生态环境材料与可持续发展

生态环境材料与可持续发展

内容提要：

目前的社会是个讲求资源节约型的社会，关于资源节约的话题，首当其冲会想到的是材料的发展应用，本文从当前热门的生态环境材料的发展规律及它的发展对当前的社会经济的影响角度强有力论述了生态环境材料不可动摇的发展地位。

关键词：生态环境材料，可持续发展，3R原则，环境协调性设计。

正文：

材料在我们的生活里无处不在，是经济和社会发展的基础和先导，是现代高新技术发展的三大支柱之一，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。然而材料产业又是资源、能源的主要消耗者和环境污染的主要责任者之一。人类进人工业社会以来，随着生产活动的增加和工业污染物的大量排放，已引起生态环境日益恶化。材料及其制品是造成能源短缺，资源过度消耗乃至枯竭和环境污染的主要根源。因此，研究人类发展和生存所必需的材料及其工程技术与生态环境的关系，已引起各方面广泛的关注和重视。①

保护环境、可持持续发展的观念是近些年来世界各国所致力推动的。这种观念不会是短暂的，而是随着时间日趋重要，因为它关系着你我的未来因此，无论是产品制造商还是城市建设者，唯有在一开始使用“对”的材料，才会有保护生态环境的最终效果。人类既期望获得大量高性能或高功能的各种材料，又迫切要求有一个良好的生态环境，以提高人民的生存质量，并使文明社会可持续发展。

关于生态环境材料：

生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料。良好的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。生态环境材料是人类主动考虑材料对生态环境的影响而开发的材料，是充分考虑人类、社会、自然三者相互关系的前提下提出的新概念，这一概念符合人与自然和谐发展的基本要求，是材料产业可持续发展的必由之路。②

随着人类文明进程的不断发展和“可持续发展战略”的提出，客观现实要求人类从环境保护角度出发，重新认识和评价人类过去在材料研究、材料开发、材料使用和材料回收等方面的行为。正是在这种背景下，生态环境材料的概念应运而生。

90年代初，日本的山本良一提出了“环境材料”的概念，所谓环境材料是指具有良好使用性能或功能，对资源和能源消耗少，对生态与环境污染小，再生利用率高或可降解循环利用，与生态环境相容和协调或对环境有一定净化和修复功能的一大类材料。与之相比，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、使用和废弃过程中需消耗大量的能源和资源，并造成严重的环境污染，严重危害了人类生存。

生态环境材料是在人类认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的，是国内外研究发展的必然趋势。它符合可持续发展的要求，是目前材料科学与工程领域的必然趋势，这已在世界各国打成共识，并已逐渐兴起了全球性的生态环境材料的研究、开发和实施热潮。

目前通常采用生命周期评价(Life cycle assessment，LCA)的基本概念、原则和方法对材料或产品进行环境行为评估。国际标准化组织对LCA的定义：对一个产品系统的生命周期输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。生命周期是指产品系统中前后衔接的一系列阶段，包括产品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，直至最终处理。在LCA研究中有四个阶段：1）目标和范围的确定；2）清单分析；3）影响评价；4）解释。

生态环境材料研究的主要方向有：①减少人均材料流量，减少材料集约化程度；②减少寿命周期中的环境负荷，使用生态化的生产工艺；③开发天然能源，使用藏量丰富的矿物和天然材料；④避免使用有害物质，使用“清洁”材料；⑤使用长寿命材料，强化再生利用，强化生物降解性；⑥修复环境，强调生态效率；⑦环境负荷小的高分子合金设计；⑧可再生循环高分子材料的设计；⑨完全降解高分子材料设计；⑩高分子材料加工和使用过程中产生的有害物质无害化处理技术。

生态环境材料研究技术包括①环境修复和净化材料；②根据环境和使用条件变化，自我调整，自行恢复和修复，延长寿命的智能材料；③超导材料，导电性是铜丝的1200倍，没有电阻，无疑节省了大量资源和能源；④纳米技术和材料，纳米技术的发展，通过精确地控制原子或分子来生产产品，将实现清洁生产，不产生废物和副产品，可实现产品高强度、长寿命。可使产品小型化、省能、省资源。⑤仿生材料是生态材料研究方向之一，天然材料经过亿万年演变进化，形成奇妙多彩的功能原理和作用机制，能够和谐地存在于生态系统中，所以具有天然的生态合理性，仿生材料就是从天然材料寻求启迪和模拟制造出新型生态材料。

生态环境材料经过十几年的发展和研究，以下几点已为世界公认：①材料的环境性能将成为21世纪新材料的一个基本性能；②用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；③结合资源保护、资源综合利用，对不可再生资源的替代和再资源化研究将成为材料产业的重要发展方向；④各种生态环境材料及其产品的开发和广泛应用是其发展的重点。

可持续发展是一种新的发展观念，是时代发展的必然产物。而生态环境材料是材料发展的必由之路，也是可持续发展的内在要求和重要组成部分。可持续发展与环境材料关系密切，实现可持续发展必须大力加强环境材料的研究。可持续发展与环境材料的研究必须进一步深人，使之在生态环境保护中起到应有的作用。

从20世纪90年代起已经出现了许多有关可持续发展和实施的概念与方法，例如生态设计、生态环境材料、生态产品、循环产业和循环经济以及工业生态学等等，其基本目标就是要在可持续发展的大前提下，寻求一个对社会、经济、生态环境都有利的生产发展模式。产品设计、企业的运营、行业的发展以及社会服务，都要尽可能地采用生态设计的原则与方法，也就是在整个生命周期里力求做到与生态环境的和谐共存。同时，政府和社会应通过强化有关法制、实施财政税制的生态化改革以及鼓励绿色采购行为等措施，并对那些竭尽全力实行环境技术革新与环境效率经营的企业给予全面的支持。其中3R原则（Reduce，Reuse，Recycle）是生态设计（或环境协调性设计）的核心和基本指导思想。产业发展侧重点必然向着附加值再生的方向和3R战略发展，它是经济发展的新动力和方向。

人与自然的协调共生，人类必须建立新的道德观念和价值标准，学会尊重自然、师法自然、保护自然，与之和谐相处。中共提出的科学发展观把社会的全面协调发展和可持续发展结合起来，以经济社会全面协调可持续发展为基本要求，指出要促进人与自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，保证一代接一代地永续发展。从忽略环境保护受到自然界惩罚，到最终选择可持续发展，是人类文明进化的一次历史性重大转折。③

可持续发展战略已成为当今一个应用范围非常广的概念，不仅经济、社会、环境等方面运用，而且教育、生活、艺术等方面也经常运用。为适应这种变化，其含义也需作重新表述。联合国世界环境与发展委员会的定义基本确切，但将其定位于处理“当代人”与“后代人”之间的利益关系，却有些偏狭，因在“当代人”、“后代人”之内也存在着可否持续发展的问题，并非仅在“当代人”和“后代人”之间存在该问题，而这一定义显然不能涵盖“当代人”、“后代人”之内的利益处理问题。在人们的潜意识里，只要是持续而不停顿的发展皆