1,工业生态学 吴忆宁 市政环境工程学院,2,工业生态学,明亮的黑暗,滚烫的冰块,长期以来，关注的是工业活动造成的不良后果，即污染对生态系统造成的破坏；但工业体系的运行机制本身始终在研究范围之外,3,工业生态学从相反的假设开始探索：可以将工业体系预想为生态体系的一种特殊情况。把工业体系描绘成这样一个形态，即有如同生物生态系统一样的物质、能量以及信息的流动及储存。而且，工业体系总起来说是建筑在生物圈所提供的资源与服务的基础上的。,在某种意义上，工业是生物圈的赘生物,4,工业生态学不是技术，但它的理念与方法有时能给予技术工作者神来之笔。 工业生态学还在发展中，导向性和规律性还不那么清晰，它能给与我们的帮助不完全具体，但也正因为如此它也许会引领你进入一个崭新的工作领域。,6070年代的科技文献中已经时而出现这一个词了。,1997年春季美国麻省理工学院出版了工业生态学杂志，这是世界上第一本专门介绍这一正在发展中的学科的学术刊物。,5,在人类活动中，工业活动对自然环境冲击最大，由此造成对自然环境的损害也最为严重。 近几十年来，发达的工业化国家在研究、解决工业发展与环境这一矛盾的过程中，逐步建立了系统、整体化解决这一问题的理论框架和方法，形成了一门崭新的学科工业生态学。 工业生态学是一门新兴的学科，所面对的问题是“如何迎接超工业化社会的可持续发展”。该学科以其独特的理念和广阔的前景吸引了许多学者的认识和兴趣。,6,1.人类的进程与环境污染 2.可持续发展理论与技术支撑 3.自然生态与工业生态 4.工业代谢分析与生命周期评价 5.生态工业与清洁生产、循环经济 这些耳熟能详的概念中体会并延伸出一门新的学科工业生态学,7,观察人类文明进程： 平均生存周期1000-1500年（40-60代人） 例如古巴比伦、玛雅和华夏文明等。 人们希望借助科技实现文明进程路线的飞跃？,1. 人类的文明进程,8,发展是人类历史永恒的主题。,经济发展是第一位,生活质量是第一位,工业化、城市化、福利 化、民主化、世俗化,人均、农业增加值比重、服务业增加值比重、农业劳动力比重、城市人口比例、医疗服务、婴儿存活率、预期寿命、成人识字率、大学普及率化、世俗化,知识化、分散化、网络化、 全球化、创新化、个性化、 生态化、信息化,知识创新经费投入、知识创新人员投入、知识创新专利产出、中学普及率、大学普及率、电视普及率、因特网普及率、城镇人口比例、人均能源消费等,9,中国的发展状况,10,2000年中国第一次现代化和未来第二次现代化进程预评价,中国第二次现代化指数（由16个参评指标，通过评估模型计算）： 2000年为发达国家的1/3； 2050年如实现“中目标”则为发达国家的1/2 ; “高目标”则为发达国家的4/5。,11,2.1 不同社会发展阶段的环境问题 黑色的污染被绿色技术拯救？ （1）远古时代 人类主要依赖自然而生活；对环境的影响较小； 自然界的自发调节作用抵消了许多不利的环境影响。,2.环境污染问题,人类在诞生以后很长的岁月里，只是 天然食物的采集者和捕食者，人类对 环境的影响不大。那时“生产”对自然 环境的依赖十分突出，人类主要是以 生活活动，以生理代谢过程和环境进 行物质和能量转换，是利用环境， 而很少有意识地改造环境。,环境基本上是按照自然规律运动变化的，人在很大程度上仍然依附于自然环境。,12,（2）农业经济时代 人类学会了培育、驯化植物和动物，开始了农业和畜牧业，人类改造自然的作用越来越明显；引起了相应的环境问题 ；人类被动地接受环境惩罚或逃避环境灾难。 “黄色文明”阶段。,砍伐森林、破坏 草原、盲目开荒,水土流失，水旱 灾害频繁和沙漠化,兴修水利，不合 理灌溉,土壤的盐渍化、 沼泽化,农业文明发展不当带来生态环境恶化，从而使文明衰落的例子屡见不鲜,尼罗河上游地区的森林不断地遭到砍伐，以及过度放牧、垦荒等，使水土流失日益加剧，埃及再也得不到那宝贵的沃土。,巴比伦人在创造灿烂的文化、发展农业的同时，却由于无休止地垦耕、过度放牧、肆意砍伐森林等，破坏了生态环境的良性循环，使这片沃土最终沦为风沙肆虐的贫瘠之地，2000年前漫漫黄沙使巴比伦王国在地球上销声匿迹,黄河流域的森林自秦汉开始，不断遭到大面积砍伐，使水土流失日益加剧，黄河泥沙含量不断增加 ，成为名符其实的害河,主要的环境问题是生态破坏。由于人类的人口还较少，在地球上的活动范围还有限，环境问题的规模和影响还不十分突出,13,（3）工业经济时代 人类生产力得到了突飞猛进的发展； 城市化、产业化进程加快；环境问题日趋严 重，形成两次环境问题高潮 ； “黑色文明”阶段。,第一次高潮(二十世纪50年代至70年代)，8大公害,人口迅猛增加，都市化的速度加快,工业不断集中和扩大，能源的消耗大增,大工业的迅速发展逐渐形成大的工业地带,第二次高潮(二十世纪80年代前后) 六大污染事件,全球性的大气污染温室效应”、臭氧层破坏和酸雨,大面积生态破坏大面积森林被毁、草场退化、土壤侵蚀和沙漠化,突发性的严重污染事件,14,（4）知识经济时代 科学技术得到了迅猛的发展； 环境问题依然十分严峻，对人类构成了极大的威胁；21世纪的人类面临的十大环境问题。 “绿色文明”阶段。,从工业社会向生态社会的转变就是生态现代化,15,2.2 频繁的污染事件导致密集的立体污染,2.2.1世界著名六大污染事故 1、意大利塞维索化学污染事故 : 1976年7月意大利塞维索一家化工厂爆炸，剧毒化学品二恶英扩散，使许多人中毒。事隔多年后，当地居民的畸形儿出生率大为增加。,16,2、美国三里岛核电站泄漏事故 : 1979年3月，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站反应堆元件受损，放射性裂变物质泄漏，使周围50英里以内约200万人口处在极度不安之中，人们停工停课，纷纷撤离，一片混乱,17,3、墨西哥液化气爆炸事件 1984年11月，墨西哥城郊石油公司液化气站54座气储罐几乎全部爆炸起火，对周围环境造成严重危害，死亡上千人，50万居民逃难。,18,4、印度博帕尔公害事件: 1984年12月午夜，座落在博帕尔市郊的“联合碳化杀虫剂厂”一座存贮45吨异氰酸甲酯贮槽的保安阀出现毒气泄漏事故。1小时后有毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆25英里的毒雾笼罩区。 近邻两个小镇有数百人在睡梦中死亡。随后扩展到火车站里的一些乞丐死亡。毒雾扩散时，居民们有的以为是“瘟疫降临”，有的以为是“原子弹爆炸”，有的以为是“地震发生”，有的以为是“世界末日的来临”。 一周后，有2500人死于这场污染事故，3000多人病入膏肓。 在这一污染事故中，有15万人因受污染危害 而进入医院就诊，事故发生4天后，受害病人 还以每分钟一人速度增加。 这次事故使20多万人双目失明。 博帕尔的这次公害事件是有史以来最严重 的因事故性污染而造成的惨案。,19,5、切尔诺贝利核漏事件: 1986年4月26凌晨1点，前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站一组反应堆突然发生核漏事故，带有放射性物质的云团随风飘到丹麦、挪威、瑞典和芬兰等国。 瑞典东部沿海地区的辐射剂量超过正常情况时的100倍。 核事故使乌克兰地区10的 小麦受到影响， 由于水源污染，使前苏联和 欧洲国家的畜牧业大受其害。 当时预测，这场核灾难， 还可能导致日后十年中10万 居民患肺癌和骨癌而死亡。专家估计， 完全消除这场浩劫的影响最少需要800年,4号反应堆,20,6、莱茵河污染事件: 1986年11月1日深夜，瑞士巴富尔市桑多斯化学公司仓库起火，装有1250吨剧毒农药的钢罐爆炸，硫、磷、汞等毒物随着百余吨灭火剂进入下水道，排入莱茵河，扩散至瑞士、德国、法国、荷兰四国835公里沿岸城市，使莱茵河的生态受到了严重破坏。 剧毒物质构成70公里长的微红色飘带，以每小时4公里速度向下游流去，使靠近事故地段河流生物绝迹，成为死河。100英里处鳗鱼和大多数鱼类死亡，300英里处的井水不能饮用，德国和荷兰居民被迫定量供水，使几十年德国为治理莱茵河投资的210亿美元付诸东流， 接近海口的荷兰，全国与莱茵河相通的河闸全部关闭。 翌(yi)日，化工厂有毒物质继续流入莱茵河，后来用塑料塞堵下水道。8天后，塞子在水的压力下脱落，几十吨 含有汞的物质流入莱茵河，造成又一 次污染。 11月21日，德国巴登市的苯胺和苏打化学 公司冷却系统故障，又使2吨农药流入莱茵 河，使河水含毒量超标准200倍。,21,22,2.2.2 水污染案例之 污染的淮河在哭泣,淮河是中国七大流域之一，流经河南、安徽、江苏、山东四省，流域面积27 万km2。 流域人口达1.6 亿人，占全国18，人口密度是全国平均的5.l 倍，居七大流域之首。 工业经济密度是全国平均的3.6 倍，农业经济密度是全国平均的5.2 倍，其工业及农业在全国具有举足轻重的地位。 淮河流域在60 年代以前水质符合饮用和各方面水资源开发利用的要求。 近几年来水质不断恶化，人畜中毒、农作物枯死、工厂停工、鱼虾致死以及城市水荒等事故频发。 90年代，淮河干流就共发生4次较大污染事故。 淮河流域水污染已成为一个公害问题，沿淮河1.6 亿人口赖以生存的环境日益脆弱，造成严重的经济损失和很大的社会不安定，并制约着该流域的经济发展。,23,第一次： 1990 年1 月中旬至3 月下旬，淮河干流310 km长的河面上，河水呈黑褐色，色度高达96。 1月16 日，污水向下游传播，传播时速平均为0.7 kmh，使沿淮及淮南、蚌埠两大城市饮用水及工业用水告急，损失无法统计。,淮河流域90年代发生的4次污染事件：,24,第二次：1994 年7 月14 日 9 月19 日历时68 天，淮河干流形成约70km 长的污染团，污水向下游传播，污染河段长达350km。 污水在安徽境内流经13 天，平均传播速度0.7kmh； 在江苏境内聚集55 天，由于气温高，最后形成严重富营养化。 这次污染，鱼类大量死亡,饮用水告急，部分工厂停产，直接经济损失共约2 亿元。,25,第三次：1995 年7 月268月12 日，历时18 天 淮河干流形成50 km 长的污水团。污染总河段长达351km，平均传播时速0.8kmh。 共计直接经济损失7380 万元。,26,第四次：2000 年6 月2730 日，历时4 天。形成较明显的污染水体，并有少量死鱼，造成污染河长240km。平均传播时速2.5km/h。,27,被污水熏瞎的婆媳俩,污染造成的肿瘤村： 淮河污染最大的受害者是“槐店大闸”旁的隶属于槐后镇的几个村庄，黄孟营村就是其中一个。村里每年仅死于恶性肿瘤的人就有七、八个。该村村民至今还在饮用着已经重度污染的地下水。水打上来后浑浊不清，人吃的水都是提前打上来几天在水缸里澄过的。尽管这样，还是有强烈的“福尔马林” 的气味。,28,最小的肿瘤患者,王瑞雪的爷爷，奶奶刚刚死于肿瘤病，此后一年，她的爸爸，妈妈也死于肿瘤病， 小瑞雪成了孤儿。年仅1岁的她也不幸罹患癌症，不得不进行肿瘤切除术。,最后心愿,食道癌患者张桂芝临终的最大 愿望就是喝上一口干净水。,29,严重的重金属中毒患者,孔贺芹重金属中毒已有两年，至今无法直立行走。,政府救救我们吧！,河水的臭味令人窒息，沿河许多学校的学生只好戴上口罩坚持上课。这位大眼睛的小姑娘叫乔沛然，她曾于2000年65环境日在中央电视台向亿万观众控诉水污染之害，要求政府加快淮河水污染治理 。,30,匈牙利废水池决口 毒水污染多瑙河,2010.10.21匈牙利铝生产销售公司位于维斯普雷姆州奥伊考的铝厂废物池4日发生泄漏,大约100万立方米有毒泥浆冲出。这些泥浆含有铅等重金属,有强腐蚀性。泥浆流冲击多个村庄, 匈牙利西部3个州已进入紧急状态。死者增加至7人，伤者超过150人，尚有1人失踪。首当其冲遭到毒害的毛尔曹尔河，河中水族全部死亡。而在拉包河和多瑙河的支流、莫雄多瑙河，也有零星的死鱼报告。救灾队伍把化学剂灌进河里，进行稀释。由于毒泥水是强烈碱性，令多瑙河水的酸硷数值一度超过九。 污染程度最重的一条河流生态系统