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1、第五章材料的生態(tài)設(shè)計(jì)環(huán)境材料學(xué)前言：生態(tài)設(shè)計(jì)的重要性設(shè)計(jì)至關(guān)重要，產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段決定了環(huán)境污染的大小，例如殺蟲劑、氟利昂等物質(zhì)從材料或產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)的設(shè)計(jì)階段就考慮到環(huán)境影響的因素適當(dāng)?shù)墓に囋O(shè)計(jì)，可減少或避免90%的環(huán)境污染目錄1.材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展2.材料的生態(tài)設(shè)計(jì)3.生態(tài)設(shè)計(jì)案例分析1.材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展1.1可持續(xù)發(fā)展文明：人類在認(rèn)識(shí)世界改造世界活動(dòng)中所創(chuàng)造的物質(zhì)成果和精神成果的總和。各式各樣的環(huán)境問題是人類文明進(jìn)程中的伴生物。人類文明發(fā)展的階段特征發(fā)展形勢(shì)狩獵文明農(nóng)業(yè)文明工業(yè)文明后工業(yè)文明時(shí)間B.C.
2、200萬年—B.C.1萬年B.C.1萬年—18世紀(jì)18世紀(jì)—今天今天—態(tài)度依賴自然改造自然征服自然善待自然環(huán)境問題不明顯水土流失全球公害預(yù)防對(duì)策聽天由命牧童經(jīng)濟(jì)環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展《增長(zhǎng)的極限》提出的問題及措施問題：加速工業(yè)化、快速的人口增長(zhǎng)、普遍的營(yíng)養(yǎng)不良、不可再生的資源耗盡、環(huán)境惡化措施：1975年停止人口增長(zhǎng)、1990年停止工業(yè)投資增長(zhǎng)20世紀(jì)全球十大環(huán)境問題1氣候變暖6土地荒漠化2臭氧層破壞7大氣污染3生物多樣性減少8水體污染4酸雨蔓延9固體廢棄物污染5森林銳減10海洋污染上圖總結(jié)了20世紀(jì)全球十大環(huán)境問
3、題，可見各種各樣的環(huán)境問題幾乎都是人類文明進(jìn)程中的伴生物傳統(tǒng)的發(fā)展傳統(tǒng)的發(fā)展只重視物質(zhì)財(cái)富增加，只顧謀求自身的、局部的、暫時(shí)的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而帶來全局性的、影響后代子孫的災(zāi)難。伴隨著環(huán)境問題的出現(xiàn)，以及對(duì)發(fā)展目標(biāo)的重新認(rèn)識(shí)，人類開始反思，從而產(chǎn)生了可持續(xù)發(fā)展的思想。?1972.6.5斯德哥爾摩聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境研討會(huì)上首次提出可持續(xù)發(fā)展的概念。?1987.4.27世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)發(fā)表了一份題為《我們共同的未來》的報(bào)告，系統(tǒng)闡述了可持續(xù)發(fā)展的思想：“既能滿足當(dāng)代人的需要,又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”。
4、?1992.6.3里約熱內(nèi)盧聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)官方對(duì)可持續(xù)發(fā)展討論的一個(gè)高峰大會(huì)通過了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》以及《二十一世紀(jì)議程》。可持續(xù)發(fā)展是指經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，它們是一個(gè)密不可分的系統(tǒng)，既要達(dá)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目的，又要保護(hù)好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)既有聯(lián)系，又不等同。環(huán)境保護(hù)是可持續(xù)發(fā)展的重要方面?？沙掷m(xù)發(fā)展的核心是發(fā)展，但要求在嚴(yán)格控制人口、提高人口素質(zhì)和保護(hù)環(huán)境、資源永續(xù)利用的前提下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和
5、社會(huì)的發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展的要點(diǎn)不否定經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以自然資源為基礎(chǔ)，同環(huán)境承載能力相協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程中盡量少投入、多產(chǎn)出消費(fèi)過程中盡量多利用、少排放最終目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的統(tǒng)一。2.材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展材料工業(yè)是典型的資源消耗和環(huán)境污染過程。在材料工業(yè)中有效地利用有限的資源，減少材料對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)性，具有重要意義。材料資源原料材料流F-10F-4標(biāo)準(zhǔn)LCA方法數(shù)據(jù)庫(kù)指標(biāo)污染控制污染修復(fù)再利用污染治理清潔生產(chǎn)再循環(huán)環(huán)境工程材料環(huán)境降解材料環(huán)境協(xié)調(diào)材料綠色材料生態(tài)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)工藝產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展材料可持
6、續(xù)發(fā)展的一些因素環(huán)境材料評(píng)價(jià)產(chǎn)品環(huán)境設(shè)計(jì)工藝過程環(huán)境負(fù)擔(dān)性資源和能源效率高投入、高消耗、高污染低投入、低消耗、低污染資源節(jié)約型產(chǎn)品替代資源消耗型產(chǎn)品環(huán)境協(xié)調(diào)工藝替代環(huán)境損害工藝技術(shù)先進(jìn)生產(chǎn)過程淘汰技術(shù)落后生產(chǎn)過程精細(xì)化管理替代粗放化管理材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向?qū)崿F(xiàn)材料可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在于：在開發(fā)新材料，滿足其需要的使用性能及可接受的經(jīng)濟(jì)性能的同時(shí)，注意材料的環(huán)境性能，包括降低資源和能源的消耗，減小環(huán)境污染，并提高其循環(huán)再利用率。另外，材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也使人類有能力考慮材料設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、適用、廢棄、回收等過程的環(huán)
7、境問題。目前重點(diǎn)：加強(qiáng)資源再生利用研究，特別是廢物再生循環(huán)利用的研究和應(yīng)用，以提高資源效率；在生產(chǎn)過程中采用清潔生產(chǎn)的工藝，向零排放零污染的方向努力；加強(qiáng)環(huán)境管理，特別是ISO14000國(guó)際環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)有助于可持續(xù)發(fā)戰(zhàn)略的事實(shí)。5.2材料的生態(tài)設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)可持續(xù)途徑5.2.1生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物環(huán)境之間，在一定時(shí)間內(nèi)保持能量與物質(zhì)輸入、輸出動(dòng)態(tài)的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。污染物的排放破壞生態(tài)平衡（大氣污染、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞）環(huán)境材料與生態(tài)平衡：材料生產(chǎn)和使用過程中維持生態(tài)平衡，實(shí)質(zhì)是
8、資源平衡、能源平衡和環(huán)境平衡。生態(tài)設(shè)計(jì)的提出20世紀(jì)70年代為環(huán)境而設(shè)計(jì)、環(huán)保設(shè)計(jì)性能設(shè)計(jì)、成本設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)（生態(tài)設(shè)計(jì)）圖5.2生態(tài)設(shè)計(jì)的基本思想在設(shè)計(jì)階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，力求使產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響降到最小。對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)而言，生態(tài)設(shè)計(jì)的核心是3R，減少物質(zhì)和能源的消耗，減少有害物質(zhì)的排放，而且要使產(chǎn)品及零部件能夠方便的分類回收并循環(huán)利用。生態(tài)設(shè)計(jì)的內(nèi)容材料的選
