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1、生态环境材料导论第1页，本讲稿共20页第一讲 环境问题与材料的关系一、地球环境问题二、重要的材料种类三、环境问题与材料的关系四、生态环境材料第2页，本讲稿共20页一、地球环境问题1、地球环境问题的由来 1962年海洋生物学家、诗人R.Carson女士所著寂静的春天出版被认为是近代环境问题的开始。书中描述由于合成化学药品DDT、六六六等过渡喷洒，害虫虽被杀死，但对其它的益虫、鸟类、鱼类等所有的生态系统也造成了影响，以致在美丽的新英格兰山野，如同“寂静的春天”来临一样。第3页，本讲稿共20页 肯尼迪政府接受了这个意见，1970年成立美国环境保护局也与此相关。1971年日本成立环境厅，1972年在斯
2、德哥尔摩召开联合国人类环境会议（UNCHE），1992年于里约热内卢召开联合国环境与发展大会（UNCED）。提出可持续发展（Sustainable Development）的概念，将自然环境和人工开发两个明显矛盾的词组变成协调并存的语句。2008年中国环境保护局升格为环境保护部。第4页，本讲稿共20页2、主要的地球环境问题目前最大的环境问题是人口爆炸式增长以及世界范围内现代文明的普及所带来的后果。目前人口增长速度大约3人/秒，预计2050年达到100亿。要养活新增人口，需要新增3亿公顷农耕地，新增道路、住宅1亿公顷；反之，使森林减少4亿公顷，从而导致二氧化碳排放量以每年714亿吨的速度增加。第
3、5页，本讲稿共20页现代文明的普及造成严重的环境问题现代文明的一个很大的特征是通过大规模的工业生产向大众提供廉价而性能优异的工业产品。对物质的消费第6页，本讲稿共20页（1）全球气候变暖（2）酸雨（3）臭氧层破坏（4）海洋污染（5）热带雨林减少（6）生物多样性减少（7）荒漠化第7页，本讲稿共20页二、重要的材料种类1、铁2、硅3、碳第8页，本讲稿共20页三、环境与材料第9页，本讲稿共20页四、生态环境材料四、生态环境材料 生态环境材料是指同时具有满意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，的使用性能和优良的环境协调性，或能够改善环境的材料。或能够改善环境的材料。第10页，本讲
4、稿共20页生命周期评价（Life Cycle Assessment）发展史：（1）1969年，可口可乐公司委托美国中西研究所对不同包装材料的总体环境影响进行研究。在此基础上，对使用塑料饮料瓶容器的可行性进行研究，并比较了复用式容器和一次性容器的整体环境影响。是历史上第一例材料环境评价。（2）20世纪70年代，LCA方法开始成形。第11页，本讲稿共20页（3）1991年，国际环境毒理学与化学学会（SETAC）出版产品生命周期分析技术框架；（4）1993年，国际环境毒理学与化学学会（SETAC）出版生命周期评价指南：实践准则；(5)1994年，国际标准化组织（ISO）出版生命周期评价：一般原则与实
5、践；（6）1995年，国际标准化组织（ISO）出版生命周期评价：原则与准则，并在ISO14000系列标准中为LCA保留了10个标准号。（7）1996年，正式出版专业刊物国际生命周期评价学报（International Journal of Life Cycle Assessment);（8）1997年颁布 ISO14040生命周期评价：原则与框架，1998年颁布ISO 14041生命周期评价：目的与范围的确定和清单分析等。第12页，本讲稿共20页LCA定义LCA是通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗、物质消耗和废弃物排放，来评估某一产品、过程和事件的环境负荷；定量评价由于这些能源、物质消耗和
6、废弃物排放所造成的环境影响；辨别和评估改善环境的机会。评价过程应包括该产品、过程或事件的寿命全过程，包括原材料的提取与加工、制造、运输、使用、再使用、维持、循环回收，直到最终的废弃。第13页，本讲稿共20页生命周期评价实例分析1.聚乙烯购物袋和纸购物袋 现象：聚乙烯购物袋废弃后，不能自然降解，破坏生活景观，造成环境污染第14页，本讲稿共20页1.产品生命周期：PE从原油开采开始，纸从伐木开始，经过产品制造、使用，然后将使用后的一部分作再生循环处理，直到最后作无公害焚烧。第15页，本讲稿共20页能耗、排放物等投入、产出量单位PE购物袋(1000袋）牛皮纸购物袋(1000袋）备注袋子尺寸每个袋重量
7、厘米克2713496.8523123921.0容量相同能耗千卡9930126000含回收的焚烧能资源消耗主要材料水千克千克原油7.0320.6木材43.32310辅助材料略大气污染物二氧化碳二氧化硫氮氧化物碳氢化合物千克克克克28.1381314449.9126204水质污染物BODCOD克克痕量5.3650136固态废弃物灰渣千克千克痕量0.20.20.8第16页，本讲稿共20页2.食品包装盒的LCA现象：白色污染第17页，本讲稿共20页能耗、排放物等单位纸盒(1000个）发泡苯乙烯盒(1000个）重量千克21.94.4总能耗：其中重油轻油电力蒸汽煤千卡千克千克千瓦时千克千克145.43.1
8、40.6031.52-1.5347.01.750.485.6113.8-资源消耗主要材料辅助材料千克千克木材6.11 旧纸17.70原油4.40发泡剂0.16大气污染物二氧化碳二氧化硫氮氧化物千克克克43.60.080.1115.00.080.04水质污染物BODCOD克克101300痕量痕量固态废弃物污泥加工废屑等千克千克1500197痕量194第18页，本讲稿共20页3.塑料饮料瓶和玻璃饮料瓶1.生产过程制造1000个容积1升的塑料饮料瓶需石油100千克；制造1000个容积1升的玻璃饮料瓶需石油230千克。第19页，本讲稿共20页2.运输过程玻璃瓶：消耗的运输能中，饮料占57，瓶占43塑料瓶：消耗的运输能中，饮料占93，瓶占7即用塑料瓶可节省39的能量，对空气的污染也相应减少。第20页，本讲稿共20页