《环境材料》PPT课件

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1、第九章环境材料概述（定义、研究内容）环境协调性评价（LCA）传统材料的环境材料化天然材料的加工和应用绿色包装材料环境净化、替代和修复材料环境降解材料9.1概述可持续发展20世纪90年代初，国际上提出了环境材料（ecomaterials）定义：指同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性，或者能改善环境的材料。其中的“环境协调性”是指对资源和能源的消耗小，对环境的污染少。材料大气水土壤/土地纸、纸浆排放含SO2、NOx、CH4、CO2、CO、硫化氢、硫醇、氯化物、二恶英的废气（1）水资源消耗；（2）排放悬浮性固体物、有机物、有机氯、二恶英水泥、玻璃、陶瓷排放含砷、钒、

2、铅、铬、硅、碱、氟化物的粉尘及NOx、CO2、SO2、CO等废气排放含油、重金属离子的废水（1）矿物资源及土地消耗；（2）排放固体废弃物金属及矿物开采排放各种粉尘及有害气体排放含金属离子及有毒化学品的废水（1）矿物资源及土地消耗；（2）土地退化钢铁（1）排放含铅、砷、镉、铬、铜、汞、镍、硒、锌的粉尘，以及含有机物、酸雾、H2S、HCl的废气；（2）紫外线辐射（1）水资源消耗；（2）排放含无机物、有机物、油、悬浮性固体物、金属离子的废水（1）矿物资源及土地消耗；（2）排放固体废弃物有色金属排放含铝、砷、镉、铜、锌、汞、镍、铅、镁、锰、炭黑、气溶胶、SiO2的粉尘，以

3、及含SO2、NOx、CO、H2S、氯化物、氟化物、有机物的废气排放含重金属离子及有害化学品的废水（1）排放固体废弃物；（2）土地退化研究内容：A理论研究：1.对材料的环境性能的评价。生命周期评估（lifecycleassessment,LCA）：采用数理方法和实验量化方法，评价某种过程、产品和事件的资源、能源消耗，废物排放等环境影响，并寻求改善的可能。2.材料的可持续发展理论。资源的使用效率、生态设计理论。3.材料流理论和生态加工、清洁生产理论、再循环、降解、废物处理理论。B实用研究：1.环境协调材料，传统材料的环境材料化。从人本的角度强调材料与环境的兼容与协调，

4、开发天然材料、绿色包装材料和绿色建筑材料等。2.环境净化和修复材料。指各种积极地防止污染的材料，如分离、吸附、转化污染物的材料。3.降解材料，指通过自身的分解减小对环境的污染。9.2材料的环境协调性评价1.能源评价法。由于过于片面，基本上已被淘汰；2.环境影响因子评价法。考虑了多种影响因素，是能源评价法的进步；3.环境负荷单位法。采用一种综合的无量纲的数表示材料的环境影响，在欧美较为普遍；4.生态指数，根据污染物来评价对象；5.生态因子法，特点是研究材料单位性能所带来的环境负担；6.生命周期评估，采用数理方法和实验量化方法，评价某种过程、产品和事件的资源、能源消耗

5、，废物排放等环境影响，并寻求改善的可能。是目前流行的高度综合方法，被称为“从摇篮到坟墓”的评价方法。生命周期评估的流程（1）目标和范围的确定LCA的准备阶段，也是最重要的环节。目标：界定评价对象、实施LCA评价的原因和评价结果的输出方式；范围：功能单元的定义、评价边界定义、系统输入与输出分配方法、评价模型及其解释方法、资料要求、审核方法、评价报告的类型和格式等。（2）编目分析根据评价的目标和范围，对资料收集和分类整理的过程。（3）环境影响评价在编目分析的基础上，研究材料的各种污染对环境的量化影响。有4个基本步骤：分类、表征、归一化和评价。（4）评价结果的解释进行综

6、合阐述和分析，最终给出评价的结果和建议。分类：将编目条款与环境损害种类相联系并分组排列的过程。表征：对比分析和量化的过程。归一化处理：根据各种环境影响不同的计量单位，采用加权或分级的方法处理资料，以简化评价过程，使评价结果一目了然。评价：比较和量化不同种类的环境损害，最后给出定量的环境影响结果。建立环境性能数据库基本原则是通用性、可比性、服务性和预测性。LCA实例——纸杯与塑料杯的竞赛1991年2月，美国《科学》杂志上刊登了一份纸杯和塑料杯的LCA评估报告（表9-2）。作者认为，塑料杯造成的环境污染相对要小一些。而报告受到他人的质疑。本例说明LCA的结论不是固定不

7、变的，有很强的时间性和地域性，更增加了它的复杂程度。P146LCA的局限性应用范围上很少考虑对象主要功能及其相关效益；评价范围上的定义也往往使结果产生一定误差；评估方法上既包括客观成分，也包括主观成分。9.3传统材料的环境材料化9.3.1金属的环境材料化思路：尽量少采用或者不采用稀缺的、环境负荷大的元素，多采用储量丰富、易于获得的元素；尽量采用同种元素或者简单元素组合制造材料。例如用钢纤维增强铁基超细粉形成Fe—Fe粉末冶金材料。目前金属的环境材料化主要是针对金属的加工过程，如熔融还原炼铁技术、喷射成形等。近尺寸加工技术直接制取接近零件形状的坯体生产流程大大缩短、

8、更加紧凑大