生態(tài)可持續(xù)發(fā)展與污染物處理利用生態(tài)工程淺析

張然

(江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心 江蘇南京 210036)

1 生態(tài)可持續(xù)發(fā)展

在二十一世紀(jì)，資源已成為制約人類發(fā)展的重要因素。資源根據(jù)是否可再生可以分為：可耗竭資源與可更新資源。可耗竭資源不可再生，如何可持續(xù)利用需要考慮的是最優(yōu)耗竭的問題，其一、在不同時期合理配置有限資源；其二、使用可更新資源替代可耗竭資源。可更新資源可以以一定的周期和方式再生，但不加控制的過度使用也會造成資源枯竭。可持續(xù)利用可更新資源主要是合理調(diào)控資源在時間和空間上的使用率，實現(xiàn)資源的永續(xù)利用。倡導(dǎo)綠色工業(yè)，利用污染物處理利用生態(tài)工程原理，建立無廢工藝，研究實施分層多級綜合利用廢物的生態(tài)工程，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中尤為重要。

2 污染物處理利用生態(tài)工程

生態(tài)工程是指利用生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)原理，結(jié)合系統(tǒng)工程的最優(yōu)化方法設(shè)計的分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。污染物處理利用生態(tài)工程即利用污染物中蘊藏的物質(zhì)和能量，構(gòu)建最優(yōu)化的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)或生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)物質(zhì)與能量多級利用、循環(huán)再生，同時使原本的污染得到凈化。本文以下將從污染物處理利用生態(tài)工程的角度，提出一些在建設(shè)、生產(chǎn)過程中避免或減少廢物產(chǎn)生的方案，對廢物進(jìn)行回收利用的技術(shù)，實現(xiàn)資源可持續(xù)利用、避免污染物帶來的環(huán)境壓力。

3 無（少）廢工藝系統(tǒng)

“無廢工藝”是一類新的生產(chǎn)方法，在這類方法中，所有的原料和能源在“原料資源—生產(chǎn)消費—二次原料資源”的循環(huán)中得到最合理的綜合利用，同時對環(huán)境的任何作用都不致破壞它的正常功能[1]。從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，以原料的綜合利用為中心，考察“原料開發(fā)→產(chǎn)品設(shè)計→生產(chǎn)→消費→回收二次資源”的全過程，實現(xiàn)物料在各個可能層次上的閉合循環(huán)。“無廢工藝”具體體現(xiàn)在水、廢氣、廢料的綜合利用。

4 污水處理和資源化生態(tài)工程

如何才能解決我國龐大的受污染水體和匱乏的潔凈水資源這一矛盾呢？水體污染的常規(guī)處理方式，是將污水經(jīng)過污染物降解后再排入水體，并且通常將消耗大量能量或其他藥劑。而從將污水資源化的角度考慮，可以通過技術(shù)手段將污水通過一定處理后作為資源被再次利用，這就是污水資源化生態(tài)工程。污水回用、資源回收的同時降低了排污量，是治理環(huán)境污染與解決水資源短缺問題的雙贏之舉[3]。污水資源化處理的實際應(yīng)用很多，成熟的有工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中的中水回用，廢水經(jīng)處理后進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉等。

5 分層多級綜合利用廢物的生態(tài)工程

5.1 粉煤灰的資源化利用

粉煤灰是我國主要固體廢棄物之一，根據(jù)國家發(fā)改委的數(shù)據(jù)，“十五”末，我國粉煤灰年產(chǎn)量為3.02億噸，“十一五”末達(dá)4.8億噸，據(jù)預(yù)測“十二五”末將達(dá)5.7億噸。而在全國，粉煤灰利用率只有年排放量的35%～40%，尚有60%～65%未得到充分利用，粉煤灰綜合利用形勢十分嚴(yán)峻。大量的粉煤灰被儲存起來，不僅會占用大量土地，更會造成地下水及空氣污染，破壞生態(tài)平衡。因此，粉煤灰的資源化綜合利用十分重要。

5.2 生態(tài)混凝土的應(yīng)用

生態(tài)混凝土是一種具有特殊的結(jié)構(gòu)與表面特性，能減少環(huán)境負(fù)荷，適應(yīng)生物生長、對調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、美化環(huán)境景觀、實現(xiàn)人類與自然的協(xié)調(diào)具有積極作用的混凝土材料。

5.2.1 環(huán)境友好型生態(tài)混凝土

環(huán)境友好型生態(tài)混凝土在生產(chǎn)和使用過程中可降低環(huán)境負(fù)荷，其技術(shù)途徑主要有如下3種：

(1)降低混凝土生產(chǎn)過程中的環(huán)境負(fù)擔(dān)。將固體廢棄物再生利用，同時節(jié)約制造混凝土原先所需耗費的資源、能源，減少污染排放。

(2)降低使用過程中的環(huán)境負(fù)荷。例如，提高混凝土的耐久性，或通過加強設(shè)計、搞好管理來提高建筑物的壽命。

(3)通過提高性能來改善混凝土的環(huán)境影響。

5.2.2 生物相容型生態(tài)混凝土

這是指能與動、植物等生物和諧共存的混凝土，可以通過增加生態(tài)混凝土組分來改善混凝土的環(huán)境影響。

(1)植物相容型生態(tài)混凝土。長期以來，為有效防止水土流失，保障河流岸坡安全與穩(wěn)定，通常采用傳統(tǒng)混凝土或漿砌塊石護(hù)砌河流岸坡，這些做法僅僅從滿足河道岸坡的穩(wěn)定性和河道行洪排澇功能的角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計施工，卻很少考慮對環(huán)境和生態(tài)的影響。

(2)海洋生物相容型生態(tài)混凝土、淡水生物相容型生態(tài)混凝土。將多孔混凝土設(shè)置在河、湖和海濱等水域，讓陸生和水生小動物附著棲息在其凹凸不平的表面或連續(xù)空隙內(nèi)，通過相互作用或共生作用，形成食物鏈，為海洋生物和淡水生物生長提供良好條件，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

(3)凈化水質(zhì)用混凝土。利用多孔混凝土外表面對各種微生物的吸附，通過生物層的作用產(chǎn)生間接凈化功能，將其制成浮體結(jié)構(gòu)或浮島設(shè)置在富營養(yǎng)化的湖河內(nèi)凈化水質(zhì)，從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

6 結(jié)語

我國在如今資源能源高消耗、環(huán)境污染日益加劇的情況下，為建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會，真正做到可持續(xù)發(fā)展，利用生態(tài)工程原理處理利用污染物、保護(hù)環(huán)境是一種有效且經(jīng)濟(jì)的方式。在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中盡可能的采用無（少）廢工藝系統(tǒng)，遵循清潔生產(chǎn)理念，不僅能保護(hù)環(huán)境，更能為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，還能為龐大的固體廢棄物找到出路，并節(jié)約大量的資源、能源，減少新污染的產(chǎn)生。污染物處理利用生態(tài)工程這一新的領(lǐng)域值得更多人進(jìn)行研究與探索。

[1]席德立.工業(yè)發(fā)展的新模式：無廢工藝[M].北京：清華大學(xué)出版社，1990．

[2]周彤.污水回用決策與技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，7-24．

[3]Owen BWF.污水處理能耗與能效[M].章北平，車武，譯.北京：能源出版社，1989.