环境友好材料

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1、环境友友好材料料第一章章：1） 环环境材料料：环境材材料是指指在加工工、制造造、使用用和再生生过程中中具有最最低环境境负荷、最最大使用用功能的的人类所所需材料料。既包包括经改改造后的的现有传传统材料料，也包包括新开开发的环环境材料料。2）环境境负荷：是指某某一具体体材料在在其生产产、使用用、消费费或再生生过程中中耗用的的自然资资源数量量和能源源数量，以以及其向向环境体体系排放放的各种种废弃物物（如气气态、固固态和液液态废弃弃物）的的总和。即即材料的的环境负负荷资源，能能源，排排放物 包括括资源摄摄取量；能源消消耗量； 污染染物排放放量及其其危害； 废弃弃物排放放量及其其回收、处处置的难难易程度

2、度等因素素。3）环境境材料的的特点：先进性性，能为为人类开开拓更加加广阔活活动范围围和环境境；环境境协调性性，即它它们同外外部环境境尽可能能协调；舒适性性，使人人类生活活环境更更加优美美、舒适适。4）环境境材料的的主要判判别标准准：1）节节约能源源（2）节节约资源源（3）可可重复使使用（44）可循循环再生生（5）结结构可靠靠性（66）化学学稳定性性（7）生生物安全全性（88）舒适适性（99）有毒毒、有害害替代110）环环境清洁洁、治理理功能5） 环境材料料的分类类：按照生生态环境境材料的的性质和和功能分分类：天天然资源源环境材材料，金属材材料类环环境材料料，无机非非金属材材料类环环境材料料，高

3、分子子生态环环境材料料，生态环环境功能能材料。6） 环境材料料研究的的内容：从环境境材料的的概念来来看，其其研究内内容非常常广泛，但但大体可可划分为为3个层层次：一一是基础础理论研研究，二二是材料料制备技技术研究究（应用用研究），三三是材料料的表征征与评价价体系研研究。7）生态态环境材材料的研研究目标标和内容容：发展阶段段目 标标主要内容容治表末端治理理治理现在在的污染染，改善善生态环环境治本始端治理理预防污染染，减少少污染发发生量回归环境协调调所有过程程和产品品与生态态环境相相容8）生态态环境材材料的理理论研究究：类 别主 要 内 容容材料的环环境性能能评价LCA方方法学、环环境性能能数据库

4、库材料可持持续发展展理论 资源效效率、物物质流分分析、工工业生态态学材料的生生态设计计生态设计计理论、非非物质化化理论材料的生生态加工工 清洁生生产、再再循环利利用、降降解、废废物处理理9）应用用研究：关于环环境材料料及其产产品的研研究和开开发主要要集中在在净化环环境、防防止污染染、替代代有害物物质、减减少废弃弃物、材材料的资资源化以以及利用用自然能能等方面面 。10）生生态环境境材料的的应用研研究：类 别主 要 内 容容环境协调调性材料料天然材料料、仿生生材料、绿绿色包装装材料、生生态建材材等环境降解解材料可降解塑塑料、生生物降解解性无机机材料等等环境功能能材料环境净化化材料、环环境修复复材

5、料、环环境替代代材料可循环利利用的材材料废弃资源源的回收收利用11）评评价系统统：包括括使用性性能和环环境性能能两方面面的评价价n a. 生态环环境与材材料相互互作用的的度量标标准和基基准n b. 现用材材料的合合理性评评价n c. 人类活活动废弃弃的可再再生资源源的核算算体系n d. 各种材材料的环环境负担担的基础础数据库库n e. “绿色标标志”材料的的论述体体系、方方法及其其标准n f. 自然资资源的容容量评价价和环境境容量的的评价12） 研究意义义：环境材材料是一一种反映映人们对对生态环环境所持持态度的的材料，其其意义在在于1.（观观念）：培养具具有环境境意识的的科学工工作者，使使他们

6、具具有环境境的观念念，在材材料的设设计、制制造和使使用时首首先从人人类社会会的长远远利益出出发，从从珍惜资资源和保保护环境境的角度度来发展展新材料料和解决决目前所所使用的的材料中中的有关关问题。2.（预预测工具具）：基基于环境境材料的的理论在在材料开开发和新新材料工工程技术术研究之之前，对对其环境境影响及及变化进进行预测测，指导导开发。有有助于决决策部门门的决策策，从制制度、政政策上保保障社会会的持续续发展。33.（评评价）:寻找具具有最低低环境负负荷的人人类所需需材料。4.（可可持续发发展）：有助于于解决资资源短缺缺、环境境恶化等等一系列列问题 5.（国国际竞争争）：环环境材料料的研究究与政

7、治治、经济济、贸易易等领域域的国际际竞争相相联系。13）国国家中长长期发展展规划中中与环境境材料有有关的内内容：三、重重点领域域及其优优先主题题1能源源 （11）工业业节能 （2）煤煤的清洁洁高效开开发利用用、液化化及多联联产 （44）可再再生能源源低成本本规模化化开发利利用 22水和和矿产资资源: （110）矿矿产资源源高效开开发利用用 （111）海海洋资源源高效开开发利用用 33环境境: （113）综综合治污污与废弃弃物循环环利用 4农农业： （220）农农林生物物质综合合开发利利用 （222）环环保型肥肥料、农农药创制制和生态态农业55制造造业 :（288）流程程工业的的绿色化化、自动动

8、化及装装备 （229）可可循环钢钢铁流程程工艺与与装备 6交交通运输输业: （336）低低能耗与与新能源源汽车 9城城镇化与与城市发发展 :（544）建筑筑节能与与绿色建建筑五、前前沿技术术 3新材料料技术: （111）高高效能源源材料技技术 55先进进能源技技术 :（155）氢能能及燃料料电池技技术 第二章：环境材材料评价价方法的的研究n 2.1 环境材材料的评评价体系系:从环境境材料的的定义看看，制订订评价标标准实际际上是对对材料的的先进性性（功能能性），舒舒适性（经经济性）和和环境协协调性三三个方面面进行标标准指标标定量。 n 2.2 资源：自然资资源分类类 ：可可耗竭资资源（包包括可回

9、回收的和和不可回回收的），可可更新资资源（包包括商品品性和公公共物品品） n 2.3 能源的的分类：能源是是指提供供可用能能量的资资源，其其种类繁繁多，一类是是比较集集中且容容易转化化的含能能物质，称称含能体体燃料（燃燃料能源源），如如煤炭、石石油、天天然气、沼沼气、氢氢等；另另一类是是可以利利用的能能量过程程（非燃燃料能源源），如如太阳辐辐射、风风力，潮潮汐等。n 能源的分分类：n 琰茞n 一次能源源n 二次能源源n 常规能源源n 燃料能源源n 煤炭、油油页岩、油油砂、石石油、天天然气、生生物质能能n 煤气、甲甲醇、焦焦碳、酒酒精、汽汽油、甲甲烷、煤煤油、柴柴油、液液化石油油气、电电力、蒸蒸

10、汽、热热水n 非燃料能能源n 水能n 新能源n 燃料能源源n 核燃料n 电力、氢氢能n 非燃料能能源n 太阳能、海海洋能、风风能、地地热能、潮潮汐能标准煤又称标准准燃料，是是计算能能源总量量和折合合各种能能源的综综合指标标，我国国规定每每公斤标标准煤的的含热量量为70000CCal，以以此可把把其他能能源的含含热量折折合成标标准煤来来计算。 材料加工工和使用用过程中中的资源源和能源源消耗：非再生生资源迅迅速消耗耗，淡水资资源不足足，水土流流失严重重，人均水水平低； 经济济发展快快，资源源需求大大； 资源源的利用用率不高高，资源源浪费严严重材料的环环境影响响：a.全球球气候变变暖：大气层层中的某

11、某些微量量组分，如如CO22、CHH4、NN2O、CCFC（氟氟氯烷烃烃）等，能能使太阳阳的短波波辐射透透过，加加热地面面，而地地面增温温后所放放出的热热辐射，却却被这些些组分吸吸收，使使大气增增温，这这种现象象称为温温室效应应。 造造成全球球气候变变暖的主主要原因因是由于于人类活活动造成成空气中中二氧化化碳、甲甲烷等温温室气体体的含量量在逐渐渐增加。b.臭氧氧层的破破坏 :平流层层中的OO2吸收收太阳辐辐射，发发生化学学键断裂裂，产生生O3和和O，若若NO以以某种方方式进入入同温层层，便发发生重要要的链式式化学反反应，n NO和 O3反反应，产产生NOO2 NNO+OO3 NOO2 +O2n

12、 NO2又又和氧原原子O反反应，再再生成NNO NO22+O NOO +OO2n 构成催化化循环，其其中NOO和NOO2是催催化剂，每每个循环环的净效效应是减减少一个个氧原子子O和一一个臭氧氧分子OO3。 氯氟烃，为为化学惰惰性物质质，对生生物不存存在毒性性和其他他有害影影响。然然而惰性性意味着着其无处处可去，在在大气中中只有一一直上升升到平流流层，才才会发生生紫外光光解： CCF2CCl2+hCl+CF22Cl OO3+CClClOO+O22 OO+CllOCl+O2Cl和CClO形形成催化化循环。一一个氯原原子可以以破坏110万个个臭氧分分子 臭氧层破破坏的后后果：1）臭臭氧的减减少使皮皮

13、肤癌和和角膜炎炎患者增增加，诱诱发非常常危险的的皮肤病病-恶恶性黑瘤瘤，也会会损害人人的免疫疫系统，使使传染病病的发病病率猛增增。（22）破坏坏地球上上的生态态系统。过过量的紫紫外线影影响植物物的光合合作用，使使农作物物减产。紫紫外线还还可能导导致某些些生物物物种的突突变。（3）引引起新的的环境问问题，过过量的紫紫外线能能使塑料料等高分分子材料料更加容容易老化化和分解解，结果果又带来来新的环环境污染染光化化学大气气污染 c.生物物多样性性减少d.酸雨雨:煤炭、天天然气、石石油燃烧烧以及金金属冶炼炼等产生生的二氧氧化硫、二二氧化氮氮大量排排入空气气中，经经过复杂杂的大气气物理和和大气化化学过程程

14、最终转转化为硫硫酸和硝硝酸等，与与水气或或雨雪相相遇，形形成酸雨雨。n 酸雨带来来什么？:危害害生态系系统,水生生生物不能能存活,土壤酸酸化,建筑等等受损.e.森林林锐减森林的作作用:涵养水水源，保保持水土土，吸收收二氧化化碳，提提供资源源能源 森林锐减减的危害害:一、绿绿洲沦为为荒漠 二二、水土土大量流流失三、干干旱缺水水严重 四四、洪涝涝灾害频频发五、物物种纷纷纷灭绝 六六、温室室效应加加剧f.土地地荒漠化化g.大气气污染:大气污染染物:气溶胶胶状态污污染物(粉尘、烟烟液滴、雾雾、降尘尘、飘尘尘、悬浮浮物等 )气体状状态污染染物(硫氧化化合物,氮氧化化合物,碳氧化化合物,碳氢化化合物 )h

15、. 水水污染:水体因因某种物物质的介介入，而而导致其其化学、物物理、生生物或者者放射性性等方面面特征的的改变，从从而影响响水的有有效利用用，危害害人体健健康或者者破坏生生态环境境，造成成水质恶恶化的现现象称为为水污染染。 水污染对对人体健健康的影影响:1.污污染的水水体含有有致病的的微生物物和病毒毒等。这这些病毒毒微生物物会引起起各种肠肠道传染染病的蔓蔓延。22.水中中的有毒毒有害物物质会引引起人中中毒或慢慢性中毒毒。 i.海洋洋污染:人类直直接或间间接把物物质或能能量引入入海洋环环境,其其中包括括河口湾湾,以至至造成或或可能造造成损害害生物资资源和海海洋生物物、危害害人类健健康,妨妨碍包括括

16、捕鱼和和海洋的的其他正正当用途途在内的的各种海海洋活动动、损坏坏海水使使用质量量和减损损环境优优美等有有害影响响。 海洋污染染的主要要表现:赤潮频频发石油污污染严重重废弃物物污染剧剧增海洋污染染带来的的危害:大量城城市工业业废水和和生活污污水排入入海洋中中，氮、磷磷等营养养盐类，铁铁、锰等等微量元元素以及及有机化化合物的的含量大大大增加加，赤潮潮生物大大量繁殖殖。造成成鱼、虾虾、贝类类大量死死亡，海海龟、海海豚也不不能幸免免。 j.危险险性废物物越境转转移 :危险性性废物是是指除放放射性废废物以外外，具有有化学活活性或毒毒性、爆爆炸性、腐腐蚀性和和其他对对人类生生存环境境存在有有害特性性的废物

17、物。2.4环环境协调调性指标标化: 可将环环境影响响划分以以下几个个指标：将环境境影响划划分以下下几个指指标n ADP 不可可再生的的原料消消耗n EDP 不可可再生的的能源消消耗n GWP 温室室效应n ODP 臭氧氧层的破破坏n AP 环境境酸化n HT 人人类健康康损害n POCPP 光光化学氧氧化物生生成n NP 氮化作作用n ECA 生生物体之之损害n 2.5LLCA方方法的起起源与发发展:LCAA方法的的发展历历程大体体可分为为三个时时期： （11）雏形形期（220世纪纪60年年代末70年年代中） 生生命周期期思想开开始萌芽芽，以包包装品为为主要研研究对象象，以能能源和资资源分析析

18、为主要要研究内内容，较较少关注注潜在的的环境问问题。 （22）幼年年期（220世纪纪70年年代中后后期880年代代后期） 环境境问题与与能源和和资源消消耗问题题一起成成为LCCA考虑虑的对象象；案例例研究由由于方法法上的问问题而明明显减少少，人们们开始考考虑LCCA方法法论的统统一问题题。（33）快速速成长与与渐趋成成熟期（220世纪纪90年年代以后后）n 生命周期期评价概概述:目前比比较完善善的LCCA定义义是19997年年国际标标准化组组织（IISO）在在ISOO140014标标准中给给出的：“LCCA”：是对一一个产品品系统的的生命周周期中输输入、输输出及其其潜在环环境影响响的汇编编和评价价。 “产品品系统”：是通通过物质质和能量量联系起起来的，具具有一种种或多种种特定功功能的单单元过程程的集合合。“产品”：既可可以是一一般制造造业的产产品系统统，也可可以是服服务业提提供的服服务系统统。 “生命命周期”：是指指产品系系统中前前后衔接接的一系系列阶段段，从原原料的获获取或自自然资源源的生成成，直到到最终处处置。一个产品品完整的的生命周周期评价价的实施施方案：目标范围围确定-清单分分析-影影响评价价-改善善评价。目标与范围的确定生命周期评价技术框架清单分析影响评价解释直接应用： 产品开发与改进 战略规划 公共政策制定 营销 其他nnnnnn