五南官網-環境與資源管理

理工-環境與土木-環境工程
環境與資源管理

作　　者：國家教育研究院、張子超、駱尚廉、馬鴻文、李永展、蔡慧敏
出版社別：五南
書　　系：永續發展教育系列叢書
出版日期：2019/01/01(1版2刷)
ＩＳＢＮ：978-957-11-7943-8
書　　號：5AA3
頁　　數：232
開　　數：16K
定　　價：300元
優惠價格：270元

吳思華  教育部長
蔣本基  國立臺灣大學環境工程學研究所教授
林慶隆  國家教育研究院編譯發展中心主任

　　人類與地球上的所有物種，都需要依賴地球的環境資源才能生存和繁衍；，然而人類相較於地球上的其他生物，具備了理性思考、科技創新、及社群合作的能力，卻對地球資源與環境品質的需求與衝擊持續擴大。經歷了工業革命、經濟發展、科技研發、以及最近的資訊網路的連結與創新等等，人類的活動對地球環境及資源的衝擊是史所未有的。人類面對全球性資源耗竭及環境變遷的複雜問題，需建立明確並具整合性的環境與資源管理目標，規劃合適的策略及執行，並藉由政策制定、推動社會成長，發展具有效率、成本合理且社會接受的方案，進而達成永續發展的願景。
　　本書以環境與資源管理為主題，核心主旨是人類生存與發展的挑戰與回應，並以永續發展為核心理念，論述環境與資源管理的目標、理論、策略、及應用，同時介紹環境與資源管理的原理與技術之外，也指出對水土資源管理及環境治理的社會發展具體的方向。

張子超
國立臺灣師範大學環境教育研究所教授

駱尚廉
國立臺灣大學環境工程學研究所教授

馬鴻文
國立臺灣大學環境工程學研究所教授兼所長

李永展
中華經濟研究院第三研究所研究員

蔡慧敏
國立臺灣師範大學環境教育研究所副教授

教育部長序
    全球氣候變遷已是我們面對永續發展的挑戰，亦是人類須嚴正面對的難題，在日趨嚴重的地球暖化現象，以及能源危機問題逐漸浮現後，環境保護與節能減碳，已成為地球村公民共同努力的目標。而《永續發展教育系列叢書》之出版，即是因應100年6月5日環境教育法施行後，我國將環境教育列為重要教育議題之一，以培養具有環境意識與素養的公民，希透過教育方式為永續發展做出貢獻。

 本叢書內容分為「永續環境」、「永續經濟」及「永續社會」三系列，其中永續環境系列包括《自然保育》、《公害與防治》、《氣候變遷與災害防救》及《環境與資源管理》等4冊；永續經濟系列包括《綠色產業》、《清潔生產》及《綠色所得與綠色消費》等3冊；永續社會系列包括《文化保存》、《社會正義與社區參與》及《人口與健康》等3冊。合計有10冊。由本部補助，國家教育研究院結合五十多位學者專家歷時兩年餘編著而成，再經由審查通過後出版，是國內第一套為大專校院永續發展教育課程與教學編著的專書。希望讓我國成為繼美國、日本、韓國、巴西之後，躋身少數將環境教育立法與落實教育政策的國家，揭示政府推動環境教育的用心與盡力，透過永續發展教育促進民眾主動積極瞭解人與人、人與自然，以及人與社會之相互關係，培養永續發展之知識、態度、技能、價值與倫理觀，進而產生對永續發展負責任的行為模式，以具體行動解決或避免問題，達到環境、經濟及社會的永續發展。

永續發展（Sustainable Development）教育內容關切環境與生態、環境問題以及其對人類社會文化的影響、瞭解日常生活中的環保行動、洞悉環境正義與世代永續公平發展、認識環境與經濟關係、環境法規與政策、國際環境公約與環保組織等等，係一個横跨環境、經濟以及社會學門的跨域整合的新領域，所需專長遍布各科系，除一般環境議題外，更擴及綠色產業、清潔生產、綠色消費、文化保存、人口與健康等前瞻性議題，涵蓋永續發展各面向，目前坊間並無一套適合大專校院學生使用的書籍，本叢書的出版正符合當前需求，相信對我國永續發展教育的推動，必能發揮很大的助益。

最後，本套書能如期如質付梓，感謝編著者、審查者、本部資訊及科技教育司同仁、國家教育研究院同仁及五南圖書出版有限公司等的努力及貢獻。

第一節	環境與資源管理的目標

我國於2002年公布之「環境基本法」，明確指出推動環境保護的管理措施，目的在於提升環境品質，增進國民健康與福祉，維護環境資源，追求永續發展。因此環境與資源管理便是在增進福祉、永續發展的高度自我期許下，維持甚至強化環境與資源質與量的作為。

人類生存與發展必須仰賴大自然所提供的環境與資源。環境與資源包括各種環境介質，空氣、水體、土壤等，以及存在於環境介質中或在環境介質間流動的各樣再生及非再生性的物質或能量資源，如礦產、森林、生物多樣性、陽光、地熱、風、潮汐等。隨著經濟發展大量運用環境與資源，使環境與資源的質與量產生變化，甚至威脅到人類的生存。例如氣候變遷、生物多樣性、氮循環、磷循環、平流層臭氧濃度、海洋酸化、全球淡水耗用、土地利用變遷、空氣污染、化學物質污染等環境與資源問題，均影響巨大迫切。許多研究指出，地球承載力的幾個面向已然超限，地球所受的壓力已經到了臨界點，亟需政府與民間共同嚴肅以待。

我們雖然知道資源的使用是種種環境壓力之根源，資源的耗用仍然持續快速增加。據全球生態足跡網路（Global Footprint Network）的估計，到2020年，世界的生態足跡將達1.5個地球；到2050年將超過2個地球；所造成的資源耗竭與環境衝擊，地球將無法承載 （Rossy et al., 2010）。因此，藉由環境與資源管理以達永續發展的根本課題便是:面對窘迫的資能源侷限，以及因資能源的使用而引發物質和能量之流動所導致的環境問題，如何藉由物質及能量的有效管理，一方面讓資源循環再利用，一方面減輕環境衝擊，成為社會是否能邁向永續的關鍵。

面對如此複雜的問題，政府需要建立明確並具整合性的環境與資源管理目標，以及策略推動的原則來因應，藉由政策制定、推動社會成長，發展具有效率、成本合理且社會接受的方案。環境與資源管理具有以下目標:

1.	確保資源的永續利用 
2.	減低經濟成長與環境衝擊間之連結 
3.	促進物質壽命及附加價值之延續
4.	預防污染及廢棄物、廢水、廢氣等汙染的妥善處理
5.	減少物質對健康及環境所造成的負面衝擊
6.	對於產品生命週期之思考應將廢棄物及有害性物質的產量最小化
7.	未來可能問題及威脅的預警與機會的掌握

第二節	環境與資源管理的理論

環境與資源管理的基礎乃在於認識到由於外部性或資訊的不完全，使得環境與資源的使用及維護有所缺失。因為外部性的存在，產品或服務的提供者並未承擔所有的成本，如環境汙染成本，於是商品的價格便無法反映社會整體為了生產及使用該產品或服務所作的犧牲。其次，由於資訊的不完全，民眾對各項產品、活動或物質的危害，難以有正確的認知，欠缺了合理判斷的基礎，因此造成社會承受了不當的風險程度或風險的分布。環境與資源受限於公共財、外部性與資訊不完全等性質，使其利用難以在市場經濟裏達到最適當最具效率的情況；於是在亞當史密斯（Adam Smith）「看不見的手」之外，政府需要進行干預、設計管理制度與法規，導引環境與資源朝向永續的利用。

然而，決策單位應如何決定干預的程度? 第一種是零風險（zero risk）或安全閾值（safe level）的決策方法，屬於基本權（rights-based）的準則。零風險準則期望移除社會中任何可能移除的風險，不容許具有風險之事物的引進。各種科技或活動，無論其存在帶來多大效益，其失去會導致多大損失，基於零風險的決策準則都會拒絕，因為這是人們的基本權。如果社會認為零風險的管理方式過於嚴苛，還可選擇某一程度的風險作為可接受的限度；同樣在不計代價下，盡力抑制風險於該限度以下。許多安全限值或標準即依此觀念設立，保障基本權。零風險準則最大的的問題在於社會是否應該不計代價來移除風險，尤其是引發的社會成本遠大於效益時。另一個問題與風險的分布有關，是當承受風險的族群不同時可能產生的疑義。例如，若某空氣汙染的程度僅對抽菸人口有害，社會應否投入資源對該汙染程度有所作為以保障抽菸人口的基本權？

第二種根據為以科技為基礎所決定的干預程度。該準則要求必須利用最佳可行 （best available）技術。施行最佳可行科技之後的風險，便視之為可接受的風險。相對於零風險準則，最佳可行科技的要求較不嚴格；但因其明確要求具體的作為，且同樣不因代價多少而妥協，因而在法規中廣被採納。這類基準也有其困擾:其一為何謂最佳可行技術的定義存有模糊之處，而科技與時俱進，同時與成本關係密切。其二，最佳科技準則的使用並不考慮不同問題本質的差異；亦即，不同的問題所造成的環境衝擊不同，卻要求設置相同水準的科技，因此可能有缺乏彈性、效率較低的缺點。

第三類的決策準則以整體效用為基礎（utility-based）。這類架構納入平衡的考量。即除了所要管理的問題之外，管理作為本身所耗的成本及其他可能引發的負面影響，均設法納入決策一起考慮，權衡得失與整體效用。這類決策準則考慮較為周延，但也因考量因素多而需要許多資訊，增加決策的複雜和不確定性，是個理想卻難度較高的管理基準。不過，隨著人們逐漸認知環境資源相關問題之複雜性，了解不當的決策可能造成不可知的後果，以整體效用為基礎的決策準則也越來越受重視。

從以上的決策準則可知，環境與資源管理的基礎在於掌握人類活動，包括生產及消費等行為，對環境與資源的影響；進而根據此影響的程度及發生的過程，規劃適當的管理策略，期使人類活動與環境生態能彼此協調平衡。該理念的基礎原理為工業生態學與成本效益分析，分別簡要說明於後。

(一)	 工業生態學

工業生態學（Industrial ecology）之基本觀念為將自然生態系統之原理導入經濟體系中，藉由工商產業活動的調節，使物質能充分地循環再利用，一方面可以滿足經濟活動之需求，一方面亦可減少資源之消耗與廢棄物之產出。1989年「科學美國人」（Scientific American）發表一篇名為「產業策略」之文章，正式提出工業生態學的概念，將整個經濟系統視為一個生態系統，系統中的物質、能源和資訊的流動與儲存不是孤立的簡單疊加關係，而是可以像在自然生態系統中循環作用，它們之間相互作用並相互影響，形成複雜的網路系統。自此以後，工業生態學理論即為各國所重視，並形成一門學術研究之學門。依據自然生態系統演進過程，工業生態系統可類比相似之演化過程，並以物質與能量的流動來描述三種虛擬生態系統 （Graedel and Allenby, 2010）。

第一類產業系統為小尺度假想系統，其間因資源投入與廢棄物產出呈線性遞增關係，故系統無法永續維持。第二類產業系統，描述資源已無法無限制地開採，資源與廢棄物數量受到資源數量與涵容能力之限制，必須提高資源使用效率，但因為系統內部的物質流動與能量流動皆為單向作用，因此該系統仍屬線性開放的產業系統。第三類之產業系統，是進化為完全循環方式，系統內部以獨立方式或互相聯合方式進行物質交換，某一個生產過程所排放的廢棄物可以轉變為另外一個生產過程所需的資源，使得資源可於系統內部循環利用，為一個完全封閉的產業系統，系統因而可以持續不斷地運作。此為最理想的生態系統，整體系統為一個大範圍的密閉循環系統，一如地球之自然生態系統。人類目前之產業生態系統乃是屬於第二類型之系統，若可減少非再生資源之耗用，同時增加廢棄物之回收再利用，提升生產技術，使物質消費及環境衝擊與經濟成長脫鉤，便可朝向第三類型的生態系統邁進。

工業生態學之策略推動，可歸納為以下九大方向:
(1)	物質與能量流動分析 （Material and energy flows analysis）
指研究產業系統、區域和全球物質與能量流向的量化理論與方法，以及該流動對自然生態系統之影響的理論、方法及技術，又稱為產業代謝（industrial metabolism），是建立生態工業有效的系統分析方法。利用產業代謝分析方法，得以追蹤產品生產與消費過程中物質與能源的流向，分析生態系統的代謝機理制，為經濟系統所造成的污染給予評價，並找出污染的真正原因。
(2)	物質減量化和去碳化（dematerialization and decarbonization）
物質減量化是藉由降低資源流動速度與縮小資源流動規模，使資源能集約使用。去碳化是指從使用含碳量較多的能源，轉換為使用含碳量較少的能源，甚至使用無碳之能源，例如氫氣。
(3)	技術變革（technological change）
是指發展促進產業體系進化的科學理論、方法與技術，使得工業系統得以如自然生態體系般維持循環運作。
(4)	生命週期規劃、設計與評估（life cycle planning, design and assessment）
針對一項產品，研究從自然資源或生產之原物料的取得到最終處置，有關該產品系統中連續與互相連結的整個生命週期。生命週期屬於系統分析方法之一，其為「對產品系統自原物料的取得到最終處置的生命週期中，投入和產出及潛在環境衝擊之彙整與評估。」（ISO14040, 2006），所謂的產品系統，不僅包括實體產品，亦包括服務系統。而需考量之環境衝擊包括資源使用、人體健康及生態影響等。
(5)	為環境設計（design for the environment）
也稱為生態設計（eco-design），要求在產品開發設計階段，即應考量生態與經濟需求之間的平衡，應考慮所設計產品可能對環境造成影響問題，以便生產在整個生命週期內對環境影響最小的產品。
(6)	延伸生產者責任（extended producer responsibility）
延長產品製造商在產品生命週期中各個部份之責任，尤其是在產品回收、利用與最終處置上，以促進整個產品生命週期對環境影響之改善。
(7)	生態工業園區（eco-industrial parks）
生態工業園區是一種由製造業和服務業所組成的產業共同體，他們通過共同 管理環境與物資流動，包括能量、水和資源，致力於提高環境與經濟績效。生態工業園區又稱為產業共生（industrial symbiosis），因為實踐產業共生最主要的形式就是生態工業園區，產業共生是將傳統的單獨分散的工業組合成有競爭優勢的，包括材料、能源、水和/或副產品的物質交換在內的集合方式，然而傳統工業區裡所建立的供應鏈則不屬於鏈結的範圍。
(8)	產品導向之環境政策（product-oriented environmental policy）
強調產品之環境責任不只是生產製造者與產品設計者，而是屬於產品整個生命週期過程的參與者。
(9)	生態效率（eco-efficiency）
生態效率是經濟社會發展價值和資源環境消耗量的比值，是一國或地區綠色競爭力的重要體現。對於工業界而言，生態效率是指在生產過程中，包括資源利用、工業投資、科技發展等，朝著工業附加價值最大化以及資源耗用、廢棄物最小化程度的方向邁進。生態效率本質上是為實現經濟和環境的雙贏。

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