高新技術污染及其對策思考

陳亢利,龔海華

高新技術污染及其對策思考

陳亢利,龔海華

(蘇州科技學院環境科學與工程學院,江蘇蘇州215011)

分析了高新技術污染的影響、特征及其原因,列舉了發達國家高新技術應用帶來的問題,最后提出了我國有效防治高技術污染的措施與對策。

高新技術;污染;對策

高新技術產業因它的高效益和低消耗等特征,成為各國發展經濟的新增長點,其中近年發展較為迅速的有半導體工業、轉基因技術和納米技術。半導體產業出現后,各種家用電器的普及豐富了人們的日常生活;轉基因農作物可以促進產量和質量的提高,增強抗逆性,還能降低成本,減輕勞動量;納米技術能在原子水平上直接生產出自己需要的任何東西,可修復損傷的人體和大腦細胞。然而,隨著這些技術的應用,該產業給人類帶來的負面影響也逐漸暴露出來,那就是高新技術污染。

1 高新技術污染

1.1 高新技術及高新技術污染

高技術是指建立在最新科學成就之上的,能對國家經濟、軍事、人民生活等產生重大影響的技術[1]。新技術并非簡單指新的技術,它是對當代科學技術領域里帶有方向性的最新、最先進的若干技術的總稱。產品或產業中高新技術所占的比例超過一定標準時,才能稱為高新技術產業[2]。高新技術的主要特征是知識密集程度高,屬于高智力、高投入、高效益、高競爭、高勢能、高影響力的技術。高新技術產業以它的高效率、高效益、高增長和低能耗、低消耗等重要特征,倍受青睞,成為各國發展本國經濟的新增長點和支柱產業。

除半導體外,當前高新技術的發展主要包括轉基因技術和納米技術。轉基因技術就是指利用基因槍等工具,強行地把一種生物的基因片斷植入到另一種生物的細胞里,由此產生大自然完成沒有的新品種,這種生物,在科學上稱為轉基因生物[3]。轉基因技術使人類可以對生物生命進行“任意修改”。納米技術是指以尺寸在0.1-100 nm之間的物質來開發新的產品。納米材料就是晶粒尺寸為納米級(10-9m)的超細材料[4]。由于納米材料在磁、光、電、敏感等方面呈現出常規材料不具備的特性,因此有著廣闊的應用前景。

當然,高新技術也是一面“雙刃劍”,即帶來了效益也帶來了污染。半導體產業在生產過程中使用了大量的有機溶劑和有毒氣體,產生的廢棄物會對地下水、大氣和土壤環境造成了嚴重的污染。

而基因污染主要是轉基因作物附近生長的野生植物和農田的非轉基因作物被轉基因作物傳粉,轉基因作物在自然條件下存活并發育成為野生的、雜草化的轉基因植物,污染就在于這種轉基因植物能夠不斷增值、擴散且無法清除[5]。通過轉基因技術培育出來的新品種在某些性能上比原來的品種有優勢,但是這些新品種可能引起基因污染。

納米微粒是飄浮和運動的,它遵循布朗運動規律進入食品和人體,進而進入體細胞內。產品成分中若含有氧化硅、氧化鈦、氧化錳或者銀,這些成分在人體內將“如同幽靈一樣飄浮”,如果潛伏在細胞內就有可能誘發細胞病變,進而可能導致癌癥。這些事實提示我們,過去宏觀物質的安全性評價結果也許不適用于納米材料。

1.2 高新技術污染的影響

綜合考慮世界各國特別是高技術產業強國的污染情況,高新技術污染對環境的影響主要體現為:

(1)對水環境的影響,尤其是對地下水環境的影響。由于半導體產業產生的廢液泄露導致地下水受到污染。表現為水體功能減退,喪失使用功能。

(2)對空氣環境的影響。局域上表現為空氣質量下降,區域上表現為全球氣候變暖和臭氧層破壞等。電子制造業排放的氟利昂會破壞臭氧層,并且氟利昂能加劇溫室效應,致使全球氣候變暖。[1]

(3)對人體健康的影響。表現為各種職業病、地方病等,可能引起的疾病有:致癌問題、免疫系統功能衰退問題、關節炎和糖尿病等。

(4)轉基因技術目前主要應用在農業上,而這種農業有一種傾向,就是作物的單一化。而單一化的作物體系或者生態體系是脆弱的,很難抵御病蟲害的侵襲。[6]單一化的作物體系容易導致生物多樣性的減弱,整個生態系統的食物鏈容易斷裂。這會危及整個生物圈的生存。

(5)納米粒徑小,比表面積大,粒子表面的原子數多,周圍缺少相鄰原子,存在許多空鍵,所以具有很強的吸附能力和很高的化學活性,在人體內將“如同幽靈一樣飄浮”,如果潛伏在細胞內就有可能誘發細胞病變,進而可能導致癌癥。納米技術的自我催化反應,無需在實驗室給予輸入,就能夠自己產生化學反應并不斷加速,從這個角度出發,人們不禁會擔心其它人類甚至超人類的出現。同時納米粒子及納米產品可能包含科學家還未充分了解的全新污染物,由于不可生物降解,錯誤使用可能造成災難[4]。

1.3 高新技術污染的基本特征

高新技術污染之所以區別于其他傳統的污染,主要是其本身的特征決定的,高新技術污染的基本特征是[1]:

(1)隱蔽性

高新技術產生的環境危害及影響有些是顯而易見的,但有些則是隱蔽而難以預見的。由于高新技術創新性強,發展速度快,人們在對生產工藝變化的了解過程中,并不能同步地了解其潛在的污染因素。

(2)滯后性

一項高新技術形成產業后,是否對環境產生不利影響,當時不容易認識到,只有當環境問題產生后,人們才能從中得到反饋。一方面受環境介質傳播途徑的影響,高新技術污染往往不會從受污染的環境對象中得到立即“響應”,而是要經過了數年或數十年才會顯現出來。另一方面由于受知識產權保護的限制,對于某些已經了解和認識到的污染源,也難于沖破“企業秘密”的壁壘,使相應的環保工作不能及時跟上,導致了污染防治的滯后。

(3)協同性

高新技術所使用的原料和生產的產品中,絕大部分可能是無毒、無害的,其產生的副產品或污染物也可能是微量的、微害的,本身不足以對環境構成明顯威脅。但當它們進入環境介質后,就可能與其他化學物質發生化合作用而產生協同污染效應,使其污染作用增強,從而對生態環境產生破壞。

(4)累積性

高新技術產業研發生產過程中所產生的揮發氣體、粉塵、以及所輻射的電磁波盡管劑量低,但在長期的作用影響下,就會對環境和人體產生累積效應。這種累積效應一方面能導致人體的相關的職業病,另一方面能對生態環境產生影響。

(5)連帶性

由于高新技術的前沿創新性,其在生產工藝中的污染及產品在使用過程中的潛在危害具有不可預見性和不可知性,從而很難事先得到有效控制和管理。當一次污染(危害)發生后,由于改變某種環境和維系生態平衡的條件而將產生二次污染影響。

1.4 高新技術污染產生的原因

(1)高技術本身的原因

半導體制造業的生產工藝非常復雜,特別是有些工序中使用了許多有機溶劑和一些特殊的有毒氣體,這些物質大部分有毒性和危險性。由此產生的廢氣、廢水和廢渣都具有污染環境的潛在危害性,并且能對人類及其生存的生態系統構成了嚴重的威脅。

(2)企業的經濟因素

在市場競爭日益激烈的情況下,企業為了在激烈的環境中生存,有的企業采取了減少投入,特別是減少了治理污染的投入,并未購置相應的儀器來處理本企業所產生的廢物。同時企業之間的競爭,使各企業加快新產品(包括化學品)的研發,有些新產品的安全性和可靠性未經過充分的試驗和評估就進入了市場。這些新產品是否會對環境產生不利影響只有經過一段時間后才能從環境中得到反饋。到那時污染已經產生,治理則顯得滯后了。

(3)人們的環境保護意識不夠和法律法規的不完善

在高技術產業剛開始發展時人們只看到了該產業的高利潤,高效益。認為高技術產業是清潔,無污染的。一方面是某些地區的領導,為了政績為了局部經濟利益犧牲環境資源,沒有很好的貫徹執行環境保護法律、法規,沒有采取相應的措施應對污染。另一方面由于技術更新速度快,相關法律法規的制定沒能跟上技術更新的節奏,而現有的法律已經過時,不能適應新形勢下的要求。

(4)國家之間的傳播

由于當前各國的發展水平不一樣,許多在發達國家已經廢棄的技術,卻轉移到發展中國家。發達國家通過技術更新,普遍采用新的生產方式和更加嚴格的污染檢測儀器,將污染密集產業,特別是高污染密集產業,以及對環境有害的高新技術轉移到發展中國家。根據有關部門對上個世紀90年代初外商對我國直接投資進行的分析發現,有大量污染密集產業(包括高技術產業)向我國轉移,給我國生態環境造成嚴重破壞[7]。

2 國際上高新技術應用帶來的問題

2.1 半導體產業的污染

(1)美國狀況

第二次世界大戰之后,在美國,以硅谷為中心的高技術產業群的快速發展有力的推動了全美的高技術產業的發展。然而高技術產業在給美國帶來高利潤的同時也帶來了嚴重的污染。

硅谷作為美國的高技術產業中心同時也是美國高技術污染的發達地區,該地區的高技術產業最早是半導體產業。半導體工業表面上給人以清潔、纖塵不染的感覺。然而實際上半導體工業使用了許多有機溶劑,其中以三氯乙烯的年使用量最多達到3764t[8]。據美國聯邦環保局的評價,三氯乙烯對人體有可能致癌。動物實驗結果表明,除急性中毒(中樞神經障礙、肝障礙、腎障礙等)之外,即使在允許沈度(9ppm)以下,他們也會引起肝功能異常、視覺下降以及神經、皮膚粘膜和消化器官退化、異常的癥狀。

1986年2月“硅谷反對有害物質聯合會”整理的以行政機關資料為基礎的報告表明,硅谷地區的污染狀況是[9]:(1)高度危險的廢溶劑等化學物質正從約80%的地下儲罐向外泄漏;(2)地下水中發現了大約100種化學物質;(3)圣克拉拉郡發現了150多處地下儲罐有泄漏,并且有200口公共水井和私人水井被污染;(4)圣克拉拉郡每年產生有毒廢物10萬t,其中3860t危險廢物被排入環境。

(2)日本狀況

20世紀70年代由于當時全球石油危機的爆發,迫使日本政府在80年代開始逐步放棄重化學工業,開始建立新的高技術工業。到1988年,日本政府確定了25個高技術工業區。但當時政府并未推廣控制污染的政策,認為高技術工業不會帶來污染。然而事情并不想他們預期的那樣,20世紀80年代末日本出現了高技術污染的跡象。1982年,宮崎電氣公司發生了一場大火,使大規模的集成電路化為灰燼,產生的大量有毒濃煙。伴隨火災的出現,顯然半導體工廠使用了多種有毒化學物質,并且有可能污染環境。隨著半導體工廠事故的出現,人們開始認識到高技術產業其實使用了許多的有毒化學物質,而故障發生時相應保護措施還沒有制定出來。

同時在半導體工業中,另一個危險是有機溶劑造成的地下水污染。1982年,日本環保局對15個城市的地下水做了調查,并確定地下水污染是有機溶劑造成的。在后來的調查中發現這些污染正在向鄰近地區蔓延。

為此環保局要求地方政府對各地的地下水進行全面的調查,并監督當地使用有機溶劑的工廠。結果顯示,一些使用有機溶劑的廠家一直在排放有機廢水。雖然政府要求個企業降低廢水中有機溶劑的含量,但效果不明顯。到1987年超過標準排放污水的廠家共有349家[10]。

2.2 轉基因技術帶來的問題和納米的“灰色憂傷”

轉基因技術在農業上的應用最為廣泛,同樣在農業領域的污染也最嚴重。2002年12月,美國農業部宣布已經隔離生長在內布拉斯加州土地上的100萬斗大豆,因為這批食用大豆被含有藥物成分的轉基因玉米所污染,其后果可能導致不同健康狀況的人冤枉地吃下不適合的“藥物”。事件發生后,《華盛頓郵報》又揭露說,在當年9月,該公司在愛荷華的藥用玉米被懷疑通過花粉傳播污染了附近的玉米,155畝地所產的玉米因此被美國農業部銷毀[11]。

除了轉基因技術污染外,納米技術也有可能會造成污染。納米技術已被用于集成電路芯片制造,但原料仍然是砷化鎵物質,在1993年到2003年的10年間日本有近6.1億臺手機廢棄[12],相當于釋放了近一噸砷毒物。這些物質的不恰當排放會造成嚴重的環境污染。綠色和平組織委托英國帝國理工學院所作的報告《未來的技術,今天的選擇》,歸納了一些科學家和環保主義者、倫理學家、社會學家對納米技術可能危害的分析,指出納米粒子及納米產品可能包含科學家還未充分了解的全新污染物,由于不可生物降解,錯誤使用可能造成災難。

3 中國的高新技術產業及其問題和對策

3.1 中國高技術園區的發展和特點

我國的高科技園區從上個世紀末開始發展,深圳科技工業園是我國大陸第一個科技園區,于1985年由深圳市政府和中國科學院共同創辦促進科技成果的轉化。1998年8月,中國國家高新技術產業化發展計劃——火炬計劃開始實施,創辦高新技術產業開發區和高新技術創業服務中心被明確列入火炬計劃的重要內容。在火炬計劃的推動下,各地紛紛結合當地特點和條件,積極創辦高新技術產業開發區。1991年以來,國務院先后共批準建立了53個國家高新技術產業開發區。這些高技術產業區不僅取得了舉世矚目的成就,而且探索出一條具有中國特色的發展高新技術產業的道路。

中國高新技術產業開發區以智力密集和開放環境條件為依托,主要依靠國內的科技和經濟實力,充分吸收和借鑒國外先進科技資源、資金和管理手段,通過實施高新技術產業的優惠政策和各項改革措施,實現軟硬環境的局部優化,最大限度地把科技成果轉化為現實生產力而建立起來的集中區域。

3.2 中國高新技術產業的特點

(1)產業規模發展迅速,拉動經濟增長。

近年來我國高技術產業繼續保持快速增長,成為推動經濟結構調整和企業規模壯大的重要力量。高新技術產品進出口總額及其占商品進出口總額的比重不斷攀升。三資企業更是成為拉動高新技術產品出口增長的主要力量。[13]

(2)產業增加值不斷上升,但產品附加值較低,科研經費不斷提高。

改革開放以來,我國經濟保持了較快增長。但這種增長主要表現為生產能力的擴大,增長主要是靠數量的增加,目前我們擁有自主知識產權的高技術產品很少,這些原因都限制了我國產品附加值的上升。雖然我國高技術產業的科研經費不斷提高,但跟發達國家相比,還是有較大的差距。

(3)高新技術產品進出口總額及其占商品進出口總額的比重不斷攀升[14]。

我國高新技術產品進出口總額由1998年的494.5億美元增加到2005年的4159.7億美元,占全部商品進出口總額的比重由 15.3%增加到29.2%。2004年出口額為1653.6億美元,進口額為1613.4億美元,首次實現順差達40.2億美元。2005年實現順差205.4億美元。

(4)新增就業大幅增加,緩解就業壓力[15]。

2005年我國高技術產業全部從業人員達到666萬人,同比增長11.2%,比工業增幅高5個百分點;累計新增就業人數近80萬人,高技術產業已成為我國國民經濟中增加就業的重要渠道。

3.3 中國高新技術產業可能產生的環境問題

我國的高新技術產業分為各種不同的類型,由于各類產業本身具有區別其它行業的特征,因此各種行業可能產生的環境問題也不相同:

第一是半導體產業可能產生的環境問題。半導體工業經過幾十年的發展,經歷了數次技術的更新換代。集成電路就是當前半導體產業的一個前沿領域,生產中使用了許多有機溶劑和有毒氣體,其中大部分是有毒有害的。由此產生的廢液和廢氣會造成嚴重的環境污染。

第二是轉基因技術引起的污染。我國是世界人口最多的國家,解決人民的溫飽問題始終是國家一項重大的民生工程。自從轉基因技術被應用到農業后,我國在轉基因農產品的研究開發和應用上取得了巨大的進步。1999年,我國轉基因農作物的種植面積有30萬公頃,僅次于美國、阿根廷和加拿大,居于第四位。我國投入研究和開發的轉基因植物達47種,涉及各類基因103種。近20種轉基因抗蟲、抗病等改良農作物和林木進入田間試驗或環境釋放階段[3]。雖然新的品種有許多優良的特性,但這些經過人為作用改造得到的品種能否與當地的生態環境和諧發展還是一個有待檢驗的問題。

第三是化工類、材料類高技術企業引起的污染,化工類高技術企業在生產中使用了許多化學品,這些化學物質在生產過程和產后的廢物都可能會導致環境污染[7]。當前材料類高新企業的環境管理逐漸趨向松散,寬松的管理方式助長了企業在生產中濫用有毒有害的輔助材料。在這類企業中納米材料使用較多。納米材料具有很強的吸附能力和很高的化學活性,納米產品不可生物降解,所以錯誤使用可能造成環境災難。

另外我國的高技術產業中,三資企業的數量占有很大的比例,而我們擁有自主知識產權的行業少,大多數行業還是處理初級產品的加工處理,這樣的發展模式消耗了大量的自然資源,在開采過程不僅破壞了環境還造成了生態危害。

3.4 解決問題的相關思考

縱觀當今發達國家的發展道路,他們走的是先污染后治理的發展道路,在發展中消耗了大量資源,并造成了嚴重的污染,所以當前各國都采取措施來治理污染,改正他們所犯的錯誤。改革開放后,我國經濟的發展速度進一步加快。我國不可能走發達國家所走過的發展道路,因為目前的資源條件和環境條件都不允許我們走這樣一種先污染后治理的道路。為此我們可以采取一些措施來防范污染的產生:

(1)提高認識,正視問題,研究和解決問題

從哲學的角度講,任何事物都是一分為二的。高新技術能夠給我們帶來進步,同時,它也肯定會給我們帶來麻煩。準備好它同時帶給我們的挑戰,像對待其他的污染問題一樣,正視它、研究它、規范它、解決它。逐步建立研究體系和管理體系,貫徹預防為主政策,學習發達國家經驗,提出我們解決問題的思路對策。

(2)堅持環境影響評價,鼓勵推行清潔生產

我們國家的改革開放目前正處于關鍵階段,各地的高技術園區的數量快速增長,園區的企業正在增多。許多發達國家在進行技術更新后,把一些污染重、產業附加值低的行業轉移到發展中國家去。因此在引進高新技術企業的同時,要認真研究高新技術產業對環境的潛在影響,實行環境影響評價一票否決制。所以在企業建立前要對企業的生產工序進行環境影響評價,要堅決拒絕高污染企業的建立[7]。另外對那些污染重,但國民經濟發展過程中必需的行業在建立時鼓勵企業推行清潔生產方式,最大限度的減少污染。

(3)加強對新物質和廢棄物的管理

首先,應加強對新化學物質的審查管理,強化危險廢物全過程管理。盡快建立危險廢物的申報登記制度,嚴格執行危險廢物轉移報告聯單、經營許可證、行政代執行等制度、切實做到對危險廢物從生產、收集、運輸、利用、處理和處置的全過程環境管理[7]。其次,做好廢棄物的回收處理工作,當前電子類產品更新速度太,廢舊產品的危害大,所以對危險的廢物應該回收進行集中處理。

(4)完善防止污染的相關法律法規

防止污染應該是一個全局性的問題,所以國家應該加快制定各種環境保護法。要采用有效的經濟手段和法制手段,加強開發園區環境綜合整治和集中處理,按功能分區,制定不同的污染排放標準,在區內可以考慮實行高于治理費用的排污標準,建立高污染密集產業特別控制區。

(5)加強產品評定中的環境評估

在高新技術開發項目評獎、產品認定和產品有關評獎,強化環境評定,將環境影響作為評定的重要方面;還須強化高新技術成果產業轉化的環境影響評估。

(6)加快企業的研究開發速度和提高企業的管理水平

加大企業研發資金的投入,加快替代原料研究,減少有毒有害物質的使用量。提高發展既能高度滿足人類消費需要又與環境友好的新材料、新工藝的科學技術水平,提高整治被破壞生態環境、治理環境污染、增強環境承載力的科技水平。

[1] 郭金龍.高技術污染及其對策[J].環境科學與技術,2001,(3): 42.

[2] 王瑞賢,羅 宏,彭應登.高新技術污染特征分析及控制對策[J].環境保護,2004,(2):44.

[3] 華靈子.關注億萬被強行轉基因的生物及其延伸的污染問題[N].2003-01-27.

[4] 費多益.灰色憂傷—納米技術的社會風險[J].哲學動態,2004, (1):23.

[5] 毀譽參半的轉基因技術[N].北京晚報,1999-08-16.

[6] 熊 蕾.瑞卡達:為生物安全吶喊[N].南方周末,2004-04-01.

[7] 張玉賦,夏太壽,徐 暉.江蘇省高新技術產業污染情況調查及對策研究[J].中國科技論壇,2006,(1):34.

[8] 張 婷.警惕新的污染源:高技術污染[J].科技進步與對策, 2000,17(9):105.

[9] 吉田文和著.高技術污染[M].張坤民,周北海譯.北京:中國環境科學出版社,1998:12-13.

[10] 小口美津夫著,邱碧云譯.日本的高技術污染.1991.

[11] 美藥用玉米污染食用大豆環保人士呼吁嚴檢[N].人民日報海外版,2002-12-09.

[12] 程 磊.納米技術:福禍一念間[J].教師博覽,2003,(9):52.

[13] 李書鋒,張新橋.淺析我國高科技產業發展戰略的選擇[J].張家口師專學報,2003,19(4):49.

[14] 彭 練,申 靖.淺析我國高新技術產業發展現狀[J].中國集體經濟,經濟觀察,2007,(6):8.

[15] 國家發展改革委高技術司.2005年我國高技術產業發展報告[OL].國研網.

Pollution from High and New Technique and Countermeasures

CHEN Kang-li,GONG Hai-hua
(School of Environmental Science and Engineering,Suzhou University of Science and Technology,Suzhou 215011,China)

By analyzing the pollution from high&new technique in America and Japan,the risk and the reasons of pollution from high and new technique were given.The measures to prevent the pollution from high and new technique were presented.

high technique;pollution;measures

X506

A

1674-2842(2010)01-0054-05

2009-06-05

蘇州市哲學社會科學研究課題項目(08-B-16)

陳亢利(1963-),男,教授/高工,碩士研究生導師,現從事環境物理、環境規劃與管理的科研與教學工作。已發表論文80余篇。