环境材料学第2章材料对环境的影响

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1、环境材料学第二章材料对环境影响1第2章材料对环境的影响材料在国民经济中的作用材料与资源、环境的关系材料加工和使用过程中的资源和能源消耗材料加工和使用过程以及废弃回收过程中的污染物排放（气、水、渣）材料加工和使用过程及废弃后的其它环境效应（温室效应、区域毒性水平、臭氧层、电磁波、噪声、放射性、光污染）22.1材料在国民经济中的地位和作用国民经济和社会发展的基础和先导现代文明的三大支柱（能源、信息、材料）社会文明进化的标志（人类社会时代命名与材料密不可分）近代两次产业革命离不开新材料的开发（铁基材料与蒸汽机；能源革命相联系的交通运输工业）科技发展史来看，重大技术革新起始于材料

2、的革新（Ni基高温材料与超音速；高温陶瓷与航天飞机；电子材料与信息革命；生物医学技术与材料）我们从个人到社会国家的方方面面都离不开材料和材料的革新3材料的发展趋势结构材料：轻质、高强高韧、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、低成本、复合化功能材料：新型电池材料、稀土永磁材料、生物医学与仿真材料、超导42.2材料与资源环境的关系工业品的链式生产流程：原料的投入和产品的产出；能源的输入与废弃物的排放原料材料零件产品使用废弃资源、能源污染物推动社会进步消耗资源能源破坏生态环境（局部化——全球化）5人类面临的资源环境问题1990200020502100废弃物问题全球气温变暖（气温上升1度，海

3、平面上升20cm)62亿人100亿人人口爆炸全球气温显著变暖（气温上升3度，海平面上升60cm)石油天然气枯竭矿物资源枯竭食物短缺67十大环境公害与材料生产有关的达一半之多8我国材料工业的情况9材料生产和消费大国，支撑国民经济发展能耗大，排放强；资源过度消耗，环境污染严重趋势：能耗降低；废气排放增加，其它减少102.3材料加工和使用过程中资源和能源消耗2.3.1全球资源和能源现状现状：资源危机，能源短缺原因：人口膨胀，经济总量增加11资源危机非再生资源迅速耗竭（矿产资源）物种灭绝淡水资源不足森林资源持续赤字水土流失加剧12能源危机矿物能源面临枯竭（化石能源、核矿物）可再生

4、能源开发不足（风、水、日光）132.3.2中国资源和能源现状资源现状总量大，种类齐全，数量丰富人均水平远低于全球平均水平，资源与人口矛盾突出地域分布不平衡质量差别大，低劣资源比重高14能源现状结构和分布不合理能源效率低下，环境污染严重152.3.3我国材料加工和使用过程中的资源消耗资源效率低下，浪费严重16资源消耗直接消耗：用于材料的生产和使用间接消耗：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172.3.4我国材料加工和使用过程中的能源消耗直接消耗间接消耗18192.4材料加工和使用过程中固、液、气污染物排放现状化工造纸行业废水排放量居首，钢

5、铁冶金次之非金属矿物制品业废气排放居首,建材（水泥)行业烟尘排放居首黑色及有色金属采选业固废、重金属排放量居首2021大气污染物排放——形成和分类22工业排放废气是大气污染的主要原因冶金、建材、化工行业是主要排放源23材料加工过程燃料燃烧的大气污染24水体污染物形成和排放概念：污染物进入水体造成的水体变质现象后果：影响人类和动物健康；水体植物变质；渔业枯萎污染物来源：生活污水；工业废水（重金属、有机物、酸碱盐、油、放射性）2526固态污染物形成和排放概念：固态、半固态以及高浓度液态废弃物的总称后果：侵占土地，污染土壤、水体、大气，影响环境卫生污染物来源：工业、矿业、城市

6、、放射性27欧洲工业废弃排放小，美国矿业排放大欧洲工业发达，固废排放小，说明其工业废弃物和城市生活垃圾处理和再利用水平高28我国材料工业产生和排放的固体废弃物是主体，再利用和再资源化具有重要意义29m钢铁、有色、建材、水泥、化工生产排放大量的粉尘烟雾（微米级）尾矿和粉煤灰煤矸石自燃302.5其它环境影响-温室效应全球温室效应原理温室气体：二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、甲烷、四氟化碳能源含碳量与消费过程中的气体排放312.5其它环境影响-温室效应温室效应指数GAI：评价某一气体的温室效应影响依据气体的分子内部振动和转动能级水平，以及在大气中的寿命等，以上决定了其易

7、于吸收红外长波辐射的程度32温室效应与气候变化有些痕量气体吸收太阳能并将其转变为热量，最终可能引起具有灾难性后果的气候变化全球变暖的结果：两极冰雪融化造成洪水泛滥，良田伦为沙漠以及最终出现饥荒。增加慢性病和传染病的发病率。33温室效应是一个自然过程，如果没有它，地球表面的平均温度将不是现在的15℃，而是-18℃。现在的问题是大气中的温室气体增加了，温室效应加强了，因而导致全球气候变暖。二氧化碳的作用占到55％，浓度从100年前的260～280ppm增加到340ppm34《京都议定书》2005年2月16日，《京都议定书》生效。１