环境材料学(可编辑修改word版)

1.简述材料在社会经济发展中的地位及其重要作用。

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。

②16 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。

③21 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。

2.用自己的理解给出生态环境材料的定义。

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。

3.生态环境材料的特征是什么？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。

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）：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5．材料是如何分类的？研究材料的四要素是什么？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。

6.在材料的合成与加工技术工艺过程中，如何赋予其环境协调功能?通过分析材料的环境影响特征，得出环境负荷流动结构，将传统的材料和产品设计方法与LCA 方法相结合，从环境协调性的角度对材料和产品进行设计（即环境协调性设计），并结合LCA 思想，从实际生产过程出发，提出切实可行的生产工艺的改进措施。

对大量消耗的基础材料产业的生产等过程进行环境协调性改造，从根本上提高资源、能源利用效率，减少和消除污染以实现零排放工程，是材料产业环境协调性发展的治本之道。

（还要用自己的话阐述一下）7.什么是生态设计？生态设计的目标是什么?生态设计（ED）是指在材料和产品的设计中将保护生态、人类健康和安全的意识有机地融入其中的设计方法，故又称为生命周期工程设计、绿色设计，或为环境而设计。

生态设计的目标是降低各个过程综合环境负荷指标和降低总影响评价值。

8.生态设计与传统设计的根本区别是什么？生态设计应使传统材料设计思想有新的转变。

传统设计是依据技术、经济性能、市场需求和相应的设计规范，着重追求生产效率、保证质量、自动化等以制造为中心的设计思想，将使用的安全、环境影响和废弃后的回收处理留给用户和社会。

生态设计的基本思想是在设计过程中考虑到材料和产品的整个生命周期对生态环境的负作用，将其控制在最小范围之内或最终消除；要求材料减少对生态环境的影响，同时做到材料设计和结构设计相融合，将局部的设计方法统一为一个有机整体，达到最优化。

9.生态设计的准则与目标是什么？①减少拆卸工作量；②可预见性；③易于处理；④易于分离；⑤减少多样性10.金属材料再生循环设计的基本原则及其相应的技术措施是什么？基本原则：材料可循环再生设计是在设计阶段就充分考虑材料的循环再生性，不仅比后期处理难度小，而且效益高。

相应的技术措施：通过加入最少的元素、循环容许的元素，或通过固溶强化、微细化强化、加工强化、相变组织强化等保障材料性能，使材料可以循环再生。

11.可持续发展:既可满足当代人的需要，又不损害后代人需求的发展，就是说经济建设与人口、资源和环境要协调发展，既能达到发展经济的目的，又能保护人类赖以生存的自然资源和环境，使人类能够连续不断地发展。

12.清洁生产的含义是什么？对生产过程及其产品连续地实施集成的、预防性的环境保护战略，以减少生产对人类及其环境的风险，就过程而言，它包括节约原料和能源，革除有毒原材料的使用，减少各种废物排放量和危害性，对于产品而言，则要求减少从生产原材料到产品报废后最终处理的“产品生命周期” 对人类及其环境的不利影响。

13.清洁生产包括那些内容？①选择清洁原材料和能源。

②选择无污染和少污染的替代产品和清洁工艺、设备。

③强化生产技术管理和技术改造，提高物质流在生产全过程中资源、能源综合利用率。

④减少生产排泄物，以最小量的投入获得最高的产出、最少的污染，并高效率、低费用处理和处置必排的少量污染物。

14.什么是3R 原则？①减量化原则（Reduce）：要求用较少的原料和能源投入，达到既定的生产目的或消费目的，以便从经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。

②再使用原则（Reuse）:要求产品和包装能够以初始形式使用和反复使用，减少一次性用品，延长产品使用寿命。

③再循环原则（Recycle）:生产出来的制品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源而不是不可恢复的垃圾。

生产一件制品只是完成了一半工作，关键是应设计好在制品达到寿命期后如何处理。

15.净化大气中的氮氧化物通常有哪些方法？主要有吸收法、吸附法和催化还原法。

①液体吸收法：用水或酸、碱、盐的水溶液来吸收大气中的氮氧化物，以达到净化的目的。

②活性炭吸附法：活性炭对低含量的氮氧化物有很强的吸附能力。

③催化还原法：在一定温度和有催化剂存在的条件下将氮氧化物还原为无害的氮气和水。

16.综述全球气候变暖的技术措施。

（主观题）①保护森林、造林绿化是减少温室效应的重要措施。

②减少CO2 的排放量是减缓增温的重要保证。

因此，我们应提高能源利用效率和采用清洁能源。

17.综述防治重金属污染有那些方法与途径。

（主观题）重金属污染物治理传统上主要依靠化学处理法，优先控制排放的含六价铬废水的现行处理方法是化学还原法、电解法、离子交换法、活性炭吸附法和反渗透法等其中主要使用的是化学还原法，常用的还原剂有焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、硫酸亚铁、二氧化硫、水合獍和铁粉等。

至于对多数含低价态重金属污染物的治理还采用硫化法或絮凝法。

通常会利用天然矿物材料作为吸附剂来处理水中或者土壤中的重金属污染。

主要的黏土矿物有沸石、蒙脱土、高岭土等。

《环境材料学》复习题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.在我国资源的开发和利用中面临“高投入、低效率、高污染”的问题。

3.材料的生产和使用对资源的间接消耗指：在材料的运输、储藏、包装、管理、流通、人工、环境迁移等环节造成的资源消耗4.材料与资源和环境的关系（1）由于生产效率在大多数情况下小于100%，在生产过程中不可避免地要排放出副产品或废弃物，给环境带来影响。

生产效率越低，要求的原材料投入越多，资源浪费就越大，亦即资源效率越低。

（2）在材料的采矿、提取、制备、生产加工、运输、使用和废弃的过程中，要耗费大量的资源和能源;并排放出大量的废气、废水和废渣，污染人类生存的环境，并带来其他的环境影响，如全球温室效应，臭氧层破坏，光、电磁、噪声和放射性污染等（3）材料及其制品的生产是造成能源短缺、资源过度消耗乃至枯竭的主要原因之一。

20 世纪的前50 年间，全世界金属材料消耗量约40 亿t，平均每10 年仅消耗8 亿t 左右，而在20 纪80 年代的10 年间，全世界金属材料消耗量即达58 亿t。

需要加速开采大量的矿产资源，成倍开发各种能源才能满足这种快速增长的原材料消费。

（4）在大量消耗有限矿产资源的同时，材料的生产和使用也给人类赖以生存的生态环境带来严重的负担。

在20 世纪全球10 大环境公害事件中，直接与材料生产有关的环境污染事件占4 件。

5.全球温室效应：全球温室效应：是指大气层中一些气体吸收了地球表面的红外线能量并将其反射回地球表面，引起地球表面温度升高的现象。

6.环境材料的判据：五个判据：质量判据、经济判据、资源判据、能源判据和环境判据。

前两个判据属于材料的共性判据。

后三个判据是环境材料所特别强调的判据, 它们也可通称为环境性判据。

7.LCA 的基本概念及评价：生命周期评价法(LCA)：所谓生命周期评价技术是一种评价某一过程、产品或事件从原料投入、加工制备、使用到废弃的整个生态循环过程中环境负荷的定量方法。

生命全程评价法是评价材料的环境负荷的一种主要方法。

其优点在于环节概念清楚, 且将材料的生命过程作为一个整体进行分类研究。

LCA 评价过程：一个产品完整的生命周期评价的实施方案可归纳为如下流程:目标与范围确定→清单（编目）分析→环境影响分析→结果解释（改善评价）。

LCA 评价方法：一个产品完整的生命周期评价的实施方案可归纳为如下流程:目标与范围确定→清单（编目）分析→环境影响分析→结果解释（改善评价）。

所谓生命周期(life cycle)：又称为生命循环或寿命周期, 是指产品从自然中来再回到自然中去的全部过程, 即从“摇篮到坟墓”(from cradle to grave) 的整个生命周期各阶段的总和, 具体包括从自然中获取最初的资源、能源, 经过开采、原材料加工、产品生产、包装运输、产品销售、产品使用、再使用以及产品废弃处置等过程, 从而构成了一个完整的物质转化的生命周期。

生命周期评价核心：是对材料及产品从制造、使用到回收、废弃物处理的全过程中的环境影响或环境负荷进行综合评估的方法。

8.工业生态学原理：工业生态学概念：工业生态学是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程、组织管理体制以及生产、消费、调控行为的动力学机制、控制论方法及其与生命支持系统相互关系的系统科学。

工业生态学以生态学的理论观点考察工业代谢过程，亦即从取自环境到返回环境的物质转化全过程，研究工业活动和生态环境的相互关系，以研究调整、改进当前工业生态链结构的原则和方法，建立新的物质闭路循环，使工业生态系统与生物圈兼容并持久生存下去。

9.再循环利用：再循环利用有两层含义:一是要尽量依据我国的资源国情，使用藏量相对丰富，并且是可再生利用的资源来设计和生产材料；二是材料要易回收再生。

10.清洁生产技术清洁生产是通过产品设计、原料选择、工艺改革、生产过程管理和物料内部循环利用等环境的科学化与合理化，使工业生产最终产生的污染物最少的一种工业生产方法和管理思路。

11.清洁生产的主要途径主要包括清洁规划和管理，提高资源效率，减少废物排放，以及开发环境友好产品和工艺等等。

12.产品生命周期在环境保护中，所谓产品生命周期，是指产品从原料采集和处理、加工制作、运销、使用复用、再循环，直至最终处理处置和废弃等一系列环节组成的全过程，亦即体现产品从自然中来回到自然中去的物质转化过程。