第6章 工业生态学-2
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工业生态学研究综述摘要:工业生态学是一门研究工业生态系统基础科学,本文主要介绍了工业生态学的提出与发展、原理、研究对象与内容、功能和意义、应用历程以及对其研究趋势的展望,最后对国内外的工业生态学的研究进行了比较。
关键字:工业生态学、工业生态系统、环境、可持续发展The Research Review of Industrial EcologyAbstract: the industrial ecology is the study of industrial ecological system basic science, this article mainly introduced the presentment and development , principle, research object and content, function and significance, application process and the research trend of the outlook of industrial ecology ,Finally, comparing the industrial ecology research at home and abroad .Key word: industrial ecology, industry ecosystem, environment and sustainable development1、引言自18世纪工业革命以来,工业显示出了前所未有的巨大生产力。
工业化给人类带来了无尽的物质财富,人类历史也由此进入了高速发展的新时期。
然而, 在工业带来福祉的同时, 却也造成了前所未见的工业污染和生态破坏,人类不由得重新审视工业,思考工业发展的新模式。
2、工业生态学的提出及发展:2.1 工业生态学的提出:工业生态思想在很久以前就已产生,2 0世纪6 0年代末日本开展了前瞻性研究。
CH1 工业生态学概念1.工业生态学是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程,组织管理体制以及生产、消费、调控行为的动力学机制、控制论方法及其与生命支持系统相互关系的系统科学,其兴起包括四大基础理论:景观生态学,人类生态学,系统生态学,循环经济学。
工业生态学是指从工业系统既是人类社会系统的一个子系统,也是自然生态系统的一个子系统的观点出发,从不同的视角,以工业系统中的产品与服务为重点,采用定量的方法,分析、研究工业系统的全部运行过程(包括原材料采掘、原材料生产、产品制造,产品使用,产品的回用,产品最终处置)对自然环境造成的影响,从而找出减少这些影响的办法。
2.工业生态学涉及三个层次:宏观上,它是国家产业政策的重要理论依据,即围绕产业发展,如何将生态学的理论与原则融人国家法律、经济和社会发展纲要中,以促进国家及全球尺度的生态安全和经济繁荣;中观上,它是部门和地区生产能力建设及产业结构调整的重要方法论基础。
通过生态产业将区域国土规划、城市建设规划、生态环境规划和社会经济分展规划融为一体,促进城乡结合、工农结合、环境保护和经济建设结合;微观上,则为企业提供具体产品和工艺的生态评价、生态设计、生态工程与生态管理方法,涉及企业的竞争能力、管理体制、发展战略,行动方针等。
3.传统工业经济是一类掠夺式的竞争经济,它以不可更新能源和不可再生资源为基础,其高效率的经济产出是以大自然对人类的报复和反馈为代价而获得的,存在着物质循环断裂,能源耗竭、信息反馈滞后等诸多弊端。
4.8条生态控制论原理: (1) 开拓适应原理;(2) 竟争共生原理;(3) 连锁反馈原理:正反馈导致发展或衰退,负反馈维持稳定;(4)乘补协同原理;(5)循环再生原理;(6)多样性主导性原理;(7)生态发育原理;(8)最小风险原理:善于利用中庸思想和半好对策避开风险、减缓危机、化险为夷。
5.生态工业:是一类按循环经济规律组织起来的基于生态系统承载能力,具有完整的生命周期、高效的代谢过程及和谐的生态功能的网络型、进化型、复合型产业。
催生新清洁生产清洁生产自其诞生以来,迅速发展成为国际环保的主流思想,有力推动了世界各国的环境保护。
今天,已经很难找到一个没有开展过清洁生产活动的国家或地区了。
各国在清洁生产实践中不断创新,新的清洁生产思想、新的清洁生产工具大量涌现,丰富了传统清洁生产,催生着新清洁生产。
清洁生产不间断的跋涉清洁生产思想自诞生以来,一直在不断创新、不断丰富。
国际上称其为“不间断的跋涉”。
从名称上看,美国20世纪80年代提出污染预防前后,到联合国环境署正式推出清洁生产定义,清洁生产的名称经历了废物规避、低废物工具、废物最小化、废物预防、源削减、源控制等一系列变化。
从内容上看,清洁生产不但从最初的化工企业清洁生产审计、发展到包括一、二、三产业各种类型组织的审计,而且其广度和深度迅速发展。
从总体上看,发达国家推行清洁生产主要采用的是供给式推动机制。
这种机制不能大面积地有效地激发组织自主地进行清洁生产。
各国清洁生产近几年在推行中都遇到一些问题,这些问题集中的体现是,主动要求进行清洁生产审计的组织不多、通过审计的成果也很难持久。
发展中国家推动清洁生产采用的也是供给侧机制。
但是由于政府经费不足,好的企业不多,推动清洁生产往往依靠发达国家或国际组织的赠款项目。
近几年来,清洁生产领域新的概念、新的实践层出不穷,有关于推行机制的,也有关于技术方法的;有的深化和丰富了清洁生产思想,有的开创和实施了新的清洁生产工具。
这些理论和实践为创立新清洁生产打下了良好的基础。
新清洁生产的主要内容联合国环境署对清洁生产的定义为:一种新的环境战略,也是一种新的思维方式,其具体实施要依靠清洁生产工具。
该定义把清洁生产提高到一种思想的高度,突出了整体预防、生态效率、环境战略、全生命周期等重要概念,覆盖了生产过程、产品和服务,十几年来盛用不衰。
由于清洁生产最初是由企业提出来的,不难看出,在联合国环境署的这一定义中保留了过深的企业层次的烙印,对高层次的和大范围的清洁生产涉及较少,缺乏指导作用。
工业生态学原理的应用导言工业生态学是一门研究工业系统与自然生态系统相互作用的学科,旨在实现工业的可持续发展。
通过模拟自然生态系统的循环和能量流动,工业生态学提出了一系列原理和理论,将其应用于工业生产过程中以减少资源的消耗、环境的污染和能源的浪费。
本文将介绍工业生态学原理的应用,并列举一些成功的案例。
1. 原理一:循环利用1.1 原理解释循环利用原理是工业生态学的核心原理之一,它倡导将废弃物视为资源,通过合理的排放、回收和再利用,实现资源的最大化利用率。
1.2 应用案例•油田水处理系统:传统油田开采会产生大量含油污水,经过处理后被排放至环境中。
而采用工业生态学原理,油田水处理系统将油田污水进行预处理、生物处理和化学处理等多道工艺,实现了废水中石油的回收和再利用。
这样不仅降低了环境污染,也减少了对淡水资源的需求。
•钢铁厂的废渣利用:钢铁生产过程中会产生大量废渣,传统做法是将废渣堆放在场地上。
而采用工业生态学原理,钢铁厂可以将废渣进行研磨、烧结等处理,将其转化为建筑材料、道路基础材料等再生资源,实现循环利用。
2. 原理二:能量效率2.1 原理解释能量效率原理是指在工业生产过程中,通过有效管理能源流动和转换,最大限度地提高能源利用效率,降低能源消耗。
2.2 应用案例•节能照明系统:传统照明系统使用白炽灯或荧光灯,能源利用效率较低。
而采用工业生态学原理,采用LED照明系统可以降低能源消耗,提高照明效果。
LED照明系统的能源利用效率高于传统照明系统,寿命更长,减少了能源浪费和维护成本。
•余热回收系统:工业生产中常常会产生大量的余热,传统做法是将余热排放至大气中,造成能源的浪费。
而采用工业生态学原理,工厂可以安装余热回收系统,将余热用于加热水源、发电等用途,提高能源利用效率,降低能源消耗。
3. 原理三:生物多样性保护3.1 原理解释生物多样性保护原理是指在工业活动中,要尽量减少对生物多样性的破坏,保护生态系统的稳定性和健康。
工业生态学教学大纲●教学目的作为一门新兴的、综合与交叉的新兴学科,工业生态学的教学目的是研究人类工业系统和自然环境之间的相互作用及其相互关系,让学生掌握工业生态学的基本理论及框架结构,学会协调各学科与社会各部门来共同解决工业系统与自然生态系统之间冲突的具体的、可操作的思想与方法,让学生能够运用生态工程学原理及工业生态学理论来分析和解决我国现今工业实现生态化转向过程中存在的问题,为促进我国尽早实现工业的生态化转向,为实现可持续发展奠定基础。
通过学习要求学生能够达到:(1)认识到工业生态学教育的必要性和紧迫性;(2)掌握工业生态学的基本概念及原理,实现工业生态的途径、思想和方法;(3)从循环经济角度分析工业系统原料与能量的流动,掌握实现物质减量化的方法;(4)学会生命周期的概念及评价方法,树立为环境而设计的思想,实行生态设计;(5)了解生态工业园的基本概念与特征,国内外生态工业园现状,我国实现工业生态的规划与展望,学会合理地规划和构建人工复合生态系统,为促进我国尽早实现工业的生态化转向,为投身到生态工业的规划与建设储备知识和能量。
●采用教材(1)李素芹、苍大强、李宏主编的“工业生态学”,冶金工业出版社,2007年;(2)邓南圣、吴峰主编的“工业生态学----原理与应用”,化学工业出版社出版;(3)T.E.Graedel B.Allenby, Industrial Ecology,英文影印版, 清华出版社,2004年。
●参考书(1)金涌、李有润、冯久田主编的“生态工业:原理与应用”,清华大学出版社出版;(2)劳爱乐[美]、耿勇主编的“工业生态学和生态工业园”,化学工业出版社出版等;(3)韩明汉、金涌编著的“绿色工程原理与应用”,清华大学出版社,2005年●总学时数:36教学内容第一章总论(4学时)第一节工业活动对自然环境的扰动第二节构建循环经济,实现可持续发展第三节工业的生态化进展讨论:循环经济,可持续发展和工业生态的关系。
⼯业⽣态学复习第⼀章总论1.⽣态环境问题?是指⼈类为其⾃⾝⽣存和发展,在利⽤和改造⾃然的过程中,对⾃然环境破坏和污染所产⽣的危害⼈类⽣存的各种反馈效应。
2.⽣态环境问题有哪些?原⽣⽣态问题,次⽣⽣态问题.原⽣⽣态问题包括:⾃然地质环境,⾃然⽓候,⾃然灾害;此⽣⽣态环境问题包括:环境污染,环境破坏3.温室效应?部分红外线穿过⼤⽓层,但⼤部分被温室⽓体吸收,并且向各个⽅向散射,这⼀效应使地球表⾯及低层⼤⽓增暖。
4.京都议定书提出的⼏种温室效应⽓体?⼆氧化碳(CO2); 甲烷(CH4); 氧化亚氮(N2O); 氢氟碳化物(HFCs); 全氟化碳(PFCs); 六氟化硫(SF6),共6钟第⼆章理论框架与研究⽅法1.⼯业⽣态学?⼯业⽣态学(Industrial Ecology,简称IE)⼜称产业⽣态学,是⼀门新兴的综合型交叉学科,它是研究社会⽣产活动中⾃然资源从源、流到汇的全代谢过程,组织管理体制以及⽣产、消费、调控⾏为的动⼒学机制、控制论⽅法及其与⽣命⽀持系统相互关系的系统科学,是对开放系统的运作规律通过⼈⼯过程进⾏⼲预和改变。
在⼀般的开放系统中,资源经过⼀系列的运作最终转变为废物垃圾,⽽⼯业⽣态学所研究的就是如何把开放系统变成循环的封闭系统,使废物转为新的资源并加⼊新⼀轮的系统运⾏过程中,为⼯业系统与⾃然环境间的协调发展提供全新的理论框架及具体的、可供操作的⽅法。
⼯业⽣态学追求的是⼈类社会与⾃然⽣态系统的和谐发展,寻求的是经济效益、⽣态效益和社会效益的统⼀,最终要实现的是⼈类社会的可持续发展。
2.⼯业⽣态系统?特征有哪些?所谓⼯业⽣态系统,就是⼀批相关的⼯⼚、企业组合在⼀起,它们共⽣共存,相互依赖,其联系纽带是废物,即这家⼯⼚、企业的废物是另⼀家或⼏家⼯⼚、企业的原料。
这个系统的最⼤特点是使资源的利⽤率达到最⾼,⽽将⼯⼚、企业对环境的污染和破坏降到最低。
3.⼯业⽣态系统与⾃然⽣态系统的区别与联系?相同点:(1)组成相同⽣产者,资源部门;消费者,加⼯⽣产部门;分解者,还原⽣产部门(2)⽣态系统群落(3)物质与能量流动:单向流动,逐级递减(4)系统的动态平衡发展不同点:(1)⼈的参与:⼯业⽣态系统不仅有⼈的介⼊,⽽且是由⼈设计、创造出来的。