環(huán)境材料學第2章材料對環(huán)境的影響

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1、環(huán)境材料學第二章材料對環(huán)境影響1第2章材料對環(huán)境的影響材料在國民經濟中的作用材料與資源、環(huán)境的關系材料加工和使用過程中的資源和能源消耗材料加工和使用過程以及廢棄回收過程中的污染物排放（氣、水、渣）材料加工和使用過程及廢棄后的其它環(huán)境效應（溫室效應、區(qū)域毒性水平、臭氧層、電磁波、噪聲、放射性、光污染）22.1材料在國民經濟中的地位和作用國民經濟和社會發(fā)展的基礎和先導現代文明的三大支柱（能源、信息、材料）社會文明進化的標志（人類社會時代命名與材料密不可分）近代兩次產業(yè)革命離不開新材料的開發(fā)（鐵基材料與蒸汽機；能源革命相聯(lián)系的交通運輸工業(yè)）科技發(fā)展史來看，重大技術革新起始于材料

2、的革新（Ni基高溫材料與超音速；高溫陶瓷與航天飛機；電子材料與信息革命；生物醫(yī)學技術與材料）我們從個人到社會國家的方方面面都離不開材料和材料的革新3材料的發(fā)展趨勢結構材料：輕質、高強高韌、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、低成本、復合化功能材料：新型電池材料、稀土永磁材料、生物醫(yī)學與仿真材料、超導42.2材料與資源環(huán)境的關系工業(yè)品的鏈式生產流程：原料的投入和產品的產出；能源的輸入與廢棄物的排放原料材料零件產品使用廢棄資源、能源污染物推動社會進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)境問題1990200020502100廢棄物問題全球氣溫變暖（氣溫上升1度，海

3、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)境公害與材料生產有關的達一半之多8我國材料工業(yè)的情況9材料生產和消費大國，支撐國民經濟發(fā)展能耗大，排放強；資源過度消耗，環(huán)境污染嚴重趨勢：能耗降低；廢氣排放增加，其它減少102.3材料加工和使用過程中資源和能源消耗2.3.1全球資源和能源現狀現狀：資源危機，能源短缺原因：人口膨脹，經濟總量增加11資源危機非再生資源迅速耗竭（礦產資源）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能源危機礦物能源面臨枯竭（化石能源、核礦物）可再生

4、能源開發(fā)不足（風、水、日光）132.3.2中國資源和能源現狀資源現狀總量大，種類齊全，數量豐富人均水平遠低于全球平均水平，資源與人口矛盾突出地域分布不平衡質量差別大，低劣資源比重高14能源現狀結構和分布不合理能源效率低下，環(huán)境污染嚴重152.3.3我國材料加工和使用過程中的資源消耗資源效率低下，浪費嚴重16資源消耗直接消耗：用于材料的生產和使用間接消耗：材料的運輸、儲藏、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我國材料加工和使用過程中的能源消耗直接消耗間接消耗18192.4材料加工和使用過程中固、液、氣污染物排放現狀化工造紙行業(yè)廢水排放量居首，鋼

5、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、建材、化工行業(yè)是主要排放源23材料加工過程燃料燃燒的大氣污染24水體污染物形成和排放概念：污染物進入水體造成的水體變質現象后果：影響人類和動物健康；水體植物變質；漁業(yè)枯萎污染物來源：生活污水；工業(yè)廢水（重金屬、有機物、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)生污染物來源：工業(yè)、礦業(yè)、城市

6、、放射性27歐洲工業(yè)廢棄排放小，美國礦業(yè)排放大歐洲工業(yè)發(fā)達，固廢排放小，說明其工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾處理和再利用水平高28我國材料工業(yè)產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、化工生產排放大量的粉塵煙霧（微米級）尾礦和粉煤灰煤矸石自燃302.5其它環(huán)境影響-溫室效應全球溫室效應原理溫室氣體：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過程中的氣體排放312.5其它環(huán)境影響-溫室效應溫室效應指數GAI：評價某一氣體的溫室效應影響依據氣體的分子內部振動和轉動能級水平，以及在大氣中的壽命等，以上決定了其易

7、于吸收紅外長波輻射的程度32溫室效應與氣候變化有些痕量氣體吸收太陽能并將其轉變?yōu)闊崃?，最終可能引起具有災難性后果的氣候變化全球變暖的結果：兩極冰雪融化造成洪水泛濫，良田倫為沙漠以及最終出現饑荒。增加慢性病和傳染病的發(fā)病率。33溫室效應是一個自然過程，如果沒有它，地球表面的平均溫度將不是現在的15℃，而是-18℃?，F在的問題是大氣中的溫室氣體增加了，溫室效應加強了，因而導致全球氣候變暖。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。１