Chemolithoautotrophic
Bacteria
2009
Hardcover
ISBN9784431785408
山中建男著
我们所熟悉的生命,除了植物之外,大多是以有机物质为营养的,它们的食物来源于植物、动物或者微生物。但还有一类生命,它们并非植物,但却能够以无机元素为能量和营养的来源,它们就是化能无机自养细菌。本书涵盖了化能无机自养细菌在生物化学和生理方面的特点,以及它们与相关环境之间的关系。
本书共分7章。1-2.背景和基础知识的介绍,能够帮助读者理解本书后面的内容。1.作者简单而系统的介绍了微生物生长和代谢,以及微生物所采用的各种营养类型的特点;2.介绍了一种细菌用来氧化无机化合物的细胞色素,这种细胞色素就是化能无机自养细菌生长代谢的关键物质。氮、硫和碳是自然界中所有生命所必须的,生命的繁衍和生长的过程同时伴随着这些元素的循环,正是这从未停止的循环造就了万物的生生不息。本书作者用生动的语言描述了在这三种元素的循环过程中,化能无机自养细菌是如何扮演好自己的角色的;3.地球上的氮循环。参与氮循环的细菌主要是氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化细菌,以及固氮细菌。对氨和亚硝酸盐的细菌氧化机制详加说明。介绍了硝化细菌的应用(即氨氧化、亚硝酸盐氧化菌),如利用细菌进行火药生产或是从污水脱氨氮。提到了在人体组织中的一氧化氮和它的生理功能;4-5.介绍的是地球上的硫循环相关的知识,包括硫酸盐还原菌对硫酸盐的还原和硫氧化细菌对硫化物的氧化,还有人类是如何利用参与其中的微生物的;5.阐述细菌氧化铁的机制,以及对这种细菌应用的描述:细菌浸出、生物浸出等其他应用。此外,本章还描述了由硫酸盐还原菌、硫氧化细菌和嗜酸铁氧化细菌的“合作”所引起的房屋地基冻胀;6.描述了地球上的碳循环过程的一部分,即化能无机自养细菌的碳素利用。作者对细菌由二氧化碳组生成机化合物的途径做了较为详细的说明,因为化能无机自养细菌必须由二氧化碳为材料产生细胞物质。虽然光合作用的描述省略,但细致的描述了细菌产甲烷,说明了产甲烷菌产生甲烷不是由发酵,而是通过呼吸进行的;7.描述了那些被认为是最接近生命起源的细菌,嗜热细菌是被公认最可能的生命的起源。许多嗜热细菌是厌氧的化能无机自养细菌。这里主要讨论的是那些被认为在生命演化阶段早期的生物如何取得生命所需的能源的。作者认为无论是埃姆登-迈耶霍夫-帕尔纳斯途径还是恩特纳-多特洛夫途径都不是早期生命获得能量的方式。
本书作者山中建男教授一直参与各种生物细胞色素和化能无机自养细菌的生理和生化研究,其先后在东京工业大学和日本大学任职,期间近百篇,目前是日本东京工业大学的荣誉教授。
祝金星,博士生
(中国科学院微生物研究所)
内容摘要:低碳生活作为一种全新的生活方式被大力提倡,这种生活与之前倡导的作为循环经济一部分的“循环消费”既有联系、又有区别。二者提出时的背景及所针对的问题有所不同,其涵盖内容、特点与实施路径也不尽相同,但是低碳生活与循环消费又互相促进、属于殊途同归的环保生活。
关键词:低碳生活循环消费异同
伴随着哥本哈根全球气候大会的余温,“低碳经济”已经成为热点。“低碳生活”作为一种全新的生活方式也被大力提倡。这种“低碳生活”与作为循环经济一部分的“循环消费”有什么联系,二者的区别何在,这是本文研究的内容。笔者认为:二者是存在交集的两个圆,各有侧重又有不同,属于殊途同归的环保生活。
低碳生活与循环消费的提出
(一)低碳生活的提出与内涵释义
“低碳生活”是在全球气候变暖对人类生存和发展构成严峻挑战的背景下提出的,它强调的是通过多种途径节约化石能源的消耗,减少二氧化碳排放。随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题不断加剧,大气中二氧化碳(CO2)浓度升高,全球变暖,对人类生存和发展构成了严峻挑战。为谋求可持续发展、节约能源、减少二氧化碳排放,“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、”低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。
“低碳生活方式”的最早提出,据笔者对现有可查的资料分析:应为2004年日本发起的“面向2050年的日本低碳社会情景”研究计划。该计划是为在2050年实现低碳社会提出具体的对策,其中包括制度上的变革、技术的发展以及生活方式的转变等,这一计划首次将实行低碳生活方式纳入建设低碳社会的视野中,超越了以往更关注减少能源消耗的取向。2008年6月5日,联合国环境规划署发表了一份报告,对个人采取“低碳生活方式”提出了多项建议,倡导个人“低碳生活”。在我国,2007年,国家主席在出席亚太经合组织(APEC)会议时明确主张发展低碳经济。但“低碳生活”作为一种全新的生活方式进入公众的视野,则是在2009年11月,我国政府提出2023年碳排放目标和12月哥本哈根联合国气候变化大会的召开出现的。河北省保定市作为世界自然基金会“中国低碳城市发展项目”的首批试点城市之一,还印制了低碳城市家庭行为手册,告诉普通公民生活中应该注意什么,怎样减少碳的排放。“低碳生活”正走近普通百姓家庭,并悄然改变着人们的消费理念。
所谓低碳生活是指生活作息时减少所耗用能量,从而减低碳特别是二氧化碳的排放。其方法除了种树发挥碳汇功能外,还提倡购买运输里程很短的商品、坚持爬楼梯等,在不改变生活质量的前提下从节电、节油、节气和回收等环节来改变生活细节,减少碳的排放。这意味着引导公众反思那些习以为常的消费模式和生活方式,认识到原有的消费和生活方式浪费能源、增排污染,从而充分发掘服务业和消费生活领域节能减排的巨大潜力。低碳生活的实质是把人们的观念从消费主义的过度消费,重新引回到节约的传统美德,并赋予了节约更新鲜的内涵。
(二)循环消费提出的背景与概念解析
“循环消费”是在人类大量生产、大量消费、大量废弃的消费模式导致了严峻的环境问题背景下提出的。它的侧重点则是通过减少资源消耗、消费品的循环利用及有效回收实现资源化的方式,最有效地利用消费资源和保护生态环境。随着人口的持续增加,经济规模的不断扩大,传统的生产模式和消费模式带来了严重的资源短缺和环境污染,迫使人类开始反思自然资源供给和环境容量的有限性。1962年,美国经济学家鲍尔丁从经济的角度首次提出了循环经济的概念,他将人类生活的地球比做太空中的宇宙飞船,提出如果不合理地开发自然资源,当超过地球承载能力时就会走向毁灭,只有循环利用资源,才能持续发展下去。自20世纪90年代以来,西方国家开始提出发展循环经济,提倡循环消费。
所谓循环消费是指走出“拼命消费、过度消费”的误区,提倡适度消费、层次消费,在消费过程中尽量延长消费品服务的时间强度,消费结束时考虑是否还有实用价值,最后做好废弃物的资源化。循环消费是现代国际社会推进循环经济发展的一种实践模式。它强调人们在消费活动中要按照消费经济规律、社会规律、生态规律和技术规律的客观要求,最有效地利用消费资源和保护生态环境,凸显出“消费品――消费――废弃物――再生资源――再生消费品”的物质消费增长方式,以实现消费资源的最优消耗和循环利用,保证废弃物的最小排放和对环境的最少污染,从而以最小成本获得最大的经济效益、消费效益、社会效益和环境效益,促进循环经济的运行与发展。
低碳生活与循环消费的内容、特点与实施路径比较分析
从涵盖内容来说,低碳生活与循环消费有所交叉,但循环消费的内容更广泛。从实施的路径来说,低碳生活的实施更丰富具体,强调全民参与;而循环消费除了积极采取措施调动全民参与外,还包括了政府的政策引导、经济杠杆的驱动、法律的约束与规范以及技术的支撑等宏观的内容。
(一)低碳生活与循环消费的内容、特点比较
作为一个全新的概念,一种全新的生活方式,低碳生活尚未在学界形成约定俗成的内容,且由于涉及很多生活细节,其内容具体而丰富。比如在联合国环境规划署倡导个人“低碳生活方式”的建议就包括:每天使用传统的发条闹钟,取代电子闹钟;在午休和下班后关掉电脑和平板显示器;一旦不用电灯、空调,随手关掉;手机一旦充电完成,立即拔掉充电插头;选择晾晒衣物,避免使用滚筒式干衣机;用在附近公园中的慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼;用节能灯替换60瓦的灯泡;不开汽车改骑自行车等等。
在我国还有热心网友对冰箱、空调、微波炉、计算机、燃气的节能使用和出行等方面提供了具体可行的方法,倡导低碳生活。此外,低碳生活还因不同国家人们的文化传统及生活习惯不同而存在较大差异。人们的碳消耗量、消费结构不同,具体到减碳、低碳生活的方法上就会有很大不同。例如以中国传统文化来解释这一理念的主要内涵,可将其简化为“勤、俭”二字。而对于崇尚过度消费的国家来说,就应该是戒除那些浪费能源、增排污染的嗜好。
同样地,作为一个经济概念,循环消费也是一种全新的生活方式,一种新的价值观和美德。它的内容包括提倡消费者在消费选择时选择未被污染或有助于公众健康的绿色产品,优先选购简约包装和包装废弃物易于环保处理的商品;在消费过程中鼓励自带购物袋,对于可重复使用的包装和商品,多次利用,尽量不用一次性塑料袋、塑料盒、筷子、纸杯等;在消费过程结束后,自觉将包装废弃物、生活垃圾进行分类,不造成环境污染。其特点是通过资源利用的合理化、消费品的再利用、废弃物的再循环,达到人口、经济、社会与生态的和谐统一,使人们在优美适宜的消费环境中生存与发展,全面提高人们的生活质量。循环消费不仅包括节约能源、减少二氧化碳排放,还包括通过延长消费资源服务时间和强度,促进资源重复利用和回收,实现再循环,改善消费环境和生态环境,建成资源节约型、环境友好型社会。可见,低碳生活和循环消费在内容上虽有交叉,但循环消费涵盖的内容更广。
(二)低碳生活与循环消费的实施路径比较
倡导低碳生活,反映了人类因气候变化而对未来产生的担忧。从现在的高碳生活转向低碳生活,首先要求每个消费者和政府部门身体力行,不断创新挖潜,从生活细节中降低碳排放。如改变以高能耗为代价的便利消费嗜好,尽量使用节能、节电、节气的家用电器和交通工具;不使用一次性消费品;还包括改变饮食习惯、倡导低碳饮食。其次,作为耗能大户的商场、酒店、宾馆等,改变通过“便利”实现“盈利”的营销模式,实施低碳运营模式,尽量选用节能、减碳的产品,降低能耗,实现经济利益和生态效益的双赢。据制冷技术专家估算,超市电耗70%用于冷柜,而敞开式冷柜电耗比玻璃门冰柜高出20%。由此推算,一家中型超市敞开式冷柜一年多耗约4.8万度电,相当于多耗约19吨标煤,多排放约48吨二氧化碳,多耗约19万升净水。当然,推行低碳生活,也需要政府营造一个助推的制度环境。如提供一些实现低碳生活的信息服务,通过减免税费、提供财政补贴和建立刚性制度等措施引导消费者节能减排,抑制消费主体的高碳消费方式,推进节能措施在政府、企业、社会层面的有效落实,使全社会形成良好的生活方式。可以说,低碳生活的实施,主角是每一个能源使用单位和每个消费者,提供服务与保障的是政府。
贯彻落实循环消费,使这种观念和生活方式深入人心,需要利用政治、经济、科技、文化等多种手段,多管齐下,各方联动,才能普遍实行,发挥其应有的作用。首先,加强宣传,使消费者转变观念,自觉节约资源、回收利用废弃物、保护环境,使“循环消费”从专业群体走出来,成为寻常百姓的消费观念、生活方式和思维方式。其次,建立完善的绿色消费、资源循环再生利用方面的政策和法律法规,建立健全各类废物回收制度。明确消费者在垃圾分类、废弃物处理方面的责任和义务,规定消费者应尽量购买绿色产品。在法律的强制约束下,改变人们的非持续性消费行为。第三,充分发挥政府宏观调控的作用,制订鼓励循环消费的经济政策,以税收等经济杠杆激励和约束消费者的行为。此外,政府还应发挥桥梁纽带的作用,搭建废旧物资交流的平台。如建立社区“跳蚤市场”,利用网络、报纸等开办闲置生活物品交流平台,建立城乡之间废旧物资交易市场等。最后,加强科学研究,建立技术创新体系和综合评价指标体系。尽快找到减少垃圾排放和对各种有害物质无害化处理的新工艺、新技术,同时加强对关系循环消费发展的信息技术、资源重复利用技术、能源综合利用技术、替代技术、环境监测技术以及运输技术等的研究。同时建立综合评价指标体系,其中包括经济增长、资源消耗、环境质量、废弃物回收利用率、无害化处理率、新技术应用程度等,为循环消费提供度量衡。在实施循环消费方面政府起主导作用,而参与者除了全体消费者外也包括政府,同时技术部门的保障也是必不可少的。
低碳生活与循环消费的共性分析
人类践行低碳生活,改变高能耗、高污染、高排放的生活消费方式,减少二氧化碳排放,种植碳汇林,可以缓解温室效应和全球气候变暖状况。而循环消费所谋求的消费资源与环境有限性之间的矛盾也会大大缓解,二者相互促进。另一方面,不管是低碳生活还是循环消费,作为一种新的环保生活方式和生活理念,其出发点均为倡导全社会关注环境问题,形成合理的消费方式,目的和归宿都是改善环境状况,达到人、自然、社会的和谐统一。
(一)低碳生活与循环消费互相促进
低碳生活是循环消费的必然要求。发展循环消费是在更大、更广范围内解决消费模式中存在的能源资源浪费、环境污染与生态破坏等问题,要实现消费资源的减量化、再利用和资源化,必然要求节约能源资源,这无形中达到了低碳生活所谋求的减少碳排放的目的,可以有效缓解CO2排放大幅度增长对地球和人类社会造成的灾难和严重影响。据统计2008年6月至2009年6月,全国开始实施“限塑令”一年间,全国超市塑料袋用量减少400亿只。而据中国科技部《全民节能减排手册》计算,全国减少10%的塑料袋,可节省生产塑料袋的能耗约1.2万吨标煤,减排31万吨二氧化碳。
低碳生活促进循环消费。导致气候变化的过量碳排放是在人类生产和消费过程中产生的,要减少碳排放就要相应优化和约束某些消费和生产活动。这与循环消费要解决资源有限和需求无限的矛盾、经济发展和环境保护矛盾的目标是一致的。推行低碳生活,采取有效措施,引导消费者主动或被动地从高碳生活转向低碳生活,既是发展低碳生活的关键所在,也解决了循环消费的突出难题。而发展低碳生活所提倡低能耗、低排放、低污染的消费模式,既能达到节能减排的要求,也对推进完善能源资源节约和环境污染治理的循环消费模式有重要的启示和促进作用。因此,低碳生活的顺利推行,会有效促进循环消费向纵深发展。
(二)低碳生活与循环消费都可促进环保生活方式实现
作为一种全新的环保生活方式和生活理念,不管是低碳生活从减少二氧化碳排放的视角,还是循环消费倡导的消费品资源化、减量化、再利用,二者的出发点均为改变不注意节约、过度消费、奢侈消费的习惯,倡导全社会形成合理的消费方式,目的和归宿都是为了改善环境状况,还人类一个空气清新、气候适宜、碧水蓝天的生活环境,达到人、自然、社会的和谐统一。
当然,还应该充分认识到,通过几年的努力,我国循环消费已经逐步展开,循环消费政策法规正在逐步完善,各地实施循环消费也取得了初步成效。如为配合2008年6月1日起《塑料购物袋国家强制性标准》的执行,河北省工商部门开展了为期3个月的限制生产销售使用超薄塑料购物袋专项整治行动,重点查处生产非法塑料购物袋的小作坊、黑窝点,从源头上限制了塑料袋的生产,促进了消费者循环消费。上海市已免费为市民改造老式抽水马桶5万套,三年已节水210万m3。另据新华社报道:为满足群众梯次消费、引导循环消费,天津市人民政府办公厅转发了天津市商务委《关于加快天津市旧货市场体系建设的指导意见》,根据该意见,天津开办便民利民周末“跳蚤”市场。2009年,天津开展1-2家“跳蚤”市场试点,探索运营管理经验,2010年逐步推广。低碳生活作为一个刚刚进入公众视野的时尚词汇,还不被大多数消费者所了解,因此不能把低碳生活和循环消费对立起来,更不能把循环消费发展半途而废,只提低碳生活,因为两者都可以实现环保。
综上,正确认识低碳生活和循环消费的关系,既要看到它们在涵盖内容与实施路径上的不同,又要认识到它们之间相互促进、殊途同归的密切联系。因此,应该从基本国情出发,认真总结经验,坚定不移地在全社会积极倡导和发展循环生产和循环消费,包括推广可再生能源,倡导低碳生活,这是现实而又可行的选择,也是发展低碳生活的基本路径。
参考文献:
1.余颂.试论循环消费评价指标体系的构建[J].消费经济,2009(1)
【论文摘要】在发电领域减少二氧化碳产生的途径包括：提高发电效率减少燃耗；采用原子能发电；使用再生(天然)能源。每单位发电量二氧化碳的产生，以矿物燃料发电最高，特别是烧煤电厂。再生能源发电虽然设施的建造会产生二氧化碳，但发电本身不会产生二氧化碳。因此，增加使用再生能源发电和有效使用矿物燃料，是抑制产生二氧化碳的有效方法人口是影响能耗的重要因素，全球人口的增加将造成能耗增加，导致大气层中二氧化碳浓度上升，使气温上升，全球变暖。在发电领域减少二氧化碳产生的途径包括：提高发电效率减少燃耗；采用原子能发电；使用再生(天然)能源。每单位发电量二氧化碳的产生，以矿物燃料发电最高，特别是烧煤电厂。再生能源发电虽然设施的建造会产生二氧化碳，但发电本身不会产生二氧化碳。因此，增加使用再生能源发电和有效使用矿物燃料，是抑制产生二氧化碳的有效方法。再生能源发电技术可分为水力发电；风力发电；太阳能发电(太阳─热发电和光伏发电)；海洋发电(海洋-热能转换、潮汐、洋流、海波)；地热发电。水力发电水力发电是目前发电技术中每单位发电量产生二氧化碳最低的。它不会产生破坏环境的物质；在径流式水电站的情况下，也不需要水库，对保护环境最为有利。在水库型和抽水储能型电站情况下，必须考虑水库建造对环境的影响。风力发电欧洲和美洲在风力涡轮的发展上处于领先地位，随着在美国公用事业管理政策条例(PURPA)的制定和加州减免赋税，它们的实际应用迅速取得进展。三菱重工(MHI)已在美国加州安装了660台275千瓦级的风力涡轮。实际应用的这些涡轮机，其输出功率范围从100千瓦到600千瓦，而兆瓦级的风力涡轮目前正处于中试阶段。在日本，迄今输出功率最高为300-400千瓦，但MHI开发的500千瓦级的涡轮在1996年10月已成功运转。太阳-热发电太阳能发电技术可分为太阳-热发电和光伏发电。在前一种情况下，通过搜集的太阳热能，用水或低沸点流体直接或间接产生的蒸汽驱动汽轮发电机；在后一种情况下，通过p-型和n-型半导体的组合，将阳光直接转换为电。太阳-热发电又分为直接和间接(二元循环)型发电系统。在前一种情况下，使用一台冷凝器，通过直接产生的蒸汽驱动汽轮机；而在后一种情况下，是在主系统使用一种沸点高于水的熔盐或液态钠，通过热交换加热辅助系统内的工作流体-水或低沸点流体产生蒸汽。虽然前一种系统简单，但热效率低于后者，难以在高温下取得蒸汽，需要辅助燃料点火。在日本已建成输出功率1000千瓦的中试装置，应用了塔型和曲线-直线型冷凝器，用热水蓄热设施予以补充。美国在1982年开始对10兆瓦级的发电机进行研究，随后建成了实际应用输出功率超过30兆瓦的装置。再生能源发电尚有一些问题需研究解决：(1)由于日光能量密度低(在白天，最高每平方米1千瓦)，要放置太阳热能收集器需要巨大的空间。(2)太阳辐射的强度变化大，因发电取决于时间和天气，所以不能实现稳定发电。(3)由于难以通过热积累把蒸汽的温度提高到一个高水平，所以不能实现高效率的兰金循环(总效率10%～15%)。为减少成本，实现电力的稳定供应和提高效率，要解决的问题(1)必须改善抛物面反向镜型和定日镜塔型系统的热收集效率；(2)必须应用一补充锅炉或蓄热系统；(3)需使用一个二元循环提高温度，并通过应用低沸点混合液体改善兰金循环。光伏发电应用光伏发电所产生的二氧化碳量仅次于水力发电技术，也不会产生污染环境的物质，是一种理想的干净发电技术。为发电提供能量的日光是无限的。假定在白天太阳辐射的最高强度是每平方米1千瓦，发电效率为10%，整个地面上每年可能的发电