(完整word版)环境材料学第11-15章
环境材料学期末复习题及参考答案
环境材料学期末复习题及参考答案⽣态环境材料学第⼀章绪论1、专业词汇：⽣态环境材料Ecomaterials材料流Materials Flow物质流Mass Flow⽣命周期评价Life Cycle Assessment/LCA ⽬标与范围确定goal and scope definition 清单分析inventory analysis影响评价impact assessment结果解释life cycle interpretation ⽣态设计Eco-design/ED清洁⽣产Zero Waste Processing2、环境材料定义及材料研究的三个特点（1）定义：⽣态环境材料是⼀种具有与环境协调的特殊功能材料,是指在设计、制造、加⼯、使⽤以及再⽣过程中均考虑到资源、环境、⽣态等因素，具有最低环境负荷、最⼤使⽤功能、或者是能够改善环境的⼈类所需材料。
既包括经改造后的现有传统材料也包括新开发的环境材料。
（2）特点：先进性：能为⼈类开拓更⼴阔的活动范围和环境，发挥其优异性能。
在发展新材料、新技术体系时，既要考虑到技术环境负担的⼤⼩，材料本⾝对环境的污染程度，⼜要顾及材料使⽤时的传统性能（材料的先进性），在要求优异的使⽤性能这⼀点上，新材料与传统材料是相同的。
环境协调性（优先争取的⽬标）：使⼈类的活动范围同外部环境协调，减轻地球环境的负担，使枯竭性资源完全循环利⽤。
在材料的⽣产环节中资源和能源的消耗少，⼯艺流程中采⽤减少温室效应⽓体的技术，废弃后易于再⽣循环。
材料及技术本⾝要具备环境协调性，这是区别于传统材料观念⽽增加的概念。
舒适性：使活动范围中的⼈类⽣活环境更加繁荣、舒适，⼈们很乐于接受和使⽤。
3、从⼿段、⽬标和要求⾓度阐述环境材料的研究内容4、从基础研究、应⽤研究和评价系统层次阐述环境材料的具体研究内容（1）基础研究：材料的开发、应⽤、再⽣过程与⽣态环境相互作⽤和相互制约的关系的理论研究。
a. ⼈类的材料需求活动引起的⽣态环境的变化及规律；b. 环境恶化对⼈类⽣存所需材料的质量和数量的影响；c. 与环境协调并适应环境发展的材料开发、应⽤和再⽣理论；d. 低环境负担的合⾦理论，⽆机材料理论和⾼分⼦材料理论；e. 可循环性的材料⾃分解和分离理论；f. 材料再⽣循环难易程度的热⼒学和动⼒学（2）应⽤研究：a. 清洁的⽆污染的材料⽣产、加⼯和制造技术基础b. 具有最低环境负担的材料⼯程新技术和新⼯艺c. 可循环性的功能材料或结构材料的分解和分离技术基础d. 废弃材料的综合再⽣技术基础e. 现⽤材料中有害元素的替代技术f. ⾃然资源中枯竭性⾦属元素的替代技术（3）评价系统：包括使⽤性能和环境性能两⽅⾯的评价。
环境材料学
世界GDP 环境影响 环境影响 世界人口 世界GDP 世界人口
山本良一教授对全球环境影响问题进行的材料 流分析，2000年全人类已超过可持续发展水准 (S)的40%，12亿发达国家人口的人均环境影响 (B)是48亿发展中国家人口的人均环境影响(A) 的16倍（B/A=16，20%的人口消耗80%）,预计 发展中国家人口到2050年净增30亿，为了保持 2050年可持续发展的世界人均环境影响(C)应该：
目的： 资源效率 环境压力
物料流分析(MFA)
指的是对材料物理流动的分析，它通过对自然原始物 质在开采、生产、转移、消耗和废弃等过程的分析， 揭示物料(包括能源、水资源等)在特定范围内的流动 特征和转化效率
找出环境压力的直接来源，作为评价该地区、产业和 行业及产品等发展的可持续性指标，进而提出相应的 减少环境压力的解决方案，为实现可持续发展的近、 中期目标提供动所产生的环境 影响在很大程度上取决于进入经济系统的自然资源 和物质的数量与质量，以及从经济系统排入环境的 资源和废弃物质的数量与质量。前者产生对环境的 扰动，引起环境的退化；后者则引起环境的污染。
物理原型（图景）
以质量守恒定律为基本依据，将通过经济系统 的物料分为输入、贮存与输出三大部分，通过 研究三者的关系，跟踪、定位国民经济系统中 的物料利用及迁移、转化途径。
合计：5 754
5 754
中国经济系统固体和气体物质输入与输出的强度和效率
图 宏观层次中国镁资源物流图（单位：kt/year）
镁生产过程物质消耗的计算
指用数学物理方法对在工业生产过程中，按照 一定的生产工艺，所投入的原材料的流动方向 和数量大小的一种定量分析理论。
物质流分析作为研究社会 经济系统物质资源新 陈代谢的一种方法，其基本思想的发轫可以追 溯到100多年之前，第一个基于经济学观点的 国家尺度物质流分析的尝试发表于1969年，到 了20世纪90年代，随着可持续发展研究的深化， 物质流分析方法才开始在世界范围内得到广泛 的应用。
（完整word版）环境材料学第11-15章
（完整word版）环境材料学第11-15章11章11-1.用LCA方法分析木材的环境性能。
结合考虑全球温室效应影响，讨论种树和种草对减少CO2的效果。
书上：P209的（1）再生性，P210的（2）固碳作用木材属于环境材料。
环境材料就是一种与环境之间具有友好性或协调性的材料。
它的本质特征在于其生命周期的整个过程中具有低的环境负荷值。
木材来源于树木。
树木是自然界光合作用的产物。
即在太阳能作用下,6CO2+6H2O →C6H12O6+6O2。
这一过程中环境的友好性表现在:(1)就物质而言,生产1t树木(纤维素、半纤维素、木素等)吸收了大气中1.16t CO2,同时向大气中放出1.12tCO2。
因此生产树木或木材,一方面可减少大气中温室气体——CO2的含量,减缓温室效应的强度;另一方面为人类以及其它动物提供了维持生命所不可缺少的大量氧气。
这是最基本的环境性能。
其实,木材生长过程中具有的环境性能准确地说就是森林所具有的多种生态效益,即涵养水源、保持水土、净化空气、调节气候等等。
所以说木材原材料的生产过程完全是一个净化自然、改良环境的过程。
(2)就能源而言,由上面的等式可见,木材生长所需的能源来源于太阳提供的辐射能。
木材生长就是通过光合作用将太阳的光能不断转换为自身的有机分子的化学能的过程。
太阳辐射能是自然界中本来就存在的一种可再生能源,与钢铁、水泥等材料加工中所用的煤、石油等不可再生能源相比,不仅数量上无穷无尽,而且对环境无污染。
这正是我们人类一直想大力利用太阳能的原因所在。
木材生长恰恰是利用了太阳能这一非常清洁、取之不尽的能源,并且在能量获得、转换过程中,是完全直接、自主的,无需任何人工手段。
因此,木材生长在能源利用方面采用了最佳的方式。
11-2.如何利用木材的环境特性来减少材料加工和使用过程的环境负担性?书上：P210的（3）木材的调湿性（4）木材的视觉特性（5）木材的触觉特性可以作为使用过程的参考。
环境材料第二章
3、生态平衡 （1）生态平衡及其特征 生态平衡(自然平衡)：整个生态系统始终处于不停地运动和变
化之中, 经过长时间的演变过程, 生态系统趋于完善成熟, 系统内各 因素间能够相互适应、相互协调, 生物的种类和数量、结构和功能 以及物质和能量的输入、输出等可在长时间内处于相对稳定的状 态, 并在外来干扰下通过自我调节恢复到初始的稳定状态。
环境科学的性质:介于自然科学、技术科学与社会科学之间的 边缘科学, 是一门新兴的、综合性很强、由多学科到跨学科的庞大 科学体系, 它的研究内容在不断地充实和发展。
环境科学的分支学科:
属于自然科学方面的有环境工程学、环境材料学、环境地学、 环境生物学、环境化学、环境物理学、环境数学、环境水利学、 环境系统工程、环境医学等；
14
光学仪器 Nb,Sr,Ta,Ge,Be,Ga,B,Rb,Zr,Te,Cs
11
2001 年我国主要原材料工业的能源消耗统计
材料种类 矿产采选业 化学纤维制造业 橡胶制造业 塑料制造业 非金属矿物制造业 黑色金属冶炼 有色金属冶炼 金属制品业 材料产业合计 工业总能耗
能耗/万t标准煤 1419.14 1705.02 645.87 658.83 9980.87 17136.33 3892.76定的自我调节能力。人类 生产、生活行为对环境的影响不超过环境的净化能力时, 环境 可 以借助自身的调节能力使这些变化逐渐消失, 其结构和状态 得以 恢复。
(3) 资源性与价值性：
环境的资源性：是指人类社会生存发展都是环境不断提供物质 和能量的结果。
环境的价值性：是指人类生活在环境中, 没有环境就谈不上人 类 社会的发展。环境具有不可估量的价值。
◆材料对自然环境的作用程度 评价；
◆现用材料的合理性评价； ◆环境材料的论证体系及其标 准； ◆材料再生的合理性评价。
环境学复习资料最详细版
环境学复习资料最详细版09级7班《环境学概论》复习资料第一、二章绪论环境问题一名词解释：1、环境概念：所谓环境，总是相对某一中心事物而言，它因中心事物的不同而不同，随中心事物的变化而变化。
与某一中心事物有关的周围事物就是这个中心事物的环境。
用一句话概括就是“直接或间接影响到人类的一切自然行成的物质、能量自然现象的总体”常简称为环境。
2、环境结构：环境中各个独立组成部分(环境要素)在数量上的配比、空间位置上的配置、相互间的联系内容与方式。
环境要素的配置关系。
总体环境（包括自然环境和社会环境）的各个独立组成部分在空间上的配置，是描述总体环境的有序性和基本格局的宏观概念。
3、环境规律：人类与环境相互作用的规律。
整体性，有限性，不可逆性，隐显性，持续反应性，灾害放大性。
4．环境要素：又称环境基质是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体烟花规律的基本物质组分，分自然环境皂素和人工环境要素。
5、环境质量：是在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人类的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。
二简答题：1、简述环境科学的基本原理环境学把社会和自然的直接演化作为研究对象，综合考虑人口，经济，资源与环境等主要因素的制约关系，从多层次乃至高层次上讨论人与环境协调演化的具体途径。
它涉及到科学技术发展方向的调整，社会经济模式的改变，人类生活方式和价值观念的变化等。
人与环境和谐，环境协同原理，环境多样性原理，规律与规划原理。
2．环境问题的实质是什么？如何产生和发展的？环境问题的实质是社会、经济、环境之间的协调发展问题以及资源的合理开发利用问题。
环境问题是随着经济和社会的发展而产生发展的。
环境问题产生的主要原因有：第一，人口压力。
第二，资源的不合理利用。
第三，片面追求经济的增长。
环境问题的特点有：全球化，综合化，社会化，高科技化，累计化，政治化。
发展中国家环境问题的发展趋势：第一，人口激增和贫困-发展中国家的主要环境问题。
环境材料学重点
1章绪论1.1环境材料的含义1.2环境材料的研究背景1.3环境材料的研究内容与任务1.4环境材料学的发展概况2章材料科学基本知识3章材料的环境协调性评价4章材料的生态设计与理论8章金属材料概论8.1钢铁铸铁含碳量在2.1%~4.0%之间，多数铸铁中的碳以石墨形式存在，石墨的形状对性能影响较大。
铸铁有很高的耐压强度、耐蚀性和良好的铸造性、耐磨性、消振性和切削性，而且价格低廉，工业应用十分广泛。
加入不同的合金元素可铸成耐热铸铁、耐蚀铸铁和耐磨铸铁等，在可能的条件下“以铁代钢，以铸代锻”可产生巨大的经济效益，一直是工业生产中的趋势之一。
碳钢中的杂质对碳钢性能的影响钢在冶炼的时候，除了必须的合金元素外，不可避免的会从原料中带入一些杂质元素，杂质元素主要有硫、磷、丹、氢、砷、锡、锑等。
这些杂质元素对钢组织和性能产生不利的影响。
硫易在钢种形成FeS共晶体，熔点很低，造成“热脆”。
磷使钢脆化，降低钢的塑形和韧性。
产生“冷脆性”，使钢的冷加工性能和焊接性能变坏。
氧容易在钢中形成氧化物，使性能下降。
氢在钢中形成所谓“氢脆”现象，严重影响钢的塑性，钢的强度越高，脆性越大，造成的危害也越严重。
新钢中的开发1钢中加入地球上含量丰富的Si元素，来代替部分重金属W和Mo。
2Si可提高钢的抗氧化强度，并降低钢的韧-脆转变温度3应用还不广泛9章传统无机非金属类环境材料9.1结构陶瓷陶瓷材料陶瓷的物质结构：陶瓷材料的相组成：晶体相、玻璃相、气相（气孔）晶体相是陶瓷材料最主要的组成相，主要是某些固溶体或化合物，其结构、形态、数量及分布决定了陶瓷材料的特性和应用。
晶体相又分为主晶相、次晶相和第三相。
陶瓷中晶体相主要有含氧酸盐（硅酸盐、钛酸盐等）、氧化物（MgO、Al2O3）、非氧化物（SiC、Si3N4）等。
玻璃相的作用是将分散的晶体相粘结起来，填充晶体之间的空隙，提高材料的致密度：降低烧成温度，加快烧结过程；阻止晶体转变、抑制晶粒长大。
环境材料(第一章概述)
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研究意义：
环境材料是一种反映人们对生态环境所持态度的材料，其 意义在于：
• 观念：培养环境意识的科学工作者，使他们具有新的观念， 在材料的设计、制造和使用时首先从人类社会的长远利益 出发，从珍惜资源和保护环境的角度来发展新材料和解决 目前所使用的材料中的有关问题。 • 预测工具：有助于决策者（政府部门）的选择，从制度、 政策上保障社会的持续发展。基于环境材料的理论在材料 开发和新材料工程技术研究之前，超前对其环境影响及变 化进行预测，指导开发。 • 评价：寻找具有最低环境负荷的人类所需材料 • 可持续发展：有助于解决资源短缺、环境恶化等系列问题 • 国际竞争：环境材料的研究与政治、经济、贸易等领域的 国际竞争相联系。 32
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我国环境材料的研究成果：
西安交大研制的新型储氢材料
上海凯能研制的废水处理装置
我国自主开发的分子筛
中南大学自主开发的气凝胶材料
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当前环境材料的主要研究领域：
新材料设计
节能
可重复
可再生
结构可靠 化学稳定
舒适性
生物安全 替代毒害材料
材料合成加工新技术（绿色工艺）
能源节约工艺
资源节约工艺
降 材料的开发、应用、再生过程与生态环境相互作用和相互 制约的关系的理论研究。 • 人类的材料需求活动引起的生态环境的变化及规律； • 环境恶化对人类生存所需材料的质量和数量的影响； • 与环境协调并适应环境发展的材料开发、应用和再生理论； • 低环境负担的合金理论，无机材料理论和高分子材料理论； • 可循环性的材料自分解和分离理论； • 材料再生循环难易程度的热力学和动力学
环境净化加工技术
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当前主要研究课题：
• 环境材料与产品的环境设计 • 材料与生态环境的关系和相互作用
(完整版)环境材料学_第一章_绪论
环境材料理论研究的主要内容
材料环境性能 评价
材料可持续发 展理论
材料生态设计
LCA方法学、环境性能数据库 资源效率、物质流分析、工艺生态学 生态设计理论、非物质化理论
材料的生态加 清洁生产、再循环利用、降解、废物
工
处理
环境材料应用研究的主要内容
环境工程材料 环境净化材料、环境修复材料、环境 替代材料
英语
Ecologically beneficial materials
Environmentally friendly materials
Ecomaterials
环境材料学定义
环境材料学是一门研究材料的开发、生产与使用 过程和环境之间相互适应、协调的科学。
其目的是寻找在加工、制造、使用和再生过程中 具有最低环境负担的材料。
最终在环境和材料两大学科间开创了一门新兴学科——环境 材料（Ecomaterials)
标志着材料科学的发展进入了一个新的历史时期
材料在社会经济发展中的地位及其 重要作用
• 材料是国民经济和社会发展的基础和先导，与能 源、信息并列为现代文明的三大支柱。
• 16世纪以来，人类经历了两次世界范围的产业革 命，均离不开新材料的开发。
• 结合ISO14000，LCA方法评价材料产业的资源和能源消 耗、三废排放等将成为一项常规的评价方法
• 结合资源保护、资源综合利用，对不可再生资源的替代和 再生资源化研究将成为材料产业的一大热门
• 各种环境材料及绿色产品的开发将成为材料产业发展的一 个主导方向
主要研究课题
环境净化材料（如废油固化剂、二氧化碳固化剂、 用于分解氮氧化物和硫氧化物等有害气体的新型 高效触媒材料）
稻壳餐具（天然材料、废物利用）
环保课期末每章知识点总结
第1章地球环境遇到的问题（2学时）1.环境的本质：对人类社会而言和对环境科学角度。
答：对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。
对环境科学而言，环境王要是指各种自然因素和社会因素的总称，即自然环境和社会环境。
2.自然环境的分类；第一类环境（原生环境），第二类环境分类（次生环境）答：原生环境是指天然形成的，未受人类影响的自然环境；次生环境是自然环境中受人类活动影响较多的地域。
3.理解地球的独特性与环境保护和可持续发展的关系。
答：地球表面多样的、既变化又保持相对稳定的环境条件。
它的天气圈密度正好能保持一个液态水圈；它的含氧大气既保证了生命的呼吸和岩石的风化（风化的岩石提供生命必需的营养元素），还使大多数陨石或流星在到达地面前氧化燃烧掉，并有臭氧层屏蔽强烈的太阳紫外辐射，保护了地表生命；大气中CO2含量正好能保持地表适当的温度，且能满足植物光合作用所需；地壳构造活动的强度正好能保证地幔与地壳之间的物质交换，保证地表生物营养元素的供应，而又不至于不稳定到生命不能立足。
4. 环境三个基本特征，通过例子判断所说的是环境的什么特征。
（1）整体性与区域性环境的整体性是指环境各要素构成一个完整的系统。
即在一定空间内，环境要素（大气、水、土壤、生物等）之间存在着确定的数量、空间位置的排布和相互作用关系。
（2）变动性与稳定性环境的变动性是指在自然过程和人类社会的共同作用下，环境的内部结构和外在状态始终处于变动之中。
变动性是绝对的，稳定性是相对的。
（3）资源性与价值性环境的资源性表现在物质性和非物质性两方面，其物质性（如水资源、土地资源、矿产资源等）是人类生存发展不可缺少的物质资源和能量资源。
非物质性同样可以是资源，如某一地区的环境状态直接决定其适宜的产业模式。
因而，环境状态就是一种非物质性资源。
环境的价值性源于环境的资源性。
5.人类生存的地球环境包括5大圈层，并形成了生态网，具有的功能：物质循环、能量转换和信息传递。
1~15章 习题及部分答案
习题及部分答案第1章概论1、固体废物的法规定义答：固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
2、固体废物的特性有哪些答：固体废物的特性主要有以下四点：时空性、无主性、分散性、危害性。
3、固体废物按来源、化学组成、形态、危险性、燃烧性各分为哪些种类答：固体废物按来源可分为工业废物、矿业废物、城市垃圾、农村垃圾、农业废物、放射性废物；按化学组成可分为有机废物、无机废物；按形态可分为固态废物、泥状废物、液态废物；按危险性可分为一般固体废物、危险性固体废物；按燃烧性可分为：可燃废物、不可燃废物。
4、固体废物资源化途径有哪些，列举5个答：固体废物的资源化途径主要有：（1）金属回收（2）生产建筑材料（3）生产农肥（4）回收能源（5）取代某种工业原料5、固体废物处理方法有哪些，列举5个答：固体废物处理方法主要有物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理6、固体废物处置方法主要有——和——两类，其中——有土地耕作、堆存法、土地填埋以及深井灌注，——有深海投弃和海上焚烧答：陆地处置和海洋处置7、固体废物的危害主要表现在哪些方面答：固体废物的危害主要表现在六个方面：（1）侵占土地；（2）污染土壤；（3）污染水体；（4）污染空气；（5）影响环境卫生；（6）燃烧、爆炸等其他危害。
8、“三化”原则具体指什么答：无害化、减量化、资源化第2章固体废物的产生及性质分析3、采用物料衡算法计算黄磷的产渣率4、固体废物的物理性质主要有哪些，给出5个6、已知固体废物物理组成及各组分含水率，试求混合废物含水率10、固体废物的化学性质主要有哪些，给出8种11、固体废物工业组成用四组分表示包括哪些，用三组分表示包括哪些，二者之间的关系是什么。
16、固体废物的热值定义，热值测定方法有哪些，什么是高位热值，什么是低位热值，二者换算关系式如何表达。
(完整word版)《环境材料概论》复习参考资料(答案)
《环境材料概论》复习思考题1-1．简述材料在社会经济发展中的地位及其重要作用。
（看书用自己的话说说）答：1、材料是国民经济和社会发展的基础和先导,与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。
2、16实际以来，人类经历了两次世界范围的产业革命,均离不开新材料的开发.3、21世纪的经济仍然是建立在物质基础之上，随着世界经济的快速发展和人类生活水平的提高，现代社会对材料及其产品的需求增长也更加迅猛.1-2．用自己的理解给出生态环境材料的定义.答：1、生态环境材料是指那些具有满意的使用性能和可接受的经济性能，并在其制备、使用及废弃过程中对资源和能源消耗较少，对生态环境影响较小且再生利用率较高的一类材料.（注意：环境、使用、经济三个性能）2、生态环境材料实质上是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料，或者那些直接具有净化和修复环境等功能的材料。
1-3．生态环境材料的特征是什么？答：从材料本身性质来看，主要特征是:1、无毒无害、减少污染,包括避免温室效应和臭氧层破坏等.2、全寿命过程对资源和能源消耗少。
3、可再生循环利用，容易回收。
4、材料的高使用效率等。
按照有关的研究报道和生态环境材料的要求，其特征有：1、节约能源；2、节约资源；3、可重复使用；4、可循环再生；5、结构可靠性；6、化学稳定性;7、生物安全性;8、有毒、有害替代；9、舒适性；10、环境清洁、治理功能。
1—4．你认为那些材料属于生态环境材料？举例说明.（举例之后还要简要说明一下）答：比如：生态水泥、环保建材、降解树脂环境工程材料天然资源环境材料电磁波防护类材料电子功能材料领域的毒害元素替代材料1—5．画出传统材料和生态环境材料的材料—环境系统图并说明两者的区别与联系.2-1．材料是如何分类的？研究材料的四要素是什么？答：根据材料的物理和化学属性分为:金属材料、非金属材料、有机高分子材料、复合材料；研究材料的四要素是：组成、结构、加工工艺及性能与用途。
1环境材料与环境科11
2.上课时间与内容：
1周（10）： 重大的环境事件
环境科学范围与环境材料的基本 概念
LCA 评价
2周（11）水资源---海水淡化
过程污染与净化
LCA 在相关方面的运用
3周（12）：吃--- 食品安全
3.人类与环境的关系
生态系统(ecological system)：特定地段 中的生物群落与周围环境构成的综合体。
生物群落与周围环境之间密切相关，即 相互依存，相互影响，又相互制约，并进行 着能量和物质的交换。
生态平衡(balance of ecology)：生态系 统在一定时期内，能量流动和物质循环都处 于稳定和通畅的状态，就形成一定的平衡状 态，称为生态平衡。
2. 海南毒豇豆事件
1月25日至2月5日，武汉市农业局在抽检中发现来自 海南省英洲镇和崖城镇的5个豇豆样品水胺硫磷农药 残留超标，消息一出，全国震惊。而同时，海南农业 厅官员又曝出“不排除其他农产品涉‘毒’可能”， 使事件又平添变数。
据统计，仅2019年中国的农药使用量便有167万吨， 居世界第一位。大量施用农药已经造成了严重的水污 染、土壤污染、空气污染，并威胁生物多样性，不仅 如此，环境中的农药对人体健康也存在极大的威胁。 民以食为天，然而近年来中国人餐桌上事故不断。我 们希望，无论是政府还是企业，都能够加强各项监管， 切实担负起为公众提供健康、放心食物的职责。
绿色和平点评： 森林、矿产等资源的过度开发，为舟曲泥石流灾害的
发生埋下了重大的安全隐患。中国是森林资源缺乏的 国家，人均森林占有面积在全球仅排在139名。对森 林资源的破坏会加剧环境和生态灾害。
环境材料学
• 生命周期解释是生命周期评价中根据规 定的目的和范围的要求对清单分析和 （或）影响评价的结果进行归纳以形成 结论和建议的阶段
5. Life Cycle Interpretation
Environmental management — Life cycle assessment — Life cycle interpretation (ISO 14043) Scope of ISO 14043 This International Standard provides requirements and
d) the role and responsibilities of the different interested parties as found in the goal and scope definition in relation to the application, and also the results from a concurrent critical review process.
evaluation which considers completeness, sensitivity and consistency checks;
conclusions, recommendations and reporting.
Life Cycle Interpretation
生命周期解释的主要步骤
Significant issues can be:
inventory data categories, such as energy , emissions, waste, etc.; impact categories, such as resource use, GWP, etc.; essential contributions from life cycle stages to LCI or LCIA results, such as individual unit processes or groups of processes like transportation and energy production.
环境材料学.ppt
陶瓷 纤维
膨胀石墨 它是由天然鳞片石墨经插层、水洗、干
燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质， 它既保留了天然石墨的耐热性、耐腐蚀性 、耐辐
射性、无毒害等性质，又具有天然石墨所没有的吸 附性、环境协调性、生物相容性等特性，不造成二 次污染，在石油化工、原子能、电力、农药、建材、 机械等工业中广泛应用。
2. 替代品的性质要求（以氟利昂替 代品为例）
• 环保要求：替代品分子中不能含 有氯原子，对臭氧分解潜能值(ODP) 和全球变暖潜能值(即温室效应系数) 为零或近似于零。
• 热力学要求：替代品应与原制冷剂、发 泡剂有近似的沸点、热力学特性及传热 特性。
• 理化性质要求：无毒、无味、无可燃 性和爆炸性。
• 二是氢氯氟烃类产品，简称HCFC。主要包 括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破 坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前 HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过
渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中 R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年。
• 三是氢氟烃类：简称HFC。主要包括R134A、 R125、R32、R407C、R410A、R152等，臭氧 层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。 在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期
小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、 石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应 用．近几年由于全球能源价格的不断上涨、节能已 成为中国国家战略的背景下，比隔热砖与浇筑料等 传统耐材节能达10-30%的陶瓷纤维在中国国内得到 了更多更广的应用，发展前景十分看好。
含磷洗涤剂
• 洗衣粉是现代合成洗涤剂的主要组成部分， 自从现代洗涤剂问世以来 ，由于三聚磷酸 钠(STPP)所具有的化学性质很符合理想助洗 剂的特征 ，STPP就一直在洗涤剂用助洗剂 市场上占据支配地位，其用量约占总助剂 的95%。
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1、环境与资源
吃穿住 行
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-
水
食染现 汽
品 料 代 车 材料
安
建高
全
筑铁
能源
3，参考书目
环境材料 作者：山本良一王天民译
《环境材料》一书是关于环境材料的第一本专著。全书共4章36节， 由日本环境研究会的3名学者执笔，内容丰富、新颖，比较系统地 介绍了环境材料科学与技术及其物质的再生循环利用以及与生态 系统协调的材料与工程等。本书可作为非作材料科学与工程领域 相关专业的教学参考书，也可供从事这方面工作的科研人员和工 程技术人员参考，本书的可读性很强，所有关心地球资源与环境 问题的人都可能成为其热心的读者。原著为日本，1994年2月初版 发行，些书译本的前言和第一章由王天民译，第二章由魏龙译， 第三章由张中太.90年代初，针对人类社会经济活动日益受到资源 环境的严重制约，日本的山本良一教授 在材料研究中首次提出了 “环境材料”的概念，受到世界各国材料工作者的积极响应 .
重大事件
生产过程污染与净化
LCA 在相关方面的运用
5周(14); 现代建筑
重大事件
生产过程污染与净化
LCA 在相关方面的运用
6周(15)： 运输行业
现代交通
过程污染与净化
LCA 在相关方面的运用
7周(16): 清洁能源
运输行业
现代交通
过程污染与净化
LCA 在相关方面的运用
8周(17)： 课堂讨论
环境材料
作者： 孙胜龙编 出版社：化学工业出版社 出版日 期：2002/5/1
《环境材料》的目的在于比较系统全面地介绍环境 材料的类型，比如包装材料、绿色建筑材料、环境 净化材料、环境降解材料、环境替代材料、天然岩 石矿物材料等，使读者较系统地了解材料在开发、 应用、制备、加工、再生等过程中对环境造成了那 些方面的影响。
(完整word版)建筑环境学复习(重点+解答+课后思考题+补充习题)
第一章绪论1.何谓建筑环境学？P5所谓建筑环境学,就是指在建筑空间内,在满足使用功能的前提下,如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。
根据使用功能的不同,从使用者的角度出发,研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果, 并对此作出科学的评价，为营造一个舒适，健康的室内环境提供理论依据。
2.建筑环境学的主要研究内容是什么? P5建筑环境学主要由建筑外环境、室内热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、建筑声环境和光环境等若干个部分所组成。
3.建筑环境学的任务是什么？P5任务一：了解人和生产过程需要什么样的建筑室内、外环境任务二：了解各种内外部因素是如何影响人工微环境的任务三：掌握改变或控制人工微环境的基本方法和原理4。
至今人们仍希望建筑能满足人类的哪些要求？P2安全性：能够抵御飓风、暴雨、地震等各种自然灾害说引起的危害或认为的侵害。
功能性：满足居住、办公、营业、生产等不同类型建筑的使用功能。
舒适性:保证居住者在建筑内的健康与舒适。
美观性：要有亲和感，反应当时人们的文化追求。
5。
建筑环境学在本专业学科中的地位是什么？P4专业基础平台之一,传热学、流体力学、工程热力学、建筑环境学第二章建筑外环境室外气候的七个参数：大气压力、地层温度、空气温度、有效天空温度、空气湿度、风、降水1。
何谓地方平均太阳时、真太阳时、时角、时差、世界时、北京时间。
它们之间有何关系. P9—P10地方平均太阳时：是以太阳通过该地的子午线时为正12点来计算一天的时间。
世界时：以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
真太阳时：以当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时，地球自转15度为一小时。
北京时间：东8时区的时间，即以东经120度的平均太阳时为中国的标准。
（北京时间=世界时+8h)时角h：时角是指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当前时间12点时日、地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。
（完整word版）环境材料学考试复习
（完整word版）环境材料学考试复习环境材料学考试复习1.材料：人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。
2.材料分类：按照物理化学属性：包括金属、有机高分子、无机非金属材料及复合材料按照性能：功能材料、结构材料按照用途：电子材料、建筑材料、能源材料、生物材料、航空航天材料、核材料、医用、包装、耐火等3.按照应用程度：传统材料、新材料4.材料科学：研究材料的组织、结构与性质的关系，探索自然规律。
（偏重基础研究）5.材料工程：材料必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料，通过批量生产才能成为工程材料。
（偏工艺）6.材料科学与工程：研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用效能以及它们之间的关系。
7.材料四要素：性质，组成与结构，使用性能，合成与制备过程。
8.材料产业发展必须：改变大量消耗资源、大量消耗能源、大量废弃及污染环境的现状走与资源、能源和环境相协调的道路才是可持续发展的。
9.生态环境材料特点：先进性，具有优良的使用性能，能为人类开拓更为广阔的活动范围和环境环境协调性，能减轻地球环境的负担或者实现枯竭性资源的完全循环利用舒适性，人们乐于接受和使用，使活动范围中的人类生活环境更加繁荣、舒适10.生态环境材料指：同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性，或者能够改善环境的材料。
11.环境协调性是指：资源、能源消耗少，环境污染小和循环再利用率高12.固体废弃物：是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
13.固体废弃物的特点：量大、类多、成分复杂；污染滞留长、危害强；治理终端，污染源头。
14.固废处置：一方面，源头，减少、避免产生；另一方面，在利用、处理处置中，需要避免二次污染。
15.固废对环境的危害：占用土地、污染土地、污染水体、污染空气、影响环境卫生、其他危害。
环境工程学课后题答案_蒋展鹏
绪论环境工程学的发展和内容0-1名词解释：环境：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
环境问题：全球环境或区域环境中出现的不利于人类生存和发展的现象，均概括为环境问题。
环境污染：由于自然或人为（生产、生活）原因，往原先处于正常状况的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量或强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人或其它生物的健康或环境中某些有价值物质产生了有害影响的现象。
污染物质：引起环境污染的物质即为污染物质。
公害：由人为原因引起化学污染物滋事而产生的突发事件通常称为公害。
环境科学：研究人类环境质量及其保护的和改善的科学，其主要任务是研究在人类活动的影响下环境质量的变化规律和环境变化对人类生存的影响，以及改善环境质量的理论、技术和方法。
0-2试分析人类与环境的关系。
“环境”一词是相对于人类而言的，即指的是人类的环境。
人类与其环境之间是一个有着相互作用、相互影响、相互依存关系的对立统一体。
人类从周围环境中获得赖以生存、发展的空间和条件，同时其生产和生活活动作用于环境，又会对环境产生影响，引起环境质量的变化；反过来，污染了的或受损害的环境也对人类的身心健康和经济发展等造成不利影响。
0-3试讨论我国的环境和污染问题0-4什么是环境工程学？他与其他学科之间的关系怎样？环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染和生态破坏，以改善环境质量，使人们得以健康、舒适地生存与发展的学科。
环境工程学是环境科学的一个分支，又是工程学的一个重要组成部分。
它脱胎于土木工程、卫生工程、化学工程。
机械工程等母系学科，又融入了其他自然科学和社会科学的有关原理和方法。
0-5环境工程学的主要任务是什么？环境工程学应用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法来研究控制环境污染、保护和改善环境质量，合理利用自然资源的技术途径和技术措施。
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11章11-1.用LCA方法分析木材的环境性能。
结合考虑全球温室效应影响，讨论种树和种草对减少CO2的效果。
书上：P209的（1）再生性，P210的（2）固碳作用木材属于环境材料。
环境材料就是一种与环境之间具有友好性或协调性的材料。
它的本质特征在于其生命周期的整个过程中具有低的环境负荷值。
木材来源于树木。
树木是自然界光合作用的产物。
即在太阳能作用下,6CO2+6H2O →C6H12O6+6O2。
这一过程中环境的友好性表现在:(1)就物质而言,生产1t树木(纤维素、半纤维素、木素等)吸收了大气中1.16t CO2,同时向大气中放出1.12tCO2。
因此生产树木或木材,一方面可减少大气中温室气体——CO2的含量,减缓温室效应的强度;另一方面为人类以及其它动物提供了维持生命所不可缺少的大量氧气。
这是最基本的环境性能。
其实,木材生长过程中具有的环境性能准确地说就是森林所具有的多种生态效益,即涵养水源、保持水土、净化空气、调节气候等等。
所以说木材原材料的生产过程完全是一个净化自然、改良环境的过程。
(2)就能源而言,由上面的等式可见,木材生长所需的能源来源于太阳提供的辐射能。
木材生长就是通过光合作用将太阳的光能不断转换为自身的有机分子的化学能的过程。
太阳辐射能是自然界中本来就存在的一种可再生能源,与钢铁、水泥等材料加工中所用的煤、石油等不可再生能源相比,不仅数量上无穷无尽,而且对环境无污染。
这正是我们人类一直想大力利用太阳能的原因所在。
木材生长恰恰是利用了太阳能这一非常清洁、取之不尽的能源,并且在能量获得、转换过程中,是完全直接、自主的,无需任何人工手段。
因此,木材生长在能源利用方面采用了最佳的方式。
11-2.如何利用木材的环境特性来减少材料加工和使用过程的环境负担性?书上：P210的（3）木材的调湿性（4）木材的视觉特性（5）木材的触觉特性可以作为使用过程的参考。
加工过程：总之,木材的生产加工比较容易,不象金属材料要经过冶炼和煅烧、塑料要经过许多化学反应等这样一些能耗高、三废多的过程。
木材一般经过锯、铣、刨、钻等工序就可制成各种元件,通过榫槽、简单的金属构件或胶粘剂可方便地将它们组装成制品。
可见木材的加工与木制品的生产主要是通过机械加工手段,改变木材的大小与形状制得元件,然后组配成制品的过程。
这个过程中几乎没有相变和化学反应,因此能量消耗和废水、废气的排放均很小,虽有一些刨花、锯末等废弃物,但至少也可将它们燃烧用于提供能源。
使用过程：（对书上的三个方面的补充）木材是一种多孔轻质材料,导热系数较小,为热的不良导体。
木材或木质人造板作为墙体或装饰材料,对居室的温度具有调节作用。
木材具有吸湿与解吸作用,调湿性是木材的独特性能之一。
用木质材料作为墙体或装饰材料,能直接缓和室内空间的湿度变化。
这样可减轻壁体结露、物体腐朽以及细菌大量繁殖等不利现象的发生,并为人类生活提供舒适的湿度环境。
另有研究表明,经木材装修的住宅与未装修的住宅相比,其室内温湿度条件明显更适宜于人类生活。
木材对射线有着独特的吸收和反射性。
一方面它可以吸收阳光中的紫外线,减轻其对人眼和皮肤的伤害,而另一方面它又可以反射红外线,使人产生温暖感.木材中除其三大主要组成成分以外,还有一定的内含物。
当木材在使用时,就会向环境中释放这些物质。
而这些物质中,有些能够杀灭空气中的细菌,有些还具有怯病健身功效。
如松木有消炎、镇静、止咳作用,椴松可使结核菌或白喉菌无法生存,杉木可刺激大脑使之更为活跃。
因此可以说,这类木材的使用也改善了环境中的空气质量。
11-3.根据用途，调查木材的复合处理过程对环境带来的附加影响。
书上：P212的（3）细微复合处理木材表面细微复合处理是在分子水平上的处理技术，目前尚属新课题。
简单地说，细微复合处理是使木材表面各个层次都形成具有过渡性的界面，在此基础上既保持木材原有的舒适性和环境协调性，又创造出具有优异性能和高耐久性的复合材料。
11-6.从成分和结构上分析比较木材和竹材的使用性能及环境性能。
书上：P208和P214成分上比较，木材主要由管状细胞结构和软组织构成；竹材的化学成分与木材相比，含有较高的纤维素，半纤维素，此外还有较高蛋白，脂肪胶蜡，淀粉类及还原糖等，故比木材更易产生虫蛀，霉变和腐朽等损坏。
结构上比较，木材主要成分是纤维素、半纤维素和木质素组成;竹材是各向异性材料，一般为从基部到梢部，从内部到外层维管束密度，纤维含量增加，各类细胞，导管孔径，细胞腔，胞间隙均呈变小的规律。
竹材和木材相比具有壁薄中空，可塑性差，易霉变和易腐蚀等缺点，其最大的优点在于生长周期短，资源丰富。
11-7.结合碳，氮循环示意图讨论分析固碳和固氮的技术途径。
比较各种技术的环境效益和经济效益。
（后半部分找不到）固氮：分为大气固氮（动物体内蛋白质），生物固氮（植物体内蛋白质）和工业固氮（氨）。
固碳：分为植物固碳（光合作用）和海洋生物固碳（石灰石）。
11-8.调查三大天然资源如天然纤维素，淀粉，甲壳素深加工利用的技术途径。
书上：P221 的 1.纤维素，甲壳素和淀粉天然纤维素：目前，在天然纤维素的综合利用方面，纤维素是重要的造纸原料。
此外，将纤维素进行酸解，酶催化降解，氧化还原，酯化，醚化等反应，可制造各种纤维素衍生物以及产品。
例如，纤维素黄原酸酯是生产粘胶人造丝及玻璃纸的原料；醋酸纤维素主要用作过滤嘴香烟的纤维束和装饰硬纸板，同时也广泛应用于制造抗燃性电影胶片，清漆，塑料，人造丝以及净化分离膜等原料。
甲壳素：目前甲壳素被广泛应用于制造生物医用材料，如外科手术缝线，人工透析膜，止血剂和伤口敷料，药物释放剂及隐形眼镜等。
甲壳素经脱乙酰化处理的产物是壳聚糖，和甲壳素相比，壳聚糖的溶解性大为改善，在医学，药物制剂学，化工，食品，化妆品，印染，造纸，包装，农业，环保等方面具有广泛的用途。
另外，甲壳素可用于制造膜分离材料，纤维功能材料以及净水絮凝剂。
淀粉：淀粉及其衍生物的综合利用一直是天然材料深加工利用的研究热点。
已形成工业生产的淀粉衍生物有磷酸淀粉，醋酸淀粉，醚化淀粉，氧化淀粉，羧甲基淀粉，阳离子淀粉，烃烷基淀粉，双醛淀粉，交联淀粉，接枝共聚淀粉等。
目前的应用主要是淀粉制造高性能粘合剂和生物降解膜。
12章12-1.仿生物材料既然已具备与生物的相容性，为什么还要考虑其环境性能？(p226)答：仿生物材料是一类模仿生物的各种特点或特性而开发的材料。
它是从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效关系，进而研发出类似或优于原生物材料的一门新兴学科，是化学、材料学、生物学、物理学等的交叉。
其基础理论、研究内容、技术开发及应用等范围非常广泛，内容非常丰富。
由于仿生在本身具有生物兼容性的基础上，从材料的制备到应用都与生态环境和人有着自然的协调性，因此，仿生物材料与环境材料有着不可分割的关系，它是未来环境友好材料发展的重要方向之一。
12-4.大多数生物矿物材料的成分都很简单，如骨骼，牙齿，珍珠，珊瑚等，主要是钙，镁，硅，氮气机械性能都很优异。
为什么人工合成的材料在目前还不能达到天然生物材料的这些性能？书上：P231 最后两段因为动物的骨骼，牙齿，贝壳等材料是通过生物矿化过程形成的。
生物矿化区别与一般矿化的一个显著特征是，它通过有机大分子和无机矿物离子在界面处的相互作用，在分子水平上控制无机矿物相的析出，从而使生物矿物具有特殊的高级结构和组装方式。
这种复杂的化合物，其结构和界面选择了适于其功能的最佳设计。
相比之下，人工合成的材料没有经过如此复杂的工艺，无法达到天然生物矿物材料的这些性能。
12-5 羟基磷灰石是目前研究最多的生物陶瓷材料。
从材料制备工艺的角度综述羟基磷灰石的制备工艺。
1.固相反应法固相反应法的基本原理是将含钙离子及磷离子的固体盐类物质在容器内混合均匀，通过高温加热，使容器内的各物质发生固相反应，然后向该容器内通人一定量水蒸汽，从而制得HAP颗粒。
用固相反应法制备的HAP具有结晶度高、无晶格缺陷等优点。
但是，固相反应法也存在以下缺点：反应速度缓慢，制备耗时较大，容易引人有害杂质，制备的晶体颗粒直径较大(通常大于lmm)。
2 沉淀法化学沉淀法的基本原理是把不同的的原料充分溶解混合，得到一定量的沉淀物，沉淀一段时间后，在一定的温度下对沉淀物进行干燥、煅烧，制得纳米材料。
为了提高沉淀效果，大多数反应往往需要在混合溶液中加入一定的沉淀剂。
化学沉淀法实验条件要求不高、反应容易控制，因此，在制备纳米材料的工业生产中有着广泛应用。
3.水热法水热法的基本原理是：通过高温高压使某些在常温常压下难溶于水的物质溶解或发生化学反应，生成晶体溶解产物，达到一定的过饱和度后而进行结晶和生长的方法。
该法的优点是可以用来制备各种各样的单晶体，而且制备的晶体颗粒纯度高、结晶完整。
缺点是水热法对设备强度要求较高，导致合成成本很高。
4 溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法是已知的制备HAP材料方法中比较简单的一种。
该法的基本原理是：把一定量的有机化合物溶解在溶剂中形成溶液，经过水解、聚合过程，形成了能溶于碱性溶液的纳米级的溶胶粒子溶液，然后通过进一步的反应使溶胶老化成为凝胶，最后在一定的温度下对凝胶进行干燥煅烧得到HAP粉末。
12-6 仿生智能材料同时具有感知和驱动的双重功能。
试从材料的成分和结构出发分析这种无生命的材料为什么具有生物特性？(p236)答：仿生智能材料的性能不仅与材料的成分、结构和形态有关，而且与材料所处的环境有关，可响应环境的刺激和变化，当外部刺激消除后，能够迅速恢复到原始状态。
这来材料可以是有传感器或敏感元件等与传统材料结合而成，实现自我发现故障，自我修复，并根据实际情况作出优化反应，发挥控制功能;也可以是有些材料的微观结构本身就具有智能功能，能够随着环境和时间的变化改变自己的性能。
12-7 试阐述智能高分子纤维材料为什么对混凝土具有自修复功能？（p236）答：它可以感知混凝土中的裂纹和腐蚀并自动将其修复。
这种有硅酸盐纤维和聚丙烯高分子制造的多空空心纤维可以埋入所有的混凝土结构中。
混凝土的过度扭曲会撕裂纤维，使其释放化学物质填充裂纹，以达到修复目的。
第13章13-1.什么叫环境降解材料？怎么定义环境降解材料？(p239)答：环境降解材料一般指在适当和可表明期限的自然环境条件下，可被环境自然吸收、消化或分解，从而不产生固体废弃物的一类材料。
13-2.从环境性和经济性的角度分析解决白色污染的技术途径。
答：目前的技术措施主要有少用塑料、废品回收、化学利用、焚烧、掩埋、发展可降解塑料等。
少用塑料是最积极的一项措施，可减少资源消耗。
回收利用主要指对某些塑料制品，如饮料瓶、物品转移箱等，采用循环再利用技术。
化学利用指将塑料废弃物作为热能、化学原料和原材料进行回收利用，如生产汽油、柴油等。