1、第一章 环境可持续发展模式 1、微观-绿色化学 2、中观-清洁生产 3、宏观-产业生态学 目标：社会、经济、环境可持续发展,人与自然环境关系的认识过程 阶段 农牧社会 工业社会 后工业社会 环境问题 局部 区域-全球 全球 认识论 听天由命 人定胜天 天人合一 方法论 稀释扩散 先污染后治理 预防原理 控制论 迁徙 点源末端治理 清洁生产产业生态循环经济低碳经济 保护目标 群落环境 城市与区域 地球环境 发展目标 生存 财富 可持续发展,表现在环境保护工作方面： 由对点源污染的关注到关注面源、流域乃至全球环境污染问题； 由对单一污染物的关注到关注二次污染和复合污染的问题； 由对城市、工业污染的
2、关注到关注农村、农业的污染问题； 由对生产环节污染的关注到关注商品流通环节的污染问题； 由对环境污染问题的关注到关注生态系统破坏的环境问题。,关注环境问题的趋势,环境保护面临的任务 一.控源减排 1.结构减排-产业结构调整,转变经济增长方式 2.工程减排-SO2 、NOX、POPs；COD 、NH3-N 3.管理减排-标准、法律法规、监控预警 二.减负修复 1.点源-工业控源 2.面源-农业面源 3.综合调控(清洁生产-循环经济-点源治理-产业生态园) 三.综合调控-生态健康 1.总量控制 2.环境监测-环境质量公示制度-污染源自动监测-饮用水安全-食品安全 3.关小上大、提标进园 4.环境政
3、策-绿色贷款.排污权交易.绿色保险,自然稀释扩散,末端治理,清洁生产,生态工业/ 循环经济,可持续发展,通向可持续发展的不同阶段,低碳经济,（Green Chemistry） 绿色化学：环境无害化学环境友好化学清洁化学 从源头消除污染的途径 新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源,二、绿色化学,绿色化学的内容,原料绿色化 反应绿色化 产品绿色化 溶剂绿色化 催化剂绿色化,绿色化学的12条原则,（1）防止污染的产生优于治理产生的污染； （2）原子经济性； （3）只要可行，应尽量采用毒性小的化学合成路线； （4）更安全的化学品的设计应能保留其功效，但降低毒性； （5）应尽可能避免使用辅助物质（如
4、溶剂、分离剂等），如用时应是无毒的； （6）应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源； （7）原料应是可再生的，而非将耗竭的；,（8）尽量避免不必要的衍生化步骤； （9）催化性能试剂（有尽可能好的选择性）优于当量试剂； （10）化工产品在完成其使命后，不应残留在环境中，而能降解为无害的物质； （11）分析方法必须进一步发展，以使在有害物质生成前进行即时的和在线跟踪及控制； （12）在化学转换过程中，所选用的物质和物质形态应尽可能地降低发生化学事故的可能性,绿色化学12条原则,绿色化学的主要内容,无毒无害原料 可再生资源,环境友好产品回归自然 废物回收利用,无毒无害 催化剂,无毒
5、无害 溶剂,原子经济反应,研究“废物零排放”的“原子经济”反应 是绿色化学的重点,Barry Trost教授：原子经济性(Atom Economy)概念A B C DA B C原子经济性 100,产物,废物,废物 为零,被利用原子的原子量之和,反应中所有反应物的分子式量,不同工业部门生产中的废物排放量,制药、精细化工更需开发原子经济反应,三、为环境而设计 (Design for Environment;DfE),系统化地考量在产品及制作过程的整个生命周期中环境、健康与安全目标的设计绩效。,又称：生态设计、绿色设计，面向环境的设计或生命周期设计，被认为是实施清洁生产新的台阶。,为环境设计的基本思
6、想产品设计的基本思想在于从产品的孕育阶段开始即遵循污染预防的原则，把改善产品的环境影响的努力凝固在产品设计之中。经过生态设计的产品对生态环境没有过度的影响，在延续使用中是安全的，对能源和自然资源的利用是有效的，并且是可以再循环、再生或易于安全处置的。,产品为环境设计 以电视机（索尼德意志公司）为例材料选择避免使用复合材料最大限度减少涂漆材料减少所用材料的种类所有塑料零件标上材料代号壳体前脸使用水基漆,制造工艺扬声器格子窗成为音箱整体的一部分，用同一种塑料制成采用吹塑工艺，提高机诫质量，减少塑料用量，降低成本便于拆卸直接用手或常用工具即可拆卸音箱可直接拉出显象管只用4个螺钉固定在塑料机壳上，机壳
7、上不用任何金属固定元件,产品生态设计 以电视机（索尼德意志公司）为例,地毯业界的改革先锋Interface公司改革经营模式：以租代卖每月为客户检查一次利用一个晚上的时间，调换1020%磨损面积达8090%的地毯改用块状形式铺放，少用胶或不用胶 改进地毯设计：分为可分离的面层和衬底 开发新材料Solenium减轻重量35%提高耐磨性4倍耐脏、易清洗 、不发霉易于再循环,地毯业界的改革先锋Interface公司惊人的效果单位服务成本降为原先的1/7非物质化达到30倍的效率制造成本降低，利润大幅度增加增加了就业公司的最终目标：不再使用一滴石油,环境化设计的目的,以最有效益方式，通过设计达成： 减少及
8、降低不可再生资源的使用 善用资源及能源以确定可持续性 减少（最终目标为除去）有毒及有害物质的使用及排放,零排放（Zero Emission)的历程,Zero Emission,近年来，一些发达国家围绕非物质化，进一步提出了物耗能耗零增长、污染物零排放、废弃物零填埋（3Zero）的奋斗目标。,“3 Zero”政策,所谓零填埋是指所有的废弃物都能再循环，而没有东西扔到垃圾填埋场。法国雷诺汽车公司组织了日回收处理3000辆废旧汽车的再循环系统，争取100%的物料再循环。实现零填埋的前提是产品的生态设计。,零填埋政策,环境化设计的关键性角色,环境化设计的基本条件,环境化设计,社会效益及目标,污染预防,
9、回收再利用,基本准则 基线指标（LCA） 改善方针及技术工具,环境化设计的工具,1.生命周期评估(或减化为质能平衡或简约式LCA) 2.风险评估（特别用于整体性评估阶段） 3.全成本会计方法（特别考量潜在成本及社会成本）,4.绿色设计指标（Green Indices；例如Volvo之EPS Environmental Priority Strategies System） 5.可拆解性设计(Design for Disassembly）及回收准则（经济性条件是决定因素） 6.原材料优先选用清单（简单易用，但可能误导）,环境化设计的资讯与决策构架,制成 产品 资料库,市场动态模组,活动/产品 参
10、数,生命周期评估模组,决 策 模 组,环境化设计的准则,环境化设计的定性准则,1.为回收再利用设计 2.为易拆解性设计 3.为减废设计 4.为节能设计 5.为省资源设计 6.为降低长期风险设计 7.为避免意外设计,DfE定性准则为回收再利用设计,(1)为材料回收设计 避免使用复合材料 标示可回收材料 使用可回收之包装 (2)为元件回收设计 使用可再利用容器 为易整修设计 为可再制造设计,DfE定性准则为易拆解性设计,(1)增进元件运作的方便性 拆解程序的最佳化 增加拆解及元件取出的方便性 避免嵌入式元件 (2)简化元件的界面 避免使用弹簧、滑轮、硬化处理 避免黏合及焊接 避免螺丝固定 (3)简
11、化性设计 减少产品复杂性 减少零件数 设计多功能零件 使用共通性零件,DfE定性准则为减废设计,(1)源头减废 降低产品尺寸 规范轻质材料 设计薄层包覆 增加液体浓度 降低元件重量 减少包装重量 使用电子文件 (2)为分离而设计 加强材料滥编编号 尽量使用少种类材料 使用相同或相容材料 (3)避免材料污染 (4)考量回收、再利用及处理的方便性及设计,DfE定性准则为节能设计,(1)减省生产过程的能源使用 (2)降低设备的能源需求 (3)降低配售过程中的能源短运送距离及避免紧急送货降低运送体积/重量 (4)使用再生资源,DfE定性准则为节省资源设计,(1)设计多功能产品 (2)使用回收及可再生材
12、料 (3)使用再制元件 (4)设计长效/使用产品 增长功能有效期 设计可提升功能元件 设计可重复使用基座 设计可修护的方便性 设计耐用产品,(5)设计可闭环式回收 (6)设计可回收包装 (7)设计可重复使用容器 (8)发展租借方案,DfE定性准则为降低长期风险设计,(1)减少制程排放物 (2)避免有毒及具危害性物质 (3)避免长期累积于环境的化学物质 (4)使用水性（非溶剂型）技术 (5)增加产品生物可分解性 (6)增加产品易处理/处置性,DfE定性准则为避免意外设计,(1)避免使用腐蚀性及易燃性材料 (2)提供释压功能 (3)减少渗透可能 (4)使用避免孩童打开的盖子 (5)避免顾客错误使用
13、的设计,三、清洁生产,1、传统环境工程关注的是解决在环境中的迁移转化、命运和归宿以及污染物发生源的末端治理。 2、为环境而设计侧重于在产品设计过程阶段运用环境伦理和各种技术方法解决产品生命周期过程的环境问题。例如为拆解和再循环而设计。 3、 清洁生产-污染预防侧重于产品和过程的污染消除。,4、清洁生产侧重于企业产品生产过程中解决环境污染问题，例如采用清洁的能源、清洁的原材料、清洁的生产过程、清洁的产品和服务。5、可持续发展-最终目标经济增长与生态环境协调资源永续利用既满足当代人需求，又不损害后代人的发展。,联合国环境规划署对清洁生产的定义是：“清洁生产是将综合性、预防性的环境战略持续地应用于生
14、产过程、产品和服务中，以提高效率和降低对人类和环境的危害。对生产过程来讲，清洁生产指节约能源和原材料，淘汰有害原材料，减少污染物和废物的排放和它们的有害性。对产品来说，清洁生产指降低产品整个产品生命周期（包括从原材料的生产到生命终结的处置）对环境的有害影响。对服务来说，清洁生产指将预防性的战略结合到服务的设计和提供活动中。”,清洁生产的目的强化竞争力,增加收益,降低成本,增强材料的使用加强材料的可回收性,减少能源使用 降低毒性物质排放,强化长期的竞争力,可再生资源的利用增强产品的耐久性,清洁生产的目的可持续发展,清洁生产理念,有效利用资源和能源 减少对环境和人体健康的影响 由根源着手 持续改善
15、,增强竞争力 符合法规 降低环保成本 增强与当地居民的关系 提高企业的环保形象,竞争力 符合法规 社会认同 国际行销 资源持续,可持续发展要素,污染控制、污染预防、 清洁生产、可持续发展之间的差异,污染物 (pollutants),原料 (material),过程 (process),产品 (product),服务 (services),回用 (recycle),污染控制 (pollution control),污染预防 (pollution prevention),清洁生产 (cleaner production),可持续发展 (design for sustainability),清洁生产
16、技术执行步骤,清洁生产技术执行步骤,六、进行成本/效益评估和提出行动方案,清洁生产的特点,目的性 清洁生产特别强调节能、降耗、减污、增效系统性 以生产过程为主体，设计一套发现问题、解决问题、持续实施的系统、完整的方法学,清洁生产的特点,持续性 重点的选择、方案的实施均体现从点到面、逐步改善的持续性可操作性 经济条件有限时，可先实施无/低费方案，逐步实施中/高费方案,清洁生产的特点,突出预防性 目标是减少废弃物的产生，从源头削减污染，达到预防污染的目的。符合经济性 污染物一经产生需要大量资金进行收集、处理、处置，清洁生产倡导污染物产生前就予以削减，可节省末端治理的负担，提高产品产量和生产效率。,
17、清洁生产与ISO 14000，可持续发展的关系,废弃物处理 Waste Disposal,污染控制 Pollution Control,回收再利用 Recycling,废物减量化 Waste Minimization,污染预防 Pollution Prevention,清洁生产 Cleaner Production,工业生态 Industrial Ecology,可持续发展 Sustainable Development,发展时间 (Time and Work),范畴广度 (Scope and Result),环境管理系统 (ISO 14000) Environmental Managemen
18、t System,清洁产品目前正从开发设计具有单项优良环境性能的产品向大型、综合、复杂的产品方向发展，并跃向行业层次，如绿色化学、绿色制造、绿色船舶、清洁汽车、绿色电脑、绿色家电、绿色包装、生态材料甚至绿色建筑物等等。,四、绿色食品,遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认定，许可使用绿色食品商标标志的无污染的安全、优质、营养类健康食品。,绿色食品的生产方式 指在生产、加工过程中按照绿色食品标准，禁用或限制使用化学合成的农药、肥料、添加剂等生产资料及其它有害于人体健康和生态环境的物质，并实施“从土地到餐桌”全程质量控制。,在产品包装上使用绿色食品商标标志。 这是对绿色食品的认证、
19、管理形式，也是对消费者的承诺和利益保护。,绿色食品的外在特征,绿色食品的内在特征,无污染、安全、优质 这是选择和控制产地环境，按照特定的生产方式生产，实行生产、加工全过程质量控制的结果。,绿色食品商标的性质,绿色食品商标是中国绿色食品发展中心在国家工商行政管理总局商标局注册的证明商标 用以证明遵循可持续发展原则，按照特定方式生产，经专门机构认定的无污染、安全、优质、营养类的食品 证明商标：是指对某种商品或者服务具有检测和监督能力的组织所控制，而由其以外的人使用在商品和服务上，用以证明该商品或服务的原产地、原料、制造方法、质量、精确度或其他特定品质的商品商标或服务商标,绿色食品标准,绿色食品标准
20、-应用科学技术原理，结合绿色食品生产实践，借鉴国内外相关标准所制定的，在绿色食品生产中必须遵守，在绿色食品质量认证时必须依据的技术性文件。,绿色食品标准的分级,绿色食品分为AA级和A级 AA级和A级的根本区别：AA级绿色食品在生产过程中不允许使用化学合成物质。A级绿色食品在生产过程中允许限量使用限定的化学合成物质。,绿色食品标准体系的特点,实行全过程质量控制融入可持续发展的技术内容有利于农产品国际贸易发展,绿色食品 产地环境 质量标准,畜禽养殖用水水质,渔业水质量标准,土壤环境质量标准,农田灌溉水质 量标准,空气质量标准,绿色食品产地 环境质量现状 评价技术导则,绿色食品 生产技术 标准,生产
21、 绿色食品的 生产资料使用 准则 (全国适用),农药使用准则,肥料使用准则,兽药使用准则,饲料和饲料添 加剂使用准则,食品添加剂 使用准则,渔用药使用 准则,绿色 食品 生产 操作 规程 (地区适用),畜禽 饲养,水产养殖,食品加工,农作物 种植,绿色食品动物 卫生准则,绿色食品 产品标准,初级农产品 标准,加工产品 标准,感官要求,理化要求,生物学要求,绿色食品 包装标签 贮运标准,包装技术条件,标签标准 GB7718-94,标志设计使用 规范,贮运标准,ISO的引言,环保的重视 认知产品在产业与消费时的可能影响,发展以更了解并降低这些影响的方法,生命周期评估（Life Cycle Asse
22、ssment, LCA）,LCA标准原则与构架/基本要求,产品：包含产品系統且亦可包含服务系统,增加兴趣,发展技术之一,风险评估 环境绩效评估 环境稽核 环境影响评估,生命周期评估(LCA),生命周期评估,产品设计的 环境因素,产品的环保 验证条件,为环境设计(Design forEnvironment,DfE),产品的环保标准 产品的环境诉求(环境标章),生命周期评价,原材料、能源输入 产品、副产品输出 物料衡算及废物产生负荷产量化 根据排放负荷进行环境影响评价,根据排放负荷进行环境影响评价,对人类健康（毒性）影响 对陆生生物（毒性）影响 水生生物 光化学氧化 酸雨,臭氧层破坏 对地球气候温
23、暖化影响 水体富营养化 能源资源消耗 土地占用 生物多样性,生命周期评估,生命周期评估,Baseline data,ISO 14040,案例,生命周期评估的运用,鉴别产品在生命周期各细节处环境考量面的改善机会 产业界、政府或非政府机构的决策（例如策略规划、优先顺序设定、产品/制程设计或再设计） 环境绩效相关指标及其量测技术的选择 市场行销(例如：环境诉求、环保标章计划或环保产品宣告),生命周期评价,产品生命周期评估生命周期管理生命周期成本分析生命周期风险分析生命周期设计生命周期经济,产品生命周期评估,产品生命周期（Product Life CyclePLC）是指产品从开始进入营销直到退出营销所
24、经历的时间过程。在这一时间过程内，产品的销售量和利润都会发生一定规律性的变化。因此，需要有不同的营销战略。,清单分析 (Inventory),影响评估 (Impact Assessment),改善评估 (Improvement Assessment) 数据解释 (Interpretation),目标设定 及 范畴界定,产品生命周期评估的构架,产品生命周期盘查 LCI,人体健康,生态影响,资源消耗,社会影响,(转化模式),(影响指数),评价模式及方法,替代方案的排序,改善方案,决策,(分类),(特征化),(权重),LCA影响评估构架,原料采集,资源,加工制作,原料,产品,运销,商品,消费使用,废
25、品,处置,排入环境,能量,产品的生命周期：从摇篮到坟墓,生命周期评估的阶段及相关标准,目的与 范畴界定,盘查分析,动态评估,单释,原則與架構,14040,14041,14042,14043,14049,14047,14041应用实例,14042应用实例,产品综合分析(PLA; Product Line Analysis ),生命周期评估 (LCA),对产品更深入的考量(包含使用功能) 包括社会及经济条件评估 相关对象(esp. 生产者)的参与,生命周期评价内容,LCA分析包括下列内容： 1、 目标定义和范围 找出LCA要解决的问题 2、 清单分析 把对环境有影响的过程列出清单，利用功能单位投入
26、-产出分析技术，建立一个数据清单 3、 影响力评价、改进评价。,LCA在过程优化中的应用,将LCA思想集成于过程优化，包括以下3个步骤： 进行生命周期评价研究（产品生产、使用或消费、报废整个生命周期的环境影响评价和生命周期的成本分析环境经济损益分析）； 形成LCA的多目标优化问题（原材料、能源、水的利用效率最大化、三废排放最小化）； 多目标优化求解，选择最好的解（最小的环境影响，最大的经济效益)。,杜邦公司的环境导则,一、目标是零 1、零岗位作业伤害 2、零现场作业伤害 3、零环境事故 4、零伦理事故 5、零废物处理事故 6、推进废物减量化，目标是零。,二、环境意识,1、认识产生废物的成本废物
27、处置 低成本、大足迹（-1970年） （先污染后治理） 废物处理高成本、小足迹（1970-1990） （末端治理）废物减量化低成本、小足迹（1990-）（源减少）,2、减少源废物产生比处理产生后的废物更经济。 3、清洁生产过程产生的最终结果具有更高的社会价值、较小的环境足迹、更好的发展趋势。 4、创造可持续发展方案对人民友好、安全、健康的生活是十分必要的。 5、最好的技术要贯彻到生产的全过程。 6、保证所有的投资项目为更佳的环境效果而设计。,三、可持续增长的特征,1、减少废物处理和相应成本 2、减少现场处理成本 3、提高产率-再循环/再利用，低排放。 4、从副产品销售中增加收入 5、减少泄漏清洗/环境修复的可能性 6、减少外部损害，改善公共关系。 7、成功的关键项目在设计阶段考虑可持续性最高层管理者的支持关注零目标,四、杜邦公司项目管理的10个步骤,1、初步筛选和项目预评估 2、确定项目环境负责人的责任制 3、确定项目环境目标 4、了解环境许可部门的需求 5、服从环境保护的需要 6、进行全废物管理分析 7、决定废物处理和处置的需要 8、进行废物管理方案的工程评估 9、对误操作排放和事故泄漏防护的环境设计 10、完整项目的环境评价,
