环境材料学课后思考题

1 用自己的理解给出生态环境材料的定义。

答：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。

1 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

2 试用物质不灭和能量守恒的理论来说明材料与资源、环境的关系

答：众所周知，材料的生产往往要消耗大量的资源。当生产效率一定时，除有效产品外，大量的废弃物被排放到环境中去，造成了环境的污染。因此对材料的生产和使用而言，资源消耗是源头，环境污染是末尾。也就是说，材料的生产和使用与资源和环境有密不可分的关系。

2 图2-1是一个典型的开环工业生产链，从环保的角度看，若能实现闭环的工业生产链，可明显减少废弃物排放。请选择一个你感兴趣的产品设计一个闭环生产流程。

资能源资能源资能源

铁矿

污染物

4 选择一个你所熟悉的材料产品或过程，用物质流方法进行资源效率分析，并就如何提高资源效率提出具体的技术措施。

答：钢铁的资源效率高达10.4%，就是生产1t纯金属材料所消耗的原材料将近12t。具体技术措施：1）由外界向高炉-转炉流程内某中间工序输入废钢，可提高流程铁资源效率；2）由外界向高炉-转炉流程内某中间工序输入铁矿石等自然铁资源，可提高该流程铁资源效率。3）通过提高电炉钢比，提高铁资源效率。

5 根据你对可持续发展的理解，考虑如何实现（1）金属材料，（2）高分子材料，（3）无机非金属材料（选一种）的可持续发展，并提出几项可具体实施的技术措施。

金属材料：利用微生物冶金；代替含稀缺合金元素的新型合金材料和不含毒害元素的材料，以及废弃物无害资源化转化技术；少合金化与通用合金，形成绿色/生态材料体系，有利于材料的回收与再生利用。高分子材料：1）建立必要的法规，加强全民的环保意识；2）回收塑料，变废为宝：燃烧废旧塑料利用热能，热分解提取化工原料和改进操作技术、设备3）发展环境友好高分子：可降解塑料的开发和合成，采用生物发酵的方法合成的生物高分子。

6-1生态加工与传统加工区别

l ) 从源头上实现机械加工废液的零排放;

2 ) 彻底消除有毒有害的传统加工液对操作人员的健康危害和作业环境的污染;

3 ) 使用冷风可自然降解油剂和水,切屑回收利用率1 0 0 % ;

4 ) 不需要传统的冷却系统及所需的废液处理设施等,节省能耗2 0 % 以上;

6-3简述材料生态加工技术发展趋势。

避害技术，污染控制技术，补救修复技术，再循环利用技术，清洁生产技术

趋势p114第一段。

6-8 固态废弃物再循环利用现状

从攀枝花固体废弃物的产生过程看。

首先产生在攀钢的生产过程中，主要有表外矿、选矿尾矿、选钛尾矿、高炉渣、瓦斯灰、脱硫渣、钢渣、轧钢铁鳞、钛白酸解渣、副产亚铁盐和废耐材辅料等，总量在1000万吨左右. 废物综合利用技术的发展趋势可以概括为:¹开发大量消纳固体废物的实用技术.如:粉煤灰、污泥等生产建材; 煤矸石发电; 城市垃圾、有机污泥的堆肥化等; º开发深加工产品的生产技术. 如:废塑料再生成型;有机废物热解生产燃料油; 垃圾生产固体燃料; 电镀污泥回收重金属等;»分散回收、集中处理.如:从电镀、显影废液及废催化剂中提取稀贵金属; 各类废油的集中再生处理等;¼制定鼓励综合利用产品进入市场的法规

7 工业生态学的实质是将自然界生态自循环的概念引入工业生产过程，实现工业的良性循环。结合材料工业的特点，分析材料生产在理想的生态工业过程中的地位和作用。

（1）对企业来说，废物的再生利用等降低园内企业的生产成本，提高了材料和能源等资源的使用效益，最终提高生产效益（2）对环境来说，可减少废物和污染物对环境的排放而减少了对环境的负担（3）对周边地区来说，通过经济效益的提高，吸引更多的企业进入，带动了周边服务业的发展，生态工业园以巨大的优势代表了未来企业发展的新模式。在生态工业过程中，企业模仿自然界生态系统，相互之间存在协同和共生关系，将最大限度地充分利用资源和减少负面环境影响，最终达到工业持续发展的目标。

8.2二氧化硫的排放是引起酸雨的主要原因。分析干法、湿法、生物法脱硫工艺的优缺点。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。

干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。

生物法脱硫工艺不需催化剂和氧化剂(空气除外)，不需处理化学污泥，产生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，无臭味。缺点是过程不易控制，条件要求苛刻等。

8.5常见的污水处理工艺有哪些？在这些处理工艺中，材料科学与技术起到了哪些作用？143页分离处理、转化处理、稀释处理，143到153四种材料

8.7如何利用材料科学与技术控制交通噪声污染p154

1.安装消声、吸声和隔声材料，阻碍噪声的传播途径，减少噪声的危害

2.改变路面材料成分和粗糙度也可降低噪声

9.3从材料科学与工程角度分析报废汽车含有哪些可回收资源

1.黑色金属材料：钢和铸铁

2.有色金属材料：铝、铜、镁合金和少量锌、铅及轴承合金

3.铂族金属材料：铂、铑、钯

4.废旧轮胎

5.车用塑料

6.车用玻璃

9.5报废汽车中贵金属的回收技术途径有哪些

湿法处理和火法处理

9.8分析报废电子电器中可回收利用的元素种类

黑色金属：铁

有色金属：铜、铝、铅、锡

贵重金属：金、银、钯、铑、铂、硒

玻璃和陶瓷

阻燃塑料、易燃塑料

9.9目前废旧电池主要包括哪几类可再生利用的元素

镍、铁、钴、稀土元素、镉、锂、铅、铜、

10.1简述RoHs及WEEK指令的主要技术要求

RoHS指令规定：欧盟成员国应确保，从2006年7月1日起，投放市场的十大类电子电气新设备，除了第八类医疗器械中的放射性治疗仪，以及第九类监控装置中如烟雾报警器外，其他各类设备中应限制铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯（PBB）和多溴联苯醚（PBDE）6种有害物质含量。

WEEE指令核心内容：2005年8月13日起欧盟市场上流通的电子电气设备的生产商必须在法律上承担起支付报废产品回收费用的责任同时欧盟各成员国有义务制定自己的电子电气产品回收计划，建立相关配套回收设施，使电子电气产品的最终用户能够方便并且免费地处理报废设备。

10.2报废汽车中含有哪些有毒有害元素

汽车是多种物质材料的集合体，如钢、铁、铝、橡胶、塑料、玻璃、涂料和各种有色金属等。如汽车使用的橡胶、塑料等，汽车报废后会被大量遗弃或烧毁，严重污染大气环境。金属污染是报废汽车的另一类污染物质，汽车除大量使用钢、铁、铝外，还使用贡、水银、镉、铅等重金属，这些重金属，若这些含重金属或重金属化合物的材料处理不当，会对土地、水源和空气造成污染。

10.3报废电子电器中含有哪些有毒有害元素

铅镉汞六价铬包含PVC的塑料溴化阻燃物（BFRs）钡铍油墨。磷化物及其它添加物