清潔生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)根本概念

1、清潔生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)根本概念一 產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)1、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)概念的引入2、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論根底與思路3、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域4、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)與清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系1、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)概念的引入1產(chǎn)業(yè)開展的困惑與前景產(chǎn)業(yè)開展促進(jìn)了人類開展，也帶來了環(huán)境問題公共物品的悲哀The Tragedy of the Commons)環(huán)境壓力分解 主方程master of equation) 環(huán)境影響人口數(shù)量人均GDP(環(huán)境影響/單位GDP) (第三項(xiàng)變量根本上是一個(gè)技術(shù)問題，改變第三項(xiàng)是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的中心任務(wù) 人類大目標(biāo)與環(huán)境科學(xué) 人類大目標(biāo)與環(huán)境問題 環(huán)境問題與社會(huì)活動(dòng)人類大目標(biāo)與環(huán)境問題人類大目標(biāo)環(huán)境問題大目標(biāo)1：

2、人類生存 1.全球氣候變化2.人體健康損害3.水資源數(shù)量和質(zhì)量4.化石燃料耗竭5.放射性廢物 大目標(biāo)2：可持續(xù)發(fā)展 3.水資源數(shù)量和質(zhì)量4.化石燃料耗竭6.非化石燃料耗竭7.垃圾填埋場耗竭大目標(biāo)3：生物多樣性 3.水資源數(shù)量和質(zhì)量8.生物多樣性喪生9.平流層臭氧消耗10.酸沉降11.熱污染12.土地利用方式變化大目標(biāo)4：審美價(jià)值多性 13.煙霧14.審美價(jià)值退化15.石油泄漏16.惡臭與關(guān)鍵環(huán)境問題相關(guān)聯(lián)的社會(huì)活動(dòng)環(huán)境問題待考察的目標(biāo)活動(dòng)1.全球氣候變化1.1化石燃料；1.2水泥生產(chǎn)；1.3水稻種植；1.4 煤炭開采；1.5反芻動(dòng)物數(shù)量；1.6廢物處理1.7生物質(zhì)燃燒；1.8 CFCs、HFC

3、s和N2O排放2.生物多樣性喪失2.1生境的消失；2.2生境的破碎化；2.3除草劑、殺蟲劑的使用；2.4有毒物質(zhì)向地表水體的排放；2.5地表水溶解的減少；2.6石油泄漏；2.7水資源耗竭；2.8脆弱的生態(tài)系統(tǒng)中的產(chǎn)業(yè)開發(fā)活動(dòng)。解決問題的思路： 2 清潔生產(chǎn)的困境清潔生產(chǎn)主要關(guān)注于具體生產(chǎn)工藝過程的控制，而不考慮不同生產(chǎn)系統(tǒng)之間的連接，面對(duì)日益緊迫的全球性、地區(qū)性重大環(huán)境影響的緩解那么顯得力不從心。清潔生產(chǎn)關(guān)注的的生產(chǎn)過程，而對(duì)產(chǎn)品的使用和消費(fèi)關(guān)注卻很少，而實(shí)際上它們對(duì)環(huán)境的影響也很大。清潔生產(chǎn)本身缺乏足夠的動(dòng)力為環(huán)境友好的產(chǎn)品和效勞還缺乏足夠的推動(dòng)力。清潔生產(chǎn)主要關(guān)注產(chǎn)品的制造過程，極少跟蹤考

4、慮原材料的采掘過程。而目前的環(huán)境問題不僅僅是環(huán)境污染問題,自然資源,尤其是不可更新的資源的緊張壓力愈來愈大。而且很多污染問題也直接來源于原材料的采掘過程。3產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的概念產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)是一門研究產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)整體之間相互作用關(guān)系及其可持續(xù)開展的交叉學(xué)科產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)是用以評(píng)估和減少產(chǎn)業(yè)活動(dòng)環(huán)境影響的科學(xué)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)要求不是孤立而是協(xié)調(diào)地看待產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與其周圍環(huán)境的關(guān)系。這是一種試圖對(duì)整個(gè)物質(zhì)循環(huán)過程從天然材料、加工材料、零部件、產(chǎn)品、廢舊產(chǎn)品到產(chǎn)品的最紅處置加以優(yōu)化的系統(tǒng)方法。需要優(yōu)化的要素包括物質(zhì)、能量和資本。產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)是一門研究人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中自然資源從源、流到匯再回到自然的全代謝過程

5、的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、控制論方法及其與生命支持系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)是一門技術(shù)科學(xué)，又是一門社會(huì)科學(xué)“Industry Ecology的翻譯：“工業(yè)生態(tài)學(xué)與“產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)2、3、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域1 理論根底生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、化工、材料學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科為根底。2 產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的思路系統(tǒng)的思想全過程思想產(chǎn)品的效勞功能思想整合經(jīng)濟(jì)各方利益關(guān)系的觀點(diǎn)未來的和全面的時(shí)空觀3 產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)研究的關(guān)鍵問題產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)主要關(guān)心產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與地球自然系統(tǒng)之間的相互作用和相互影響?，F(xiàn)代技術(shù)循環(huán)是如何運(yùn)作的？它們有什么環(huán)境影響？人類文化系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的資源的組成局部是如何運(yùn)作的？它們有什么環(huán)境影響？技術(shù)環(huán)境關(guān)系將來如何演變?nèi)绾?/p>

6、具體地界定和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性，它與負(fù)責(zé)任的環(huán)境表現(xiàn)有什么區(qū)別。2 產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)研究的主要領(lǐng)域工業(yè)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的比照研究工業(yè)代謝分析生命周期環(huán)境評(píng)價(jià)生命周期本錢評(píng)估生態(tài)設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的環(huán)境政策生態(tài)工業(yè)園運(yùn)作機(jī)理與運(yùn)作模式研究1微觀層次：研究可減輕產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境影響的具體技術(shù)措施，包括綠色工藝、原子節(jié)約工藝、廢物零排放系統(tǒng)、物質(zhì)替代、物質(zhì)漸量化和功能經(jīng)濟(jì)等。2在中觀層次，研究對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)過程進(jìn)行分析、檢測和評(píng)價(jià)方法、包括物流平衡分析、工業(yè)代謝、產(chǎn)品或過程的生命周期分析與評(píng)價(jià)、工業(yè)生態(tài)指標(biāo)體系的建立等。3宏觀層次，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，通過代謝分析、資源分析工具的運(yùn)用，掌握區(qū)域內(nèi)部的物質(zhì)、能量的流動(dòng)狀況，

7、研究產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)集成方法，包括物質(zhì)集成，能量集成、水集成、信息集成和數(shù)學(xué)優(yōu)化模型等；通過運(yùn)用分析和預(yù)測工具所獲得的信息，對(duì)整個(gè)國家或區(qū)域內(nèi)能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化研究。 除此之外，產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)還包括對(duì)可促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)的制度上的措施，包括如何在市場規(guī)那么、財(cái)務(wù)制度、法律法規(guī)方面做出的相應(yīng)的調(diào)整以使生態(tài)產(chǎn)業(yè)的思想可以貫穿整個(gè)產(chǎn)業(yè)和生活過程。4、產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)與清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)是清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理論根底清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的組成局部二、 產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)環(huán)境評(píng)價(jià)和管理的新思路產(chǎn)品生命周期產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)概念產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)框架產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)的應(yīng)用1、環(huán)境評(píng)價(jià)和管理

8、的新思路1工業(yè)污染控制的四種模式演變A 不顧環(huán)境的傳統(tǒng)工業(yè)開展模式：資源產(chǎn)品廢物B 污染末端控制模式：C 生產(chǎn)全過程控制模式清潔生產(chǎn)D 全生命周期控制模式實(shí)際上，單純的末端控制和生產(chǎn)過程控制，往往是解決了局部的環(huán)境問題，而卻給其它地方帶來更大的環(huán)境問題。舉例1：英國Drax發(fā)電廠是一個(gè)煤炭為燃料的功率為4000MW的發(fā)電廠，它每秒燃燒大約產(chǎn)生430kg的碳，產(chǎn)生17kg的SO22含量。為了治理大氣污染，采用了濕石灰/石膏工藝除去SO2，可達(dá)90，因此每年可減少482400t的SO2排放。 但是采用全生命周期評(píng)估后發(fā)現(xiàn)，如果考慮原材料提取、生產(chǎn)和運(yùn)輸過程的環(huán)境負(fù)載和生產(chǎn)過程中的能耗，那么在整個(gè)生

9、命周期將反而多產(chǎn)生900t的SO2。此外，每年多排放8200t的碳酸鈣。舉例2 北方的沙塵暴，如果但從對(duì)人體健康和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)開展的角度評(píng)價(jià)，對(duì)人們是百害而無一利，但從生物地球化學(xué)循環(huán)的角度評(píng)價(jià)，利大于弊！。表現(xiàn)如下補(bǔ)充海洋營養(yǎng)，尤其是氮和磷和鐵沙塵及其土壤粒子中和作用使我國北方降水pH值增加了0.82.5，韓國和日本增加了0.50.2沙塵暴可以將大氣中的污染物聚集沉降下來。2 產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)概念國際環(huán)境毒理學(xué)和化學(xué)學(xué)會(huì)(SETAC) 定義:是一種客觀評(píng)價(jià)產(chǎn)品、過程或者活動(dòng)的環(huán)境負(fù)荷的方法，該方法通過識(shí)別與量化所有物質(zhì)和能量的使用以及環(huán)境排放，來評(píng)價(jià)由此造成的環(huán)境影響，評(píng)估和實(shí)施相應(yīng)的改善環(huán)

10、境表現(xiàn)的時(shí)機(jī)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織( ISO) 定義:是一種評(píng)價(jià)與產(chǎn)品包括產(chǎn)品、效勞或活動(dòng)等相關(guān)的環(huán)境負(fù)荷和潛在影響的技術(shù)。它分三步完成：1編制與研究系統(tǒng)相關(guān)的輸入和輸出數(shù)據(jù)清單；2量化評(píng)價(jià)那些輸入和輸出伴隨的潛在環(huán)境影響；3聯(lián)系研究的目標(biāo)，解釋清單分析和影響評(píng)價(jià)結(jié)果。LCA本質(zhì)是檢查、識(shí)別和評(píng)估一種材料、過程、產(chǎn)品或系統(tǒng)在其整個(gè)生命周期中的環(huán)境影響。3產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)的主要特點(diǎn)生命周期評(píng)價(jià)面向的是產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期評(píng)價(jià)是對(duì)產(chǎn)品或效勞“從搖籃到墳?zāi)沟娜^程的評(píng)價(jià)生命周期是一種系統(tǒng)性、定量化的評(píng)價(jià)方法生命周期評(píng)價(jià)是一種充分重視環(huán)境影響的評(píng)價(jià)方法生命周期評(píng)價(jià)是一個(gè)種開放性的評(píng)價(jià)體系。2 、產(chǎn)品生命周期5個(gè)

11、階段生產(chǎn)前階段產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)品運(yùn)輸產(chǎn)品使用翻新、再循環(huán)或最終處置3 生命周期評(píng)價(jià)框架生命周期評(píng)價(jià)的框架1研究目的與范圍確實(shí)定2清單分析3影響評(píng)價(jià)4結(jié)果解釋1確定評(píng)價(jià)目的和范圍1研究目的LCA的目的通常是對(duì)特定產(chǎn)品或過程的環(huán)境因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，以獲得如何改進(jìn)其環(huán)境表現(xiàn)的信息。如果在設(shè)計(jì)階段，其目的可能比較選擇2個(gè)或3個(gè)替代設(shè)計(jì)方案。如果產(chǎn)品已經(jīng)投入生產(chǎn)，其目的往往是評(píng)價(jià)產(chǎn)品或流程的系統(tǒng)，即極有可能是可供選擇的方法，而不是可供選擇的系統(tǒng)，因?yàn)樗茏龅闹荒苁窃趯?duì)當(dāng)前操作造成的最低干擾和增加最小額外本錢的前提下，略微地改變其環(huán)保特性而已。1研究范圍一般確定研究范圍，要答復(fù)如下問題：為什么要開展這項(xiàng)研究研究結(jié)果

12、將如何運(yùn)用誰將使用這些研究結(jié)果需要研究具體環(huán)境問題嗎研究需要具體到什么程度1生命周期范圍2細(xì)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)范圍3自然生態(tài)系統(tǒng)范圍4時(shí)空邊界5邊界選擇2清單分析清潔分析是對(duì)一種產(chǎn)品、工藝和活動(dòng)在其整個(gè)生命周期過程中的能量與原材料需要量以及對(duì)環(huán)境的排放進(jìn)行以數(shù)據(jù)為根底的客觀量化過程。其步驟包括。制作生命周期全圖數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)核實(shí)進(jìn)一步完善系統(tǒng)邊界數(shù)據(jù)處理和匯總3 LCA影響分析確定影響類型：根據(jù)研究的目標(biāo)和范圍確定影響類型。目前常用的分類體系是將影響類型分為資源耗竭、人體健康和生態(tài)系統(tǒng)健康三類，還可以繼續(xù)細(xì)分為溫室效應(yīng)、臭氧層耗竭、酸化、富營養(yǎng)化、光化學(xué)煙霧等。選擇環(huán)境影響類型參數(shù)和特征化模型：對(duì)選定的環(huán)境

13、影響類型，要量化其對(duì)環(huán)境的影響大小，就需要了解其作用機(jī)理，然后建立負(fù)荷和環(huán)境影響之間的關(guān)系模型，即特征化模型。分類：分類始于由清單分析得到的物流和能流原始數(shù)據(jù)，分類就是將清單分析中所得到的數(shù)據(jù)分到不同的環(huán)境影響類型中去。特征化。特征化就是將不同的環(huán)境壓力環(huán)境影響關(guān)系綜合到一個(gè)通用的框架的過程。例如用臭氧消耗潛值ODP指數(shù)，可以定量比較不同物質(zhì)分子對(duì)臭氧層造成的影響。歸一化：特征化得到了各種環(huán)境影響類型參數(shù)的大小，這些參數(shù)必須通過一定的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)化后才能匯總。一般是將特征化結(jié)果與基準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而使不同影響類型的特征化結(jié)果具有可比性。基準(zhǔn)量一般為一個(gè)區(qū)域資源總量或污染物排放總量。加權(quán)。是根據(jù)有社會(huì)共識(shí)所確定的相對(duì)重要性對(duì)不同種類的環(huán)境影響賦予相應(yīng)權(quán)重的過程。比方一個(gè)評(píng)估者或者一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)組織可能會(huì)認(rèn)為臭氧消耗影響的重要性是能見度下降的2倍，并相應(yīng)地將權(quán)重系數(shù)應(yīng)用到已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的影響上。4 LCA解釋生命周期解釋是對(duì)生命周期清單分析和/或影響評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行辨識(shí)、量化、核實(shí)和評(píng)價(jià)。提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)或