材料與環(huán)境重點一、問答題1.傳統(tǒng)材料和環(huán)境材料的區(qū)別：環(huán)境材料的主要特點就是在保證了它們具有良好的使用功能的前提下，在其生產(chǎn)、使用和回收處理過程中對資源的利用率很高并且在上面的三個過程中對生態(tài)環(huán)境無副作用。而傳統(tǒng)材料在上面三個方面的效果往往是比較差的。怎樣讓傳統(tǒng)材料生態(tài)化：原則系統(tǒng)分析方法：需要系統(tǒng)考慮和分析產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)與人類需求之間的關(guān)系，尤其是耦合關(guān)系。生命周期角度：只有綜合考慮產(chǎn)品生命周期過程的影響，多級使用資源和能源，才能降低產(chǎn)品生產(chǎn)和消費過程的環(huán)境影響，使其與地球的環(huán)境承載力一致。多要素分析：生態(tài)設(shè)計必須必須同時考慮成本、環(huán)境影響和性能等主要因素。相關(guān)者協(xié)作：生態(tài)設(shè)計是基于產(chǎn)品生命周期鏈的設(shè)計方法，在設(shè)計過程中，需要各利益相關(guān)者共同參與及協(xié)作，這些利益相關(guān)者包括：生產(chǎn)者、供應(yīng)商、消費者、廢棄物管理者、資源回收者及政策制訂者。思路：低物質(zhì)化，功能經(jīng)濟，物質(zhì)替代設(shè)計要求：①減少原材料的使用量采用再循環(huán)原料采用低能值原料無機非金屬材料的生態(tài)化設(shè)計：高純化與復(fù)合化高純化：提高原料純度，需要增加額外的提純、凈化工藝，甚至要借助于化學(xué)合成，這必然導(dǎo)致能源和資源的額外消耗。陶瓷材料制備過程中最主要的污染，正是來自提純、凈化和化學(xué)合成環(huán)節(jié)。顯然，高純度與環(huán)境協(xié)調(diào)性有矛盾。這與金屬材料的情況不甚一致。復(fù)合化：人為添加多種原料，最終形成具有多種相結(jié)構(gòu)的復(fù)合或復(fù)相材料，是先進無機非金屬材料的另一個重要發(fā)展方向。經(jīng)過合適的晶界設(shè)計和相設(shè)計，復(fù)合或復(fù)相材料具有單一組成相所不具備的優(yōu)良性能。例如，部分穩(wěn)定氧化鋯復(fù)相陶瓷及纖維增強陶瓷基復(fù)合材料，是目前陶瓷領(lǐng)域強度和韌性水平最高的兩類材料。用天然原料和自然環(huán)境中含量豐富的元素，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和相設(shè)計，制備出性能優(yōu)良的材料，是無機非金屬材料原料生態(tài)化改造的方向。復(fù)合材料的生態(tài)設(shè)計：復(fù)合材料與其他材料相比較其生態(tài)環(huán)境性能較差，其分解比制造時的成本和使用階段的能源還高。目前提出的有研究、設(shè)計、LCA分析、檢測一體化方法。設(shè)計方向有優(yōu)先考慮維修的方案，可回收復(fù)合材料的方案。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可采用分解結(jié)構(gòu)，在界面上設(shè)置原子擴散層，溫度一高就軟化脫開。城市化的發(fā)展城市化的涵義分為狹義和廣義。1、 狹義：城市化指農(nóng)業(yè)人口不斷轉(zhuǎn)變?yōu)榉寝r(nóng)業(yè)人口的過程。2、 廣義：城市化是社會經(jīng)濟變化過程，包括農(nóng)業(yè)人口非農(nóng)業(yè)化、城市人口規(guī)模不斷擴張，城市用地不斷向郊區(qū)擴展，城市數(shù)量不斷增加以及城市社會、經(jīng)濟、技術(shù)變革進入鄉(xiāng)村的過程。本質(zhì)上是經(jīng)濟社會結(jié)構(gòu)變革的過程.加快城市化進程的本質(zhì)并不是到處出現(xiàn)城市，而是要使全體國民享受現(xiàn)代城市的一切城市化成果并實現(xiàn)生活方式、生活觀念、文化教育素質(zhì)等的轉(zhuǎn)變。即：實現(xiàn)城鄉(xiāng)空間的融合發(fā)展--產(chǎn)業(yè)的融合、就業(yè)的融合、環(huán)境的融合、文化的融合、社會保障的融合、制度的融合等，以期真正實現(xiàn)城市和農(nóng)村人民群眾的共同富裕、共同發(fā)展、共同進步。3、 開發(fā)新材料從哪些方面（環(huán)境）考慮。且舉例設(shè)計生態(tài)材料的原則：系統(tǒng)分析方法：需要系統(tǒng)考慮和分析產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)與人類需求之間的關(guān)系，尤其是耦合關(guān)系。生命周期角度：只有綜合考慮產(chǎn)品生命周期過程的影響，多級使用資源和能源，才能降低產(chǎn)品生產(chǎn)和消費過程的環(huán)境影響，使其與地球的環(huán)境承載力一致。多要素分析：生態(tài)設(shè)計必須必須同時考慮成本、環(huán)境影響和性能等主要因素。相關(guān)者協(xié)作：生態(tài)設(shè)計是基于產(chǎn)品生命周期鏈的設(shè)計方法，在設(shè)計過程中，需要各利益相關(guān)者共同參與及協(xié)作，這些利益相關(guān)者包括：生產(chǎn)者、供應(yīng)商、消費者、廢棄物管理者、資源回收者及政策制訂者。2、思路低物質(zhì)化比如：借助于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無紙化辦公、交易等。功能經(jīng)濟比如，當(dāng)人們不買汽車這種產(chǎn)品本身，而只買汽車運送乘客和物品的功能時，汽車制造商將會想方設(shè)法延長汽車的使用壽命，并且提高廢舊汽車的回收價值，從而減少資源消耗和廢物排放。物質(zhì)替代聚合材料代替鋼材，光纖代替銅質(zhì)線，用萜（一種植物清洗劑）代替CFCs環(huán)境材料的三個特點：先進性：滿足功能需求環(huán)境協(xié)調(diào)性（優(yōu)先爭取的目標(biāo)）舒適性：經(jīng)濟性、可接受性減少能源和資源的消耗，降低生產(chǎn)和使用后廢棄物對環(huán)境的影響。舉例：如：采用再循環(huán)原料盡量避免使用不可再生，或者需要很長時間才能再生的原料，如礦物燃料，金屬銅等。盡量使用可以再循環(huán)利用的原料，可以減少原料在采掘和生產(chǎn)過程中的能耗。舉例：日本的Beauty工業(yè)利用廢舊的玻璃作為原料，生產(chǎn)的免燒瓷磚可以節(jié)省大量的資源和能源，而且這種瓷磚可以再利用。清潔生產(chǎn)：材料在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響，怎樣評價這些影響。清潔生產(chǎn)是通過產(chǎn)品設(shè)計、原料選擇、工藝改革、生產(chǎn)過程管理和物料內(nèi)部循環(huán)利用等環(huán)境的科學(xué)化與合理化，使工業(yè)生產(chǎn)最終產(chǎn)生的污染物最少的一種工業(yè)生產(chǎn)方法和管理思路。對環(huán)境的影響可從污染，能耗方面作答。從下面的改進方法進行改編用無污染、少污染的產(chǎn)品替代毒性大、污染重的產(chǎn)品；用無污染、少污染的能源和原材料替代毒性大、污染重的能源和原材料；用消耗少、效率高、無污染、少污染的工藝設(shè)備替代消耗高、效率低、產(chǎn)污量大、污染重的工藝、設(shè)備；最大限度地利用能源和原材料，實現(xiàn)物料最大限度的廠內(nèi)循環(huán)；強化企業(yè)管理，減少跑、冒、滴、漏和物料流失；對少量的、必須排放的污染物，采用低費用、高效能的凈化處理設(shè)備和“三廢”綜合利用措施進行最終的處理、處置。評價：通過生命周期評價，可以闡明產(chǎn)品的整個生命周期中各個階段對環(huán)境干預(yù)的性質(zhì)和影響的大小，從而發(fā)現(xiàn)和確定預(yù)防污染的機會。我國現(xiàn)在主要面對的大氣污染問題有哪幾類，有什么特征（危害），如何解決這些問題。分類：按污染源存在形式：固定污染源和移動污染源適用于進行大氣質(zhì)量評價時繪制污染源分析圖。按污染的排放方式：點源、面源和線源。適用于大氣擴散的計算。按污染物排放空間：高架源和地面源按污染物排放時間：連續(xù)源、間斷源和瞬時源此劃分方法適用于分析大氣污染物排放的時間規(guī)律。按污染物產(chǎn)生類型生活污染源、工業(yè)污染源和交通污染源按其影響所及范圍局部性污染、地區(qū)性污染、廣域性污染、全球性污染。根據(jù)污染物的性質(zhì)劃分（1） 還原型（煤炭型）（2） 氧化型（汽車尾氣型）大氣污染的特征：造成大氣污染的物質(zhì)，主要是由于人類活動的結(jié)果，如工業(yè)的發(fā)展，城市人口的增加，交通運輸?shù)然顒邮勾髿饧尤肓烁鞣N各樣的有害氣體和煙塵，造成了大氣污染。一般認為大氣污染只發(fā)生在城市和工業(yè)區(qū)，那里的大氣污染物濃度往往要比農(nóng)村或郊區(qū)高出許多倍，似乎大氣污染僅局限于局部地區(qū)或是區(qū)域性。從實際表現(xiàn)大氣污染是全球性的問題，因為污染物最終將散布到整個大氣層。當(dāng)濃度升高到一定程度時，就會直接或間接地對人體、生物或材料等造成急、慢性危害。光化學(xué)煙霧的特征：煙霧藍色具有強氧化性，能使橡膠開裂對眼睛、呼吸道等有強烈刺激，并引起頭痛、呼吸道疾病惡化，嚴重造成死亡對植物葉子有害，能使大氣能見度降低刺激物濃度峰值出現(xiàn)在中午和午后污染區(qū)域出現(xiàn)在污染源下風(fēng)向幾十到幾百公里的范圍內(nèi)大氣污染物的治理技術(shù)：（一） 煙塵控制技術(shù)1、 對粉塵的凈化控制技術(shù)2、 對煙氣的處理技術(shù)（二） 二氧化硫凈化技術(shù)1、 燃煤的脫硫技術(shù)2、 對于生產(chǎn)工藝與燃油設(shè)備硫排放的主要控制技術(shù)3、 脫硫的根本出路一一改變能源結(jié)構(gòu)（三） 汽車尾氣的（催化）凈化技術(shù)（三）工業(yè)有害氣體的控制技術(shù)主要技術(shù)：洗滌吸收技術(shù)、催化燃燒技術(shù)、回收再利用技術(shù)。大氣污染對人體的危害：第一，通過人的直接呼吸而進入人體；第二，附著在食物或溶于水，隨飲水、飲食而侵入人體；第三，通過接觸或刺激皮膚而進入到人體，尤其是脂溶性物質(zhì)更易從完整的皮膚滲入人體。1、 急性中毒2、 慢性中毒3、 重要生理機理的變化：致癌、致畸、致突變。大氣污染對植物的危害：急性危害、慢性危害、不可見危害。對氣候的影響：城市熱島效應(yīng)，對降水的影響，全球性影響大氣污染綜合防治措施：1、 全面規(guī)劃、合理布局2、 嚴格環(huán)境管理3、 控制大氣污染的技術(shù)措施（1） 實施清潔生產(chǎn)（2） 實施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略（3） 建立綜合性工業(yè)基地4、 控制污染的經(jīng)濟政策5、 綠化造林6、 安裝廢氣凈化裝置生命周期評價（各個部分）環(huán)境影響LCA評價的編目分析，主要按資源和能源消耗、各種廢棄物排放及其引起的直接環(huán)境影響進行數(shù)據(jù)分類、編目。如能耗可分為加熱、照明、取暖等過程進行編目；資源消耗則按原料配比進行數(shù)據(jù)分類；污染物排放按廢氣、廢水、廢渣等進行編目分析。由于該生產(chǎn)過程排放的有害廢氣量很小，主要是二氧化碳，故廢氣排放量可以忽略，而以溫室效應(yīng)指標(biāo)進行數(shù)據(jù)編目。另外，在生產(chǎn)過程中其他環(huán)境影響指標(biāo)如人體健康、區(qū)域毒性、噪聲等也很小，因此在編目分析中也忽略不計。PPT第五章41~65關(guān)于可持續(xù)發(fā)展對可持續(xù)發(fā)展的認識，及其由來，發(fā)展戰(zhàn)略?？沙掷m(xù)發(fā)展定義為：“既滿足當(dāng)代人的需求，又不對后代人滿足其自身需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”。由來：1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》報告中第一次闡述了可持續(xù)發(fā)展的概念，得到了國際社會的廣泛共識。1991年，中國發(fā)起召開了“發(fā)展中國家環(huán)境與發(fā)展部長會議”，發(fā)表了《北京宣言》。1992年6月，在里約熱內(nèi)盧世界首腦會議上，中國政府莊嚴簽署了環(huán)境與發(fā)展宣言。1994年3月25日，中華人民共和國國務(wù)院通過了《中國21世紀議程》。為了支持《議程》的實施，同時還制訂了《中國21世紀議程優(yōu)先項目計劃》。1995年，中華人民共和國黨中央、國務(wù)院把可持續(xù)發(fā)展作為國家的基本戰(zhàn)略，號召全國人民積極參與這一偉大實踐。戰(zhàn)略：可持續(xù)發(fā)展的核心思想是，經(jīng)濟發(fā)展，保護資源和保護生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)一致，讓子孫后代能夠享受充分的資源和良好的資源環(huán)境。同時包括：健康的經(jīng)濟發(fā)展應(yīng)建立在生態(tài)可持續(xù)能力、社會公正和人民積極參與自身發(fā)展決策的基礎(chǔ)上；它所追求的目標(biāo)是：既要使人類的各種需要得到滿足，個人得到充分發(fā)展；又要保護資源和生態(tài)環(huán)境，不對后代人的生存和發(fā)展構(gòu)成威脅；它特別關(guān)注的是各種經(jīng)濟活動的生態(tài)合理性，強調(diào)對資源、環(huán)境有利的經(jīng)濟活動應(yīng)給予鼓勵，反之則應(yīng)予以擯棄。所謂可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是指實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的行動計劃和綱領(lǐng)，是國家在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的總稱，它要使各方面的發(fā)展目標(biāo)，尤其是社會、經(jīng)濟與生態(tài)、環(huán)境的目標(biāo)相協(xié)調(diào)。1992年6月，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會在巴西里約召開，會議提出并通過了全球的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略一《21世紀議程》，并且要求各國根據(jù)本國的情況，制定各自的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、計劃和對策。1994年7月4日，國務(wù)院