工业文明的痼疾——垃圾问题的热力学阐释及其推论

所谓拉动内需，激活经济，实际上是刺激人们的物欲。科学及其技术不断给发明新鲜的东西，改变我们的生活。比如手机，短短几十年，变成了人所必有的日常用品，又不断集成着各种新的功能。手机的每一轮更新，都会激发物质和能量的转化链条，要开矿，用电，耗费清水，而在手机退役之后，还将变成难以处理的电子垃圾。
在工业文明的体制下，我们的经济链条同时也是从大自然的森林、矿藏、天然水体到垃圾的物质和能量转化链条。所以，垃圾问题是内在于工业文明的。
五、垃圾处理只是垃圾转移
“垃圾处理”这种说法常常给人一种幻觉，以为垃圾是可以处理的。但是，归根结底，我们现在采用的各种垃圾处理方式，都只是垃圾转移。即把垃圾输送到系统之外。垃圾问题之所以成为问题，乃在于人们忽然发现，人类无法把垃圾送到人类社会之外。
下面分别阐释各种形态的垃圾的去向。
1.耗散热。
热是一切能量转化之后的最终形态，所以耗散热这种形态的垃圾根本上是无法处理的。
我们当下的工业文明是建立在大量的化石燃料之上的。石油、煤炭相当于远古的太阳能，这些能量的使用最终将会变成热能。从而提高地球的温度。从这个角度看，全球变暖是能量垃圾的一个自然的结果。地球面临着严重的散热问题。9
从太空看，地球相当于一个黑体，它不能通过热传导与对流向外散热，只能通过热辐射。然而，热辐射的功率只于温度的四次方成正比。所以要提高散热能力，必须提高地球的温度。这就构成了一个悖论。
如果把地球当作一个系统，地球系统与热机仍有类似之处。这个系统与外界有能量交换，但是几乎没有物质交换。地球从太阳吸收低熵状态的能量，并把高熵状态的能量辐射到太空中去。太阳相当于地球的高温热源，宇宙背景（温度为3K）相当于低温热源。来自太阳的能量一部分在地球大气层直接反射出去，一部分进入大气层内，是地表生物圈的最大最稳定的能量来源，这部分热量一部分被植物吸收，贮存起来。此外的能量则最终变成热能，以热辐射的方式辐射出去。辐射的功率与地球黑体温度的四次方成正比。在地球各项条件都保持不变的情况下，人类大量燃烧石油与煤炭，会使地球黑体的平衡温度提高。10
这表现为全球变暖。如果将来核能大量释放出来，会使这个温度进一步提高。
传统社会，人类的消耗不超过一个太阳所能供给的低熵状态的能源，就使得人类的生存成为地球生物圈的一部分，也成为本地生态的一部分，自然不会产生生态问题和环境问题。
2.气态垃圾。
废气以往都是用大烟囱直接排放到大气之中，导致酸雨等全球问题。废气处理的主要原则是无害化和减量化。针对一些被认为有害的气体，吸附一部分，燃烧一部分。比如，使待处理气体通过某种液体或者固体吸附物（如活性炭），使得一部分“有害气体”被吸附。其余的部分，仍然只能是排放到大气之中。即使不考虑所谓的有害气体，人类实际上已经改变了大气的组分！这对于整个生物圈都必然造成重大的影响。
3.液态垃圾
液态垃圾的处理最能说明所谓的“处理”。通常，我们生活的废水会通过复杂的管道，输出城市之外。以往是直接排入自然江河。现在则是进入污水处理厂。少有人知的是，处理后的废水还是要排放到自然江河中去，而达标排放的废水比天然河流中最脏的劣五类水还要脏。所谓废水处理，最后还要是依靠自然江河的稀释能力。11现代垃圾与日俱增，天然江河的自净能力4已经被人类排出的液态垃圾耗尽。但是，每天依然大量的城市污水进入到自然江河。“2005年3月，水利部公开承认中国70%以上的水体已经遭到污染”12。
4.固态垃圾
相对而言，固体垃圾的处理是最容易操作的。大体如下方式：分类、回收、焚烧、填埋。
分类是回收以及焚烧的前提。
回收固然能够使一部分被丢弃的东西重新利用，使垃圾问题有所缓解，但是其作用是有限的。比如矿泉水瓶可以回收，再生。但是，第一，回收的比例非常低；第二，回收塑料瓶不能再用来装矿泉水，只能用来再生低一级的塑料，并且，再生的次数是有限的，最终还是要变成垃圾；其三，在塑料瓶回收再生的过程中，依然要用电，用清水，产生污染。一切物质的回收和再生都不例外。
回收不可能做到百分之百，这是热力学第二定律的限制。虽然按照热力学第一定律，物质不灭，我们可以把垃圾中的物质重新清理，比如把所有手机中的硅重新提取出来，重新使用，但是，由于垃圾的物质是处于高熵的状态，是离散态，要使之聚合起来，就要对它做功。综合起来是得不偿失的。
焚烧把固态垃圾的一部分变成了气态垃圾，气态垃圾直接进入大气层，其环境和生态后果，由全人类承担。