
巴黎时间12日晚,大会主席、法国外长在联合国巴黎气候变化大会最后一次全会上落槌,宣告里程碑式的《巴黎协定》达成。这是史上第一份覆盖近200个国家和地区的全球减排协定,标志着全球应对气候变化迈出了历史性的重要一步。
海外媒体评论称,这意味着21世纪可能成为终结化石能源的世纪,同时为绿色低碳循环发展和气候经济开启新篇章。其中,中国对于巴黎进程的贡献和积极推进也正被全球所见证。
那么,《巴黎协定》的达成对于我国的意义是什么?目前,在经济增长下行压力加大的时期履行该协定将面临怎样的挑战?我国在未来需要如何参与落实协定中的目标?带着这些问题,中国经济导报记者请到参加巴黎气候变化大会的中国代表团成员、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任李俊峰来为我们一一解答。
资源消费由“量”到“质”转变是关键
李俊峰对中国经济导报记者表示,此次《巴黎协定》开启了人类共同走可持续道路的一个起点,开创了一个新的局面。“此次协定规范了世界发展的环境秩序,协调发展与环境之间的矛盾。”
“在过去十多年里,我国人均发电装机增长了5倍,钢铁的产量也增长了近5倍。”李俊峰认为,如今我们面临的情况和短缺经济年代完全不同,而“短缺是难解决的,过剩是好解决的,下决心把该扔掉的扔掉,这是必须要解决的问题”。
李俊峰对中国经济导报记者表示:目前,我国的人均GDP7000多美元,如果要实现2030年人均GDP达1.5万~2万美元以及2050年达4万~5万美元的目标,意味着分别要在目前人均GDP基础上增加2~3倍和5~7倍,“这绝不可能是单单依靠量的增长就可以实现的。”他指出,以目前我国的资源总量来看,所有的物理量都不可能增长5~7倍了,这就必须实现有质量的资源消费,通过有质量的消费拉动有质量的增长。所以,在李俊峰看来,通过有质量的消费,推动有质量的发展是中国经济转型的最大关键点。
高耗能产业不能任其过剩发展
数据显示,2013年,中国创造了全球12.3%的GDP,却消耗了21.5%的全球资源;中国人均年碳排放量已经超过7吨,超过欧盟、接近日本的人均碳排放水平,东部地区的碳排放甚至高于欧盟的历史最高值,接近美国的人均排放水平。
也就是说,经济增长和能源转型都是极为迫切的。李俊峰认为,我国已经过了仅仅依靠几个支柱产业就可以拉动经济持续增长的发展阶段,必须提高发展每一个环节的质量,通过提高整个国家、全体人民的消费质量,才能有效地推动经济有质量的增长。
能源的转型,尤为重要。作为全球少数几个以煤炭为主能源的国家之一,中国的低碳转型也必然是一个艰难的选择。“我们现在已经到了倒逼发展转型的时期了,经济增长与能源转型都必须做到绿色化。不能因为高耗能产业是我们的经济支柱产业就任其过剩发展。”他说,“我们要减少资源消耗,提高资源利用效率,减少环境污染,这才是发展的正路。”
要用行动落实文件而非文件落实文件
中国气候变化事务特别代表、中国代表团团长解振华强调,一分纲领,九分落实,下一步的关键任务是落实,希望各方积极落实巴黎会议成果,为巴黎协议的生效实施做好准备。
如何落实?李俊峰认为,落实巴黎协定的内容还是很困难的。“主要困难在于未来存在诸多的不确定性。我认为,达成新协议的开始就是纠结新争论的开始。因为未来是不确定的,很多东西都会随着科学技术的进步和人们认识的改变而有所变化。”
那我们应该如何去落实巴黎协定中的承诺呢?李俊峰认为,科学家的判断、政治家的决策、企业家的力量、每个人的行动,四点合成整体才能落实。“企业家和地方政府的力量尤为重要。”他强调,“通过企业的发展转型和地方的发展转型,推动城市和乡村的低碳发展,这是落实,且要用行动落实。而不能像之前那样,通过文件落实文件,通过会议落实会议。”特别是高耗能行业,不能指望通过国家来化解过剩产能渡过危机,而是要主动转型,迎接挑战,“巴黎会议期间,全球十大石油集团联合声明,主动转型,为实现全球气温升幅控制在摄氏2度之内目标而努力。所以我们要坚决淘汰落后产能,而不是通过扩大消费来消耗掉过剩的产能。”
最后,李俊峰表示,转型都存在“阵痛”,不能因为怕痛就不转型。“应对气候变化,既是中国作为一个负责任大国应尽的国际义务,也是自身发展的迫切需要。未来,我们要采取更加有力度的行动,让全球气候治理通过这个新协定,开启一个新篇章。”
最近,连续几场严重雾霾席卷京津冀及周边地区,相应的话题讨论刷屏微信朋友圈,凸显了老百姓对改善生态环境的深度关切。
民之所望,施政所向。“生态环境质量总体改善”是“十三五”时期经济社会发展的主要目标之一。今后五年,我们的环境质量能否大幅提升,绿色发展之路如何前行,其间又应当如何应对困难?
环境总体改善困难在哪
大气、水、土壤三大治污战役推进节奏还有点慢,经济下行压力加大,尤其要避免环保沦为牺牲品
“别跟我说化学名称,我只关心环境质量究竟怎么样了!”大学室友见面,每每聊起环境问题,记者以“专业的姿态”说COD(化学需氧量)、SO2(二氧化硫)等污染物又减排了多少时,室友们经常这样应答。
的确,百姓关注的不是数字的变化,而是对环境质量的切身感受。“生态环境质量总体改善”的目标恰恰契合了百姓的关注。
在环境保护部环境规划院副院长吴舜泽看来,这一提法与多年来“环境质量恶化趋势得到初步控制、生态环境质量局部有所改善”等表述有质的差别。“看似没有具体的指标,其实,从局部有所改善到总体改善,的确是个跨越,也不是易事。”
那么,生态环境质量总体改善难在哪里?
百姓对大气、水、土壤三大要素的环境质量最为关注。从大气环境治理来看,去年落地的《大气污染防治行动计划》实施得顺风顺水,多地空气中PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物浓度持续下降,空气质量达标城市比例也在逐渐提升。但长远看,污染治理将从粗放转向精细,前期“稍微努力就有效果”将很难再现,治理继续显效将面临更严峻的考验。
水污染治理方面,虽然《水污染防治行动计划》已经出台,但一些地方落实的步伐却有点慢,治理成本高昂、生态修复见效慢,再加上像海河等流域自然条件太差,这些都让不少地方对治水多有踌躇。
土壤治理方面,土壤污染防治行动计划尚未出台,而且土壤污染治理难度更高,五年内想要显效比较困难。
与具体的环境要素治理难度相比,环保部环境工程评估中心副总工程师兼战略环评所所长任景明更担心经济大环境对环境质量改善的影响。“虽然大家对目前的环境问题有一定程度的认识,但如果经济下行压力增大,我非常担心环保的压力会更大。”任景明的观点得到了很多专家的支持。
国务院发展研究中心资源与环境政策研究所副所长李佐军表示,现阶段,环境保护与经济发展依然存在矛盾,比如环保需要较大的投入,对企业违法行为的处罚会让其经济利益受损等等。在一些经济欠发达地区,面临这样的矛盾时,地方政府、企业会有意无意地放弃环境保护。
李佐军认为,生态环境质量总体改善目标的实现亟须一系列制度的配套,但法律法规标准等制度的制定需要时间;现有的政策法规还存在不配套问题,导致落地困难;同时对环境污染违法行为的奖惩体系还没有完全建立起来。
在玛雅人的长历法中,2012将是本次人类文明终结之时。从哲学的视野来看,所谓“终结”,通常都是意味着一个时代的结束,另一个时代的开始。从经济周期的更迭来看,更是如此。
过去200年的工业化进程,人类在创造物质财富的同时,彻底颠覆了人与自然的关系。化石能源广泛使用带来工业文明的严重“副产品”――环境污染和气候变暖,地球的自我循环和自我净化能力功能在逐渐失去,如何使地球从“危地”重新变为绿色家园?这是后工业文明所面对的主要问题,也是未来产业发展的核心方向。
“人乃万物之灵,而非万物之主”。换一句话说,人是自然之子。但是科技的进步让人们渐渐地遗忘了这个关系,达尔文主义者将地球视为战场,因此,科技不断进步的过程也是人类和大自然的关系不断疏离的过程。用霍金的话来说:高科技让人类在通往毁灭的道路上越走越远。
统计数据表明,中国地级市以上287个城市,每年排放出的二氧化碳占全国总量的73.4%,其中全国经济实力100强的城市,每年排出的二氧化碳占全国二氧化碳总量的51.3%。也就是说,将近四分之三的二氧化碳排量是城市排出来的。
从工业时代步入后工业时代,人类转身前往绿色的自然回归。绿色经济可“硬绿”和“软绿”。水电、风电、核能和生物能源等可再生能源对传统矿物资源的替代,不仅仅是经济可持续发展的前提,同时也是人类生存和健康的基本需求。
因此,“软绿”和“硬绿”,将是经济转型之后的两个增长之翼。节能、环保设备等直接与环保相关的行业,皆属“硬绿”。教育、医疗保健、文化、娱乐及金融服务业,所有不冒烟、不排废的产业都是“软绿”。
过去十年(2005-2014),水电、风电、太阳能等可再生能源在全部能耗中的占比从6.8%上升到10.74%,包括天然气在内的清洁能源占比从9.4%上升到16.9%。互联网和智能控制技术的发展使得能源互联网(智能电网)建设在技术上具备了可能性,而能源互联网使得能源的创造可以无处不在:分布式能源生产结构做到极致,将使每一个建筑物、每一辆汽车甚至每一个室外装置,都能实现“能源独立”和能源共享,分布式绿色发电设施和电力互联网共同构成新商业时代的基础动力。
根据中汽协最新统计数据,2015年1-7月,新能源汽车生产量已经超过美国,成为全球第一大新能源汽车市场。
与此同时,3D打印使得工业制品的生产从减材走向增材,原材料节约达80%以上。用一颗树的树干刨去多余的木材,制造成木柱是减材,用木屑打印出木柱是增材。把一块石头打造成建筑材料或者雕刻成艺术品是减材,用碎石粉末打印出建筑材料和艺术品是增材,3D技术大幅减少了现代制造业对原材料的耗费。
美国及欧洲、日本的发展经验表明:服务业是后工业时代国民经济的新“增长点”。
上个世纪70年代以后,服务业取代制造业成为美国经济增长的新动力。其金融地产服务、专业商业服务和教育医疗服务在GDP中的占比分别从15%、6%和5%提高到21%、12%及9%。其中增长最快的是金融地产服务业中的基金信托,从1977年到1987年,十年间每年的年均增长率超过30%,其次是证券业,平均年增长率大约为20%,再就是银行业,年均增长率为12%,教育医疗服务和专业商业服务中的计算机信息系统、管理咨询的年均增长率分别达到16%和15%,除此以外,文化娱乐业和信息服务业的年均增速也在10%以上。我们将中国现有服务业结构与美国相比,发现卫生福利、文化娱乐业差距最大,美国占比是中国5倍以上,专业商业服务是中国的4倍。
历史的轨迹总是惊人地相似,产业发展的路径亦然。
如果说,在过去的十年,支撑中国经济高速增长的是房地产及其拉动的相关行业,那么未来十年,推动后工业时代中国经济持续增长的核心动力将来自也必须来自绿色产业。
“软绿”和“硬绿”,是中国经济的下一个风口。
我国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出,土壤污染治理迫在眉睫。
虽然传统物理化学修复技术对于治理严重污染土壤具有时间短、见效快等优点,但往往伴随着高能耗、高费用、二次污染等风险,因而不适用于大规模污染土壤的修复。而近年来发展起来的利用特定植物或微生物修复污染土壤的生物修复方法,因其绿色环保、高效、成本低等优点而受到广泛关注。
值得注意的是,自然环境中植物与微生物之间往往具有密切的相互作用,不仅影响着彼此的污染耐受性,同时也对污染物迁移转化产生重要影响。将植物修复和微生物修复技术有机结合起来,对于提高生物修复效率具有重要意义。例如,通过菌根共生体系通常能够增强植物对污染土壤的耐受性并促进植物修复。
在实际情况下,由于污染土壤往往存在复合污染、物理结构不良、水土保持能力弱等限制性因素,导致单一修复措施无法实现,因而需要根据实际情形将生物修复与物理化学修复有机结合,以获得最佳修复效果。此外,对于需要持续生产的农业用地或林地而言,可考虑生产与修复相结合的方式,如利用一些高生物量的能源植物进行修复,在达到污染土壤修复目的的同时产生一定的经济效益。
基于国内外土壤污染与土壤生物研究前沿动态和我国土壤污染基本状况,这一研究领域的关键科学问题可凝练为:(1)土壤污染如何影响土壤生物群落结构与功能?(2)土壤消纳污染物的生物学机理?(3)生物污染在土壤中的传播与演化机制?围绕这些问题,以下几方面将成为未来研究的重点方向:
前沿一:
土壤污染背景下微生物群落结构和多样性的演变及生态效应
过去有关土壤污染的生态效应研究主要在细胞和生物个体水平开展,研究对象主要是动物和植物,但随着微生物分子生态学的发展,越来越多的研究开始关注土壤污染对微生物群落的影响,包括在功能基因、功能群乃至在土壤生态系统水平研究不同污染物及复合污染对土壤微生物多样性和功能的影响及其机制,重点是将生物多样性(群落结构)与相关生态功能/过程结合起来进行研究,从生物多样性和生态系统稳定性(抵抗力和恢复力)的关系角度理解土壤污染对土壤生态系统影响机制。
前沿二:
土壤污染的生物转化和清除机制
土壤生物可通过氧化、还原和甲基化等过程直接改变重金属化学形态,或通过改变铁、硫等元素的氧化还原状态、分泌有机络合物、细胞壁吸附和固定等过程影响重金属的生物有效性。土壤生物同样可以通过特异性或非特异性酶脱毒系统,或通过一些特定的代谢途径降解有机污染物。
前沿三:
病原菌和抗生素抗性基因在土壤中的分布规律与传播机制
病原菌和抗生素抗性菌及抗性基因一方面会通过土壤-空气、土壤-植物、或土壤-地下水途径直接进入人体,危害人体健康,另一方面则会造成农作物病害,抑制农作物的生长发育,造成农业减产或农产品品质降低。
因而,进行土壤病原菌及抗生素抗性基因污染防御及治理迫在眉睫。系统深入研究病原菌和抗生素抗性菌及抗性基因在土壤中的分布传播过程与机制是进行污染治理的前提。
土壤中存在大量的抗生素产生菌和同化菌,是天然的抗性基因储库,而抗生素的大规模生产和使用则进一步加速了土著抗性微生物和抗性基因的扩散,增加了抗生素耐药性的发生频率。目前研究者在远古冻土和不受人类活动影响的土壤中发现了多样性很高的抗性基因,发现在未受抗生素污染的农业和草地土壤中抗性基因结构由微生物群落组成决定,证明了土壤中抗性基因的自然广泛存在。
前沿四:
基于活体微生物的土壤污染监测技术
传统的化学分析方法监测土壤污染的优点是能够精确测定污染物的浓度和形态,但却往往不能确切反映污染物的生物毒性强弱。化学分析本身不能反映生物暴露污染物的途径和环境条件的影响,也不能区别急性毒性和慢性毒性。以活的生物体或群体来测试化学物质毒性效应的生物监测方法能够有效克服化学分析方法的缺点,反映环境污染对生物产生的综合效应或专性效应,以及污染物在土壤中的动态转化,因而越来越受到重视。
根据测试对象的类型,土壤生物监测主要分为三大类,即基于个体或组织层次的生物监测,基于功能基因或基因组学层次的生物监测,以及基于群落水平的抵抗力和恢复力测试。目前研究的重点是通过“组学”研究方法不断发展新型生物标志物、生物芯片和新型全细胞专性的生物传感器。污染物进入土壤后形态会发生一系列变化,如何确定具体是哪种形态致毒是今后的研究热点和难点。比如,通过基因重组和突变等手段发展,能够区分无机砷和有机砷的全细胞微生物传感器,可以原位监测砷形态在转化过程。
前沿五:
污染土壤生物修复原理与技术
污染土壤生物修复已有一定理论基础,但实践应用方面还有很长的路要走,许多技术瓶颈尚待突破。对于不同污染情形,往往需要构建不同的修复技术体系,如针对某一特定污染种类,选用专性耐受的植物和微生物种类,或利用转基因技术修饰改造植物或微生物,使之适应污染土壤并发挥修复功效。
同时,需要对特定功能的微生物或植物的污染物耐受及转化机制进行深入研究,明确其分子机理和遗传稳定性,并在此基础上发展基于功能基因的生物技术。
在实际应用中,需要特别考虑生物的环境适应性问题,明确微生物修复污染土壤的适用条件和范围,研究提高修复效率的关键参数及工程设计。现有的生物修复技术多以基础理论研究为主,而相关的技术推广及实践应用方面研究较为稀少,生物修复技术的实地应用还有待成熟和完善。
1、PPP模式下,环保需求更多将以综合治理方案形式释放
2015年以来,PPP模式在环保行业快速推广,诸如碧水源、国祯环保、兴源环境等公司均有较多订单公告。我们认为PPP模式是解决当前地方环保投入增加和地方平台融资能力受限之间矛盾的有效出路。今年以来,各地发布的PPP项目超过1800个,总投资超过3.4万亿,其中环保项目占比超过20%。在中央和各地纷纷设立PPP引导基金,银行、保险、社保资金进入等推动下,近期签约率明显提升。特别的,地方政府倾向于PPP模式整体打包,寻求综合环境治理方案。
2、环保公司布局生态、景观,完善全产业布局
PPP打包订单的模式下,环保类上市公司已经开始向环境综合治理服务商布局,其中不乏向生态景观领域的拓展。永清环保14年收购湘银园林,拓展其在园林及市政总包方面的布局;兴源环境15年11月收购中艺生态,布局生态修复、市政园林、地产景观等领域。通过水治理、生态、环境修复全产业链布局,有助于提升环保类上市公司承接PPP订单的能力。
3、园林公司并购环保业务,迎接PPP大潮
同样在PPP打包模式下,部分园林公司亦选择并购环保业务,以大生态、综合治理的模式切入地方综合治理需求。如东方园林收购申能股份、中山环保、上海立源布局危废、水环境治理,普邦园林收购深蓝环保进入固废、餐厨领域等。特别的,随着房地产行业增速下滑、基础设施建设放缓,园林行业收入、利润增速明显放缓,2014年行业净利润同比出现下滑,15年前三季度更是下滑24%。转型环保综合治理,不失为园林企业业务重新起航的重要模式。
4、环保、生态相互融合,抢占PPP先机
如上所述,我们预期更多环保项目将在16年以环境综合治理的方式释放出来,而具备环保、生态综合治理能力和金融实力的企业在抢占PPP订单中具有较强优势。东方园林2015年综合环境治理在手PPP订单近200亿元,并已构建起强大的环保、金融管理团队,加之过去多年充足的项目经验和地方政府资源,有望在16年PPP大潮中一马当先。
半个月前,正当北京陷入“十面霾伏”之际,来自195个国家以及欧盟的代表,齐聚巴黎召开世界气候大会。
12月12日晚,巴黎气候变化大会通过全球气候变化新协议,协议将为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。根据协议,各方将以“自主贡献”的方式参与全球应对气候变化行动。发达国家将继续带头减排,并加强对发展中国家的资金、技术和能力建设支持,帮助后者减缓和适应气候变化。
事实上,对于我国而言,尽管近期多地雾霾肆虐,但并不能由此否认我国在节能减排方面所做出的努力。目前,中国已成为世界节能和利用新能源、可再生能源的第一大国。据近日国新办正式发布的《中国应对气候变化的政策与行动2015年度报告》,2014年中国单位GDP二氧化碳排放同比下降了6.2%,比2010年累计下降15.8%,完成了“十二五”碳强度下降目标的92.3%。
随着中共十八届五中全会提出的绿色发展理念,绿色发展已成为中国国策。对此,北京环境交易所总经理梅德文认为,此次巴黎气候变化大会作为今年的全球重大热点事件,再次唤起公众对气候变化和环境问题的紧迫感和参与感,这对于中国的环保产业肯定是重要的利好。
“中央决策已将节能环保产业发展成为新的支柱产业。这不但对缓解气候变化和治理环境污染至关重要,对于结构调整和产业升级也举足轻重,可以实现经济增长和环境保护的双赢。”梅德文在接受媒体采访时表示,所谓支柱产业,意味着产业规模起码在万亿至十万亿元量级,我国的雾霾等污染治理、环境修复、传统产业节能减排以及新能源发展等领域的潜在市场需求,完全能够支撑起这种量级的产业成长,为节能环保领域的技术、产品、设备和服务企业的发展提供了广阔空间。
绿色发展理念的引领作用
数据显示,“十二五”期间我国节能环保产业以15%至20%的速度增长,环保投资3.4万亿元,比“十一五”期间增长了62%,投资力度持续上升。而“十三五”期间政策将不断完善,投资力度持续加大。
11月29日,商务部副部长高燕出席在日本东京举办的第九届中日节能环保综合论坛时提及,“十三五”时期节能环保全社会投资规模有望达到17万亿元人民币。
在中国社科院城市发展与环境研究所原所长、中国城市经济学会副会长牛凤瑞看来,作为全世界最大的发展中国家,又处于一个新的五年蓝图将展开之时,中国在节能减排和转型升级方面肯定还会有进一步的支持政策,这其中也蕴藏着巨大的投资机遇。
当前世界经济复苏依然乏力,下行压力持续加大,受外部环境影响,中国经济增速也有所放缓。
“在目前的经济下行阶段,环境治理形势更加严峻,但绿色发展理念的提出,不仅有利于对经济发展和环境保护的有效平衡,而且通过发展绿色产业,可以促进产业结构的深层次调整。”全国工商联环境商会秘书长骆建华在接受媒体采访时表示。
他认为,过去对环保的理解是狭义的污染治理,随着发展,这一概念从末端治理扩大为清洁生产和过程控制,未来还将扩大到产业升级和绿色化转型。现在提出的绿色发展理念,其内涵包括建立整个绿色低碳循环发展的产业体系,将带来产业的全面转型升级。
在他看来,绿色低碳循环发展的产业体系涵盖很多领域,也将产生很多新的经济增长点。一方面,传统环保产业的转型升级可能成为拉动经济增长的新兴力量;另一方面,其他行业的绿色化发展将推动产业转型升级,从而全面推动可持续的经济发展。
“以传统的煤化工行业为例,绿色发展理念的贯彻,将推动行业从末端的大气治理发展为探索煤炭的清洁高效利用,最终可能推动行业减少常规能源的使用而开发拓展新能源。”骆建华表示。
我国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出,土壤污染治理迫在眉睫。
虽然传统物理化学修复技术对于治理严重污染土壤具有时间短、见效快等优点,但往往伴随着高能耗、高费用、二次污染等风险,因而不适用于大规模污染土壤的修复。而近年来发展起来的利用特定植物或微生物修复污染土壤的生物修复方法,因其绿色环保、高效、成本低等优点而受到广泛关注。
值得注意的是,自然环境中植物与微生物之间往往具有密切的相互作用,不仅影响着彼此的污染耐受性,同时也对污染物迁移转化产生重要影响。将植物修复和微生物修复技术有机结合起来,对于提高生物修复效率具有重要意义。例如,通过菌根共生体系通常能够增强植物对污染土壤的耐受性并促进植物修复。
在实际情况下,由于污染土壤往往存在复合污染、物理结构不良、水土保持能力弱等限制性因素,导致单一修复措施无法实现,因而需要根据实际情形将生物修复与物理化学修复有机结合,以获得最佳修复效果。此外,对于需要持续生产的农业用地或林地而言,可考虑生产与修复相结合的方式,如利用一些高生物量的能源植物进行修复,在达到污染土壤修复目的的同时产生一定的经济效益。
基于国内外土壤污染与土壤生物研究前沿动态和我国土壤污染基本状况,这一研究领域的关键科学问题可凝练为:(1)土壤污染如何影响土壤生物群落结构与功能?(2)土壤消纳污染物的生物学机理?(3)生物污染在土壤中的传播与演化机制?围绕这些问题,以下几方面将成为未来研究的重点方向:
前沿一:
土壤污染背景下微生物群落结构和多样性的演变及生态效应
过去有关土壤污染的生态效应研究主要在细胞和生物个体水平开展,研究对象主要是动物和植物,但随着微生物分子生态学的发展,越来越多的研究开始关注土壤污染对微生物群落的影响,包括在功能基因、功能群乃至在土壤生态系统水平研究不同污染物及复合污染对土壤微生物多样性和功能的影响及其机制,重点是将生物多样性(群落结构)与相关生态功能/过程结合起来进行研究,从生物多样性和生态系统稳定性(抵抗力和恢复力)的关系角度理解土壤污染对土壤生态系统影响机制。
前沿二:
土壤污染的生物转化和清除机制
土壤生物可通过氧化、还原和甲基化等过程直接改变重金属化学形态,或通过改变铁、硫等元素的氧化还原状态、分泌有机络合物、细胞壁吸附和固定等过程影响重金属的生物有效性。土壤生物同样可以通过特异性或非特异性酶脱毒系统,或通过一些特定的代谢途径降解有机污染物。
前沿三:
病原菌和抗生素抗性基因在土壤中的分布规律与传播机制
病原菌和抗生素抗性菌及抗性基因一方面会通过土壤-空气、土壤-植物、或土壤-地下水途径直接进入人体,危害人体健康,另一方面则会造成农作物病害,抑制农作物的生长发育,造成农业减产或农产品品质降低。
因而,进行土壤病原菌及抗生素抗性基因污染防御及治理迫在眉睫。系统深入研究病原菌和抗生素抗性菌及抗性基因在土壤中的分布传播过程与机制是进行污染治理的前提。
土壤中存在大量的抗生素产生菌和同化菌,是天然的抗性基因储库,而抗生素的大规模生产和使用则进一步加速了土著抗性微生物和抗性基因的扩散,增加了抗生素耐药性的发生频率。目前研究者在远古冻土和不受人类活动影响的土壤中发现了多样性很高的抗性基因,发现在未受抗生素污染的农业和草地土壤中抗性基因结构由微生物群落组成决定,证明了土壤中抗性基因的自然广泛存在。
前沿四:
基于活体微生物的土壤污染监测技术
传统的化学分析方法监测土壤污染的优点是能够精确测定污染物的浓度和形态,但却往往不能确切反映污染物的生物毒性强弱。化学分析本身不能反映生物暴露污染物的途径和环境条件的影响,也不能区别急性毒性和慢性毒性。以活的生物体或群体来测试化学物质毒性效应的生物监测方法能够有效克服化学分析方法的缺点,反映环境污染对生物产生的综合效应或专性效应,以及污染物在土壤中的动态转化,因而越来越受到重视。
根据测试对象的类型,土壤生物监测主要分为三大类,即基于个体或组织层次的生物监测,基于功能基因或基因组学层次的生物监测,以及基于群落水平的抵抗力和恢复力测试。目前研究的重点是通过“组学”研究方法不断发展新型生物标志物、生物芯片和新型全细胞专性的生物传感器。污染物进入土壤后形态会发生一系列变化,如何确定具体是哪种形态致毒是今后的研究热点和难点。比如,通过基因重组和突变等手段发展,能够区分无机砷和有机砷的全细胞微生物传感器,可以原位监测砷形态在转化过程。
前沿五:
污染土壤生物修复原理与技术
污染土壤生物修复已有一定理论基础,但实践应用方面还有很长的路要走,许多技术瓶颈尚待突破。对于不同污染情形,往往需要构建不同的修复技术体系,如针对某一特定污染种类,选用专性耐受的植物和微生物种类,或利用转基因技术修饰改造植物或微生物,使之适应污染土壤并发挥修复功效。
同时,需要对特定功能的微生物或植物的污染物耐受及转化机制进行深入研究,明确其分子机理和遗传稳定性,并在此基础上发展基于功能基因的生物技术。
在实际应用中,需要特别考虑生物的环境适应性问题,明确微生物修复污染土壤的适用条件和范围,研究提高修复效率的关键参数及工程设计。现有的生物修复技术多以基础理论研究为主,而相关的技术推广及实践应用方面研究较为稀少,生物修复技术的实地应用还有待成熟和完善。
雾霾频发,电厂超洁净排放加码
近期频发的雾霾事件推升大气治污治理的急迫性。12月2日,国务院常务会议决定2020年前,燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造,东部、中部地区提前至2017年和2018年。此次政策加大了超洁净排放的适用区域,并显著提早了达标时间。大气领域湿法除尘、脱硫脱硝改造需求将更集中爆发。
“在城市已经进行了摊大饼式的扩张后,再想通过限购限行、推行新能源汽车等末端处理方式来解决交通拥堵等问题,只能起到事倍功半的效果。如果在城市规划、设计时,就把城市搞得紧凑一点、让公共交通更发达一些,人们的出行需求能得到满足,就不一定非得自己开车了。”日前,在由中国循环经济协会和中国工业设计协会举办的首届“绿色化:生态设计论坛”上,同济大学经济与管理学院教授诸大建认为,这体现了生态设计理念的重要性。
什么是生态设计?生态设计有什么作用?如何推广和完善生态设计理念?有关专家对此进行了进行解读。
理念:
设计开发阶段就重视环保
当前,业界、学界普遍认为,生态设计是指在产品设计开发阶段,为了实现保护环境的目标,系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等环节对资源环境造成的风险。中国工程院院士钱易说,生态设计又被称作绿色设计,其目标就是尽量采用清洁能源和循环发展等方式,使资源的利用效率最大化、污染物排放量最小化。
“大家对设计的误解很深,以为设计就是设计师的一种美化、装饰性工作,甚至以为设计只不过是奢侈、炫耀而已。其实真正的设计是从人的需求出发进行规划,恰恰不是只注重时尚。”清华大学教授柳冠中认为,之所以需要工业设计和生态设计,是因为社会化分工后生产率虽然提高,但也带来“各唱各的曲、各拉各的调”等问题。解决这些问题,不能只靠事后干预、弥补,而需要事先规划布局。
美国斯坦福大学土木和工程学院教授威廉·迈克唐纳曾提出了“从摇篮到摇篮”的发展理念,提倡清洁生物和技术材料、能源、水和人的创造力永续循环。他认为,要实现这些理念,设计标准上要注意材料的健康和可再利用,保护清洁能源和清洁的水,实现经济、社会和环境之间的和谐。威廉·迈克唐纳举例说,美国每年曾经有14亿磅(约合63万吨)废弃地毯被填埋或焚烧,造成巨大污染和浪费,他们建议厂家通过机械回收法将废弃地毯的聚烯烃材料制成衬垫,通过化工回收法回收尼龙制成饰面纤维,又重新制造出地毯,带来了良好的环境和经济效益,也增强了顾客对品牌的好感度。