材料科學(xué)與人類文明第9章.課件

1、第十章材料與環(huán)境的關(guān)系及環(huán)境材料 第1頁，共22頁。白色污染第2頁，共22頁。人類的環(huán)境自然環(huán)境(natural environment) 社會環(huán)境(societal environment) 第3頁，共22頁。原生環(huán)境(primitive environment)天然形成的、未受到人為活動影響或影響較少的自然環(huán)境生物地球化學(xué)性疾病 某些地區(qū)原生環(huán)境的水、土壤中某些元素含量過多或過少，從而影響當(dāng)?shù)鼐用駭z入這些元素的數(shù)量，出現(xiàn)居民體內(nèi)這些元素的含量過多或過少，產(chǎn)生的疾病成為生物地球化學(xué)性疾病次生環(huán)境(secondary environment)在人類活動影響下發(fā)生重大變化的自然環(huán)境這種變化可產(chǎn)生

2、有利或有害的影響生產(chǎn)勞動微小次生環(huán)境(生產(chǎn)環(huán)境)生物圈(biosphere) 海平面以下約12公里海平面以上約10公里人類的環(huán)境第4頁，共22頁。可直接影響健康，還可通過影響自然環(huán)境和人的心理環(huán)境而間接影響健康人類的環(huán)境社會環(huán)境或社會文化環(huán)境第5頁，共22頁。人與環(huán)境物質(zhì)的統(tǒng)一性人與環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)和能量交換人體各種元素組成及含量與地殼和海水中的分布豐度明顯相關(guān)人對環(huán)境的適應(yīng)性人體過生理生化調(diào)節(jié)與環(huán)境因素保持動態(tài)平衡如居住在海拔3000米以上高原的人血液紅細(xì)胞數(shù)人類的環(huán)境人類與環(huán)境的關(guān)系第6頁，共22頁。人類的環(huán)境生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)生物群落和其生存環(huán)境所構(gòu)成的物質(zhì)、能量

3、和信息的連續(xù)流動系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的質(zhì)和量相對穩(wěn)定和相互適應(yīng)的狀態(tài)稱為生態(tài)平衡是一種動態(tài)平衡第7頁，共22頁。大量燃料燃燒森林砍伐CO2增多, 溫室效應(yīng)物種減少人類的環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的破壞第8頁，共22頁。全 球 氣候變暖：海平面上升，各種疾病發(fā)病率增多臭 氧 層 破 壞：皮膚癌、白內(nèi)障增多酸 雨：人呼吸道疾病增加，肺功能下降生物多樣性銳減：物種滅絕速度加快，人類固有生活方式、生存面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)人類的環(huán)境具有直接或間接潛在危害的環(huán)境問題第9頁，共22頁。環(huán)境污染(environmental pollution) 大量的有害物質(zhì)排入環(huán)境，環(huán)境質(zhì)量下降，破壞生態(tài)平衡、影響人體健康，造成資源破壞和經(jīng)濟(jì)損

4、失公害(public nuisance)人為造成廣泛的環(huán)境污染，嚴(yán)重危害居民健康、破壞生態(tài)人類的環(huán)境環(huán)境污染與公害第10頁，共22頁。 自然污染來源 人為污染來源生產(chǎn)性污染工業(yè)生產(chǎn)中的物理、化學(xué)因素、三廢，農(nóng)業(yè)農(nóng)藥、化肥濫用等生活性污染垃圾、污水、糞便，室內(nèi)空氣污染（室內(nèi)燃燒產(chǎn)物、烹調(diào)油煙、香煙煙霧、裝飾材料的揮發(fā)性有機(jī)物、建筑材料中的氡及空調(diào)場所的微生物等)其他污染交通運(yùn)輸、電磁輻射波、放射性廢氣物等人類的環(huán)境環(huán)境污染物及來源第11頁，共22頁。1.廣泛性污染影響范圍大，人口多，對象廣泛2.長期性可長時間作用于人群，甚至終生3.多樣性特異性的、非特異性的局部的、全身的急性的、慢性的近期的、遠(yuǎn)

5、期的4.復(fù)雜性各種因素的聯(lián)合作用人類的環(huán)境環(huán)境污染對健康的影響第12頁，共22頁。廢舊材料的回收利用廢物的循環(huán)再利用是中國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中一項(xiàng)長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針和一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。大力開展廢物的循環(huán)再利用，是提高資源利用效率，保護(hù)環(huán)境，建立資源節(jié)約型社會的重要途徑之一“廢物的循環(huán)再利用”一般又稱為“資源綜合利用”，主要包括：在礦產(chǎn)資源開采過程中對共生、伴生礦進(jìn)行綜合開發(fā)與合理利用對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣、廢水（液）、廢氣、余熱、余壓等進(jìn)行回收和合理利用對社會生產(chǎn)和消費(fèi)過程中產(chǎn)生的各種廢舊物資進(jìn)行回收和再生利用對城市垃圾、農(nóng)林水產(chǎn)廢棄物等其他資源進(jìn)行綜合利用第13頁，共22頁。中國資源綜合利

6、用產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀廢鋼鐵3500多萬噸，回收率88廢有色金屬175萬噸，回收率為80廢塑料300-400萬噸，回收率為1520廢橡膠40多萬噸（不含廢輪胎），回收率為47廢紙漿1200萬噸，占國內(nèi)紙漿總產(chǎn)量的41；利用廢紙1500萬噸（含進(jìn)口370萬噸）煤矸石綜合利用量6600萬噸，利用率43粉煤灰綜合利用量7000萬噸，利用率58近十年來，全國公用火電廠粉煤灰綜合利用量累計達(dá)2.5億噸，相當(dāng)于節(jié)約土地4萬畝，節(jié)約灰場建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用30億元人民幣新型墻體磚產(chǎn)量達(dá)2100億塊，占墻體材料磚總量的28，實(shí)心粘土磚由1995年的6300億塊減少到2000年的5400億塊，累計節(jié)能6000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，利用

7、廢渣2億噸，節(jié)約土地近40萬畝2000年，全國五大類廢舊物資的年回收量分別為：廢舊材料的回收利用第14頁，共22頁。對資源綜合利用的重要性和迫切性還缺乏足夠的認(rèn)識“資源意識”有待加強(qiáng)。法規(guī)不完善，資源綜合利用的優(yōu)惠政策在某些地區(qū)難以落實(shí)資源回收率低，不易回收利用的再生資源丟棄現(xiàn)象嚴(yán)重我國可以回收而沒有回收的再生資源價值達(dá)300-350億元。每年約有500萬噸廢鋼鐵、20多萬噸廢有色金屬、1400萬噸廢紙及大量的廢塑料、廢玻璃等沒有回收利用企業(yè)普遍經(jīng)營規(guī)模小、工藝技術(shù)落后絕大多數(shù)企業(yè)仍是微利或無利，基本沒有條件和能力引進(jìn)或采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，產(chǎn)品的技術(shù)含量和附加值較低，從而阻礙了再生資源

8、回收利用的發(fā)展進(jìn)程技術(shù)開發(fā)投入嚴(yán)重不足，技術(shù)裝備落后，總體水平比發(fā)達(dá)國家落后10-15年絕大多數(shù)企業(yè)融資困難，各級政府對綜合利用的支持力度不夠，即使是先進(jìn)適用的技術(shù)，也由于缺少資金而難以推廣應(yīng)用中國資源綜合利用產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀廢舊材料的回收利用第15頁，共22頁。再生資源回收利用是實(shí)現(xiàn)資源永續(xù)利用的重要措施 積極推進(jìn)再生資源回收利用，將大量社會生產(chǎn)和消費(fèi)后廢棄的資源回收再利用，可以減少對原生資源的開采，提高資源綜合利用水平；既節(jié)約了大量的資源，又推動了經(jīng)濟(jì)增長方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。因此，大力提高再生資源回收利用水平，是促進(jìn)資源永續(xù)利用的重要措施再生資源回收利用是治理污染，改善環(huán)境的必然要求我國垃圾

9、累計堆放量已達(dá)60多億噸，占用土地5億平方米，對土壤、地下水、大氣造成現(xiàn)實(shí)和潛在的污染相當(dāng)嚴(yán)重，積極推進(jìn)再生資源的回收利用是治理污染的重要措施。人們對城市環(huán)境質(zhì)量的要求會越來越高，國家將進(jìn)一步加大環(huán)境污染綜合治理的力度，這為資源回收利用的發(fā)展創(chuàng)造有利的條件和良好的社會環(huán)境開展資源綜合利用，提高資源利用率是企業(yè)適應(yīng)WTO競爭的重要途徑我國企業(yè)不僅要立足于國內(nèi)市場，而且必須遵循國際慣例，參與國際競爭。大力開展能源節(jié)約與資源綜合利用，是企業(yè)降低成本，提高效益，增強(qiáng)競爭力的必然選擇加快資源綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義廢舊材料的回收利用第16頁，共22頁。高分子化合物的回收及再利用的基本意義： 解決了環(huán)境污染

10、問題 由于高分子化合物的化學(xué)穩(wěn)定性好，難以分解，日積月累，會污染環(huán)境、危害生態(tài)。 充分利用自然資源 高分子材料的回收及再利用高分子化合物的回收、利用包括： 再生利用和改性利用 熱分解回收化工原料 焚燒回收熱能 掩埋處理 光降解和微生物降解 第17頁，共22頁。從上世紀(jì)60年代開始，塑料(主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯)進(jìn)入廣泛實(shí)用階段。塑料具有很多優(yōu)點(diǎn)，一問世便深受歡迎，迅速滲入到社會生活的方方面面，被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等，創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益塑料被列為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，被譽(yù)為白色革命隨著塑料產(chǎn)量不斷增大，成本越來越低，我們用過的大量農(nóng)用薄膜、包裝用的塑料袋和一

11、次性塑料餐具在使用后被拋棄在環(huán)境中，給景觀和環(huán)境帶來很大破壞。由于塑料包裝物大多呈白色，它們造成的環(huán)境污染被稱為白色污染塑料的貢獻(xiàn)與白色污染第18頁，共22頁。視覺污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在環(huán)境中，給人們的視覺帶來不良刺激，影響環(huán)境的美感白色污染的潛在危害則是多方面的（1）一次性發(fā)泡塑料飯盒和塑料袋盛裝食物嚴(yán)重影響身體健康（2）使土壤環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長（3）填埋是我國處理城市垃圾的一個主要方法 由于塑料膜密度小、體積大，能很快填滿場地，降低填埋場地處理垃圾的能力；而且，填埋后的場地地基松軟，垃圾中的細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)很容易滲入地下，污染地下水，危及周圍環(huán)境（4）把廢塑料

12、直接進(jìn)行焚燒處理，將給環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染白色污染存在的兩種危害：視覺污染和潛在危害白色污染的危害第19頁，共22頁。（1）停止使用一次性餐具及超薄塑料袋（2）回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑。近年來，一些國家大力開展3R運(yùn)動，即要求做到廢塑料的減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循環(huán)（Recycle）（3）研究開發(fā)降解塑料。降解塑料有三類：光降解塑料、生物降解塑料及雙降解塑料（4）加強(qiáng)環(huán)保宣傳，提高公民的環(huán)保意識，在社會上形成良好的環(huán)保氛圍，是解決白色污染及其它各種形式污染的前提白色污染的防治 一靠法律二靠科學(xué)第20頁，共22頁。(1) 用共聚法在高分子鏈上引入極少量羰基乙烯與一氧化碳、苯乙烯與丙烯醛共聚可得：聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈及它們的共聚物等也可以用通過共聚引入羰基的方法達(dá)到類似的效果，獲得具有預(yù)期壽命的聚合物由于羰基的存在，制品易被陽光降解現(xiàn)以光降解和微生物降解的分子設(shè)計為例，舉例簡介于下：可降解高聚物的分子設(shè)計第21頁，共22頁。天然高分子