內容簡介
綠色工廠：觀點方法與工具本書的主題包括：
*綠色工業企業的要素
*法律法規
*污染防治
*產品、工藝和工廠的生命周期評價
*可持續性評價
*工業部門分析（包括農業和紡織業在內的19個特定部門）
*未來的工業和環境事物
前言
“綠色工程”是一個非常重要的概念，人們越來越多地討論到它。它的基本思想是工程師和其他技術專家應當考慮他們所做工程決策的潛在環境後果，無論這些後果是會立即導致的還是在遙遠的將來發生。可以說，綠色工程是地球可持續發展的一個必要（但不充分的）條件。
然而，實施綠色工程遇到的一個主要困難在於全球只有一小部分工程師擁有相應的知識，而且只有少數工程學課程涉及該主題。這在很大程度上是因為相關的課本和參考資料仍有待這個新興領域的專家撰寫。化學工程領域是一個例外，Allen和Shonnard以綠色化工生產設計為主題，撰寫了《綠色工程： 化工生產的環境責任設計》（Green Engineering： Environmentally Responsible Designs of Chemical Processes，Prentice Hall，2002）。不過，仍有許多行業的土木工程師、電氣工程師、工業工程師和機械工程師讀不到類似的著作。另外，關於工業生產的全面完整的環境信息也能夠讓工業管理人員、環保專家和政府官員受益匪淺。
為讓本書成為一本教科書和參考書，我們努力廣泛地論述各種技術及其環境影響。我們把重點放在工業工廠，並提出了邁向綠色工廠所需的4步：遵守法規、污染防治、生命周期評價和可持續性。本書幾乎述及了所有的工業部門，從資源開採產業到產品製造商，再到再生回收商，概述了每個部門的典型操作及其環境影響，並展望了各部門的操作可能發生的重要轉變。我們還討論了3種未來前景中可能出現的部門操作，即“趨勢世界”（照常發展）、“灰色世界”（發展時不考慮環境影響和可持續發展）和“綠色世界”（發展時充分考慮環境影響和可持續發展）。最後，本書預測了半個世紀之後的可能未來，並展望了可能發生的工業變化。
本書可以作為工程學或套用科學專業的高年級本科生或一年級研究生的教科書，是耶魯大學自1997年開設的一門同名課程的教學成果。在這門課上，我們強調要讓學生參觀多個不同類型的工業工廠，因為只有這樣，學生才能對工業操作的規模、現代質量標準、可靠性和生產效率提出的技術挑戰、員工保護環境的義務等內容產生感性認識。每次參觀工廠之前，東道主都會提供概況簡介。在參觀過程中，我們鼓勵學生在關注環境影響（毫無疑問也是我們的重點）的同時，把更多的注意力放在生產工藝和工序上。因此，參觀一般從進料車間開始，然後關注生產過程中輸入材料和/或輸入元件的變化，再到質量控制和包裝，最後在裝運車間進行小結。最好是每8個學生配1名嚮導。通過這樣的參觀，學生能夠收集和記錄工廠的相關信息（附錄A給出了一份有用的報告格式）。然後學生編寫報告並提交給教師。我們鼓勵學生分組編寫工藝流程圖以及材料和工藝列表，但要求他們獨立完成報告。
我們推薦參觀工廠的次數最好為4～5次。這樣做有助於促進學生思考，並撰寫出1～2份關於工廠在遵守法規、污染防治、生命周期評價和可持續性等方面環境表現的報告。參觀工廠應當儘可能從簡到繁，如先參觀一家塑膠部件製造廠，再拜訪一家設備生產廠，這種做法能使學生受益。在課堂講授時，可重點講述第1～7章和第27～28章，並選擇部分適於工廠參觀和師生均感興趣的特定部門的章節。
除作為課堂教學的教材之外，本書也適合作為工程師以及環保、保健和安全人員的培訓用書。我們相信，許多人會發現這本書的用處，從而幫助自己所在的公司走上可持續發展之路。我們感謝這幾年來提出教改建議的學生：Ryan Bennet、William B. Ellis、Elizabeth Levy、Reid J.Lifset和Peter J.Deschenes，他們為本書的部分章節提供了想法和最初的文本。最後，感謝Kluwer學術出版社的本書編輯。
目錄
序言Ⅰ第Ⅰ部分工業和環境問題簡介
第1章技術和環境
1.1引言
1.2用能量換取資源
1.3污染潛力
1.4工業食物鏈
1.5前景預測
1.5.1重要趨勢
1.5.2展望未來
1.6本書結構
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第2章綠色工業企業的要點和方法
2.1能源的利用技術
2.2水的利用技術
2.3材料的利用技術
2.4共同的生產過程
2.5綠色化學和綠色工程
2.6改善環境表現的工具
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第Ⅱ部分工業環境管理的方法和工具
第3章起點：遵守法規和協定
3.1立法目的
3.2設定立法目標
3.3美國：主要通過法規管理的一個例子
3.3.1清潔空氣法令
3.3.2清潔水法令
3.3.3資源保護與回收法令
3.3.4全面環境反應、補償和責任法
3.3.5緊急計畫和社區知情權法令
3.3.6其他涉及工業的環境表現的聯邦法規
3.3.7州的法規
3.3.8美國環保法規的執行情況
3.3.9自願項目和磋商協定
3.4荷蘭：主要依靠雙方同意的一個例子
3.5國際和工業發起的方法
3.5.1國際協定
3.5.2工業發起的方法
3.6小結
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第4章下一步：污染防治
4.1引言
4.2什麼是污染防治
4.3污染防治的執行
4.4環境供應鏈管理
4.5污染防治的用處
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第5章用生命周期評價工廠
5.1生命周期的概念
5.2產品的生命周期評價
5.3工藝的生命周期評價
5.4工業工廠的生命周期評價
5.5矩陣評價法
5.6對汽車及其製造過程的評價
5.6.1產品的簡化生命周期評價
5.6.2工藝的簡化生命周期評價
5.6.3工廠的簡化生命周期評價
5.7工廠的健康與安全表現
5.8綜合生命周期評價在企業中的套用
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第6章與可持續性相關的表現
6.1順序評價
6.2材料通過量
6.3潛在危害性
6.3.1全球氣候變化的潛在影響分級
6.3.2人體危害性的潛在影響分級
6.3.3生態系統危害性的潛在影響分級
6.3.4生物多樣性喪失的潛在影響分級
6.3.5同溫層的臭氧損耗
6.3.6光化學煙霧的潛在影響分級
6.3.7酸雨
6.3.8自然景觀退化
6.3.9熱污染
6.3.10氣味
6.3.11核輻射
6.3.12垃圾填埋場用盡
6.3.13通過量?潛在危害性矩陣
6.4材料的利用
6.5水的利用
6.5.1用水問題
6.5.2用水錶現
6.6能源的利用
6.6.1用能問題
6.6.2用能表現
6.7移動矩陣中的圖示
6.8小結
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附錄：使用環境保衛組織的網上評分卡
第7章可持續性評價
7.1ΣWESH圖
7.2ΣWESH圖的量化
7.3ΣWESH圖案例
7.4可持續性的路標
7.4.1確定障礙
7.4.2轉換函式
7.4.3定期更新路標
7.5可持續性的特徵
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第Ⅲ部分工業部門分析
第8章化石燃料開採和加工業
8.1概述
8.2物理和化學操作
8.2.1煤
8.2.2石油
8.2.3天然氣
8.3部門的資源利用
8.3.1能源
8.3.2材料
8.4潛在的環境問題
8.4.1固體廢棄物
8.4.2液體廢棄物
8.4.3氣體廢棄物
8.4.4自然生境破壞
8.4.5可持續性評價
8.5部門前景
8.5.1發展趨勢
8.5.2前景展望
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第9章發電工業
9.1概述
9.2生產過程
9.2.1總的工藝特性
9.2.2燃燒化學
9.2.3工藝效率
9.3部門的資源利用
9.3.1能源
9.3.2化石燃料之外的能源
9.4潛在的環境問題
9.4.1氣體廢棄物
9.4.2液體廢棄物
9.4.3核電站的廢棄物
9.4.4棲息地和土地使用問題
9.4.5可持續性評價
9.5部門前景
9.5.1供應方的發展趨勢
9.5.2需求方的發展趨勢
9.5.3前景展望
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第10章金屬礦開採和加工業
10.1概述
10.2物理和化學操作
10.2.1開採
10.2.2選礦
10.2.3從礦石中提鍊金屬
10.2.4常見工業用金屬的提煉工序
10.3部門的資源利用
10.3.1能源
10.3.2材料
10.3.3操作助劑和爐渣
10.3.4水
10.4潛在的環境問題
10.4.1固體廢棄物
10.4.2液體廢棄物
10.4.3廢氣與顆粒物
10.4.4土地使用與棲息地破壞
10.4.5可持續性評價
10.5部門前景
10.5.1發展趨勢
10.5.2前景展望
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第11章無機礦物和化學製品工業
11.1概述
11.2物理和化學操作
11.3部門的資源利用
11.3.1能源
11.3.2材料
11.3.3操作助劑
11.3.4水
11.4潛在的環境問題
11.4.1固體廢棄物
11.4.2液體廢棄物
11.4.3氣體廢棄物
11.4.4可持續性評價
11.5部門前景
11.5.1發展趨勢
11.5.2前景展望
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第12章石化工業
12.1概述
12.2物理和化學操作
12.3部門的資源利用
12.4潛在的環境問題
12.4.1氣體廢棄物
12.4.2液體廢棄物
12.4.3固體廢棄物
12.4.4可持續性評價
12.5部門前景
12.5.1發展趨勢
12.5.2前景展望
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第13章農業
13.1概述
13.2物理和化學操作
13.2.1工序
13.2.2描述和圖示
13.3部門的資源利用
13.3.1土地
13.3.2能量
13.3.3材料：肥料
13.3.4操作助劑：農藥
13.3.5水
13.4潛在的環境問題
13.4.1固體
13.4.2液體/水質
13.4.3氣體
13.4.4生物多樣性
13.4.5可持續性評價
13.5部門前景
13.5.1發展趨勢
13.5.2前景
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第14章食品加工業
14.1概述
14.2物理和化學操作
14.2.1物理操作
14.2.2化學和生物操作
14.3部門的資源利用
14.3.1能量
14.3.2水
14.3.3材料和操作助劑
14.3.4食品體系的生物新陳代謝
14.4潛在的環境問題
14.4.1土壤排放物
14.4.2水體排放
14.4.3大氣排放
14.4.4可持續性評價
14.5部門前景
14.5.1工藝趨勢
14.5.2產品趨勢
14.5.3前景展望
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第15章紡織和皮革工業
15.1概述
15.2物理和化學操作
15.2.1紡織品
15.2.2皮革
15.3部門的資源利用
15.4潛在的環境問題
15.4.1固體殘餘物
15.4.2液體殘餘物
15.4.3氣體殘餘物
15.4.4可持續性評價
15.5部門前景
15.5.1發展趨勢
15.5.2前景展望
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第16章采砂和玻璃工業
16.1概述
16.2物理和化學操作
16.2.1成分
16.2.2玻璃的生產過程
16.2.3玻璃的修整
16.2.4光纖的製造
16.3部門的資源利用
16.3.1能量
16.3.2水
16.3.3材料和操作助劑
16.4潛在的環境問題
16.4.1資源的利用和排放
16.4.2循環利用
16.4.3可持續性評價
16.5部門前景
16.5.1工藝趨勢
16.5.2產品趨勢
16.5.3前景展望
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第17章金屬製品工業
17.1概述
17.2物理操作
17.2.1金屬鑄造
17.2.2成形
17.2.3機加工
17.2.4連線
17.2.5修整
17.2.6補充工序
17.3部門的資源利用
17.3.1能量
17.3.2材料
17.3.3水
17.4潛在的環境問題
17.4.1固體殘餘物
17.4.2液體殘餘物
17.4.3氣體殘餘物
17.4.4可持續性評價
17.5部門前景
17.5.1趨勢
17.5.2前景展望
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第18章塑膠製品工業
18.1概述
18.2物理和化學操作
18.2.1樹脂生產
18.2.2加入添加劑
18.2.3成形和修整塑膠製品
18.3部門的資源利用
18.4潛在的環境問題
18.4.1氣體排放物
18.4.2水體排放物
18.4.3固體廢棄物
18.4.4可持續性評價
18.5部門前景
18.5.1工藝趨勢
18.5.2產品趨勢
18.5.3社會和法規趨勢
18.5.4前景展望
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第19章電子器件工業
19.1概述
19.2物理和化學操作
19.2.1積體電路的生產
19.2.2印刷線路板的生產
19.2.3電子線路板的組裝
19.3部門的資源利用
19.3.1能量
19.3.2材料
19.3.3操作助劑
19.3.4水
19.4潛在的環境問題
19.4.1固體
19.4.2液體
19.4.3氣體
19.4.4可持續性評價
19.5部門前景
19.5.1發展趨勢
19.5.2前景展望
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第20章有機化學製品工業
20.1概述
20.2物理和化學操作
20.3部門的資源利用
20.4潛在的環境影響
20.4.1固體
20.4.2液體
20.4.3氣體
20.4.4可持續性評價
20.5前景展望
20.5.1工藝趨勢
20.5.2產品趨勢
20.5.3前景展望
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第21章產品組裝工業
21.1概述
21.2物理和化學操作
21.3部門的資源利用
21.4潛在的環境影響
21.5部門前景
21.5.1發展趨勢
21.5.2前景展望
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第22章林產品和印刷業
22.1概述
22.2物理和化學操作
22.2.1林產品採伐
22.2.2木材生產
22.2.3製漿與造紙
22.2.4印刷
22.2.5木製品
22.3部門的資源利用
22.3.1能量
22.3.2材料
22.3.3操作助劑
22.3.4水
22.4潛在的環境問題
22.4.1木材生產
22.4.2製漿與造紙
22.4.3印刷
22.4.4木製品
22.4.5可持續性評價
22.5部門前景
22.5.1發展趨勢
22.5.2前景展望
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第23章包裝和運輸業
23.1概述
23.2物理和化學操作
23.2.1包裝
23.2.2運輸
23.3部門的資源利用
23.3.1能量
23.3.2材料
23.4潛在的環境問題
23.4.1固體
23.4.2液體
23.4.3氣體
23.4.4可持續性評價
23.5部門前景
23.5.1發展趨勢
23.5.2前景展望
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第24章工業、住宅和基礎設施建築業
24.1概述
24.2物理和化學操作
24.2.1工地建設
24.2.2集料
24.2.3瀝青鋪築
24.2.4水泥
24.2.5圬工
24.2.6混凝土
24.2.7木材
24.2.8表面敷貼
24.2.9隔熱材料
24.3部門的資源利用
24.3.1能量
24.3.2材料
24.3.3水
24.4潛在的環境問題
24.4.1固體
24.4.2液體
24.4.3氣體
24.4.4棲息地破壞
24.4.5可持續性評價
24.5部門展望
24.5.1發展趨勢
24.5.2前景展望
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第25章再製造和再生工業
25.1概述
25.2物理和化學操作
25.2.1再製造
25.2.2金屬的再生
25.2.3塑膠
25.2.4建築材料的再生
25.2.5林產品的再生
25.2.6玻璃的再生
25.2.7橡膠的再生
25.3部門的資源利用
25.3.1能量
25.3.2材料
25.3.3再生過程
25.4潛在的環境問題
25.5部門前景
25.5.1發展趨勢
25.5.2前景展望
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第26章先進材料、工藝和產品
26.1概述
26.1.1複合材料
26.1.2功能材料
26.1.3組裝材料
26.2物理和化學操作
26.2.1塑膠基複合材料的成形和修整
26.2.2金屬基複合材料的成形和修整
26.2.3陶瓷基複合材料的生產
26.3資源使用情況
26.4潛在的環境問題
26.5部門前景
26.5.1發展趨勢
26.5.2前景展望
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第Ⅳ部分工業和環境問題前景
第27章2050年的工業
27.121世紀的工業
27.2今天的工業部門、聯繫和潛在影響
27.32050年的工業
27.4對環境的影響
27.5對企業的影響
第28章實現工業變化
28.1要求變化的重壓
28.2企業變化的驅動力
28.3企業變化的機制
28.3.1個人行動
28.3.2企業行動
28.3.3協會行動
28.3.4個人、企業和協會的相互影響
28.4企業變化的實施人
28.5未來對環境負責的工業
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附錄A綠色工業工廠：工廠訪問記錄表
附錄B工廠訪問報告案例：走向遵守法規
附錄C工廠訪問報告案例：走向污染防治
附錄D產品的環境責任矩陣：評分方針和規程
附錄E工藝的環境責任矩陣：評分方針和規程
附錄F工廠的環境責任矩陣：評分方針和協定書
附錄G簡化生命周期評價的健康與安全矩陣：評分方針和規程
附錄H工廠訪問報告案例：走向簡化生命周期評價
附錄I生產過程的環境評價技術
附錄J工廠訪問報告案例：走向可持續
附錄K度量單位辭彙表
