生態(tài)環(huán)境材料緒論資料課件

1生態(tài)環(huán)境材料2023年9月14日1生態(tài)環(huán)境材料2023年7月31日2本課程的要求與考核出勤達(dá)到全勤的2/3者具有考試或考核資格；遲到和早退兩次按缺勤一次處理；參考書：環(huán)境材料概論，馮奇主編。

2本課程的要求與考核出勤達(dá)到全勤的2/3者具有考試或考核資格3第一章

緒論

環(huán)境、材料與社會(huì)3第一章緒論環(huán)境、材料與社會(huì)4主要內(nèi)容材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用材料與資源和環(huán)境的關(guān)系材料加工和使用過程中的資源和能源消耗氣、液、固態(tài)污染物的排放環(huán)境材料的起源和涵義環(huán)境材料分類——典型的環(huán)境材料4主要內(nèi)容材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用5一、材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用材料作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，對推動(dòng)人類文明的進(jìn)程起到極其重要的作用。支撐人類生存大廈的主要有：材料科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)、能源科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)等，而這些技術(shù)無一不是以材料為物質(zhì)基礎(chǔ)的。材料是人類物質(zhì)文明的基礎(chǔ)和支柱5一、材料在國民經(jīng)濟(jì)中的作用材料作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和6從世界發(fā)展史看，重大技術(shù)革新往往起始于材料的革新，沒有先進(jìn)的材料，就沒有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化的工業(yè)。20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的鎳基高溫合金，將金屬材料使用溫度由原來的700℃提高到900℃，導(dǎo)致了超音速飛機(jī)的問世高溫陶瓷的發(fā)明促進(jìn)了表面溫度高達(dá)1000℃的航天飛機(jī)的發(fā)展6從世界發(fā)展史看，重大技術(shù)革新往往起始于材料的革新，沒有先進(jìn)7二、材料與資源和環(huán)境的關(guān)系從資源和環(huán)境角度分析，材料的提取、制備、生產(chǎn)、使用和廢棄過程是一個(gè)典型的資源消耗和環(huán)境污染過程。材料一方面推動(dòng)著人類社會(huì)的物質(zhì)文明，同時(shí)也消耗大量的資源和能源，在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中向環(huán)境排放出大量的污染物。7二、材料與資源和環(huán)境的關(guān)系從資源和環(huán)境角度分析，材料的提取8生產(chǎn)：要從地球索取大量資源

材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、再生、廢棄等整個(gè)壽命周期的各個(gè)階段：要消耗大量能源；

材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、再生、廢棄等整個(gè)壽命周期的各個(gè)階段：要生產(chǎn)大量的CO2,CO,SO2，NOx、廢水、固體廢棄物等，造成環(huán)境污染.8生產(chǎn)：要從地球索取大量資源

材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用、再生、9固體廢棄物量大，回收利用率低固體廢棄物治理不足已經(jīng)成為公共衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活環(huán)境領(lǐng)域的重大問題。在全球，每年有70至100億噸固體廢棄物產(chǎn)生，30億人缺乏有效的廢棄物處理設(shè)施。在人口增長、城市化進(jìn)程和消費(fèi)增長的刺激下，亞非國家低收入城市產(chǎn)生的固體廢棄物體積很可能在2030年翻番。

時(shí)間:2015-09-07

來源:

UNEP

例如，佛蘭德斯比利時(shí)地區(qū)的固廢轉(zhuǎn)化率從1980年的近乎0%提高到2013年的70%，成為歐洲之最。通過社會(huì)政策、財(cái)政政策和法律政策的巧妙結(jié)合，這是完全有可能的，例如進(jìn)行固廢預(yù)防教育，建立固廢重復(fù)利用中心，在“污染者付費(fèi)”原則上建立“垃圾按量收費(fèi)”稅收制度。玻利維亞將非正式回收者納入城市固廢治理系統(tǒng)，并因此收集、處理了29,000噸固體廢棄物，創(chuàng)造了443個(gè)綠色崗位。哥倫比亞首都波哥大采取了類似措施，雇用了8,250人，每天從垃圾填埋場中轉(zhuǎn)化1,200噸廢棄物。在肯尼亞，一家非盈利組織和一家私營企業(yè)分別運(yùn)行著電子廢棄物處理項(xiàng)目。他們每個(gè)月要處理高達(dá)30噸的電子垃圾，并在安全處置有害廢棄物的同時(shí)進(jìn)行再生材料交易。兩家機(jī)構(gòu)都正朝著可持續(xù)生產(chǎn)的模式飛速前進(jìn)，證明了“固廢安全循環(huán)”這一經(jīng)營模式在發(fā)展中國家能夠獲得成功。9固體廢棄物量大，回收利用率低固體廢棄物治理不足已經(jīng)成為公共10全世界化石燃料的消耗情況現(xiàn)代的生活是以迅速地消耗這些寶貴的資源支撐著。如果繼續(xù)以現(xiàn)在的速度使用石油，那么在短短的42年之后，現(xiàn)已探明的石油將被消耗殆盡大量的資源消耗據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1900年至1950年的50年間，全世界主要金屬總共生產(chǎn)了約40億噸，而在1980年至1990年的短短10年間，就生產(chǎn)了58億噸10全世界化石燃料的消耗情況現(xiàn)代的生活是以迅速地消耗這些寶貴11中國目前廢棄舊資源的利用率只相當(dāng)于世界先進(jìn)水平的1/4-1/311中國目前廢棄舊資源的利用率只相當(dāng)于世界先進(jìn)水平的1/4-12國際能源署預(yù)測到了2040年時(shí)，化石燃料中石油占比26%，天然氣占比26%，煤炭占比也約為26%，非化石燃料占比24%，這樣的能源結(jié)構(gòu)將見證燃料間的競爭和改善供應(yīng)的可持續(xù)性。12國際能源署預(yù)測到了2040年時(shí)，化石燃料中石油占比26%13惡化的生態(tài)環(huán)境溫室效應(yīng)大氣臭氧層破壞酸雨的產(chǎn)生各類固體廢棄物數(shù)量巨大水污染越來越嚴(yán)重13惡化的生態(tài)環(huán)境溫室效應(yīng)大氣臭氧層破壞酸雨的產(chǎn)生各類固體廢141秒鐘世界的變化人口的增長2.4人/秒石化燃料CO2放出733噸/秒大氣中的CO2蓄積250噸/秒大氣中O2的減少690噸/秒主要金屬的生產(chǎn)20噸/秒因金屬生產(chǎn)帶來的總物質(zhì)203噸/秒汽車生產(chǎn)1.7輛/秒電視機(jī)生產(chǎn)4臺/秒141秒鐘世界的變化人口的增長151秒鐘世界的變化格林蘭冰川的融化1.6噸/秒淡水的使用103m3/秒天然林消失5100m2/秒可耕地減少2300m2/秒沙漠?dāng)U大1900m2/秒其中僅我國就達(dá)78m2/秒我國天然草原減少513m2/秒151秒鐘世界的變化格林蘭冰川的融化1.6噸/16表1我國社會(huì)認(rèn)識材料判據(jù)的演變時(shí)間判據(jù)數(shù)判據(jù)20世紀(jì)50年代0只考慮數(shù)量20世紀(jì)60年代1性能20世紀(jì)70年代（1978后）2性能、經(jīng)濟(jì)20世紀(jì)90年代（1996后）5性能、經(jīng)濟(jì)、資源、能源、環(huán)保16表1我國社會(huì)認(rèn)識材料判據(jù)的演變時(shí)間判據(jù)數(shù)判據(jù)20世紀(jì)517自然生態(tài)資源可再生資源不可再生資源可循環(huán)再生資源森林資源農(nóng)牧業(yè)資源…….木材紡織材料等礦物能源物質(zhì)金屬材料礦物材料石油煤天然氣非金屬材料礦物材料高分子材料能源金屬材料無機(jī)材料陶瓷水資源太陽光照資源…….從1970年至1995年的25年間，人類消耗了地球自然資源的1／3。17自然生態(tài)資源可再生資源不可再生資源可循環(huán)再生資源森林資源18三、材料加工和使用過程中的資源

和能源消耗材料產(chǎn)業(yè)支撐著人類社會(huì)的發(fā)展，為人類帶來了便利和好處，但材料的生產(chǎn)、處理、循環(huán)、消耗、使用、回收和廢棄的過程中也帶來了沉痛的環(huán)境負(fù)擔(dān)，需要消耗大量的資源和能源，同時(shí)排放的大量廢氣、廢水和廢渣也會(huì)造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞，威脅人類的生存和健康。原煤1.35t水資源49t1.4×104標(biāo)煤鐵礦石4t其它0.5t

煉鋼過程鋼1t尾礦2.6t廢水11t（部分重復(fù)利用）CO22.56×104m3SO2183m3粉塵、廢渣18三、材料加工和使用過程中的資源

和能源消耗材料產(chǎn)業(yè)支撐著19我國是一個(gè)材料生產(chǎn)和消耗大國，每單位GDP的資源和能源消耗是發(fā)達(dá)國家的10倍左右，資源利用過于低下，現(xiàn)在礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量保障程度低、資源短缺尤為突出?！吨袊V業(yè)報(bào)》報(bào)道，至2005年礦物已開發(fā)量占總探明總量銅67.1%鉛68.2鋅71.5%鋁基本沒有資源石油對外依存度超過40%19我國是一個(gè)材料生產(chǎn)和消耗大國，每單位GDP的資源和能源消202021水泥行業(yè)21水泥行業(yè)222223解決地球環(huán)境問題的途徑實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境與材料的可持續(xù)發(fā)展一是末端治理（重要、必要、但屬治表）二是源頭控制（治本）即提高資源（能源）利用效率、綜合思維、綜合利用23解決地球環(huán)境問題的途徑實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境與材料的可持續(xù)發(fā)展一24五、環(huán)境材料的起源和涵義1990年，日本的山本良一教授在“未來科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)”上提出了EnvironmentConsciousMaterials(簡寫Ecomaterials，環(huán)境材料)的概念，指出應(yīng)該從科學(xué)的高度審視材料的環(huán)境負(fù)擔(dān)性、研究材料與環(huán)境的相互作用和定量評價(jià)材料生命周期對環(huán)境的影響，并以此為指導(dǎo)進(jìn)行具有環(huán)境協(xié)調(diào)性的新型材料的設(shè)計(jì)、研究和開發(fā)。24五、環(huán)境材料的起源和涵義1990年，日本的山本良一教授在25環(huán)境材料的定義環(huán)境材料是具有系統(tǒng)功能的一大類新型材料的總稱。環(huán)境材料是指對資源和能源消耗最少，對生態(tài)環(huán)境影響最小，再生循環(huán)利用率最高或可降解使用的新材料。環(huán)境材料環(huán)境性能使用性能經(jīng)濟(jì)性能環(huán)境材料的基本性能示意圖25環(huán)境材料的定義環(huán)境材料是具有系統(tǒng)功能的一大類新型材料的總26環(huán)境材料的幾個(gè)基本關(guān)系環(huán)境材料與傳統(tǒng)材料和新材料的關(guān)系傳統(tǒng)材料新材料環(huán)境材料環(huán)境材料與其它材料的關(guān)系26環(huán)境材料的幾個(gè)基本關(guān)系環(huán)境材料與傳統(tǒng)材料和新材料的關(guān)系傳27環(huán)境材料與發(fā)展的關(guān)系

從人類自身的進(jìn)步或發(fā)展來看，環(huán)境意識應(yīng)貫穿于人類社會(huì)的全過程之中，也應(yīng)當(dāng)貫穿于人類開發(fā)、使用、制造、再生材料的整個(gè)過程中。環(huán)境材料本身應(yīng)該而且是可持續(xù)發(fā)展的。27環(huán)境材料與發(fā)展的關(guān)系

從人類自身的進(jìn)步或發(fā)展來看，環(huán)境意28六、典型的環(huán)境材料1、生物降解材料2、循環(huán)與再生材料3、凈化材料4、綠色建筑材料5、綠色能源材料28六、典型的環(huán)境材料1、生物降解材料29生物降解材料

一類是淀粉基熱塑性塑料制品；另一類是脂肪族聚酯塑料制品。29生物降解材料

一類是淀粉基熱塑性塑料制品；30循環(huán)與再生材料

各種廢舊塑料、農(nóng)用薄膜的再生利用，鋁罐、鐵罐、塑料瓶、玻璃瓶等舊包裝材料的回收利用冶金爐渣的綜合利用廢舊電池材料、工業(yè)垃圾中金屬的回收利用等30循環(huán)與再生材料

313132凈化材料

①陶瓷過濾器②吸附材料③有害氣體轉(zhuǎn)換技術(shù)④廢水凈化材料32凈化材料

①陶瓷過濾器33綠色建筑材料

①基本型②用廢棄物型的建材③節(jié)能型建材④健康型材料⑤抗菌材料33綠色建筑材料

①基本型34綠色能源材料

指潔凈的能源：太陽能風(fēng)能水能廢熱垃圾發(fā)電能源。潮汐水能冶金廢熱回收魔術(shù)棒

34綠色能源材料

指潔凈的能源：潮汐水能冶金廢熱回收魔術(shù)棒35七、環(huán)境材料的研究內(nèi)容和注意事項(xiàng)研究內(nèi)容注意事項(xiàng)35七、環(huán)境材料的研究內(nèi)容和注意事項(xiàng)研究內(nèi)容36研究內(nèi)容

材料的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)研究材料的生命周期評價(jià)材料的生態(tài)設(shè)計(jì)材料的清潔生產(chǎn)技術(shù)材料流和能流循環(huán)再生及制備技術(shù)傳統(tǒng)材料的環(huán)境友好加工及制備技術(shù)新型生態(tài)環(huán)境材料及相關(guān)技術(shù)三者達(dá)到綜合平衡，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展環(huán)境負(fù)荷的具體化、指標(biāo)化、定量化，評價(jià)環(huán)境材料及材料在其壽命全過程中的環(huán)境問題減少原料使用量，盡可能使用再生原料和再生原料，生產(chǎn)和使用過程能耗低，使用后易于回收、再利用，使用安全、壽命長減少或避免在材料制備加工中廢物和污染物向生態(tài)環(huán)境中的排放，實(shí)現(xiàn)材料制備加工技術(shù)潔凈化最優(yōu)生產(chǎn)最優(yōu)消費(fèi)最少廢棄36研究內(nèi)容

材料的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)研究三者達(dá)到綜合37

此款燈具的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的理念，其燈座采用回收的飲料罐，燈罩采用PVC或PP的再生塑料。37此款燈具的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)的理念，其燈座采38利用廢舊塑料為原料制作的椅子38利用廢舊塑料為39

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