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废物的处理和利用有悠久的历史。我国人民早在春秋战国时期就兴建了厕所积肥,印度亚洲国家,自古以来就有利用粪便和垃圾堆肥的习俗。早在公元前3000至前1000年,古希腊米诺斯文明时期,就有将垃圾埋坑覆土的处理办法;18世纪,苏格兰大城市爱丁堡有将废物收集分类出售再用的记载。进入20世纪后,随着生产力的发展,人口进一步向城市集中。例如100年前,美国80%的人口在农村,而现在80%的人口在城市;我国人口城市化的速度也在急剧加快,乡镇企业的兴起使非农业人口增加了。由于消费水平迅速提高,“三废”排放量日益加大,公害事件日多,已成为严重的环境问题。60年代中期以后,环境保护开始受到社会公众和世界各国特别是发达国家政府的重视,污染防治和废物利用技术迅速发展,大体形成一系列处理方法,成为环境科学和环境工程学的重要内容和基础。

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70年代以来,美国英国德国日本法国意大利等,由于废物放置场地紧张,处理费用高昂,石油危机的冲击使资源问题更加突出,日本科技界首先提出了“资源循环”概念,受到国际社会的注意,废物资源化问题日益引起人们的重视。许多国家相继制定了有关法规,在立法上也可以看出由过去的消极处置转为积极利用的发展趋势。例如,美国1965年制定了废物处理法,1970年修订成《资源回收法》,1976年又修订为《资源保护再生法》,明确规定各种废物特别是固体废物不准任意弃置,必须作为资源利用起来。为了实现废物资源化,许多国家采取了一系列鼓励利用废物的政策和措施,如建立专业化的废物交换和回收机构,从事废物的直接有效应用。美国环境保护局80年代初就在全国布置了200个废物交换点,设立了3000个回收中心。
欧洲一些国家自70年代开始至80年代大力发展了跨国的废物交换体系。德国化学工业协会最早着手与邻国奥地利、卢森堡、荷兰比利时丹麦等合作,签订了废物交换协议。西欧共同体商工委员会于1978年建立废物交换市场。北欧的瑞典、丹麦、芬兰和挪威建立了北欧废物交换所,促进了废物资源化的发展。
除了这些管理措施外,各国科技界还提出了许多废物利用的工艺,无论废气、废液还是废渣,均可在合适条件下转化为资源。例如城市垃圾中含有的大量有机物,经过分选和加工,可作为煤的辅助燃料,也可经高温分解制取燃料油;某些废液与废料混合,经微生物降解可制取沼气和优质肥料;废烟尘中可回收像锗这样的高价金属材料;废渣用于生产建筑材料已很普遍。
1972年中国在联合国人类环境会议(是年6月5日至16日在瑞典斯德哥尔摩举行)上提出“综合利用,化害为利”的环境保护工作方针,在1973年8月5日至20日北京举行的中国第一次环境保护会议上得到确认,并写入1979年颁布的《中华人民共和国环境保护法(试行)》,沿用至今,已成为我国的基本国策。
实际上早在建国以来,我国从民间到各级政府都很重视废旧物资的综合利用。例如到1995年底,全国县级以上经营再生资源的公司(或称废品公司)有2800个,遍布城乡的回收网点有11.2万个,各种再生资源综合加工利用厂有1500多家,从业人员约73万。从1950年到1995年共回收各种废旧物资1775亿元,回收总量为3.5亿吨,包括冶金、化工、轻工、手工业等各行业的再生原材料,如废钢铁1.65亿吨,旧有色金属487万吨,各类陈旧化工原料1920万吨,废纸6300万吨,还有大量的可直接利用的旧物和身为无价之宝的历史文物。综合利用的效益是相当可观的,仅从1981年到1995年由回收的废渣、废液中提炼出的有色金属即达8.65万吨,产值100亿元;而从含金、银、铂族金属的废弃元件中就提炼出黄金4800千克、白银711吨、铂族金属1990千克。
当前
废物的利用事业的确取得了巨大成就,然而人类是不会满足于已有的成果的。通常关于环境保护的思考多侧重于在废物业已产生之后对它们怎么处理,这是一种尾端治理思路,而1989年5月联合国环境署理事会提出的是所谓“清洁生产”的新概念。在1990年10月的坎特伯雷(英国)会议上明确了这一概念的内容:清洁生产是对工艺和产品的预防性环境战略,旨在减少生产对人体和环境的风险;对于生产工艺,清洁生产着眼于节约原材料和能源,消除有毒原材料,并在一切排放物和废物离开工艺前,削减其数量和毒性;对于产品,清洁生产的战略重点是在产品的整个寿命周期,即从原材料收集开始到产品的最终处置,要尽量减小负面影响。
发展清洁生产的战略思想,对废物的利用或资源化是一个重大进步,它拓宽了环境保护的视野,促进了变尾端治理为生产全过程各环节的全方位管理。不过这是对新的工艺设计而言,而对地球上已积累的废物,其利用和资源化仍很艰巨,但即使这样,也仍须用清洁生产的思想作指导,以免产生二次污染和新的环境问题。
几乎在清洁生产概念提出的同时,1990年美国国会通过了“污染预防法案”,明确提出了预防污染这一概念。它虽不具有法律效力,但却是一个行动指南,详细说明了污染预防的体系和不同层次。它包括废弃物的清除、处理、回收、减少污染源和杜绝污染源。最后这项“杜绝污染源”代表了污染预防新概念的最终目标。这个法案标志着保护环境的新时期的开始,是积60年代以来化学污染治理的经验教训的产物,它是人们孕育出的一个“新化学婴儿”。90年代以来,这个“婴儿”受到各方的关注并给取了不少动听的名字,如:环境良性化学、原子经济学、对环境友善的化学、绿色化学等。最后美国环保局采用了绿色化学这一名称。1995年3月16日美国克林顿总统宣布制定“绿色化学挑战计划”,以推动各界合作进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。这也把废物利用的观念提高到了一个全新的高度。
绿色化学是设计研究没有或只有尽可能小的环境负作用的,在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。为了实现这一目标,美国国家科学基金会和环保局建立了专项基金,资助重要的有实用化前景的绿色化学研究课题。同年,美国还设立了“总统绿色化学挑战奖”,这是化学化工领域内的惟一总统奖,以表彰在绿色化学研究和开发中有杰出贡献的个人和单位。1996年和1997年均有5个项目(优新合成路线、优新反应条件、更安全化合物的设计、小型企业、学术研究)获奖。
绿色化学不但有重大的社会、环境效益,而且是化学发展的一个新方向。它的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革现有的整个化学和化工,因此,它是当代化学的一项重要战略任务。无疑,也是废物利用和资源化研究的一个全新课题。

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标签: 废物利用

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