材料与环境

1.造成全球气候变暖的根源及其环境影响。

根源：温室气体的大量排放所造成的温室效应的加剧是全球变暖的根本原因。

主要温室气体有CO2、CH4、N2O、氯氟烃（CFC），其中CO2的作用占55%、CFC占24%、CH4占15%，所以CO2的增加是造成全球变暖的主要因素。

环境影响：1.冰川融化，淡水资源减少。

气温升高所融化的冰山，正是我们赖以生存的淡水最主要的来源。

我们的地下淡水储备很大部分来自冰山融水。

在气温平衡正常时，冰山的冰雪循环系统，即冰山夏天融化，流向山下，流入地下，给平原地区积累淡水，并起到过滤作用。

冬天水分以水蒸气的形式回到山上，通过大量降雪重新积累冰雪，也是过滤过程。

整个循环过程使得我们的淡水有了稳定平衡保障。

而如今全球变暖使得冰山冰雪的积累速度远没有融化速度快，甚至有些冰山已不再积累，这就断绝了当地的饮用淡水。

2.全球气候格局改变。

全球气候变暖使中高纬度地区降水增加，非洲等一些地区降水减少。

有些地区极端天气气候事件（厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等）出现的频率与强度增加。

3.陆地干旱，粮食减少。

气温升高不单会从海洋直接吸取水分，还会从陆地吸取水分，使得内陆地区大面积干旱，从而粮食减产，饲料也同样减产。

粮食和肉类食品将面临匮乏，直接威胁国家稳定。

4.海洋二氧化碳含量上升，破坏生物链。

大气中二氧化碳含量上升，会导致海洋中二氧化碳含量上升，使海洋碳酸化，这会杀死大量微生物。

海洋温度上升也会破坏大量以珊瑚为中心的生物链。

最底层的食物消失，使海洋食物链从最底层开始，向上迅速断裂，并蔓延至海洋以外。

由于没有了食物，将有大量海洋生物，和以海洋生物为食的其他生物死亡。

海洋中大量生物死亡，将会污染海洋，加速其他生物的死亡；同时释放大量温室气体，加速全球变暖，形成恶性循环。

5.一系列自然灾难增加。

气温升高所带来的热能，会提供给空气和海洋巨大的动能，从而形成大型，甚至超大型台风、飓风、海啸等灾难。

台风海啸等灾难不单直接破坏建筑物和威胁人类生命安全，也会带来次生灾难，尤其是台风、飓风等灾难所带来的大量降雨，会导致泥石流、山体滑坡等，严重威胁交通安全和居民生活安全。

6.陆地干旱导致火灾频发。

全球变暖导致陆地水分大量流失，不光是森林中的山火，城市中的火灾也将会非常频繁。

7.海岸生态环境失衡。

气温升高，冰川消融，海平面升高，引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失，海岸侵蚀，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍化等，造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡，给海岸带生态环境带来灾难。

2.水体“富营养化”与人类的生存环境的关系。

1.水味变腥发臭。

富营养水体中藻类多,有些能散发腥臭味,这种腥臭向水体四周的空气扩散,降低周围人们的生活质量。

2.水体透明度降低，破坏水产资源。

富营养水体中生长着以蓝藻和绿藻为优势种的大量水藻。

这些水藻浮于水表,形成“绿色浮渣”，水质变浑,透明度降低，阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，还可能造成溶解氧的过饱和状态，对水生动物构成危害，造成鱼类大量死亡。

3.有毒物质的释放，危害人体健康。

某些藻类(如蓝藻中的丝状藻类-微囊藻属,鱼腥藻属和束丝藻属;海生腰鞭毛目生物)能分泌、释放有毒物质, 富营养化的水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病。

4.影响供水水质并增加净水成本。

湖泊常为饮用水和工业用水的水源,其富营养化后,净水厂会出现一系列问题。

(1)在藻类增殖旺期,过量藻类会堵塞水泵和管道。

(2)富营养水体因缺氧而产生硫化氢、甲烷和氨等有毒有害气体,水藻产生有毒物质。

这降低了净水厂的产水率,增加了净水技术难度和成本。

5.水生生态变化。

正常情况下湖泊中各种生物处于相对平衡状态,存在大量的独立种,种间关系密切,各种的数量不多,但较稳定。

水体富营养状态时,水体的正常生态平衡被扰乱,生物种明显减少,而存活生物的个体数剧增,这种物种演替降低了水生生物的稳定性和多样性,导致湖泊生态平衡的破坏。

6.促使湖泊老化。

水体富营养化会加速湖泊的衰退，使之向沼泽化发展。

3.再生资源的特点与作用。

理解“固体废物是放错地方的资源”。

特点：1．再生资源的集中和分散。

再生资源和基础原料不同，其再生产、流通和消费向城市或人口密集地区集中。

最终产品品种繁多，使用分散，材料的这种扩散型物质流，造成分散分布的特点，这无疑给循环再生带来困难。

2．资源可利用价值高，对保护资源和环境贡献率高。

材料虽然消耗可再生资源，但主要消耗的是面临日益枯竭的不可再生资源，再生资源再利用无疑对保护不可再生资源有着重大意义。

3．资源来源具有永续性。

这种资源具有不会枯竭的特点，因为材料是社会进步的物质基础，材料本身就具有永续性，而其生产、消费过程必然要产生废弃物，生产设备也在不断更新、折旧和报废成为废弃物，即使是新材料也是如此，所以再生资源会不断产生，成为再利用的物质资源。

4．再生资源物质流的逆向性。

材料的物质流是从生产进入流通和消费，而再生资源的物质流恰恰相反，从生产消费和生活消费经过集中、加工再进入生产。

再生资源物质流的逆向性又成为“负过程”、“还原过程”、“静脉流程”。

5．材料与材料废弃回收物的性能、附加值的逆向性。

与努力提高材料的附加值相反，其再生资源的再资源化率将下降。

一般材料生产被称为动脉产业，而废弃物再生被称为静脉产业。

作用：1．发展资源再生产业有利于实现我国经济增长模式的转换。

实现经济增长模式由粗放式向集约式转变, 由高投入、高消耗、低效益、高排放向低投入、低消耗、高效益、低排放转变。

这种转变与循环经济的要求是完全一致的。

转变经济增长方式是全面贯彻落实科学发展观必须坚持的原则之一, 节约资源是基本国策。

2．减少生产、生活带来的废旧物资排放, 控制污染源, 减轻经济增长、生活水平的提高, 对环境保护带来的压力。

资源再生产业可以使废旧物质、工业有污染性副产品(“三废”)、生活垃圾等工业社会和工业文明不可避免的负效应，运用回收、加工处理、高科技手段转化成新的有用材料，重新回到社会再生产过程, 实现变废为宝。

3.减轻经济增长和社会发展对一次能源(煤炭、石油)、二次能源(电力)、森林资源和其它矿产资源的依赖，实现同等程度的经济增长目标所消耗的上述资源降低，缓解有限资源的掠夺性开发以及由于资源的过度开采对环境和生态所造成的破坏。

理解“固体废物是放错地方的资源”：从资源再生观点看，“固体废物是放错地方的资源”，一切物质资源均具有循环利用的价值。

如果利用得当，“废物”就是宝贵的资源，而与开采天然资源进行加工提炼相比，废料加工利用过程产生的污染物和对环境的影响可能更低。

只要找到合理的利用方法，进行正确的回收和后期处理，许多固体废物都能变废为宝，由废物变为可利用资源。

4.分析LCA方法具有的特征及LCA现有的技术框架的完善性。

特征：1.周期化评价过程应包括该产品、过程或事件的寿命全过程，包括原材料的提取与加工、制造、运输和销售、使用、再使用、维持、循环回收，直到最终的废弃。

2.定量化量化评价是确定不同影响类型的贡献大小，即权重，以便能得到一个数字化的可供比较的单一指标。

3．过程化将整个的life cycle细分为多个的过程，对每个过程进行定量的描述，从而可以系统地、充分地阐述与产品系统相关的环境影响，进而才可能定位和辨别出影响产品系统环境表现的薄弱环节，并寻找到改善环境表现的时机和途径。

LCA现有的技术框架的完善性:1.客观性问题LCA作为一种评价产品环境影响的方法，最重要的是保证结论的客观性。

但LCA所处理的环境问题以及所采用的量化方法，都对LCA的客观性有着极大的影响。

第一，LCA方法在许多环节的实施中，既依赖于LCA的标准，也依赖于实施者对LCA方法的理解和对被评估系统的认识以及自身积累的评估经验和习惯，这些难以完全避免的非标准化的因素都有损于LCA的客观性。

第二，LCA中所做出的大量选择和假定，包括功能单元的定义、系统边界的设置、数据收集渠道和影响类型的选择等，在本质上无法脱离主观因素的影响，所以必然会存在误差。

第三，环境影响评估在量化过程必然要引入象权重因子这样的主观因素，其评估结果必然因人而异，没有重复性并且难以验证，使得其客观性受到损害。

2．计算模型的局限性用于生命周期清单分析或评价环境影响的模型实际上存在很大局限性。

因为它们的假定条件可能对某些潜在影响或运用是不可行的。

由于目前尚不存在一种在科学上可接受的、对各种不同的污染物作权重的方法，因此，对不同类型的污染进行比较还存在着困难，甚至在同一单元中的不同类型污染影响也无法测定。

所以，将清单数据转换为环境损害的计算方法通常非常复杂和不确定，其简化处理公式如“临界容量”等存在着根本上的缺陷，精确度很受影响。

3．数据采集及质量分析方法的标准化问题虽然LCA的数据收集标准化有了很大进展，但不同分析的结果差别仍然很大。

差异源自于系统边界定义不同、产品系统间的输入输出分配不同、收集的数据质量参差不齐等。

例如不同国家的电力结构不同，在计算消耗电能对环境的影响时差异就较大。

评价方法的标准化问题将直接影响评价结果的比较和交流。

另外，对于数据质量的分析也非常重要，但直至目前，基础数据可靠性和全面性的评判仍不存在标准的方法。

4．研究结果的不确定性由于许多参数还不能简化到用一个指标来概括的程度，数据更新的速度又相当快，而且在确定权重过程中使用的假设也可能有问题，因此不能为消费者提供关于某一特定产品在环境方面具有绝对优势的结论。

技术框架：1.目标和范围的确定2.编目分析3.环境影响评估4.环境解释，有一定得局限性，环境影响阶段的主观性对LCA的最终评价有重要影响，影响LCA的可信性，应用范围局限性，评估范围局限性，评估方法局限性，时间地域局限性5.资源与能源对材料工业可持续发展的意义。

理解新能源（或清洁能源）相对于传统能源的优势。

资源与能源对材料工业可持续发展的意义：材料作为社会经济发展的基础和先导，推动人类文明的进程，但从资源在材料生产-使用-废弃的过程中的行为来看，可以说是将大量资源提取出来，又将大量废弃物排回到自然环境中的循环过程。

人类在创造社会文明的同时，也在不断地破环人类赖以生存的环境空间。

传统的材料研究、开发与生产，往往过多的追求良好的使用性能，而对材料的生产、使用和废弃过程中消耗大量的能源和资源，并造成严重的环境污染，危害人类生存的严峻事实重视不够。

材料是人类文明进步的物质基础，又是造成资源、能源过渡消耗，生态环境恶化的主要责任者之一。

面对世界资源枯竭、能源短缺、环境恶化的严峻现实，无论从整个社会经济的可持续发展，还是材料产业自身的可持续发展和环境保护来看，都应该充分考虑和重视材料整个生命周期中所造成的资源、能源和环境问题。