环境材料学 第一章 绪论.ppt
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环境材料学 第一章
第一章 论
1.1 环境材料的起源和定义
1 环境材料的起源 环境材料学是在环境和材料两大学科 之间开创的一门新兴学科。 其特征首先是节约能源和资源；其次 是减少环境污染，避免温室效应和臭 氧层破坏；第三是资源容易回收和循 环再利用。
2 环境材料的意义
先进的使用性能 材料和技术的本身有较好的环境 协调性 具备人们乐于接受的舒适性
5.
开发研究环境净化和环境修复 材料
生态环境材料是指同时具有满意 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。 所谓的环境协调性是指资源和能 源消耗少，环境污染小和循环利 再利用率高。
1.2 研究环境材料的意义
1. 2.
材料科学发展的必然阶段 自然界对人类行为反作用的效 果 一是社会生产力的极大提高和 经济规模的空前扩大 二是人口的爆炸性增长 三是由于自然资源的过度开发 与消耗
1.3 环境材料的研究能容
1 环境材料的理论研究 生命周期评价技术（LCA） 生命周期评价技术（LCA） 2 环境材料的应用研究
1.4 环境材料的研究现状及发 展趋势
1. 2.
3.
4.
环境材料的基础理论研究 开发材料的环境影响评价及建立材 料环境性能数据库 发展环境友好型的材料设计和制备 工艺 开发具有优良环境协调性的新型环 境材料
1.1 环境材料的起源和定义
1 环境材料的起源 环境材料学是在环境和材料两大学科 之间开创的一门新兴学科。 其特征首先是节约能源和资源；其次 是减少环境污染，避免温室效应和臭 氧层破坏；第三是资源容易回收和循 环再利用。
2 环境材料的意义
先进的使用性能 材料和技术的本身有较好的环境 协调性 具备人们乐于接受的舒适性
5.
开发研究环境净化和环境修复 材料
生态环境材料是指同时具有满意 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。 所谓的环境协调性是指资源和能 源消耗少，环境污染小和循环利 再利用率高。
1.2 研究环境材料的意义
1. 2.
材料科学发展的必然阶段 自然界对人类行为反作用的效 果 一是社会生产力的极大提高和 经济规模的空前扩大 二是人口的爆炸性增长 三是由于自然资源的过度开发 与消耗
1.3 环境材料的研究能容
1 环境材料的理论研究 生命周期评价技术（LCA） 生命周期评价技术（LCA） 2 环境材料的应用研究
1.4 环境材料的研究现状及发 展趋势
1. 2.
3.
4.
环境材料的基础理论研究 开发材料的环境影响评价及建立材 料环境性能数据库 发展环境友好型的材料设计和制备 工艺 开发具有优良环境协调性的新型环 境材料
环境工程概论第一章绪论PPT课件
第三节 环境与可持续发展
一、环境的影响及承载力 二、传统发展中存在的环境问题 三、中国走可持续发展道路的必然性
(1)人口众多；(2)资源相对短缺；(3)生态条件 恶化；(4)环境污染加剧；(5)资源利用效率低， 技术经济水平与发达国家相比存在着明显的差距 。
问答
问题提问与解答
HERE COMES THE QUESTION AND ANSWER SESSION
二、生态系统的特征 • (1)生态系统是一个生态学单位，包括生物和非
生物成分； • (2)具有空间结构； • (3)具有时间变化； • (4)具有明确的功能； • (5)具有自动调控机能； • (6)生态系统是开放系统。
三、生态系统的功能
• 生态系统主要有生物生产力、物质循环、 能量流动、信息传递等方面的功能。
环境工程学基础
整体概述
概述一
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概述二
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概述三
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第一节 环境及环境问题
一、环境的概述 1. 环境的定义
环境的简单定义是指某一中心以外的空间和事 物。对于环境科学而言，环境是以人类社会为主 体的外部世界的总体。这里所说的外部世界主要 指：人类已经认识到的，直接或间接影响人类生 存与社会发展的周围事物，它既包括未经人类改 造过的自然界众多要素，又包括经过人类社会加 工改造过的自然界。 2. 环境的承载力
• (2)人类活动改变环境因子，污染环境，从而导 致生态系统平衡的破坏。主要表现在：①人类在 工农业生产中把自然界原来不存在的或含量稀少 的、分散存在的化合物、元素等排入环境，这些 物质作为生态系统的组成成分，参与各种物质循 环，并经过食物链各个环节的迁移、转化和富集 ，给生态系统造成不可挽回的后果，也给人类健 康带来了极大的威胁。②忽视综合效益的大规模 工程设施或工业过程，造成水、热、气等环境因 子的重大变化，从而破坏生态系的平衡。
环境材料(第一章概述)
31
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
36
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
37
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
38
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）
环境学概论课件第一章绪论
2《环境学概论》（第二版）刘培桐主编，高等教育出版社 3《环境科学基础教程》关伯仁等，中国环境科学出版社 4《环境保护与可持续发展》钱易、唐孝炎，高等教育出版
社 5《资源与环境概论》王敬国，中国农业大学出版社 6《环境学》左玉辉，高等教育出版社
参考书目
7《农业环境保护概论》张从，中国农业大学出版社 8《源头活水——资源、环境和人类的再生之路》梅方权，东
二、工程环境的组成和结构 人类在利用和改造自然环境中创造出来的人
工环境。 三、社会环境的组成和结构
由政治、经济和文化等要素组成。
第六节 环境保护运动
一、重要的环境会议 1.三次重要的国际会议 联合国人类环境会议 联合国环境与发展大会 世界可持续发展大会（“地球峰会”） 作业2：上网查资料总结三次国际环境会议，内 容包括会议召开的时间、地点，会议的名称，会 议的主题、会议发表的宣言或形成的文件。
二、掌握深度
掌握与环境有关的基础知识。 掌握污染物在环境中的迁移转化规律。 掌握各种环境污染的成因、治理技术和
治理对策。 了解各种环境污染的危害。 了解环境热点问题。 树立环境意识，保护环境从身边做起。
三、学习方法及参考资料
参考书目：
1《环境学基础教程》黄润华、贾振邦编著，高等教育出版 社
社会环境 环境
自然环境
教学楼
体育馆
实验楼
办公楼
学生
图书馆
宿舍
食堂 运动场
2.环境问题及相关概念
环境问题是指任何不利于人类生存和发展的环境 结构和状态的变化。
环境结构是指环境要素的配置关系。 环境要素是指构成环境整体的各个独立的、性质
不同而又服从总体演化规律的基本物质组分。 过少→旱灾 过多→洪涝 水质恶化→污染、赤潮、富营养化
社 5《资源与环境概论》王敬国，中国农业大学出版社 6《环境学》左玉辉，高等教育出版社
参考书目
7《农业环境保护概论》张从，中国农业大学出版社 8《源头活水——资源、环境和人类的再生之路》梅方权，东
二、工程环境的组成和结构 人类在利用和改造自然环境中创造出来的人
工环境。 三、社会环境的组成和结构
由政治、经济和文化等要素组成。
第六节 环境保护运动
一、重要的环境会议 1.三次重要的国际会议 联合国人类环境会议 联合国环境与发展大会 世界可持续发展大会（“地球峰会”） 作业2：上网查资料总结三次国际环境会议，内 容包括会议召开的时间、地点，会议的名称，会 议的主题、会议发表的宣言或形成的文件。
二、掌握深度
掌握与环境有关的基础知识。 掌握污染物在环境中的迁移转化规律。 掌握各种环境污染的成因、治理技术和
治理对策。 了解各种环境污染的危害。 了解环境热点问题。 树立环境意识，保护环境从身边做起。
三、学习方法及参考资料
参考书目：
1《环境学基础教程》黄润华、贾振邦编著，高等教育出版 社
社会环境 环境
自然环境
教学楼
体育馆
实验楼
办公楼
学生
图书馆
宿舍
食堂 运动场
2.环境问题及相关概念
环境问题是指任何不利于人类生存和发展的环境 结构和状态的变化。
环境结构是指环境要素的配置关系。 环境要素是指构成环境整体的各个独立的、性质
不同而又服从总体演化规律的基本物质组分。 过少→旱灾 过多→洪涝 水质恶化→污染、赤潮、富营养化
环境材料导论-讲义
环境材料导论讲义李启泉中原工学院第一章序言课程特点1是环境科学与材料科学的交叉学科2发展迅速3培养看问题的观念、方法和意识4环境材料是一种概念材料什么是环境材料？人口膨胀、资源短缺、环境恶化是当今社会持续发展面临的三大问题1重新认识和评价过去人类研究材料、开发材料、使用材料的活动是解决环境问题的要求2材料的使用是人类文明的重要标志，是生产力水平的体现3有哪些新材料的使用改变了人们的生活？（讨论）4材料的使用对环境损害的必然性：大规模的生产和人类生存活动所必须的材料总是意味着一定程度上损害生态环境。
1.1 环境材料概念的提出1为了人类的持久生存和发展，人们所面临的迫切课题，即如何设计和生产将环境负荷减至最低，再生率增至最大的材料。
要考虑材料“生命过程”的完整性，从原材料开采到产品最终废弃的一个全过程。
2日本东京大学山本良一教授在1992年提出一个全新的研究领域“环境材料”Ecomaterials（Environmental Conscious Materials）或Ecological Materials最初的定义环境材料是指那些不仅具有优异的使用性能，而且从材料的制造、使用、废弃直到再生的整个生命周期（life cycle）中必须具备与生态环境的协调共存性以及舒适性的材料比较一致的定义：环境材料是指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料。
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。
定义与判别标准的性质1概念或定义应当是确定的或不变的2而判别环境材料的标准是随科学技术的进步而发展或变化材料不断更新，性能不断提高对材料的认识也在变化（发泡餐盒的使用？）环境材料的三个特点1先进性：满足功能需求2环境协调性（优先争取的目标）3舒适性：经济性、可接受性1.2环境材料研究内容研究材料对生态环境的作用及生态环境对这种作用的反应和行为；研究与材料生产、使用和废弃密切相关的环境问题1手段：定量评价材料寿命周期中（Life Cycle Assessment）的环境负荷，研究材料的环境问题或材料的环境负荷值及其特征。
环境学课件 第一章+绪论
第四节
环境学的产生和发展
一、环境学的产生和发展
• 初期发展阶段 20世纪50年代——1972年 1972年第一次人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩召开 • 向整体化发展阶段 1972年至今 1972年，认识环境问题 1992年，接受可持续发展思想
第四节
环境学的产生和发展
• 为解决环境问题而诞生的一门新 兴科学 • 介于自然科学、社会科学和技术 科学之间的边缘学科 • 多学科到跨学科的庞大科学体系 组成的新兴学科 • 现代科学技术向深度、广度进军 的标志，是人类认识自然、改造 自然进一步深化的表现
(2)第二次技术革命（19世纪初－20世纪初）——内燃机
SO2、烟尘 石油利用 光化学烟雾 有机物质 产生了著名的“八大公害事件”
二十世纪50年代前后“八大公害”事件
事件时间 1930年12月 1948年10月 1952年12月 事件名称 比利时马斯河谷烟雾 事件 美国多诺拉烟雾事件 英国伦敦烟雾事件 事件后果 几千人呼吸道发病，约60人死亡 4天内有6000人患病，17人死亡 5天内4000人死亡并连续发生3次
环境问题的性质：
（1）环境问题具有不可根除和不断发展的属性，它与 人的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生、同时发展 ，呈现孪生关系； （2）环境问题范围广泛而全面，存在于生产、生活、 政治、工业、农业、科技等全部领域中； （3）对人类的行为具有反馈作用，使人类的生产方式、生 活方式、思维方式等一系列问题引起新的变化； （4）可控性，即通过教育，提高人们的环境意识，充 分发挥人的智慧和创造力，借助法律的、经济的和技术的 手段，总可以把环境问题控制在影响最小的范围内。
综合化
社会化
全球化
第三节
环境学的研究对象和研究任务
第一章生态环境材料绪论资料
时间
20世纪50年代
判据数
0
判据
只考虑数量
20世纪60年代
20世纪70年代 （1978后）
1
2
性能
性能、经济
20世纪90年代 （1996后）
5
性能、经济、资源、能源、环保
16
自然生态资源
可再生资源
不可再生资源
可循环再生资源
森 林 资 源
农 牧 业 资 源 纺 织 材 料 等
水 矿金 矿从1970 矿 非 年至 1995 年的 25 资 物 属 物 物金 源 材材 能年间，人类消耗了地球 材属 料料 源 料材 物 料 自然资源的 1 ／3。 质 石 油 煤 天 然 气 金 属 材 料 无 机 材 料 陶 瓷
12
恶化的生态环境
温室效应 大气臭氧层破坏
酸雨的产生
各类固体废弃物数量巨大 水污染越来越严重
13
1秒钟世界的变化
人口的增长 石化燃料CO2放出 大气中的CO2蓄积 2.4人/秒 733吨/秒 250吨/秒
大气中O2的减少
主要金属的生产
690吨/秒
20吨/秒
因金属生产带来的总物质
汽车生产
203吨/秒
太 阳 光 照 资 源
…….
…….
木 材
高分子材料能源
17
三、材料加工和使用过程中的资源 和能源消耗
原煤1.35t 钢1t 材料产业支撑着人类社会的发展，为人类带 尾矿2.6t 水资源 49t 来了便利和好处，但材料的生产、处理、循 废水11t（部分重复利用） 环、消耗、使用、回收和废弃的过程中也带 炼钢过程 1.4×104标煤 CO2 2.56×104m3 来了沉痛的环境负担，需要消耗大量的资源 铁矿石 4t 和能源，同时排放的大量废气、废水和废渣 SO2 183m3 也会造成环境污染和生态破坏，威胁人类的 粉尘、废渣 其它0.5t 生存和健康。
20世纪50年代
判据数
0
判据
只考虑数量
20世纪60年代
20世纪70年代 （1978后）
1
2
性能
性能、经济
20世纪90年代 （1996后）
5
性能、经济、资源、能源、环保
16
自然生态资源
可再生资源
不可再生资源
可循环再生资源
森 林 资 源
农 牧 业 资 源 纺 织 材 料 等
水 矿金 矿从1970 矿 非 年至 1995 年的 25 资 物 属 物 物金 源 材材 能年间，人类消耗了地球 材属 料料 源 料材 物 料 自然资源的 1 ／3。 质 石 油 煤 天 然 气 金 属 材 料 无 机 材 料 陶 瓷
12
恶化的生态环境
温室效应 大气臭氧层破坏
酸雨的产生
各类固体废弃物数量巨大 水污染越来越严重
13
1秒钟世界的变化
人口的增长 石化燃料CO2放出 大气中的CO2蓄积 2.4人/秒 733吨/秒 250吨/秒
大气中O2的减少
主要金属的生产
690吨/秒
20吨/秒
因金属生产带来的总物质
汽车生产
203吨/秒
太 阳 光 照 资 源
…….
…….
木 材
高分子材料能源
17
三、材料加工和使用过程中的资源 和能源消耗
原煤1.35t 钢1t 材料产业支撑着人类社会的发展，为人类带 尾矿2.6t 水资源 49t 来了便利和好处，但材料的生产、处理、循 废水11t（部分重复利用） 环、消耗、使用、回收和废弃的过程中也带 炼钢过程 1.4×104标煤 CO2 2.56×104m3 来了沉痛的环境负担，需要消耗大量的资源 铁矿石 4t 和能源，同时排放的大量废气、废水和废渣 SO2 183m3 也会造成环境污染和生态破坏，威胁人类的 粉尘、废渣 其它0.5t 生存和健康。
《环境科学概论》PPT课件
环境污染与干扰：环境污染：有害物质或因子进入 环境，并在环境中扩散、迁移、转化、使环境系 统的结构与功能发生变化，对人类或其他动物的 正常生存和发展产生不利影响的现象。
.
22
按污染物性质分 生物污染 化学污染 物理污染
按环境要素 大气污染 放射性污染 水污染 土壤污染
.
23
环境干扰：是指人类活动所排出的能量进入 环境，达到一定的程度，产生的人类不良 的影响。包括：噪声、振动、电磁干扰、 热干扰等。
4、环境如果按空间尺度大小，由近及远，由 小到大可分为聚落环境、区域环境、全球 环境、星际环境。
.
12
1）聚落环境：是人类群居生活的场所。是人 类利用和改造自然而创造出来的与人类关 系最密切，最直接的生存环境。
居室环境
院落环境
村落环境
城市环境
.
13
2）区域环境：是包括人工环境在内的占有一 定地域的自然环境，区域的范围可大可小， 区域内环境结构特点、功能也千差万别。
.
15
无论从何种角度，进行环境分类，环境都 具有共同的特征。
首先，环境是一个以人类社会为主体的客观 物质体系，对人类社会的生存和发展，它 既有依托作用，又有限制作用，因此环境 有合适与否，或优劣之分。
其次，环境是一个有机的整体，不同地区的 环境由其若干个独立组成部分（环境要 素），以其特定的联系方式构成一个完整 的系统。
.
20
2、次生环境问题：也叫第二环境问题，它是 人类活动作用于周围环境引起的环境问题， 是人类不合理利用资源所引起的环境衰退 和工业发展所带来的环境污染等问题。因 此它是环境科学研究的主要对象。
.
21
环境破坏：又称生态破坏，主要指人类社会活动引 起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应，它 们导致环境结构和功能的变化，对人类的生存和 发展产生了不利影响，环境破坏主要是由于人类 活动违背了自然生态规律，急功近利，盲目开发 而引起的。按对象性质分 ：生物环境破坏；非生 物环境破坏
.
22
按污染物性质分 生物污染 化学污染 物理污染
按环境要素 大气污染 放射性污染 水污染 土壤污染
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23
环境干扰：是指人类活动所排出的能量进入 环境，达到一定的程度，产生的人类不良 的影响。包括：噪声、振动、电磁干扰、 热干扰等。
4、环境如果按空间尺度大小，由近及远，由 小到大可分为聚落环境、区域环境、全球 环境、星际环境。
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12
1）聚落环境：是人类群居生活的场所。是人 类利用和改造自然而创造出来的与人类关 系最密切，最直接的生存环境。
居室环境
院落环境
村落环境
城市环境
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13
2）区域环境：是包括人工环境在内的占有一 定地域的自然环境，区域的范围可大可小， 区域内环境结构特点、功能也千差万别。
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15
无论从何种角度，进行环境分类，环境都 具有共同的特征。
首先，环境是一个以人类社会为主体的客观 物质体系，对人类社会的生存和发展，它 既有依托作用，又有限制作用，因此环境 有合适与否，或优劣之分。
其次，环境是一个有机的整体，不同地区的 环境由其若干个独立组成部分（环境要 素），以其特定的联系方式构成一个完整 的系统。
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20
2、次生环境问题：也叫第二环境问题，它是 人类活动作用于周围环境引起的环境问题， 是人类不合理利用资源所引起的环境衰退 和工业发展所带来的环境污染等问题。因 此它是环境科学研究的主要对象。
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21
环境破坏：又称生态破坏，主要指人类社会活动引 起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应，它 们导致环境结构和功能的变化，对人类的生存和 发展产生了不利影响，环境破坏主要是由于人类 活动违背了自然生态规律，急功近利，盲目开发 而引起的。按对象性质分 ：生物环境破坏；非生 物环境破坏
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%。
环境材料学 ppt课件
2.二氟乙烷与二氟一氯甲烷的混合剂
它们具有良好的制冷性能，在我国和美国的 部分冰箱生产线采用此物质。它具有环保性 能优越、节能等优点。此外，还有三氟二氯 乙烷与三氯甲烷、五氯己烷、四氯己烷的混 合剂，三氯甲烷、五氟乙烷的混合剂等。这 些制冷剂中仍含有对大气臭氧层具有破坏性 的氯，但由于有着比较理想的制冷效应，目 前尚没有被淘汰，属于过渡性替代品。
3.四氟乙烷 (HFC-134a)
• 一种无色、无毒、不燃烧的化学物质，臭氧 耗损潜能值为0，在安全性上与CFC-12可以 相媲美，已被公认为是CFC-12的最佳替代物， 但仍存在温室效应。
• 在工商制冷、汽车空调、中央空调、家用电 冰箱、塑料发泡、医药、化妆品气雾剂和医 用气雾抛射剂等行业在世界范围得到了广泛 应用。
限，在《联合国气候变化框架公约》京都 议定书中定性为温室气体。
• 我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟 利昂制品，非氟利昂制冷剂到目前为止还 没有研发出来。政府明令禁止的是第一类 氯氟烃类产品，对于氢氯氟烃类产品和氢 氟烃类制冷剂，还要有相当长的一段使用 时间。
氟利昂的危害
氟氯烃的化学性质非常稳定，在大气中的寿命 极长。在早期氟氯烃的使用过程中，由于对它 们的危害性缺乏认识或回收利用困难等原因， 大部分的氟氯烃被排放到大气中，在平பைடு நூலகம்层发 生光化学降解反应。
CF2Cl2+ hv→Cl +CF2Cl Cl + O3→ClO +O2 ClO + O→Cl + O2 减少臭氧层、形成臭氧空洞，增强紫外线对地 球表面的照射。
据分析,平流层臭氧减少万分之一 全球白内障的发病率将增加0.60.8%即意味着因此引起失明的人 数将增加1万到1.5万人。
环境材料学第一章 绪论-PPT精选文档
……
十一届全国人大三次会议 国务院总理温家宝作政府工作报告
二、2019年主要任务 （二）加快转变经济发展方式，调整优化经济结构
…… 打好节能减排攻坚战和持久战。一要以工业、交通、建筑为重点，大 力推进节能，提高能源效率。扎实推进十大重点节能工程、千家企业 节能行动和节能产品惠民工程，形成全社会节能的良好风尚。今年要 新增8000万吨标准煤的节能能力。所有新建、改建、扩建燃煤机组必 须同步建成并运行烟气脱硫设施。 二要加强环境保护。积极推进重点流域区域环境治理及城镇污水垃圾 处理、农业面源污染治理、重金属污染综合整治等工作。新增城镇污 水日处理能力1500万立方米、垃圾日处理能力6万吨。 三要积极发展循环经济和节能环保产业。支持循环经济技术研发、示 范推广和能力建设。抓好节能、节水、节地、节材工作。推进矿产资 源综合利用、工业废物回收利用、余热余压发电和生活垃圾资源化利 用。 四要积极应对气候变化。大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积 极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。加快国土绿化进程， 增加森林碳汇，新增造林面积不低于8880万亩。要努力建设以低碳 排放为特征的产业体系和消费模式，积极参与应对气候变化国际合作， 推动全球应对气候变化取得新进展。 ……
今年主要采取九项措施促进节能减排
今年是“十一五”节能减排目标最后一年，也是决战的一年。节 能目标与“十一五”规划目标还有很大的差距，任务还相当艰巨。 今年主要采取以下九项措施： 1、强化目标责任考核。开展对各省2009年和今年目标完成情况 的评价考核，实行问责制。 2、严格控制“两高”项目。要继续大力淘汰落后产能。今年计 划关停小火电机组1000万千瓦，淘汰落后的炼铁产能2500万吨， 炼钢产能600万吨，水泥产能5000万吨。 3、加大资金支持的力度。安排中央预算内的投资333亿元，中 央财政资金500亿左右，支持实施重点节能减排工程。今年全部要 实现节能1.5亿吨标准煤的能力。要新增5000万千瓦火电装机容量 的烟气脱硫装置，要新增城镇污水日处理能力1500万吨，垃圾日 处理能力6万多吨。 4、要切实抓好重点领域，全面推进工业、建筑、交通、公共机 构、流通服务业、农村和农业的节能减排工作。 5、加快节能减排技术和产品的推广，继续实施节能产品的惠民 工程。在推广高效节能空调、节能灯的基础之上，今年要出台节 能汽车、电动机等产品的财政补贴推广办法，要建立激励性的政 策。 6、完善经济政策。稳步推进资源性产品的价格和环保的收费改 革，积极落实国家支持节能减排的财税政策，增强企业节能减排 的主动性。 7、大力发展循环经济，要使循环经济在我国形成较大的规模。 8、健全法规，严格执法。 9、加大宣传教育的力度，深入开展节能减排全民行动。 解振华说，节能减排全民行动已有17个部门参加，涉及9个行动。 在公共机构节能中，这次“两会”也带了一个好头，会上所有用 的纸、笔，纸是再生纸，笔是废物综合利用制成的笔，代表发的 包也是有节能减排意义的包，所以全民行动已经深入到各个领域。 “十二五”期间，将加快调整经济结构，转变发展方式，这是国 家经济社会发展的重大战略任务。我们要经过努力争取确保今年 “十一五”节能减排任务的实现。
环境材料学绪论 PPT
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
（1）、资源 所谓资源是指维持人类生命和生活所必须的和
经常利用的物质。
地球上的空气、水、土地、森林、动植物、矿 产以及其它可被人类利用的物质，都是人类赖以生存 的资源。
材料生产过程要消耗大量资源，而且所需资源几 乎全部都是矿产资源。当然，材料不同，生产过程所 用的矿产资源的种类、数量不同，获得的材料的性能 、用途不同，可满足不同的社会需求。
环境降解材料
生物降解塑料，可降解无机磷酸盐陶瓷材料
环境工程材料
环境修复材 料
环境净化材 料
环境替代材 料
治理大气污染的吸附、吸收和催化转化材料；治理水污 染的沉淀、中和、氧化还原材料；防止土壤沙漠化的固 沙植被材料 过滤、分离、杀菌、消毒材料
替代氟利昂的制冷剂材料、工业和民用的无磷化学品材 料、用竹、木等替代那些环境负荷大的结构材料等。
环境材料学绪论
课程采用形成性考核与终结性考核 相结合的考核方式，无形成性考核成绩 不能参加课程终结性考核。
形成性考核：平时作业、提问、考勤 等，占总成绩的30%。
终结性考核成绩占总成绩的70%。
• 1绪论
• 2过滤材料
主
• 3吸附分离材料 • 4膜分离材料
要 • 5微生物固定化材料
内 • 6噪声污染控制材料
生物修复与传统修复方法比较，其具 有三点优势。
（1）生物修复是从分子水平降解污染物，降 解的产物和副产物，又可以被生物重新利用， 从而增进了清除污染物的效果，并能变污染物 为宝。
（2）以常温常压和接近中性条件下的酶促反 应为基础的生物化学过程，大多数生物修复技 术可实行原位修复，与常常需要高温高压的化 工过程比较，反应条件大大简化，实施过程稳 定，效果好。
【精品课件】环境学[1]
![【精品课件】环境学[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6e8d4b37a98271fe910ef9e2.png)
【精品课件】环境学[1]
第一节 大气的组成与结构
一.大气的组成 大约在100km高度以下气体混
合均匀，称为均匀层，此层以上 称为非均匀层。均匀层中的大气 主要是由干洁大气、水汽、气溶 胶质粒子三部分组成
【精品课件】环境学[1]
1.干洁空气
干洁空气的主要成分是氮（78.1%）、氧 （20.9%）和氩（0.9%），合占干洁空气总容 积的99.9％。还有少量的CO2、O3、NOx、及 其他一些惰性气体。 大气中的N、O丰富，对生物有重大意义。大 气中O3和CO2含量虽然很少，但它们对人类活 动和天气、气候变化有很大影响 CO2来源于有机物的燃烧、腐烂以及生物的呼 吸、矿泉、地裂隙和火山喷发。所以大气中的 CO2也随着时间和空间而变化。由于人类活动 的影响，CO2含量在急剧增加。在过去104年 内由190*10-6增至280*10-6，近200年增至 357*10-6。
【精品课件】环境学[1]
The End &
Thanks
【精品课件】环境学[1]
第二部分 环境与环境污染问题
➢ 大气环境与污染 ➢ 水环境与污染 ➢ 土壤环境与污染 ➢ 固体废弃物与环境
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第二章 大气环境与污染
第一节 大气的组成与结构 第二节 大气污染和污染物 第三节 大气环境中污染物的迁移转化 第四节 大气中污染物的扩散 第五节 大气污染综合防治与管理
【精品课件】环境学[1]
第二节 环境问题的由来及发展
一、环境问题
指由于人类活动所引起的环境质量变 化，以及这种变化对人类生产、生活 以至健康和生命造成危害的问题。
【精品课件】环境学[1]
第二节 环境问题的由来及发展
二、环境问题的由来及发展（四个阶段）
第一节 大气的组成与结构
一.大气的组成 大约在100km高度以下气体混
合均匀，称为均匀层，此层以上 称为非均匀层。均匀层中的大气 主要是由干洁大气、水汽、气溶 胶质粒子三部分组成
【精品课件】环境学[1]
1.干洁空气
干洁空气的主要成分是氮（78.1%）、氧 （20.9%）和氩（0.9%），合占干洁空气总容 积的99.9％。还有少量的CO2、O3、NOx、及 其他一些惰性气体。 大气中的N、O丰富，对生物有重大意义。大 气中O3和CO2含量虽然很少，但它们对人类活 动和天气、气候变化有很大影响 CO2来源于有机物的燃烧、腐烂以及生物的呼 吸、矿泉、地裂隙和火山喷发。所以大气中的 CO2也随着时间和空间而变化。由于人类活动 的影响，CO2含量在急剧增加。在过去104年 内由190*10-6增至280*10-6，近200年增至 357*10-6。
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第二部分 环境与环境污染问题
➢ 大气环境与污染 ➢ 水环境与污染 ➢ 土壤环境与污染 ➢ 固体废弃物与环境
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第二章 大气环境与污染
第一节 大气的组成与结构 第二节 大气污染和污染物 第三节 大气环境中污染物的迁移转化 第四节 大气中污染物的扩散 第五节 大气污染综合防治与管理
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第二节 环境问题的由来及发展
一、环境问题
指由于人类活动所引起的环境质量变 化，以及这种变化对人类生产、生活 以至健康和生命造成危害的问题。
【精品课件】环境学[1]
第二节 环境问题的由来及发展
二、环境问题的由来及发展（四个阶段）
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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、使用和再生过程中 具有最低环境负担的材料。
• 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。
近几十年材料科学发展的趋势
环境材料研究的三步走
阶段 目标
主要内容
案例
治表 末端治理 治理现在的污染，改 废气、污水、
善生态环境
废渣治理
治本 源头治理 预防污染，减少污染 生态设计、
雾霾
中石化从2012年5月起，开始向北京供应京 标五车用油，它和欧洲现在实施的欧五排放 标准相当，是全球最严格的，油品中硫含量 都是小于10ppm。
《电子标示信息产品污染控制管理办法》，并且 在2006年11月颁布了与之相配套的三个标准:《电 子信息产品中有毒有害物质的限量要求》、《电 子信息产品污染控制标识要求》和《电子信息产 品中有毒有害物质的检测方法》
环境替代材料
环戊烷（替代氟利昂）
环境友好材料
现有材料进行环境协 调性改进
开发具有环境协调性 的新材料
生态建材、生物医用 材料
天然材料、可降解高分子 塑料、绿色包装材料
环境功能材料
自清洁、自调湿、自调温、吸波材料
环境材料的研究现状及发展趋势
（1） 材料的环境性能将成为21世纪 新材料的一个基本性能，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。
课程安排
1
12 13 14 15 16
第一章 绪论
1. 起源定义 2. 研究意义 3. 研究内容 4. 发展趋势
环境材料定义
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。
在我国现阶段下，环境材料还包括那些直接具有 净化和修复环境等功能的材料。
• 人口膨胀， • 资源短缺， • 环境恶化。
资源短缺，环境恶化
环境意识 材料产业 环境材料
环境协调性：是指资源、能源消耗 少，环境污染小，再生循环利用率 高
环境材料的历史起源
20世纪90年代开始注重材料的环境性能
从理论上评价材料环境影响的定量方法和手段
从应用上开发具有改善环境状况功能或是环境友好型的新材 料及其制品
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。
（2） 环境治理材料仍是环境工程材料的主 要研究内容，更高性能、更长寿命、更低 成本成为新型环境治理材料必须具备的性 质，环境修复替代材料和废弃物的资源化 研究也将成为环境工程材料产业的另一大 热门。
汽车尾气净化器
污水处理生物滤料（塑料）
污水处理生物滤料（陶粒）
（3） 大力推广环境友好型的材料设 计和制备工艺，开发环境友好型的新 材料及绿色材料制品。
环境友好材料 天然材料、仿生物材料、绿色包装材 料、环境降解材料、生态建材
环境功能材料 自清洁材料、调温调湿调光材料、环 境功能玻璃
环境材料关键 无铅化进程中元素替代技术、固废资
技术
源化利用
环 境 材 料 分 类
环境治理（净化）材料
环境工程材料
环境修复材料
水、大气、固废污染控制
过滤、吸附、催化、固化 修复土壤、土地沙漠化
环境材料学
教材
《环境材料学》，翁端 等编著，2011年第二 版，清华大学出版社
《环境材料概论》 哈尔滨工业大学
《环境材料导论》 北京大学
课程特点
是环境科学与材料科学的交叉学科 培养看问题的观念、方法和意识
教学方式
课堂讲授 自主深入研究型学习
考核方式
期末闭卷考试：70% 平时出勤+课堂讨论：30%
使用性能
经济性能
环境材料
环境性能
环境材料的主要特征
无毒无害，减少污染 全生命过程对资源和能源消耗小 可再生循环，易于回收 具有高使用效率
环境材料的各种语言表达
汉语
环境材料
生态材料
绿色材料
生态环境材料
环境友好型材料
环境协调型材料
环境兼容性材料
环境相容性材料
日语
环境材料
环境调和性材料
环境协调性材料
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
的发生量
清洁生产
和谐 生态协调 所有过程和产品与环 环境友好材
境相容协调
料及产品
主要研究内容
环境材料理论研究（材料的环境负担性评价技术及 环境性能数据库）
资源保护及再循环利用技术（生态设计及清洁生产、 废弃物再生循环利用）
环境材料开发与应用（生态协调性材料加工技术）
降低材料环境负担性的工艺和技术 开发环境相容性新材料和绿色产品 发展环境降解新材料及治理环境污染的高效环境工程材料
其特征在于从环境的角度重新考虑和评价材料科 学与工程，指导未来材料科学与工程的发展。
其核心思想是强调材料与环境的协调性。
环境材料起源
20世纪，地球上发生了三种影响深远的变化：
• 生产力极大提高，经济规模空前扩大
• 人口爆炸性增长
• 自然资源的过度开发与消耗，环境污染和 生态破坏。
社会可持续发展面临的三大问题：
稻壳餐具（天然材料、废物利用）
（4） 功能化、智能化的环境功能材料的 技术进步的带动下正渐渐走下高端的神坛， 更好的耐久性能和经济性能将成为环境功 能材料研究的方向。
调温玻璃
“聪明玻璃”的秘密在于表面一层二氧化钒 及钨的化学物质涂层。在温度正常时会像 普通玻璃窗一样让光线及热力进入室内， 但当户外温度升至摄氏25度时，“聪明玻 璃”在让光线穿透的同时，却会阻隔阳光 中制造热力的红外线。