物质流分析研究进展.doc

物 质 流 分 析 研 究 进20世纪60年代，随着生态学的兴起，人们开始模仿目然生态系统的物质 流动规律调整工业系统，改善发展与环境的矛盾，工业生态学即恐在工业领域 寻求可持续发展的过程中逐步形成的近卜年来.工业生态学研究进展迅速， 物质流分析为工业生态学中的重要研究内容它是研究工业系统、区域及 全球物质流向的显化及其对自然生念系统的影响和减少这些影响的技术方法[以 26]■物质流分析方法作为研究经济生产活动中物质资源新陈代谢的一种方法，其基本思想的发端可以追溯到100多年以前第•个基于经济学观点的国家尺 度物质流分析的尝试发表于1969年〔切20世纪7040年代.先后形成了许多 通过研究物质流动来建立经济与环境之间的联系的方法R叭Kneese等在1972 年提出通过物料平衡的方法追踪社会中物质的流动〔旳，1978年.Ayres运用实 证方法详细论述了经济系统中物质的迁移路径〔刈，为经济系统物质流分析框架 的形成奠定了 淀的基础.1989年，Ayres等人在模拟生物新陈代谢过程和生 态系统的循环再生过程时首次提出“工业代谢"的概念卩物质平衡(Physical Balance)、工业代i( Industrial Metabolism)等理论的提出和完菩，为物质流分析 方法应用于整个经济系统的研究奠定了基础。

此后.物质流分析便作为建立牛 态工业的一种行之有效的分析方法用于工业系统的代谢机理研究中物质流分析是指在一定时空范围内关于特定系统的物质流动和贮存的系统 性分析.主要涉及的是物质流动的源、路径及汇物质流分析遵循质虽守恒定 律，它的分析的结果总是能通过其所有的输入、贮存及输出过程来达到最终的 物质平衡这是物质流分析的显著特征.它为资源、废弃物和环境的管理提供 了方法学上的决策支持工具卩可•总体而言，物质流代谢分析的研究主要集中在 以下几个方面：1) 在一定区域内对经济系统内的物质总量总动和某些重要的金属和非金属 元素进行追踪从1997年开始，世界资源研究所(World Resource Institute, WRI) 着手对5个国家(美国、日本、奥地利.德国.荷兰)经济系统的物质流动状况 进行了全面的分析(WWW. wri. org)・与此同时，运用物质流分析方法对本国经济 系统进行分析的国家不断增加，比如意大利卩叭丹麦讯】、芬兰卩叭瑞典【殉、英 国〔37］、捷克卩叭中国卩=4］等.随着物质总就流动的分析研究的深入进行•单个 物质或单质的流动分析已在全球、国家及区域水平得以细致的研究，英中具有 代表性的为国际应用系统分析研究所和耶鲁大学产业生态学中心相继于1993 年和2003年运用工业代谢分析方法针对莱茵河流域层面和全球层面的铅、锌等 重金属的代谢过程进行的研究口。

在国内，陆钟武课题组（2004, 2007）"呵、 段宁（2006）〔汽杨宁（2009）汕、郭颖（2008）网等人分别对中国国家层面 的铜、铅、铁等元素的代谢过程、半导体行业的硅元素代谢和化工行业层面的 氯元素代谢和工业园层面的磔元素带代谢做了系统研究.并对元素的资源利用 效率进行了研究2）研究区域内物质、能呈代谢的过程仪效率这方面的研究旨在系统地分 析经济体系运行的物质代谢结构缺陷,发掘提高系统生态环境效率的潜在方案. 其中在生态工业机理硏究方面•早在1997年就有学者研究了在一定区域不同产 业之间共享资源和互换副产品（或工业废物）的产业共牛组合我国起步较 晚，自20世纪90年代末开始，国内学者肖忠东等人（2003） 从工业生态制 造的角度对工业剩余物质的代谢管理问题进行了研究;清华大学金涌等人＜2003） 〔型对工业生态的理论与应用进行了探索性的研究.段宁（2004〉I呵对中国制糖 （甘初 生态工业模式的典型案例进行了分析：徐大伟（2005） 1571以工业代谢为 理论革础，运用系统分析与建模的方法对工业生态系统中的企业及其所构建的 工业生态链进行理论分析与描述.揭示了工业生态系统中物质代谢及循环流动 机理。

在区域生态效率研究方面，Helmut Haberl （2006）㈣、Fridolin Krausmann （2002）㈤）、Zhang Van （2007）何】等运用物质代谢分析方法分别在全球层面.国家层面（澳大利亚）和地区层面（中国深圳）的社会经济系统的能总代谢进 行了分析研究，由此分析了社会经济系统的现代化进程和生态效率变化在国 内，南京大学黄和平（2007） 16,1对基于省级区域尺度的环境•经济系统的物质流 指标进行核算及分析，构建了区域坏境•经济系统的物质流帐户体系，并揭示了 区域物质生产力及生态效率的动态变化过程或趋势及英与区域经济发展的协同 效应或耦合关系・在园区和企业层面上，卜庆才（2003）对钢铁工业的水资 源效率进行了研究东北大学杜涛、蔡九菊建立了钢饿企业物质流、能量流和 污染物流的分析方法，提岀了钢扶企业生产过程和能源转换过程的数学模型，研究和分析了我国钢铁工业吨钢能耗和环境负荷的变化与进步〔刖3）研究与产品相联系的物质与能量流•即以产品生命周期为主线，研究产 品从原材料提取到废弃的过程中与环境之间的物质和能2关联，从而为解决环 境污染问题提供定量的研究依据这方面主要的研究主要包括：美国国家矿产 局白20世纪90年代以來进行的-系列有关矿产品从采矿到最终使用的代谢分 析〔旳。

周哲等（2001）〔拠用工业代谢分析方法对中国煤炭利用过程造成的污染 悄况进行了分析.提出了相应的改进模型夏训峰等（2006）㈣对包头铝业生 态工业园区的产品代谢研究由以上分析可以看出，物质流分析方法可以适用于不同层次的分析要求， 既可以是全球性、区域性或国家性的工业生产系统分析，也可以是对某一个具 体行业、公司或是特定场所的调資分析但从目前的研究來看.物质流分析主 要集中在全球.区域及国家、行业等宏观层面上.而针对企业的微观生产过程 进行物质代谢分析的研究较少，因此本研究将针对企业T艺过程层面构建物质 代谢分析框架，为企业运用该系统分析方法进行清洁生产提供技术支挣•。