资源循环利用的提出和推行源于20世纪60年代,渐至90年代随着依赖于自然资源的重要工业资源危机和相伴而来的生态环境破坏等相关问题不断加剧,资源循环利用的理念及其新型的社会经济发展模式和生产方式被普遍认同和推行。但从整体性和系统性角度来看,各行业循环利用及其循环经济发展模式的推进和转型尚不平衡。中药资源循环利用的程度和水平,以及中药资源循环经济产业模式的构建和生产方式的转型发展尚处于起步阶段。
发展中药资源循环经济具有重大而深远的战略意义和社会意义,也是实现中药资源可持续利用和可持续发展的重要途径和手段。国务院总理李克强在绿色经济与应对气候变化国际合作会议开幕式上强调,要推动绿色发展,加快经济发展方式转变,促进世界经济健康复苏和可持续发展。因此,发展循环经济是我国的一项重大战略决策,是落实党的十八大推进生态文明建设战略部署的重大举措,是加快转变经济发展方式,建设资源节约型、环境友好型社会,实现可持续发展的必然选择。
资源可持续利用是社会经济可持续发展的基础和前提。资源可持续利用要求人们在开发利用资源时,必须具有整体观、全局观和协调发展的理念,不能只顾局部利益而忽视全局利益,只顾部门利益而忽视整体利益,只顾当代人的利益而忽视未来子孙后代的需求和利益。为了实现中药资源循环利用与可持续发展,必然要求人们对中医药赖以生存的中药资源生产与利用等问题展开深入系统研究,以寻求中药资源可持续发展的策略与方法,其发展趋势就是以中药资源经济产业链为主线,相关学科及其科学技术领域多元集成走向综合交叉与创新发展。通过构建可承载药用生物资源良性运行的生态系统与庞大而复杂的中药资源产业经济系统间的耦合协同及和谐发展关系,以改善不断增长的经济系统对资源供给系统无止境的索取和欲求,以推动中药资源产业经济发展模式和生产方式的创新与转变,以实现生态系统与经济系统相互促进、相互协调、健康理性的生态经济发展模式。
中药资源可持续发展是我国经济社会健康可持续发展的重要组成部分,是我国人口健康和中医药事业发展的重要支撑,是中药农业—中药工业—中药商业整个资源经济产业链持续发展的物质基础,是社会效益—经济效益—生态效益的综合体现,其内容涉及中药资源的生产、开发、利用、保护和管理等多个方面。中药资源可持续发展的主要任务是培植中药资源具有长期的发展能力,不断提高综合生产能力,持续满足人们需求,保护生态环境和增加物种的生物多样性。使中药资源的生产能力和再生产能力达到可持续稳定的发展,最终实现社会、经济和生态效益的协调统一和绿色发展。
中药资源循环利用策略与适宜推广技术
中药资源是国家战略资源,是人类健康用药需求和中医药事业发展的物质基础与根本保障,中药资源的可持续利用是社会经济可持续发展的基础和前提。“既要金山银山,也要绿水青山”已成为我国经济发展方式根本性转变的时代最强音。从当前我国和国际社会提倡和推行的资源循环利用和循环经济发展趋势判断,科学技术进步与生态环境保护已成为关乎企业发展兴衰的生命线,关乎国家经济社会可持续发展及促进人与自然和谐共存的重要因素。
一、中药资源循环利用策略提出的社会需求
通过构建可承载药用生物资源良性运行的生态系统与庞大而复杂的中药资源产业经济系统间的耦合协同及和谐发展关系,以改善不断增长的经济系统对资源供给系统无止境的索取和欲求,以推动中药资源产业经济发展模式和生产方式的创新与转变,以实现生态系统与经济系统相互促进、相互协调、健康理性的生态经济发展模式。
(一)中药资源循环利用再生产业价值链的构成与机制形成
中药资源产业化制造过程产生的大量药渣和副产物,以及排放的废水、废气等,其中尚包含着未被利用的部分资源性化学成分,若不能得到有效的回收利用和推行循环经济发展,不仅造成宝贵的中药资源的巨大浪费,同时污染环境加重生态负担。中药资源循环利用再生产业结构及其产业价值链的重构包括:基于循环经济的产业链耦合机制;基于生产者责任延伸的环境成本重置机制;基于互惠互利的社会资本整合机制等多方面交互作用与共同推进。
(二)中药资源循环利用资源价值创新发展模式
中药资源循环利用再生资源价值创新策略与发展模式主要表现在以下几个方面:
1.基于中药资源产业经济的特点和客观条件
因地制宜、因资源品种制宜、因产业基础和再生利用能力制宜,围绕中药资源产业化过程产生的非药用部位、初加工下脚料、深加工产业化过程产生的废渣、废水、废气中资源性化学物质的再生利用价值发现,创新多途径、多层次的多元化再生利用策略,创建各具特色、适宜的中药资源循环经济产业发展模式。
2.基于精细化、高值化资源价值提升策略
在现代医药制造产业及其集成性工程技术体系支撑下,对资源消耗量和产品规模大的中药资源性原料及其深加工产品进行提质增效和升级改造,以优化和提升生产工艺和工程化过程,提高资源性化学成分的提取、富集和转化利用率;通过拆分和解析传统药材多元功效及其物质组分(成分),以及资源产业化过程产生的理化性质各不相同的废弃物,构建形成由复杂混合物—组分(群)—成分(群)—结构改造(修饰物)等不同科技含量、不同资源价值、不同产品形态、体现资源循环经济发展特征的中药资源新型产业结构,以有效提升资源利用效率和效益。
3.基于良好的生态环境本身就是生产力
保护生态环境就是保护和发展生产力的循环经济发展理念。针对中药深加工产业化过程产生的固体或液态废弃物具有可生化性较好的理化性质特点和潜在的再生资源价值,多采用生物转化-化学转化-物理转化的联用手段,既要通过循环利用获得高附加值的资源性物质并延伸为再生产业,又要满足达标排放的要求,不能造成二次污染。由此推进中药资源产业向绿色产业转型发展,逐步实现经济发展与生态保护相伴而行、和谐共生的生态经济发展模式。
因此,通过中药资源产业化全过程各环节推行资源循环利用发展理念和生产方式,有效的延伸和拓展资源经济产业链,系统深入的揭示中药资源中对人类健康及其相关领域具有应用价值或潜在价值的资源性化学物质,不断挖掘和创新再生资源价值与发展模式,是实现中药资源产业可持续发展的必由之路。
(三)中药资源产业化过程废弃物及副产物的资源化利用策略
中药废弃物的资源化利用体现了中药资源化学的重要研究思想,是其实现中药资源高效综合利用、提升资源利用效率的重要内容。围绕中药资源产业化过程中产生的中药废弃物开展资源化利用研究,形成节约资源、保护环境的循环型、环境友好型低碳经济产业链。
中药废弃物的处理与资源化不仅关系到资源的再利用和环境安全,同时与中药产业的可持续发展和大中药健康产业紧密相关。依据中药废弃物的理化性质和特点,探索性提出中药废弃物的“三大利用策略”。基于循环经济理念,中药废弃物资源化对于缓解资源不足,减少环境污染,拓展其多途径资源化利用,提高中药产业的综合效益,具有重要意义。
1.传统“非药用部位”多途径利用策略
即在药材生产与饮片加工过程中产生的大量“非药用部位”废弃物,如当归废弃地上部分具有开发兽药和生物农药的潜在利用价值;废弃的银杏外种皮富含多糖类资源性物质,具有免疫扶正功能;银杏酚酸类又可作为生物农药开发利用。
2.药材加工过程废弃物及副产物的回收利用策略
如药材加工过程产生的废弃植物组织器官多富含糖类、蛋白及纤维素等资源性物质,可作为畜、禽、渔业等养殖业的饲料补充剂,可通过复配技术形成改良土壤结构和增加有机质肥料基质;也可采用热压裂解工程化或发酵产生沼气,使其成为生物质能源资源等。亦可经适当加工处理包括生物转化、化学转化形成资源附加值更高的资源性物质。
3.中药资源深加工过程废弃物及副产物的回收利用策略
该过程中产生的大量废渣、废水、废气等废弃物,从开发与综合利用的角度,促使中药及天然药物资源产业化过程废弃物的资源化,通过工程技术集成促进资源性物质的转化与转移,以提升资源利用效率。
中药资源循环利用的方法与技术体系
中药资源生产过程所追求的目的就是高效开发利用资源,实现其物尽其用的目的。以中医药学、民族医药学与资源学理论为指导,通过利用药效评价、保健功能评价、兽药活性评价、农药效应评价等价值发现技术,充分挖掘中药废弃物的可利用价值。基于中药废弃物的化学转化、生物转化和物理转化三大类方法体系,实现中药废弃物的多途径、多层次综合利用,实现中药资源产业化过程废弃物资源化,提升废弃物资源化利用效率,促进中药资源循环利用与产业健康可持续发展。
一、适宜于中药资源循环利用的生物转化技术与方法
围绕中药资源的高效利用和环境友好所进行的中药资源化学研究和资源循环利用体系的建立,需要对其化学物质的组成、结构、性质及其动态变化规律进行系统研究和揭示,化学物质是资源构成的基础,与资源的循环利用关系极为密切。化学是链接资源循环科学与工程技术学科的关键环节,并由此派生出材料化学、资源化学、环境化学、地球化学等交叉性多元融合学科,这是社会进步和产业发展的需求和动力使然,也得益于相关领域新材料、新方法、工程技术、信息技术等科学技术的进步和战略性新兴产业的发展给予的有力支撑。
二、适宜于中药资源循环利用的物理转化技术
中药资源生产过程产生的非法定药用部位如草本、木本等地上茎叶秆等,资源性产品深加工过程产生的废弃药渣等,通常含有丰富的纤维素类、半纤维素类及木质素类等资源性化学物质,是一类具有潜在开发利用价值的潜在资源。物理转化技术为中药资源生产加工过程产生的废弃非药用组织器官,深加工过程产生的药渣的资源化利用提供了一种工艺简单、成本较低、可操作性强的资源化利用途径。
三、适宜于中药资源循环利用的化学转化技术
以中药资源产业化过程中产生的固态废弃物为主要原料经热/压裂解产生的生物油可以直接燃烧发电,也可精炼或者改性后作柴油的替代资源,或用于提取各种化学用品的化工原料。裂解产生的气态产物可用作工业燃烧用气。炭化物可用作锅炉的固体燃料,也可用于生产活性炭、纳米炭,也可经进一步裂解生产天然气。
标志性成果
近年来,随着中医药行业的快速发展和中药资源性产业的规模不断扩张,对中药资源性原料的需求量和消耗量呈快速上升态势,加之生态环境的压力和处理废弃物的经济成本不断增长等现状,各级政府、行业部门和资源消耗性企业对中药产业化过程中废弃物的产生、处理及再生利用等问题引起了高度重视。
一、中药资源化学研究体系建立与资源循环利用研究
中药资源化学研究目的是促进中药及天然药物资源的有效生产、合理利用和产业的提质增效。中医药事业的发展有赖于中药资源的高效利用和可持续发展,有赖于药用生物资源可利用物质、潜在利用价值的发现技术和手段,有赖于中药资源类群中资源性化学成分的多途径、多层次、精细化利用和产业链的有效延伸,从而实现其循环利用的资源化学研究和资源产业健康发展的目的。
立足于资源稀缺性原则,寻找发现或人工生产可替代性资源,保护珍稀濒危物种及自然资源;立足于资源多宜性原则,通过系统性和精细化开发利用,实现资源价值增值和价值补偿,提升资源利用效率;立足于资源节约和环境友好原则,减少资源消耗,促进循环利用,降低资源成本,提升资源利用效益;基于化害为利的资源化策略,研究揭示外来入侵生物资源的药用及多途径利用价值并加以有效利用,转化和丰富我国药物资源体系;基于化学成分结构修饰策略,发掘和提升中药资源性化学物质的利用价值和潜在利用价值。为提升中药资源利用效率,推进中药资源循环经济产业发展,从根本上转变中药农业和中药工业的经济增长方式作出了贡献。
二、基于循环经济理论的中药资源循环利用策略与模式提出与实践
基于我国以消耗中药及天然药物资源为特征的资源经济产业发展和现状,提出基于循环经济理论的中药资源循环利用策略及其中药资源产业发展模式。中药原料及深加工生产全过程整体呈现出高消耗、高排放的产业化模式与生产方式。政府、社会和企业共同倡导和引入循环经济的发展理念和生产方式的改变,将中药农业药材生产环节产出的传统非法定药用部位,以及中药工业深加工制造过程产生的废渣、废水、废气等所谓的中药废弃物纳入循环利用闭合系统,以有效延伸资源经济产业链,提升资源利用效益,减少生态环境压力,追求和实现在中药资源产业化过程形成系统性、整体性、结构性和动态性的节约策略和制度约束已成为中药资源产业化发展的必然趋势。
三、传统非药用部位的资源价值不断被发现
在药典规定的中药材使用部位外,植株或其他部位常被废弃,造成资源的极大浪费。资源紧缺的情况下,扩大药用部位或使用亲缘相近的药用动、植物替代也是保护濒危中药材、促进中药资源可持续利用的重要途径。近二十年来,以人参、西洋参茎、叶、花中的人参总皂苷替代其传统药用部位;以黄芩茎叶、地黄茎叶、柴胡茎叶等传统非药用部位为原料开发创制了一批国家中药新药;以瓦布贝母替代松贝母治疗肺热咳嗽;以同属植物管花肉苁蓉替代肉苁蓉作为补肾壮阳的中药等研究均取得标志性成果,为相关资源的可持续发展奠定了基础。
四、促进了中药资源产业化过程资源经济产业链的延伸
(一)中药茯苓资源的可持续发展与合理利用
(二)中药五倍子资源的可持续发展与合理利用
(三)博落回总生物碱应用于中药兽药和生物农药及其产业化
(四)肉苁蓉生态产业的发展
展望与发展建议
中药资源循环利用与可持续发展是一复杂系统工程,既涉及中医药领域,又涉及农业、工业、服务业等行业。基于系统化的思维对整个中药资源产业与资源生态系统进行分析设计,明确产业经济与生态经济的关系及其相关方面各自所承担的责任和义务,延伸了生产责任制度,并通过立法等约束手段强调生产者的责任,刺激生产责任方改变生产工艺、改进产品设计,采取绿色生产和循环利用的生态型经济模式,大力开发环境低负荷的产品,延伸资源经济产业链,产生新的经济增长点,构建代表先进的社会管理和经济发展模式的循环经济体系,促进中药资源产业结构按照循环发展、绿色发展的区域性资源经济布局、单元性行业集聚、结构性产业链延伸等方式进行调整和变革。通过资源循环利用策略的引导和推行,从根本上转变中药农业和中药工业的经济增长方式,推进中药资源经济产业发展模式和生产方式的变革,改变中药产业“高投入、高消耗、高排放、低产出”的线性经济发展模式和生产方式,推进资源节约型和环境友好型中药资源循环经济体系的构建,保障中医药事业可持续发展。
一、发展循环经济是中药资源循环利用与可持续发展的重要途径。
二、循环经济发展是中药资源产业经济发展模式和生产方式的必然遵循。
通过资源循环利用策略的引导和推行,从根本上转变中药农业和中药工业的经济增长方式,推进中药资源经济产业发展模式和生产方式的变革,改变长期以来依赖自然资源的资源耗竭式发展方式和层次结构相对较低的发展模式,解决我国经济发展对资源的需求量大而资源又相对短缺的社会问题。为中药资源循环经济体系框架的建立以及推动中药资源循环经济产业发展提供借鉴。
(段金廒、陈士林、吴启南、陈敏)
【本文摘自《中药现代化二十年 1996-2015》2016.10 上海科学技术出版社出版,由中药资源监测与服务平台编校发表,文章仅代表作者个人观点】
声明:本文摘自《中药现代化二十年 1996-2015》(上海科学技术出版社,2016年)