学已经起步；化学生产和环境保护二者之间已不再矛盾。该公司副总裁戴维布泽利反复指出，工业发展应放弃“生产多多益善”的观念。他说：“生产增加了，但你支付给你的股东的利润并不会因此而增加。我们排放到大气和水中的废物正在使我们付出越来越大的代价，这一点我们现在还没有认识到。所以，从现在起到2005年，我们要将排放物（排放到大气和水中的废物、废气）减少75，将化学污染减少50。我们还要把产品生产所需的能源消耗降低20。” 因此，作为可持续科学的工业生态学的研究为全世界各国，特别是第三世界的发展中国家实现工业腾飞和科学技术的现代化指出了一条光辉灿烂的大道，那就是摒弃过去那种先发展低附加值、高能耗的重工业，然后再发展有增值的制造业，同时进行高投资的技术改造，最后发展高技术生产的传统道路。直接跨越这些阶段，通过工业生态学中提供的环保技术转让途径，直接达到发达国家的工业生产技术水平。 一、工业生态学形成和建立的时代特征 人类当今面临的最严峻的挑战之一，是保护和发展已经严重退化而且还在日益退化的生态环境。生态环境退化的一个显著标志是普遍的空气污染、水污染和土地污染。人为造成的大规模环境灾害不断发生，有的已发展成危及人类生存与发展的全球性问题，例如臭氧层破坏和温室效应。为此，如何在发展经济，特别是在发展现代化工业的同时，保护和发展生态环境，是现代人必须考虑的问题。工业生态学就是在这种形势和认识下形成和建立起来的。就我国的实际情况来看，我国当前正处在经济高速发展的时期，根据2000年我国的国民经济和社会发展目标，国家于1992年9月提出了与之相协调的全国环境整治规划。1992年6月在巴西召开联合国环境与发展大会后，又于1993年提出了中国21世纪议程。目前我国正由传统的工业战略思想转变为“经济社会与环境保护协调发展”的战略思想，并建立同我国基本国情和发展水平相适应的环境战略、政策和制度体系。因此，建立、研究和深入发展工业生态学对我国也是迫在眉睫的重大课题，已提到重要的战略高度。 有关资料表明， 目前我国因生态环境破坏造成的损失每年高达499亿元，其中主要有： （一）森林资源严重不足。我国现有森林覆盖率为13.92， 远远低于31.3的世界平均水平，且每年仍在以100万公顷的速度递减。 （二）水土流失严重。水土流失面积已占田地面积的15.6，黄土高原达90。 （三）沙漠化威胁加剧。已有近33.4万平方公里土地面积受沙漠化威胁，涉及212个县（旗），5900万亩农田，7400万亩草地和2000 公里铁路。 （四）耕地萎缩，地力下降，污染严重。每年有10万公顷耕地因自然灾害而损坏；有6000万公顷农田被工业“三废”污染，影响粮食减产达100亿公斤以上。 （五）自然灾害增加。干旱、洪涝、风暴、滑坡、泥石流、土壤侵蚀、水源枯竭呈增长态势。 （六）多数城市程度不同存在着空气污染、水污染和噪声污染。仅以水污染为例，我国每年约有360 亿吨的生活和工业废水排入江河湖海，其中95未经任何处理，全国90以上城市水域污染严重。如今，79的国人饮用的是次生污染水，7亿人饮用大肠杆菌含量超标的水，1.7亿人饮用有机物污染的水。 由此可见，要改变我国这种生态环境严重破坏的局面，任务是非常艰巨的，涉及到的部门和行业也是非常广泛的。必须将保护生态环境当作我国的一项基本国策，全党全国和全社会一起抓，各行各业总动员，才能保护好生态环境，使我国的国民经济走上持续发展的道路。过去那种纯粹为追求最大限度的利润，边建设、边生产、边破坏、边治理的老路再也不能走下去了。我们必须采用最先进的科学和技术，开创我国国民经济持续发展的新路子。而这一切正是工业生态学所研究的课题和基本任务。 二、工业生态学的基本课题绿色工业技术 工业生态学的内涵不仅仅是戴维布泽利讲的减少排放废气废物，减少化学污染和降低能耗。这仅是工业生态学研究的一个方面。更重要的是从保护生态环境这一基本国策出发，采用所谓绿色技术开发和研制出新型的绿色产品。对绿色工业技术的研究和开发、绿色工业产品的引进和制造等等均是工业生态学的重要组成部分。本文仅从和民众日常生活密切相关的以下几个方面，阐述近几年来绿色工业技术和绿色工业产品的发展状况。 （一）绿色建筑 绿色建筑包括绿色住宅和绿色建材两个方面： 1.绿色住宅 绿色住宅是指从城市规划到具体的住宅设计、建设和施工中，将保护生态环境作为首要的因素来考虑。作城市规划时务必要留有一定数量的天然地面；尽量多保留一些城市的绿色和水面。建筑部门应注重研究开发可渗水的铺地材料，以扼制某地区地下水的不断减少的势头。 绿色住宅的另一方面的含义是要求住宅设计人员设计出低能耗的采暖和降温系统；防止室内空气的污染，并竭尽全力设计得将树木、风和水面带回到都市的住宅环境中来。 近年来绿色住宅的一项卓有成效的发展是实施所谓“绿色屋顶”计划，即：在建筑物顶上种植花草，利用这些绿色植物为屋顶作衣裳。试验表明，这种绿色屋顶的草坪对城市空气非常有利，因为这种屋顶草坪能吸收悬浮的灰尘和空气中有害的颗粒，起到天然过滤作用，相当于安装了一个巨大的空气过滤器，使环境变得优美宜人。 2.绿色建材 绿色建材包括绿色建筑材料和绿色装饰材料两个方面。无论是绿色建筑材料还是绿色装饰材料，其目的均是为了改善室内空气质量，因而选用一些无毒无害的材料，已成为现今建筑业的新时尚。近年来在绿色建材领域已开发研制出许多新型产品，如用硬木板代替会散发甲醛的胶合板，用平头钉代替粘胶，地板蜡用蜂蜡而不用聚氨酯，或者干脆采用天然大理石铺地。 装饰材料上从追求经济耐用型转向健康无害型，挑选天然、保健装饰材料成为一种新的消费热点。从而使室内装饰材料回归自然化、趋向保健型。在绿色装饰材料的指引下，人们喜欢选择天然石料、木、竹质材料、低纤、棉布等材料布置自己的居室。这些装饰材料朴实自然、无毒无污染，给人以纯朴、淡雅、温馨的感觉。目前，一种天然植物面装饰板已获国家专利。它采用无土栽培法，在室内生长天然植物，对墙壁及室内外不产生污染。保健型装饰材料有一种常温远红外线陶瓷作装饰板，它可吸收外部环境的热量并转变为815微米的红外线， 辐射率达90。远红外线具有强烈的穿透力，可被人体吸收，能促进人体血液循环，消除疲劳等。 （二）绿色家电 绿色家电主要指绿色冰箱、绿色电脑和其他家电产品，如微波炉、无线电话等等。这些绿色家电产品对环境保护的贡献各不相同。绿色电脑是指具有节能、低辐射特点的电脑，而微波炉、无线电话的最重要的安全标准就是防止电磁波的辐射。这些家用电器采用的均是微波，微波是一种能量很强的电磁波。无线电话的微波对健康的影响越来越受到人们的关注。至于微波炉一旦有泄漏，那比起无线电话的微波要强得多了，对人体的影响就更大了。 绿色冰箱主要是指无氟冰箱，世界各国近年来开发出许多性能良好的无氟冰箱。氟里昂本身对人体无害，更无毒，对大气也无污染。但因电冰箱在制造和使用中泄漏等原因，散逸在大气中的氟里昂物质由于化学作用的结果，使大气的臭氧层产生空洞现象，因而使臭氧浓度出现严重耗竭区。臭氧层的耗竭，对人类的生活有巨大的影响。这里仅举一例说明：臭氧浓度每减少1，造成紫外线辐射将增加1倍，导致皮肤癌发病率提高3。 （三）绿色燃料 绿色燃料主要是指无铅汽油，它是针对目前广泛使用的含铅汽油而开发研制的。迄今为止，目前我国汽车使用的燃料99为含铅汽油。而改用无铅汽油后将可减少排放到大气中的二氧化硫和一氧化碳，这对防止和减少空气污染将起到举足轻重的积极作用。 （四）绿色服饰，绿色包装 绿色服饰主要是指纯棉、纯麻、纯毛等天然材质服装，它可以减少衣物等对人体皮肤的损害，有的服装还具有阻燃、保健等特殊功能。 绿色包装的特点是可回收、可降解，因而与“白色污染”形成强烈的反差，从保护生态环境的角度讲应大力提倡和发展。 三、工业生态学的发展前景 从现在起到今后的几十年内，将是工业生态学极大地发展的时期，预计在以下几个方面，它将逐步显示出其巨大的威力： （一）空气污染和其他大气层问题在世界经济政策的制定、讨论和决策中将起支配作用。 自工业化以前时期起到1985年止，大气中的二氧化碳的浓度已增长了25倍。如果能源的使用继续以现在的速度增长，到2050年，其浓度将比目前的水平增加40。预计到2000年，燃烧矿物燃料每年将向大气排放70亿吨碳，到2030年将为100140亿吨，到2050年则为130230亿吨。因此，在这种现实之下，今后任何国家、任何企业和个人在考虑发展经济时，都必须认真解决好空气污染这一关乎人类明天和生存的大问题，这正是工业生态学之核心内容。空气污染带来的影响最直接的就是全球变暖，而土地沙漠化又是有一部分应归咎于全球变暖。全球变暖不仅直接危害农业，而且将使海平面升高，随之将产生涉及居住格局的变化和对各行各业的影响。 （二）关于废弃物的处理、回收和利用将与工业企业的经济效益紧密地联系在一起。 人类生活废弃物的处理是一个日益严重的问题，尤其是在发达国家。在下一个10年内，大多数工业化国家的垃圾埋填物几乎都将爆满。同时，研究发现目前丢弃的一些材料有可以获利的新用途；回收品将成为有用的资源。废弃物回收可以节约能源，如钢铁的再加工比从铁矿开采到制成成品的全部生产过程所需的能源要大大减少。工业生态学将在废弃物的回收利用领域大显身手，并直接和工业企业的经济效益挂钩。 （三）工业企业进一步开源节流离不开工业生态学。 今后几十年内，世界各国将进一步开发不破坏或极少破坏生态环境的其他能源资源，如天然气、太阳能、地热能、风能、波浪能及核能，注重节约能源的研究，大力推行节水技术和污水处理改造技术，研究、开发更廉价、更有效的海水淡化方法和苦咸水淡化方法，以此防止和扼制土地沙漠化。所有这些充分说明：工业生态学将在许多领域内得到飞速的发展，它是大有用武之地的。 （四）最基本的绿色生态革命绿化技术也将依赖工业生态学中的先进技术。 采用最先进的绿化技术使在经济活动和生产开发中已遭到破坏的自然环境最迅速地得到绿化并恢复土地的植被状态，先进的绿化技术甚至可轻而易举地在岩石上培育植被。其原理是用压缩空气把类似沥青乳剂状的