基于复合生态系统的工业污染治理分析

'基于复合生态系统的工业污染治理分析摘要环境污染越来越受到社会的关注，而工业污染是造成环境污染的重要原因。工业污染排放量的变化与工业增长方式有着密切的关系，而这种增长方式的转变主要是通过规模、技术、结构和治理等诸多因素的共同效应来体现的。要实现经济发展与环境保护的“双赢”，唯一的出路就是发展复合生态系统，走生态工业道路。工业企业复合生态系统追求经济效益、环境效益、社会效益相统一的目标，欲达此目标必须实现硬件、软件、心件三者的协调配合。关键词工业污染；复合生态系统；企业生态工程中图分类号X714文献标识码A文章编号1006-5024（2013）02-0010-06在人类向工业经济不断大踏步迈进的过程中，伴随着生活质量提高，人类也面临和承受着前所未有的生存危机和挑战。近几年的墨西哥湾海上溢油污染事件、松花江水污染事件、部分地区出现的“癌症村”等，更是让人们直接感受到工业发展给环境带来的负面影响。在工业进化过程中产生的工业污染，对我国的生态与环境造成了严重破坏。据估计，工业污染占我国总污染负荷的70%。如何有效地控制工业污染，已成为我国经济可持续发展的重点。一、我国工业污染的现状第12页共12页 根据相关统计，我国单位GDP污染物排放量是发达国家平均水平的10倍以上，其中主要污染物排放量已严重超过了环境承载能力。污染物大量排放，不仅使我国54%水系成为无法饮用的水源，3亿多农村人口喝不到干净的饮用水，1亿多城市居民呼吸不到清洁的空气，35%的国土受到酸雨影响，90%的天然草原退化，而且每年造成与环境污染相关的经济损失高达GDP的6%以上。工业污染是指工业生产过程中所形成的废水、废气、固体废物及各种噪音，其中工业“三废”是环境污染的主要污染源。图1描绘了我国近30多年来工业“三废”排放变化的趋势。（一）水污染通过近些年国家环保总局公布的环境公报可以看出，我国地表水污染较重，七大水系总体为轻度污染、湖泊（水库）富营养化问题突出、近岸海域水质总体为轻度污染。204条河流409个地表水国控监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为59.9%、23.7%和16.4%；近岸海域监测面积共27.92万平方千米，其中Ⅰ、Ⅱ类海水占62.7%，Ⅲ类海水占14.1%，Ⅳ类和劣Ⅳ类海水占23.2%。我国水污染主要以有机物污染为主，主要污染物排放量已经大大超过水环境容量（见图2）。（二）大气污染第12页共12页 我国能源结构以煤为主，煤炭占能源结构的70%。20世纪60年代中期以后，随着工业的发展和用煤量的加大，环境空气质量开始下降。我国工业废气污染物主要有工业二氧化硫、工业烟尘和工业粉尘（见图3）。2010年环境公报显示，全国471个县级及以上城市开展环境空气质量监测，其中3.6%的城市达到一级标准，79.2%的城市达到二级标准，15.5%的城市达到三级标准，1.7%的城市劣于三级标准；监测的494个市县中，出现酸雨的市县占50.4%，酸雨发生频率在25%以上的占32.4%，酸雨发生频率在75%以上的占11.0%。（三）固体废物污染工业固体废物是工业生产过程中排入环境的各种废渣、粉尘及其他废物。工业废物消极堆存不仅占用大量土地，造成人力物力的浪费，而且许多工业废渣含有易溶于水的物质，通过淋溶污染土壤和水体。控制固体废物对环境污染和对人体健康危害的主要途径是实行对固体废物的资源化、无害化和减量化处理。随着我国节能减排措施加强和治理污染投资的增大，工业固体废弃物的综合利用率逐年增加（见图4）。2010年，全国工业固体废物产生量为24.09亿吨、排放量为498.2万吨，其中比上年产生量增加了18.1%，而排放量减少29.9%；综合利用量、贮存量、处置量分别为16.18亿吨、2.39亿吨、5.73亿吨，分别占了产生量的67.1%、9.9%、23.8%。二、我国工业污染治理情况及分析环境保护是我国的一项基本国策。我国自20世纪70年代后期，就充分注意到环境污染治理投资，特别是近几年来，我国加大了对工业源污染治理的投资（见图5），对工业“三废”治理效果明显。第12页共12页 Grossman和Krueger（1995）利用回归模型对66个国家和地区的多种污染物进行了研究，发现大多数污染物的污染水平与人均收入之间存在倒U关系，类比库茨涅茨提出的收入分配与经济增长之间关系的库茨涅茨曲线，从而提出环境库茨涅茨假说。污染排放量的变化与工业增长方式有着密切的关系，而这种增长方式的转变主要通过规模、技术、结构和治理等与工业生产特征直接相关因素的共同效应来体现。为了便于分析，本文按照通用的分析方法把全国内陆31个省、直辖市、自治区按地理位置分为东部、中部、西部。如表1所示，尽管从工业污染总量上看各项污染都在增加，但各地区工业增长速度的差异导致了工业总产值占比与“三废”占比的不同变化。基本上呈现空间转移的现象，工业废气排放和工业废水排放先由中和西部向东部转移、再向西部转移，工业固体废弃物产生量由东、中部向西部转移。为衡量不同地区之间的工业污染治理投资差距，本文采用资鸿沟系数进行度量。即先将全国内陆30个省、直辖市、自治区（不包含西藏自治区）人均工业污染治理投资排序，计算人均投入最高的10个省市区的平均值与最低10个省市区人均值的比值，该比值即为工业污染治理投资鸿沟系数；并以类似的方法计算工业总产值鸿沟系数。计算结果如表2所示。第12页共12页 从时间上看，各地区工业污染治理投资水平和当地工业发展水平都保持高速增长趋势。从全国范围来看，在各地经济普遍发展的同时，各区域间的差距仍十分明显，还有不断扩大的趋势，全国人均工业增加值（或工业总产值）最高的10个省市区基本上是人均水平最低10个省市区的4倍。虽然个别份鸿沟系数略有降低，但由于各地区人均工业增加值的绝对量差距不断变大，因此各地区工业增加值差距实际上一直在加大。尽管各地区人均工业污染治理投资一直保持增长趋势，但由于工业污染治理投资的鸿沟系数较大，2003-2009年鸿沟系数基本都超过2，但其系数呈不断减小的趋势，这表明各地区工业污染治理都在加大投资，特别是最低的10省市区由于受国家政策支持而投资增长速度明显加快。三、工业企业复合生态系统的内涵西方工业化走的是一条高消耗、高污染道路，在生产力大发展的同时，却付出了巨大环境代价。我国作为快速发展的国家，没有注意借鉴西方工业化的经验和教训，仍然走先发展、先污染、后治理的老路。早期工业化国家的做法，是以全球资源的掠夺换来的。而在全球环境不断恶劣、传统资源逐渐匮乏的今天，面对经济增长与环境保护的双重压力，追求可持续发展成为必然的选择，即社会、经济、环境的协同共生。复合生态系统，也就是社会一经济一自然生态系统，是由社会系统、经济系统、自然系统组成的一个复合的复杂的巨系统。第12页共12页 1984年，马世骏和王如松首次提出了复合生态系统的观点，认为它由社会、经济和自然三个系统组成，并且三个系统间具有互为因果的制约与互补的关系。在随后的研究中，他们又进一步明确了复合生态系统中三个子系统通过生态流、生态场在一定的时空尺度上的耦合关系，并绘制了复合生态系统的生态格局和生态秩序，并由此提出了水、土、气、生、矿等环境因素的耦合和生产、流通、消费、还原、调控等人类活动的系统分析方法，揭示了以资源代谢在时间、空间尺度上的滞留和耗竭，系统藕合在结构、功能关系上的破碎和板结，社会行为在局部和整体关系上的短见和调控机制上的缺损为主的生态动力学机制以及整体、协同、循环、自生的生态控制论机理。工业企业作为非物种生态因素，不仅需要自身的持续发展，而且需要与经济发展、社会进步协调，与自然生态相平衡。工业复合生态系统是通过对自然资源进行加工制造物质资料的所有企业及其关联行业、部门的综合，促进工业子系统与整个复合生态系统的协调发展。一切生产活动都必须从自然环境中输入各种生物和非生物资源，从社会环境中输入劳力、资金和信息，经系统内部功能的驱动、运转，使物质、能量在循环和转换的过程中，实现价值和信息调控，最终在向社会环境输出产品的同时，向自然环境输出各种废弃物。工业企业的经济效益，实质上就是该系统输入输出的转换效率；工业企业的环境效益也就是使排出的废弃物小于自然环境的自净能力，从而保护和维持一个有利工作和生活的良好生态环境。第12页共12页 从一般系统理论的角度分析工业系统，它应具有整体性、相关性、层次性、动态性等特点；而从社会一经济一自然复合生态系统的角度来认识工业生态系统，就不难发现工业系统还具有复合性、开放性和“两重性”等。就单个工业企业来讲，首先是投入产出系统，它需要投入人、财、物等资源，通过企业系统的内部资源转换功能，产出符合市场需求及社会、生态要求的产品、服务、劳务、信息、技术等；其次是开放式人造系统，通过发挥人对系统的作用，实现企业与外部的交换，实现企业目标；再次是动态系统，其目标、条件需要不断地适应外部环境，实现内外的动态平衡；第四是耗散结构体，通过“耗”与“散”，与外部交换能量，即通过吸收转换排出而向外辐射经济、科技能量；第五是具有自组织功能的系统，独立承担责任，获取利益，并通过自组织活动增强自身生命力，实现经济、生态、社会效益的协调发展。按企业生态与经济系统相互关系，其发展历程可分为四个阶段。（1）低级协调发展模式——企业生态经济复合系统。生态功能较强而经济功能较弱，经济的发展虽然影响着生态环境的质量，但其影响甚微，企业生态系统的质量保持相对稳定状态。（2）不协调发展模式——企业在发展经济时并不考虑生态环境保护及其承载力的问题，而且此时企业的经济功能较强而生态功能十分脆弱，企业的经济生产力大大超过企业自然生态生产力。（3）强制协调发展模式——政府通过对企业行为的限制来改善生态环境质量，但由于科学技术及管理方法的局限，企业经济增长以生态环境质量下降为代价，而生态环境质量改善又以牺牲企业经济增长为代价。（4）高级有序协调发展模式——企业能自觉地有意识地将经济发展与生态保护综合统一，使企业生态经济处于良性循环运转之中，生态系统与经济系统相互促进、共同发展，处于和谐一致的协调状态。第12页共12页 工业企业生态工程与传统工业模式有着本质的区别。传统工业主要考虑社会环境，其文化基础是自由的市场体系，企业的价值观、组织结构、战略与决策、产品开发、产品的生产与营销都是以此为基础的，企业追求利润最大化，企业在满足社会需求的同时，很少考虑对自然环境的负面影响；而工业企业生态工程则是以可持续发展与复合生态系统理论为基础的，其价值观、组织结构、战略与决策、产品开发、产品的生产与营销等活动建立在时常位与生态位并重的基础上。四、实施工业企业复合生态系统的条件环境污染少和经济效益好恰恰是工业污染防治所需要的“双赢”结果，为了达到这个目标，就需要我们作出更多的努力，尤其是大力发展工业企业生态工程。工业企业复合生态系统追求经济效益、环境效益、社会效益统一的目标，欲达此目标必须硬件、软件、心件三者相互配合，缺一不可。（一）硬件硬件指的是技术、设备的改进与创新，工程设计优化等技术手段。我国人均资源相对不足，且又处在资源消耗比较多的工业化中期阶段。伴着工业化和城市化快速推进，城乡建设广泛开展，经济规模不断扩大，资源需求量与日俱增；由于增长方式粗放，经济结构不合理，资源消耗强度大，社会生产和生活的各个领域浪费严重。近年来，我国能源消费总量以年均9%以上的速度增长，能源消费结构中煤炭所占比重过高，工业特别是重工业能耗比重居高不下，主要资源长期处于负担过重的状态，我国已有45种主要矿产资源出现不同程度的短缺。促进技术创新、开发新能源、调整产业结构、节能减排是解决我国能源长期供应、维持经济高速增长的基石。1第12页共12页 技术。科学技术进步是影响工业企业实施生态工程的重要因素，比如组织清洁生产就不仅涉及新的技术、新的工艺与新的方法，还涉及新材料、新能源、新设备、新产品等。ISO环境管理标准体系就对企业的生产技术、工艺、原材料、产品性能、工艺流程、废弃物的循环利用等提出了要求，这对我国众多的中小企业提出了严峻的考验。重视生态技术创新，不仅是降低企业环境污染的主要途径，也是提高企业竞争力的关键。2资金。资金投入是生态工程建设必备的物质基础，我国用于治理工业“三废”的投资逐年增长，2008年工业污染治理投资达到了542.6亿元，“十二五”期间国家将投资3.4万亿元用于环境的治理与保护。为调整生态环境保护和建设相关各方之间利益关系，国家还制定了相应的生态补偿机制，针对主要区域实行“受益者补偿和破坏者付费”的政策。企业发展节能工艺、绿色产业、循环经济等，不仅需要相应的科学技术水平，更需要以雄厚资金作为支撑。3结构。改革开放以来，我国的经济发展迅速，经济增长较快，但第一、二、三产的结构却不合理，工业占大头，尤其是重工业占大头的经济结构，对自然生态环境、资源承载力产生的影响越来越大。我国南方工业发达于北方，沿海工业发达于内地；有些品种过剩，有些品种紧缺。有大量的小型厂家，造成重复建设，资源达不到最优配置，资源浪费严重，单位产量耗能大，生产成本高。（二）软件第12页共12页 软件指的是有关方针、政策、法律、条例的修订，体制改革，综合规划等社会保障，政策法规是推动企业生态工程的有效手段。在发展工业生态环境中政府起着决定性的作用，任何一级政府决策及活动中都应纳入对保护环境资源的考虑、对发展计划和政策进行环境影响评估、采取经济激励政策促进循环经济发展、建立绿色GDP指标体系、加强监测并推行污染排放报告制度等。1规划。生态规划包括生态概念规划、生态工程规划和生态管理规划。生态概念规划包括自然和人文生态因子规划；空间、时间、数量、结构、序理的生态关系规划；生产、生活、流通、还原、调控的生态功能规划；物质代谢、能源聚散、水系统、交通运输、景观肌理、社会纹脉、管理体制、安全保障的生态网络规划。生态工程规划包括水、能源、景观、交通和建筑等系统工程规划；生态服务管理规划包括生态服务、生态代谢、生态体制、生态文明的管理。2政策和法规。工业企业作为一种社会经济组织，它不仅受到国家及区域市场环境、体制、政策的影响，还受到行业协会等中介的制约。尤其是市场及环保方面的政策是影响工业企业是否实施生态工程的“指挥棒”。从计划经济向市场经济的根本转变，从粗放型发展模式向又好又快的发展模式的根本转变，要求我国工业企业实施生态工程。近几年来，我国区域发展的政策与地方法规考虑了环境保护的要求，也加大了环境治理与监管力度，但只有让工业企业主动实施生态工程，才能从根本上实现复合生态系统。3第12页共12页 监督与管理。国家环境保护政策需要地方政府根据本地区的情况制定相关条例，以保证该政策在地方的实施。然而，一方面，由于污染控制成本过高，同时又缺乏相应的激励，某些地方政府出工不出力的监管导致了国家政策的失效；另一方面，面临既定的污染管理条例，某些企业因为自身利益而隐性抵抗会进一步加大环境污染治理的困难。生态工程的开展必需借助一些有效的管理方法，以便使企业更加有效地组织和计划环境活动，识别、评估环境的改进机会，比如：可以尝试管理体制变化，采取环保部门垂直管理；加强对外资企业、中小企业的监督，避免成为“污染天堂”等。（三）心件所谓心件，就是指思想、意识及行为的诱导和能力建设等行为措施。工业企业不能等经济水平到达一定高度后再以数倍的财力、物力来重新治理环境。影响企业生态工程的因素包括人口规模、人口分布及人均资源占有量、人类文明、参与行为、管理调控方法等。环保意识的提高，不仅体现于企业的领导决策者，更体现于政府相关职能部门，还体现于企业员工及全民的参与。1人力资本。类似于环境库兹涅茨曲线，人力资本和环境污染呈现倒U型曲线。在工业企业发展初期，由于教育水平处于较低阶段，教育水平与污染排放强度呈正相关性；当教育水平达到一定阶段后，人们对环境的关注加强，企业开始重视污染控制。提升全民的受教育水平，加大环境保护的宣传力度，倡导以生态为导向的价值观、人生观、世界观，以及由此形成的生态文化对现代工业企业的影响是深远的。2第12页共12页 企业行为。工业企业是否实施生态工程，不仅与自身的效益、规模、产品、技术、生产、设备、管理、资金有关，还与领导者战略眼光有关。影响企业实施生态工程的因素包括企业的效益与规模、企业行业背景、企业决策层战略意识、污染排放经济成本等。这就需要为企业完善一种鼓励资源优化利用的市场环境，从而使得企业的微观行为与宏观目标相融，节能减排与经济增长相统一。3公众参与。一方面，随着社会的进步，公众对企业的影响越来越大，公众可能有助于增强企业实现自己目标的能力，也可能妨碍这种能力。有不少污染严重的企业都是因公众的强烈不满及强烈诉求而关停并转的。另一方面，社会公众也是企业生产经营活动的出发点和归宿，绿色需求拉动企业绿色营销、促进企业产品生态设计和清洁生产。虽然在短期内，公众压力还不会影响到企业产品的市场需求，但从长期来看这种影响是必然的。第12页共12页'