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环境在线监控,为什么?
发布日期:2013-05-07

          ——兼谈中国环保新道路的理论与实践 

                                                                                                    林宣雄  汪应洛 

   改革开放的中国不断创造着经济奇迹,同时也不断创造出各种新名词;而科技新名词“环境在线监控”就是其中的一个,在中国的大辞典里和世界各种科技词典里,都找不到环境在线监控这个词条,但在中国的环保实践里,这个词几乎可以说是耳熟能详了,而且发端于地方,具有草根性和广泛性。 
   这是一个组合新名词,由三段构成:环境、在线和监控;“环境”毋庸解释,“在线(online)”是联机、在网上的意思,而“监控”则是自动监测和控制的含义,是一个复合词,拆开来都不新,但组合起来就是具有特定含义的新名词;去掉“在线”两个字的“环境监控”是与其最接近的词,也是个新名词,但较之于前者,后者内含小,所以外延就大,因而包含了前者;两者除了内含外延差别外,还有一点闭环和开环上的小差别,开闭环是自控理论中的术语,通常,较之于“环境监控”,“环境在线监控”含有更多的闭环性,尽管如此,但它不排除有人参与的开环控制。 
  “环境监控”和“环境在线监控”是近几年才被提出和比较多被提及、称用的两个名词,周生贤部长极力推动的探索中国环保新道路,和它们发生在同一时空,风马牛不相及吗?不是的,中国环保新道路与环境在线监控具有本质的关联(也是内在的关联)。 
   中国环保新道路的内含和外延 
   中国环保新道路涉及理论和实践两个方面,理论和实践构成中国环保新道路探索的两极,两极的相辅相成、相向互动发展形成其完备的体系,并沉淀出中国环保的突破性成果。 
   中国环保新道路的核心思想是实现经济发展与环境保护的高度融合,研究其方向、原则和框架体系,不但将收敛迄今为止几乎所有环保理论研究和环保实践探索的成果,而且还将抽茧引丝导出新的结论、建议和重大战略战术动作。从这个意义上说,探索中国环保新道路的建议和推动,就是智者的作为。中国环保的路,要探索、有觉悟的走着,而不能盲目的走,盲目的走、跟着西方发达国家后面遛弯,中国或许没有明天。 
   中国环保新道路的探索涉及自然科学和社会科学两个学科的思辨、演绎、解析和实践,是一个复杂的系统工程,要有几代人不懈的探索和实践。 
   中国环保新道路的总方向、终极目标其实已经被总书记胡锦涛不失时机的指出了、指明了,这就是在中国实现人与自然和谐共处的生态文明,这个方向无疑是人类的必然选择和终极归宿。从这个意义上说,中国环保新道路的探索注入了国家意志,体现了民族的诉求。 
   就人类的认知来说,我们通常习惯认为,经济发展和环境保护是矛盾的、对立的,这种矛盾对立性限制了我们人的行为,包括研究和经济活动两个方面。所以研究探索中国环保新道路必须遵循和坚持对立统一的原则,这个原则应该贯穿于研究探索的全过程。 
   在自然界和人类社会中,任何事物都包含着内在矛盾性,事物内部矛盾双方又统一又斗争,从而推动事物的发展。这是个规律,就是对立统一的规律。这个规律是存在于自然界和人类社会的最根本规律。这个规律是唯物辩证法的实质和核心,也是唯物辩证法的根本规律。 
   中国现代化进程中包含两个最重要的进程,这就是经济发展和环境保护,它们构成一对矛盾,彼此是矛盾的对立面。 
   经济发展和环境保护既相互排斥、相互否定,又相互依存、相互肯定,体现了矛盾双方既同一又斗争的固有的相反的属性;这种同一和斗争是相互联结的,因为斗争中就有相互依存、相互渗透,同一中就有相互对立、相互排斥;这种相互联结实际也就是相互制约;它们之间的斗争是普遍的、无条件的,而同一是相对的、有条件的,所谓绝对的斗争性和相对的同一性;但相对和绝对的差别又是相对的,在相对的同一性中包含着绝对的斗争性,绝对的斗争性寓于相对的同一性之中。仔细体会经济发展和环境保护的内含,发现它们完全具有对立统一规律这五个特征或五个性质。 
   经济发展和环境保护具有对立统一的关系,不建立这种认知,经济发展和环境保护都会走向极端,所谓绝对或极度的经济发展和绝对或极度的环境保护。因而遵循对立统一的原则是研究探索中国环保新道路必须坚持的一个根本原则,其实,李克强同志在2009年7月21日的环境宏观战略座谈会上提出的“环境保护是发展问题,也是民生问题”的论断已经非常精准的诠释了这个原则,而事实上从中国环保新道路的核心思想中也能自然而然地导出这一原则,因而研究探索中国环保新道路必须坚持的原则和其核心思想是一致的、吻合的。这一结果无疑增加了研究探索的兴趣,也从一个侧面隐示了研究探索的价值。 
   既然,中国环保新道路的核心是研究探索经济发展和环境保护的融合问题,而经济发展和环境保护具有对立统一的关系,因而用哲学思辨的方法来研究探索中国环保新道路无疑是合适的、可行的,这也同时解决了研究探索的方法学(methodology)问题。 
   在现实社会发展中,人们能不时地体会到,经济发展离不开环境保护,环境保护也离不开经济发展,或者说经济发展促进环境保护,环境保护也促进经济发展;从哲学的角度看,经济发展和环境保护关系的这一简单通俗表述也是坚强成立(因为自然成立)的。这说明在中国追赶现代文明的实践中,把经济发展和环境保护割裂开来、对立起来是完全错误的,应该建立相谐相融的发展理念。经济发展和环境保护之间相斥、相依、相存,它们必须相谐相融,这是个大道理,也是当下中国必须懂得的根本道理。 
   按照这个道理去做,简单的说就是搞经济的要懂得环保,搞环保的要懂得经济,不可割裂,不可偏废,割裂了就会偏废,偏废了就是割裂。既没有谁服从谁的问题,也没有谁主导谁的问题。这个道理在当下中国,不懂的人、不真懂的人,甚至不赞同、反对的人很多很多,而且往往是道理不如歪理,“绿色”压不过“黑色”。 
   研究探索中国环保新道路,目的是为了走这条新道路。不错,这条新道路必须走,那么思路在哪呢?说起来很简单,思路就是走循环经济、低碳经济的路子,实现少排放、零排放,摒弃先污染后治理或者污染输出的西方发达国家走过的老路。循环经济、低碳经济的研究实践要和研究探索中国环保新道路结合起来,而不能孤立去做,孤立的去做效果不明显,也不会持续。 
   循环经济、低碳经济是好主意,为什么做不起来呢?因为没有手段,没有抓手,没有数据。循环经济、低碳经济好比是药方,但和药方中的几样药一样重要的是配比和剂量,配比和剂量问题又是靠什么方法来解决的呢?答案当然是诊断(当然江湖郎中没有诊断、不要诊断)。没有诊断就不知道什么病,没有诊断也就不知道病轻病重,两个不知道就治不好病,更谈不上根治,这是一个人人都可以懂的简单道理。这里有一个非常关键的问题,即循环经济中要将什么污染物以及要把多少污染物通过循环的方法来“循环掉”,实现零排放,或者低碳经济中需要降低多少碳排放,更要害的是,这里不仅有复杂的工艺组织、安排问题,更有纵横向产业链组织的问题,这一切都得通过环境在线监控来解决,因为简单的、形象的说,环境在线监控就是医学、医疗中的诊断。 
   没有产业覆盖、区域覆盖、过程覆盖和时间覆盖的环境在线监控,不但走不出中国环保新道路来,而且都改变不了目前“行政威逼”下“头痛医头脚痛医脚”的被动局面。这里蕴含深刻的道理,应该说,目前懂这个道理或者“玄机”的不多。 
   分析到这里,真是绕了很大的弯。通过这种绕弯间接的求解,可以得出一个结论,即研究探索中国环保新道路的抓手或者说手段就是环境在线监控。 
   按照与时俱进的科学发展观,在物联网时代来临(参见作者发表在《世界地理研究》2010年第一期上的论文“物联网时代的来临和环保信息化的梯次推进”)的形势下,环境在线监控的物理型态就是环保领域物联网。众所周知,环境在线监控构成环保信息化所需的最主要数据,而环境在线监控的最高应用型态就是环保信息化的决策应用。这样,环保领域物联网、环保信息化就和中国环保新道路都关联了起来。国外没有中国这样的环境在线监控和环保领域物联网都呼应了中国环保新道路的“新”字,核心是内含的“新”,而环境在线监控和环保领域物联网是外延的“新”。 
   探索中国环保新道路,不能忘掉一个基础战略,那就是通常所说的硬抓手——节能减排,而环境在线监控又无疑是节能减排的技术抓手,这不难理解,精细化的、定量化的节能减排,离不开环境在线监控,尽管目前的节能减排还不太用环境在线监控数据。 
   从原则那里切一刀,那么之后的思路、手段乃至型态、抓手等,就构成了研究探索中国环保新道路的框架体系,而把原则及之前的方向、核心统括起来,就是中国环保新道路的内含和外延。至此,也证明了环境在线监控与中国环保新道路是本质关联和内在关联的。 
   探讨中国环保新道路的内含和外延,属于哲学的范畴,因而是一个哲学探讨,也是一个理论探讨。这种探讨不但意味着创新,更是一种大胆的尝试。 
   环境在线监控是仕么?为仕么要搞?如何搞? 
   环境在线监控就是在点线面源的合适点位上安装各种自动监测仪器仪表(主要是化学传感器)和数据采集传输仪,通过各种通讯信道与环境监控中心的通信服务器相连,实现在线实时通讯,这样传感器感知的点位环境状态就被源源不断地送到环保局,并存储在海量数据库服务器上,以供环保信息化各种应用系统使用。一般地,环境监控中心分为四级(部、省、市、县),环境督查中心是环保部派出机构,这一级的环境监控中心逻辑上可以等同于部级环境监控中心,一些地方在县一级之下还设有分中心(如浙江嘉善),各级环境监控中心通过环保专网(即环保电子政务外网)以互联网的方式实现连接,目前在全国环保专网建设起来前,联网方式比较多。 
   环境监控包括污染源自动监控、环境质量自动监测和环境卫星遥感,其中污染源又分为末端在线自动监控和过程在线自动监控,末端在线自动监控“在线”到环保局,而过程在线自动监控则“在线”到企业(西方发达国家的做法),过程在线自动监控在中国还需要过一段时间才会进行。由环境卫星(宏观,主要用于生态监控)、环境质量自动监测(区域流域,所谓的线源和面源)、污染源自动监控(微观,所谓的点源)三个空间尺度的监控构成天地一体的、立体的、全方位的环境监控,从长远来看,中国就是需要建立这样天地一体的、全覆盖的环境监控体系,中国迟早会走到这一步的。 
   在全国已经有了10余年环境在线监控的探索实践(当然之前不叫环境在线监控),特别是近两年还搞成了规模,那么提出为什么要搞环境在线监控的问题似乎多余,其实并不。因为环境在线监控是一个新事物,国外没有,绝对是中国特色,在近两年近百亿资金投入后,领域内出现了噪声,众说纷纭,否定怀疑之声一波又一波,环境在线监控处在危险的“坡上”,有规模而没有效果,有投入而没有成果,不从理论高度作一个分析论证,收敛环境在线监控的行业或领域共识,形成行业或领域的趋同认知,轰轰烈烈的中国环境在线监控建设可能没有结果,从而荒废中央和地方的巨大投资,这是非常可怕的,环境在线监控犹如逆水行舟,不进则退。 
   没有具理论高度的认识就不会有自觉深入的实践,其结果是不能获得实践的成功。对于环境在线监控这件事情,国内有反对的、赞同的、怀疑诋毁的,因而环保领域没有形成上下一致的合力,而事情本身又非常复杂,环节多,问题多,环境在线监控系统的建设是一个包含多学科的复杂的系统工程,走到今天不容易,不往前走就失败,正如“飞机上天不飞就坠毁”一样。 
   研究探索中国环保新道路的提出和推动,从理论上解决了环境在线监控的必要性问题,理论分析说明,环境在线监控之于当下中国乃至长久中国都是必需的,中国必须不失时机的建立天地一体的、全覆盖的环境监控体系,科学治理,把污染控制住,让环境好起来,否则中国将没有明天。从现在开始,再也不要怀疑环境在线监控的必要性了,从现在开始,再也不要怀疑环境在线监控的有用性了。 
    中国环保新道路的实践需要环境在线监控这个抓手,而环境在线监控的领域物联网形成和其支撑的环保信息化的决策应用实现,从形式逻辑上会归纳出中国环保新道路。演绎和归纳都能导出对方,互相为解。这真是非常有趣。 
    如何搞?似乎这也是一个不是问题的问题。这么多年的探索实践,环保领域对环境在线监控已经不陌生,核心结构、系统方案等都成形了,标准规范也系列出台了,而且还有不少“建筑模块”可供使用,但这些充其量只属于一个“屋子”的范畴,而环境在线监控的“大厦”、“社区”和“长城”如何建还远没有解决,例如怎样按照物联网的体系结构重新梳理环境在线监控和环保信息化,怎样把物联网的最新技术用到环境在线监控中来,怎样建立运维体系,实施运维外包,等等等等,这些问题没有解决,尚待探索,而如何建成全覆盖、全运转、全应用、可持续的环境监控体系也是要研究探索的,从这个意义上说,环境在线监控的建设的路途还很长。 
    迎接物联网技术浪潮的到来,不失时机的启动环保领域物联网的建设,拿出全国排污费的一半或三分之一来建设以环境在线监控为内容的环保领域物联网,比将排污费撒胡椒粉似的用于污染治理要有意义得多,如果把环保领域物联网建设起来了,中国的环保就可能走上新道路了。这是决心,这是决策,这是重大决心,这是重大决策。中国有了环保领域物联网了,中国环保就有数据了;中国环保有数据了,中国环保就有资产了;中国环保有数据了,中国就有资本了。 
    中国环保新道路的理论与实践 
    研究探索中国环保新道路不仅有理论问题,更有实践问题,是一个复杂的系统工程。理论要在实践中接受检验,而实践要在理论指导下进行。 
    可以说,目前全世界没有好的环保理论,只是一些国家有一些好的做法(经济发达的一些国家,如挪威等;经济上并不发达的一些国家,如不丹等)。为什么会出现这样的结果呢? 
   因为离开环境保护的经济发展理论不会是好的经济理论,反之也然,环保新道路是中国首次提出的,是一个哲学思辨的创新,国外还没有用唯物辩证法的对立统一观点和方法来思考和处理经济发展和环境保护之间的关系。因此,从中国环保新道路的核心思想和原则讨论中,可以作一个形式上的理论判断,即环保新道路理论是一个既益于经济发展也益于环境保护的理论,是一个将经济发展和环境保护统筹考虑、兼顾的理论,因而从形式逻辑上说它是一个好理论。好在什么地方呢?好在这个理论遵循和坚持的是对立统一的观点和方法,而不是割裂的观点和方法,这是这个理论的本质所在,也是区别于以往环保理论的特质所在。 
    环保新道路理论要求既研究环境保护又研究经济发展,要研究它们之间高度融合的问题,过往的经济学家和环境学家都是单一的专家,而不是经济学和环境学两个学科复合的专家,两个学科独立发展,各自形成自己的学说,这样造就的经济人或环保人难以实现两者的人格统一。经济发展和环境保护融合研究做得太少,目前还未见多少成形的理论。这也是研究中国环保新道路理论的意义和价值所在,同时也说明了这种研究的迫切性。 
    以上分析说明研究中国环保新道路的理论是复杂的、高难的,需要几代人不懈的努力和探索,但这条路值得走,也是走得通的,循环经济理论、低碳经济理论是这种融合研究的典型例子。目前,循环经济理论、低碳经济理论的研究成果极大地鼓舞了环保新道路理论的研究和探索。 
    如何进行环保新道路的实践呢?自然可以借鉴改革开放特区理论和做法。改革开放的实践是通过特区的形式来突破和渐进的,边试验边总结,摸着石头过河,中国改革开放成功了。长三角、珠三角、金三角和黑三角等是中国典型的区域,具有代表意义,在这些区域中选点进行环保新道路的实践尝试,无疑具有辐射意义和示范意义。在这些试验点上总结经验,既可以上升到理论,形成新的理论,也可以修正、完善初步形成的理论。实践出真知,实践是检验理论正确与否的唯一标准。 
    中国环保新道路的实践离不开特区,在特区内容易实现全覆盖、全运转、全应用的环境在线监控,在特区内做通了、做成了就可以在更多的区域、更大的区域推广,以至于实现中国全域的应用。特区形式的实践方法无疑是可行的。 
   中国环保的根本出路在于环境在线监控 
   中国最终会走上环保新道路,这没有人会怀疑。那么在中国环保进入了预警时代的当下,中国环保的出路在哪里?或者说中国环保的根本要出路在哪里?出路是导致最终道路的出发点或起始,现实的出路没找好或走好,走到最终“康庄大道”的可能性就很小。从中国环保新道路的理论和实践的分析中,可以得出一个结论,即这个时点的中国环保的根本出路在于环境在线监控,考虑到行政手段的几乎用尽和“行政威逼”下“头痛医头脚痛医脚”效果不彰的事实,这个结论的得出是不突兀、不奇怪、不牵强的。这个结论的提出并加以强调的目的是想收敛全中国的环保共识,在埋头迎接现实挑战的时候,不忘抬头看方向,使得在被动应付现实环境问题的同时,能朝着未来主动的航向前进。 
   改革开放30年的快速经济发展累积了极为严重的环境污染问题,中国目前在环保上的做法很被动,头痛医头,脚痛医脚,而且往往是病重而治,点的病重而治必导致线和面的难治,甚至不治;不建立点线面立体环境监控体系,克服不了目前环境保护的被动局面;建立点线面立体环境监控体系,其目的就是为了逐步克服这种被动局面。环境在线监控具有以下重要的作用。 
 1)        打击偷排者 
 2)        惩戒超排者 
 3)        对症下药 
 4)        警钟长鸣 
 5)        环境资源有偿使用 
 6)        为节能减排服务 
 7)        刺激环保产业发展 
 8)        促进从末端监控到过程监控和末端监控相结合的转变 
 9)        实现从被动治理到主动预防的战略转变 
   工业文明初期,企业大多表现为以牺牲环境为代价求发展、求财富,所以环境在线监控不能象发达国家那样,“在线”到企业,而是要“在线”到环保局,这是个长期的过程。这个过程完成后,企业特别是大型污染企业会开始实行过程的监控,这个监控是“在线”到企业的,主要是了解各个工艺的污染贡献,以提供治理和工艺改造的基本数据。末端在线监控不起来,企业不会实施过程在线监控。这跟国外不一样,在国外,由于环保法律的完善和环保执法的严厉,以及企业人或经济人对环保的深刻认知,企业会认真实施过程在线监控,发现任一工艺排放超标,便会分析原因并确定对策,直至达到工艺设计排放标准并符合最终排放口达标排放的要求。工业文明初期的中国环保还处在“警察抓小偷”的阶段,环保法律不健全,执法徇情舞弊,不通过技术手段建立环境在线监控体系,中国污染继续恶化的趋势便不能被遏制,通过建立环境在线监控体系,让污染企业“黑榜”有名,使得区域环境质量不好官员心中有压力,百姓可以随时了解监督,中国污染恶化的趋势就能有效地被控制住。 
   经济发达的省份应该率先建立环境在线监控体系。为了温饱而顾不上环境尚可以理解,但生活富裕了甚至奢华了还牺牲环境则就是愚蠢。经济发达的省份在经济发展方面走在了前面,在环境保护方面也应该成为示范。中国环保新道路理论内含的深刻道理也说明了这点。“穷人病了才去治,富人未病常就诊”,这里的“就诊”就是诊断检查。日常生活的简单道理也说明了发达省份率先建立环境在线监控体系的必要性。 
   环境在线监控是一项复杂的系统工程,目前,环境在线监控亟待解决以下几个问题: 
 1)          数据有效性问题 
 2)          系统无缝性问题 
 3)          产业链问题 
 4)          三级运维问题 
   数据有效性问题已经得到认知,环保部已责令有关司着力解决这个问题,已经出版了《国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核教程》;系统无缝性问题涉及不同时间开发、不同厂家开发的同异构系统的整合问题,只有整合的系统才能发挥应有的作用;仪器厂家、数采仪厂家、软件公司、系统集成公司、运维公司等要构成一个既竞争又合作的产业链,否则不能发挥在线监控系统的作用;既存在产业链,就存在多级运维问题,除了仪器运维外,还有网络运维和应用运维,目前环保系统只关心仪器运维问题,这是不够的。 
   环境在线监控由于存在以上问题而饱受非议,这也充分说明了新生事物的曲折性。那么正确如何看待这个问题呢?环保部相关部门曾经为此做过一系列实验,实验结果表明,环境在线监控数据与监督性数据(即人工监测数据)相比,在污染企业工况稳定的情况下,两者相同或相近;在污染企业工况不稳定的情况下,在线监测数据好于人工监测数据。这个实验结果已经说明了环境在线监控在“根”上没有问题。所以应该抛开这些问题研究用的问题、用的机制。因为如果不研究用的问题、用的机制,即使以上问题全解决了,也会落下没用的结果,这才是最大的浪费。“没用”跟“不用”有本质的差别,“不用”永远“没用”;要用就既要解决以上问题,更要研究用的机制、用的方法、用的步骤和用的考核等,甚至还可能牵涉流程再造(reengineering)的问题,要改变工作流程、管理习惯等等等等。之所以说环境在线监控是一个复杂的系统工程,是因为它不但有复杂的“建”的问题,也还有复杂的“用”的问题。 
解决环境在线监控系统建设中出现的问题,把系统真正的、好好的用起来,假以时日,中国就能够走上环保新道路。