環(huán)境材料學(xué)第2章材料對(duì)環(huán)境的影響

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1、環(huán)境材料學(xué)第二章材料對(duì)環(huán)境影響1第2章材料對(duì)環(huán)境的影響材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用材料與資源、環(huán)境的關(guān)系材料加工和使用過(guò)程中的資源和能源消耗材料加工和使用過(guò)程以及廢棄回收過(guò)程中的污染物排放（氣、水、渣）材料加工和使用過(guò)程及廢棄后的其它環(huán)境效應(yīng)（溫室效應(yīng)、區(qū)域毒性水平、臭氧層、電磁波、噪聲、放射性、光污染）22.1材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)現(xiàn)代文明的三大支柱（能源、信息、材料）社會(huì)文明進(jìn)化的標(biāo)志（人類社會(huì)時(shí)代命名與材料密不可分）近代兩次產(chǎn)業(yè)革命離不開新材料的開發(fā)（鐵基材料

2、與蒸汽機(jī)；能源革命相聯(lián)系的交通運(yùn)輸工業(yè)）科技發(fā)展史來(lái)看，重大技術(shù)革新起始于材料的革新（Ni基高溫材料與超音速；高溫陶瓷與航天飛機(jī)；電子材料與信息革命；生物醫(yī)學(xué)技術(shù)與材料）我們從個(gè)人到社會(huì)國(guó)家的方方面面都離不開材料和材料的革新3材料的發(fā)展趨勢(shì)結(jié)構(gòu)材料：輕質(zhì)、高強(qiáng)高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、低成本、復(fù)合化功能材料：新型電池材料、稀土永磁材料、生物醫(yī)學(xué)與仿真材料、超導(dǎo)42.2材料與資源環(huán)境的關(guān)系工業(yè)品的鏈?zhǔn)缴a(chǎn)流程：原料的投入和產(chǎn)品的產(chǎn)出；能源的輸入與廢棄物的排放原料材料零件產(chǎn)品使用廢棄資源、能源污

3、染物推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步消耗資源能源破壞生態(tài)環(huán)境（局部化——全球化）5人類面臨的資源環(huán)境問(wèn)題1990200020502100廢棄物問(wèn)題全球氣溫變暖（氣溫上升1度，海平面上升20cm)62億人100億人人口爆炸全球氣溫顯著變暖（氣溫上升3度，海平面上升60cm)石油天然氣枯竭礦物資源枯竭食物短缺67十大環(huán)境公害與材料生產(chǎn)有關(guān)的達(dá)一半之多8我國(guó)材料工業(yè)的情況9材料生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展能耗大，排放強(qiáng)；資源過(guò)度消耗，環(huán)境污染嚴(yán)重趨勢(shì)：能耗降低；廢氣排放增加，其它減少102.3材料加工和使用過(guò)程中資源

4、和能源消耗2.3.1全球資源和能源現(xiàn)狀現(xiàn)狀：資源危機(jī)，能源短缺原因：人口膨脹，經(jīng)濟(jì)總量增加11資源危機(jī)非再生資源迅速耗竭（礦產(chǎn)資源）物種滅絕淡水資源不足森林資源持續(xù)赤字水土流失加劇12能源危機(jī)礦物能源面臨枯竭（化石能源、核礦物）可再生能源開發(fā)不足（風(fēng)、水、日光）132.3.2中國(guó)資源和能源現(xiàn)狀資源現(xiàn)狀總量大，種類齊全，數(shù)量豐富人均水平遠(yuǎn)低于全球平均水平，資源與人口矛盾突出地域分布不平衡質(zhì)量差別大，低劣資源比重高14能源現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)和分布不合理能源效率低下，環(huán)境污染嚴(yán)重152.3.3我國(guó)材料加工和使用

5、過(guò)程中的資源消耗資源效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重16資源消耗直接消耗：用于材料的生產(chǎn)和使用間接消耗：材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、包裝、管理、流通、人工、環(huán)境遷移等環(huán)節(jié)造成的資源消耗172.3.4我國(guó)材料加工和使用過(guò)程中的能源消耗直接消耗間接消耗18192.4材料加工和使用過(guò)程中固、液、氣污染物排放現(xiàn)狀化工造紙行業(yè)廢水排放量居首，鋼鐵冶金次之非金屬礦物制品業(yè)廢氣排放居首,建材（水泥)行業(yè)煙塵排放居首黑色及有色金屬采選業(yè)固廢、重金屬排放量居首2021大氣污染物排放——形成和分類22工業(yè)排放廢氣是大氣污染的主要原因冶金、

6、建材、化工行業(yè)是主要排放源23材料加工過(guò)程燃料燃燒的大氣污染24水體污染物形成和排放概念：污染物進(jìn)入水體造成的水體變質(zhì)現(xiàn)象后果：影響人類和動(dòng)物健康；水體植物變質(zhì)；漁業(yè)枯萎污染物來(lái)源：生活污水；工業(yè)廢水（重金屬、有機(jī)物、酸堿鹽、油、放射性）2526固態(tài)污染物形成和排放概念：固態(tài)、半固態(tài)以及高濃度液態(tài)廢棄物的總稱后果：侵占土地，污染土壤、水體、大氣，影響環(huán)境衛(wèi)生污染物來(lái)源：工業(yè)、礦業(yè)、城市、放射性27歐洲工業(yè)廢棄排放小，美國(guó)礦業(yè)排放大歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)，固廢排放小，說(shuō)明其工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾處理和再利

7、用水平高28我國(guó)材料工業(yè)產(chǎn)生和排放的固體廢棄物是主體，再利用和再資源化具有重要意義29m鋼鐵、有色、建材、水泥、化工生產(chǎn)排放大量的粉塵煙霧（微米級(jí)）尾礦和粉煤灰煤矸石自燃302.5其它環(huán)境影響-溫室效應(yīng)全球溫室效應(yīng)原理溫室氣體：二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、甲烷、四氟化碳能源含碳量與消費(fèi)過(guò)程中的氣體排放312.5其它環(huán)境影響-溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)指數(shù)GAI：評(píng)價(jià)某一氣體的溫室效應(yīng)影響依據(jù)氣體的分子內(nèi)部振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)水平，以及在大氣中的壽命等，以上決定了其易于吸收紅外長(zhǎng)波輻射的程度32溫室效

8、應(yīng)與氣候變化有些痕量氣體吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，最終可能引起具有災(zāi)難性后果的氣候變化全球變暖的結(jié)果：兩極冰雪融化造成洪水泛濫，良田倫為沙漠以及最終出現(xiàn)饑荒。增加慢性病和傳染病的發(fā)病率。33溫室效應(yīng)是一個(gè)自然過(guò)程，如果沒有它，地球表面的平均溫度將不是現(xiàn)在的15℃，而是-18℃?，F(xiàn)在的問(wèn)題是大氣中的溫室氣體增加了，溫室效應(yīng)加強(qiáng)了，因而導(dǎo)致全球氣候變暖。二氧化碳的作用占到55％，濃度從100年前的260～280ppm增加到340ppm34《京都議定書》2005年2月16日，《京都議定書》生效。１９