循环经济在环境污染治理中的研究与应用

'循环经济在环境污染治理中的研究与应用资源与环境科学现代农业科技2011年第9期循环经济在环境污染治理中的研究与应用刘道武.石海峰骆燕红(-贵州省贵阳市自云区麦架镇人民政府,贵帅『贵阳550081;贵阳市农业委员会)摘要随着经济的发展及其环境问题,资源问题的加剧,循环经济得到广泛提倡.介绍了循环经济的内涵,主要特征,从环境污染物治理,环境污染治理中的循环经济体系以及法律法规体系等3个方面分析了循环经济在环境污染治理中的研究和应用现状,提出了运用循环经济思想指导环境污染治理应该注意的5个基本问题.关键词循环经济;环境污染治理;研究;应用中图分类号1_3文献标识码A文章编号1007—5739(2011)09—0290—03美国经济学家鲍尔丁(KEBoulding)1962年提出的"宇宙飞船理论",被看作是循环经济思想的萌芽.1972年,罗马俱乐部发表着名报告《增长的极限》,系统地考察经济增长与人口,自然资源,生态环境和科学技术进步之间的关系,向全世界发出了100年后经济增长将会因资源短缺和环境污染而停滞的警告.1990年,英国环境经济学家珀斯和特纳在其《自然资源和环境经济学》一书中首次正式使用了"循环经济"一词.1996年,德国颁布《循环经济与废弃物管理法》,首次在国家法律文本中使用循环经济概念.德国,目本,美国,英国和法国等相继将循环经济作为其可持续发展战略,并在循环经济的探索和实践中取得显着成效.发展循环经济也是实现我国资源合理开发和利用,创造人与自然协调发展的重要战略和有效途径,对实现国民经济持续快速健康发展具有重要意义.1循环经济的内涵 所谓循环经济是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律,重构经济系统,使其和谐地纳入自然生态系统物质能量循环利用过程,是以产品清洁生产,资源循环利用和废物高效回收为特征的生态经济发展形态.循环经济的核心内涵是资源的循环利用.它是与传统的"资源消费一产品一废物排放"开放的单型的物质流动模式相对应的"资源消费一产品一再生资源"闭性物质流动模式.从科学范式角度看,循环经济是基于技术范式革命的基础上的一种新经济发展模式,其技术特征表现为资源消耗的减量化,再利用,资源再生化.循环经济模式可以概括为:自然资源,清洁生产,绿色消费,再生资源."资源一产品一再生资源"是将环境与经济行为科学地构建为一个严密的,封闭的循环体系【l-41.2与环境相关的经济发展模式就与环境而言,人类社会在经济发展过程中经历了3种模式:传统经济模式,生产过程末端治理模式和循环经济模式[2-5].2.1传统模式在这种模式下,崇尚的是"人类中心"观念,人类为所欲为地使用,掠夺自然资源,又在生产,消费过程中任意排放废弃物.这是一种由"资源一生产一消费一废弃物"构成的物质单向流动的线型经济,其首尾缺乏有机呼应与衔接,有生命周期的概念,无物质循环的意义.收稿日期20l1—0l一27290在早期阶段,由于人类对自然的开发能力有限,而环境本身的自净能力还较强.因此人类活动对环境的影响不是很明显.但是,随着工业的发展,生产规模的扩大和人口的增长,环境的自净能力削弱乃至丧失,这种发展模式导致的 环境问题日益严重,资源短缺的危机愈发突出.不考虑环境的发展模式让人类付出了沉重的代价.2.2末端治理模式这是一种准现代经济模式,它以"先污染,后治理"为基本特征,因为把治理置于生产之后,所以是"过程末端治理"模式.其进步性表现在经济主体有治理污染保护环境的主观努力和作用,但忽视生产过程的无害化,而仅着眼于事后补救,这势必需要付出高昂的成本和代价.这一模式曾经对于遏止环境污染的迅速扩展发挥了历史性作用.但是,从资源短缺到资源枯竭的现状,不难看出末端治理范式的理论基础已经无法再支撑起现实分析的框架.末端治理需要很大的投资,运行费用高,建设周期长,经济效益小,企业缺乏积极性.2.3循环经济模式这种模式追求人与自然的和谐发展,把人类看作自然的一部分,既要开发利用自然,又要尊重和关爱自然,因而倡导合理利用自然资源,减少污染,重复和循环使用多种物质资源.把人类的经济活动概括为"资源一生产一流通--~fi费一废弃物回收与资源再生"的循环流动过程.这一过程可简要地阐释为:原材料经过与生产设备,劳动力的有机配置,转化为物质产品或精神产品,产生价值升级;在市场机制作用下,实现货币价值和使用价值;剩余废弃物经回收,处理,改造,转化为新的再生资源,对下一生产周期给予物质支持.徐匡迪院士把循环经济概括为:"尽可能少的资源满足经济社会的发展需求,通过节约,回收和利用废旧资源.使尚未被充分利用的价值得以开发和使用,产生新的经济和社会效益."3循环经济在环境污染治理中应用与研究现状就我国的循环经济而言,发展相对来说比较迟缓.废品 回收是循环经济的重要组成部分,我国的生产和消费规模大幅度提高,但废弃物的再资源化并未得到相应的发展,在某些方面甚至出现了萎缩.以城市生活垃圾为例.除金属得到了利用外,大量的废塑料,废纸,废玻璃,电池等基本无人问津.废品回收业不断萎缩.据北京市调查,1965年二环路内的国有收购点逾2000个,到1997年,国有,集体和个体刘道武等:循环经济在环境污染治理中的研究与应用收购点总共只有l6个.从环保产业的规模业可以看出我国循环经济发展中存在的问题.2001年12月26El,国家环保总局公布了第三次全国环保产业普查结果.2000年我国环保相关产业从业单位为18l44个.从业人员为317.6万人.年收入总额l700亿元(占国内生产总值的1.9%),分别比1997年增长了100%,218%和268%.但是,与国际水平相比,我国的环保产业还存在着相当大的差距.在世界6000亿美元的环保产业市场中,El本占了3862亿美元,美国占了近1000亿美元,我国只有200亿美元.因此,循环经济在环境污染治理领域尚有巨大的发展空间.应是我国21世纪经济发展的重要领域.3.1在污染物处理处置中的应用3.1.1固体废物处理处置.我国固体废物的产生量巨大,2005年,我国工业固体废物产生量为13.4亿t,清运生活垃圾,粪便1.95亿t181;2000年,我国畜禽粪便产生量达到19亿t,预计到2010年将达到45亿t[91:我国每年产生各类农作物秸秆约6.5亿t,其中40%未被有效利用.秸秆随处堆放或就地焚烧,严重污染了环境【Ol;2004年全国700多座城市污水处理厂产生污泥逾800万t.20世纪80年代末至90年代初投入使用的电冰箱,洗衣机,电视机绝大多数已经到了报废期限,特别是电子信息产品,由于升级换代快,更新报废的周期更短.我国每年有400多万台电视机,500多万台 洗衣机,500多万台冰箱,600多万台计算机及3000万部手机进入淘汰期.2004年我国废IEl轮胎产生量达到1.12亿条(约320万t橡胶),预计到2010年,我国废旧轮胎的产生量将达到2亿多条(约520万t橡胶)fill.从以上数据可以看出,我国固体废物的处理处置的任务非常艰巨.近年来,对固体废物的资源化,能源化,农用化和材料化等途径实施循环经济发展战略取得了一定的成果和进展.①固体废物资源化强调废弃资源的回收和再利用,它与循环经济之间有着非常紧密的联系,是循环经济理念在实践中较早的应用,是发展循环经济,建设节约型社会的重要内容.我国固体废物资源化尽管取得了一定的成绩,但还有很长的路要走.2004年我国轮胎翻新量为850万条,轮胎翻新比(翻新量占新胎产量的比例)仅为汽车行业4%;全世界钢的生产平均消耗废钢铁约占45%,美国约48%,我国不足20%.②在能源化方面.采用卫生填埋一填埋气发电,焚烧发电等途径进行生活垃圾的能源化利用方面,基本上奠定了生活垃圾处理处置的技术基础.据建设部综合财务司统计,截至2003年底.全国660个建制市中现有各类生活垃圾处理厂(场)574座,年处理能力为7545万t.其中城市生活垃圾填埋场457座,处理能力6404万t;城市生活垃圾焚烧厂47个,处理能力370万t[Izl.日本第l座工厂化垃圾焚烧厂始建于1893年.目前遍布全国正在运行的工厂化垃圾焚烧厂280～300座.承担着处理全日本75%以上城市垃圾的任务㈣.按照我国产生的生活垃圾推算,若用其全部用来焚烧发电,其能源潜力约为2xlOkW?h,大约相当于1990年我国发电总量的2倍;按照其所含能量估算,其能源潜力约为3xlOkJ.相当于9500万t标准煤,相当于我国1981年能源消费总量的1/6㈣.农作物秸秆气化燃烧发电,以及通过生物质工程进行作物秸秆开发生物柴油,乙醇等燃料和能源 方面也积极开展了研究和探索.初步形成百万吨车用燃料推广示范,世界第1座以生物质为原料生产乙烯的工厂由安徽丰原集团建设并成功运营.我国每年陈化粮,饲料用粮约1亿t,加工转化可获得相当5000万t原油.如我国科学家研究的甜玉米,产量可达70t/hm,可生产6t以上燃料酒精.另外,我国现在每年仅废弃的作物秸杆,林业弃置物达10亿t,相当于1亿t以上的燃料汽油.③在有机固体废物的农用化,堆肥化利用方面,尽管现在在有机生活垃圾,城市污泥,畜禽粪便等有机固体废物的堆肥技术上已经比较成熟,但是由于堆肥产品的出路问题,有机固体废物的农用化,堆肥化还处在比较初级的阶段.相比之下,一些发达国家,如韩国,在政策上形成了较为成熟的导向,激励和补贴机制,有效地促进了堆肥产业的发展.3.1.2污水处理.在污水处理领域,中水回用和资源化技术很好地体现了循环经济理念.据统计,我国工业万元产值用水量平均为103m,是发达国家的10～20倍;而水的重复利用率平均仅为40%左右,发达国家平均已达到75%～85%Il61.法国的塞纳河在人海之前.已被利用过9次,非洲的尼罗河则被利用多达50次.1995年日本污水回用率已高达77.2%,2000年美国污水回用率也达72%t.最近,在污水处理中的生物电能研究和利用方面也取得了可喜的进展.美国宾夕法尼亚州立大学的学者将微生物燃料电池技术应用到污水处理中,达到处理污水一利用有机物分解过程中产生的电能的双重效果.这种新的思想可能会大大缓解污水处理行业的资金困难【l81.3.1.3废气治理.我国的钢铁企业与日本三菱重工合作,将钢铁厂的废气加压后通过汽轮发电机推动发电厂的发电机,1个200万t钢铁厂的废气可以推动30万kW电厂的发电机,原来耗能大户变成能源生产企业,二氧化硫在发电过 程中也被循环利用.通过推行循环经济,把废气变成能源,把有害气体也消化掉了.山西焦化集团作为全国首批42家循环经济试点单位之一,在废气治理方面,开展焦油尾气回收,锅炉除尘,合成氨回收,氢回收等废气回收工程,年回收煤气800万1TI,合成氨1400t,氢气1450万rift,经济效益达数千万元[2Ol.3.2环境污染治理中的循环经济体系近年来.我国在3个层次上逐渐展开循环经济的实践和探索,即:在企业积极推行清洁生产;在工业集中区创建生态工业园:在城市和省区开展循环经济试点,已取得初步成效.例如,贵港,南海,石河子等不同类型的国家生态工业示范园建设进展顺利,成效可观;黑龙江,吉林,海南,福建已制定了生态经济省规划;贵阳,南京,天津等城市提出建设循环经济型生态城市试点.贵阳是中国建设循环经济型生态城市的首家试点城市,2002年3月建立了以政府为中心,市循环经济办公室牵头,各部门分工负责的组织体系,聘请十几位国内外专家组成顾问组,编制了一批重点规划项目,正式启动了28个支撑项目;第2批200个支撑项目也在梳理规划之中.贵阳搞了城市基础设施中的水,能源和固定废弃物循环利用系统和生态保障体系中的绿色建筑,291资源与环境科学现代农业科技2011年第9期人居环境建设系统:还推进了部分产业循环体系建设,如磷产业,铝产业,中草药,煤产业,生态农业,建筑与城市基础设施,旅游和服务等.浙江省2003年319家资源综合利用生产企业共利用废弃资源2272万t,实现产值113.9亿元,比2002年增长30.6%.天津开发区2002年万元GDP标准煤的能耗达到了2.63t,2003年万元GDP消耗标准煤0.135t;目前,天津开发区已有26家企业通过了ISO14001环境管 理体系认证,企业纷纷进行清洁生产,生态设计实践.鞍钢通过建设工业污水处理设施,工业用水实现了100%循环利用,基本实现零排放;建成转炉煤气回收系统,回收转炉煤气与焦炉煤气混合,用于轧钢加热炉,每年产生2000多万元的经济效益.广西贵港国家生态工业园区是由蔗田,制糖,酒精,造纸和热电等企业与环境综合处置配套系统组成的工业循环经济示范区,通过副产品,能源和废弃物的相互交换,形成比较完整的闭合工业生产系统,达到园区资源的最佳配置和利用,将环境污染减少到最低限度,同时大大提高制糖行业的经济效益,为该行业的结构调整和污染治理开辟了一条新路【2I-ZZl.3.3环境污染治理中的循环经济法律法规体系我国环境污染治理中的国家层面的循环经济法律主要包括《中华人民共和国环境保护法》(1989年),《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2004年修订),《中华人民共和国水法》(2002年),《中华人民共和国清洁生产促进法》(2002年),《中华人民共和国大气污染防治法》(2000年),《中华人民共和国水污染防治法》(1996年修订)》《中华人民共和国可再生能源法》(2005年).发达国家对资源再生产业十分重视,并有专门的法规.如美国的《资源保护和回收法》和《预防污染法》,欧盟的《报废车辆指令》,德国的《废弃物限制处理法》,日本的《废弃物处理法》和《资源有效利用法》等,基本宗旨都是促进对有关资源的回收利用和循环使用.我国已充分认识到这一问题,并在积极筹备构建较为完善的循环经济法律法规体系.例如,国家相关部委已经发布了《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》《汽车产品回收利用技术政策》《国家环保总局关于推进循环经济发展的指导意见》,《循环经济促进法》正在紧张地酝酿之中. 4运用循环经济思想指导我国环境污染治理应该注意的问题4.1从设计上遵循循环经济原则把经济效益,社会效益与环境效益统一起来,做到物尽其用,即在产品使用生命周期结束之后,也易于拆卸和综合利用.在产品设计中,尽量采用标准设计,尽量不产生或少产生对人体健康和环境的不利影响;不使用或尽可能少使用有毒有害的原料.4.2在处理工艺技术中,采用无害或低害新工艺,新技术.大力降低原材料和能源的消耗循环经济的发展需要一系列成熟的污染治理技术,废物利用技术,清洁生产技术和生态工业链接技术作为支撑.这些技术的研发亟需加强.要加快制定循环经济的衡量标准,衡量企业是否构建了循环经济生产体系必须有明确的292标准,这关系到如何制定循环经济优惠政策.只有明确了标准,才能使国家对循环型工业的扶持政策具有针对性和可操作性.依靠科技进步,实现少投入,高产出,低污染,尽可能把污染物的排放消除在生产过程之中.4.3资源综合利用.使废弃物资源化,减量化和无害化把有害环境的废弃物减少到最低限度,这是循环经济的一条重要原则和重要标志.废弃物的综合利用如下有2种方式.4.3.1原级资源化.把废弃物生成与原来相同的产品,如将工业污水深度处理后,回用作工业水:将生产过程中的工艺冷凝液回收用作脱盐水等,这种方式的利用可以减少原生材料量的20%～90%.4.3.2次级资源化.把废弃物变成与原来不同的新产品,这 种利用方式,可减少原生材料量的25%.工业生态园是推行循环经济的一种好方式,这种方式模仿自然生态系统,使资源和能源在这个工业系统中循环使用,上家的废料成为下家的原料和动力,尽可能把各种资源都充分利用起来,做到资源共享,各得其利.共同发展.4.4在管理上形成循环型运行机制循环经济是一门集经济,技术和社会于一体的系统工程,科学和严格地管理是做好这种经济的重要条件.因此,需要建立一套完备的办事规则和操作规程,并且有督促其实施的管理机制和能力.从清洁生产角度看,工业污染物排放的30%～40%是管理不善造成的.只要强化管理.不需要很多投资,便可获得削减物料和污染物的明显效果.4.5在法律法规和政策上形成利于发展循环经济的导向构建完善的国家层面和地方政府的有利于循环经济的法律法规体系.在国家层面上,宜以《循环经济促进法》作为基本法放在第1层次.第2层次为综合法,包括《资源有效利用促进法》《清洁生产促进法》《再生资源回收利用法》和《废弃物污染防治法》.第3层次为各综合法的开放性的子法.在《资源有效利用促进法》之下的子法,主要包括《能源有效利用促进法》《矿产资源有效利用促进法》等.在《清洁生产促进法》之下,主要的子法包括《工业生产清洁法》《农业生产清洁法》《服务业清洁生产法》等.在《再生资源回收利用法》之下,主要的子法包括《建筑材料回收利用法》《废旧家电回收利用法》《容器包装回收利用法》《食品回收利用法》等.在《废弃物污染防治法》之下,主要的子法有《废弃液态物污染防治法》《固体废物污染防治法》《废气污染防治法》等.地方政府宜在国家相关法规的基础上因地制宜地制订相应的法规,监督执法情况,形成有利于发展循环经济的导向.在政策制定上.还应该充分考虑实施循环经济模式后 下游可能产生的产品的消纳方式和鼓励,补贴政策,保证循环经济链条的通畅.5参考文献【1】樊琦,刘恩举.循环经济——资源合理开发与利用的科学基础们.地质与资源2005,14(4):3lO-313.【2】钱易,唐孝炎.环境保护与可持续发展【M】.北京:高等教育出版社,2000.[3】叶文虎.环境管理学【M】.北京:高等教育出版社,2002.(下转第294页)资源与环境科学现代农业科技2011年第9期605040纂30"201O0高邑藁城晋州行唐灵寿赞皇栾城平山深泽辛集新乐无极元氏赵县正定矿区鹿泉井陉图1各县市2008年,1984年土壤速效钾含量IⅡⅢⅣVⅥ图22彻8年,1984年土壤速效钾含量分级变化是化肥施用结构不合理I.受"富钾"观念影响,该区氮磷钾施用比例长期在1.00:0A5:0.10,与氮磷钾施用适宜比例1.O:0.6:0.3有很大差距,偏施氮磷肥而忽视钾肥施用是造成耕层土壤速效钾下降的主要原因.三是钾肥投入不足2009年该区年用化肥总量共计417298万t,其中氮肥269398万t,磷肥120903万t,钾肥26997万t,钾肥用量只占化肥总量的6.5%,与使用适宜比例15%相差8.5个百分点,钾肥投入 不足是土壤速效钾含量下降的另一个主要原因.3结论与讨论2008年土壤养分调查表明,该区耕层土壤中的速效钾含量为ll3.16mg/kg,比第二次土壤普查118.55mg/kg下降5.39mg/kg,下降幅度为4.5%,缺钾面积接近50%.氮磷钾施用结构不合理,钾肥投入不足是该区土壤速效钾含量下降的主要原因,氮磷钾施用比例应由1.00:0.45:0.10调整为1.00:0A5:(0.300.40)较为合理.应大力推广配方施肥技术,加大钾肥施用量,科学合理施用钾肥.4参考文献…1赵凡,沈玉梅,何秀云,等.耕地土壤肥力因子演变的变化程度分析——以榆中县1987—2006年的变化为例lJ1.河南农业科学,201O(12):55—58.62.【2】李贵宝,焦有,孙克刚,等.河南省钾肥施用的宏观调配与区划『J】.河南农业科学.1998(1O):21—24.【3】李腊妮.焦作市农田耕层土壤养分现状与施肥研究【J】.河南农业科学.2006(2):84-一86..I4】刘继卿,吴天明,司学样.不同施钾量对土壤钾素动态的影响册.河南农业科学,2009(8):24.【5]李贵宝,陈淑贞.河南省耕地土壤速效钾含量与分布『J1.河南农业科学,1998(2):27--28.【61.毛平丰,万晓梅.万年县水稻土壤速效钾含量缺乏原因分析与对策[J].江西农业,2o07,l9(9):119,ll4.(上接第292页)【4】马光.环境与可持续发展导论【M】.北京:科学出版社,2003.[5】谢军2004年世界工程师大会在上海开藕光明日报,2004-11-04(A3).[6】徐月凤,黄承武.浅析中国循环经济的发展【JJ.石油化工技术经济, 2oo3.19(3):7-一10.【7】高延莉.中国物资再生现状,存在问题及建议们.中国物资综合利用,20o2,(8):3-8..【8】国家环保局.2005年中国环境状况公报——固体废物部分『EB,OU.【[2006-07一-27】(2011一O1-01).http://www.zhb.gov.cn/plan/zkgb/05hjgb/20o6o7,t20o60727-91437.htm.【9】国家环保局.畜禽养殖废弃物综合利用提速在即:监管技术资金政策等关键支撑因素尚待突破fEa/OL].[2005-一lo-11](201l-01一O1).http:I1www.zhb.gov..cn/natu/lchj|q|200510/t2005101,j0703.him.【l0】国家环保局.农业废弃物综合利用提上议事日程]EB/OL].[2005一-07—2K](2011一-01-01).http://www.zhb.gov.cn/natu/lchj/sj~yzy/200507/t20050728_7q0982.htm.[1l】潘希.废旧轮胎:何时再能"转"起来[EB/OL].[2006—07～123l(2011—01-01).htttp:llwww.cas.ac..crghtml/Dkrl,20o6肼712/14120106.htm.【l2】张益,卢英方.我国城市生活垃圾处理现状评估及无害化处理率分析[EBIOL].[2009-02-21],(2011-01-01.http://211.152.148.19/sitehallworld/nengyuan/3.htm.[13】徐升.访问归来话环保叨.当代广西,2007(12):60.f14]张无敌,刘士清,刘志华,等.我国城市固体废弃物资源及其能源潜力[J】.云南环境科学,1996,15(3):22-.23.【l5】我国生物能源世纪工程提前起步[EB/OL].[2006—02--.21](201l—O1—01).http://www.newenergy.org.cn/html/2006-2/2006221_7668.htm1.294[16】姜德义,任海霞.引入循环经济理念,改善城市污水处理现状fJ1.化工装备技术.2005,26(6):64一-65.【17】贾涛,文春波,尹青亚.发展循环经济地城市污水回用研究【J】_地域研究与开发,20o5,24(6):109—112.fl81LOGANBE,HAMELERSB,R0ZENDALR,eta1.Microbialfuelceils: methodologyandtechn0l0gy【JJ_EnvironmentalScience&Technology,2oo6,40(17):5181-5192.【19】季昆森.将循环经济的原理渗透到环保工作中【EB/OL】.[2010-09—30I(20ll一01—01).http://cssd.acca21.org.cn/2005/news0104.htm1【20】艾鹏飞.山西焦化集团发展循环经济渐入佳境fEB/OL].[2005一l1—22】(2011-01--01).http://www.cctd.com.cn/detaiY05/l1/22/00053702/content.html,.1158793933982&type=A001008048002.【21]王福良.发展循环经济推行清洁生产『J].宁夏工程技术,2004,3(3):291---293.【22]唐孝炎.我国环境污染,环境健康,环境经济与发展战略fJ】.市场与入口分析,2005(2):33-一35.【23】陈静,毕许静.浅论循环经济与环境污染综合治理【.『】.石油化工环境保护,2005,28(3):7-一9.【24]陈昌智.加强治理环境污染创建和谐友好社会[J】.环境保护,2006(6):23--25.【25】李宏宇.发展循环型工业,治理我国工业污染啪.理论探讨,2005(2):72-74.【26J郭立新,刘天元.浅谈发展循环经济是我国环境保护的战略选择叨.长春理工大学,2004,17(3):46-48.[27】窦玉珍,冯琳.构建我国循环经济法律体系【c】∥2005年中国法学会环境资源法学研究会年会论文集.武汉:[出版者不详】,2005:4l3-H4l4.∞∞加∞踮∞∞加Og//如母糕斟'