环境材料概述之资源的环境特征
环境材料有哪些
环境材料有哪些首先，可再生材料是一种重要的环境材料。
它们通常来源于植物、动物或微生物等生物资源，具有可再生性和可降解性。
比如，木材、竹材、纸张等都是常见的可再生材料。
这些材料在生产和使用过程中对环境影响较小，能够有效减少对自然资源的消耗，是环保的理想选择。
其次，生物降解材料也是环境材料的重要组成部分。
这类材料通常由植物纤维、淀粉、藻类等天然物质制成，具有良好的生物降解性能。
一旦被丢弃到自然环境中，这些材料会在较短的时间内被微生物分解，不会对环境造成长期污染。
生物降解塑料、生物降解包装材料等已经在日常生活中得到广泛应用，为环境保护做出了积极贡献。
此外，再生材料也是环境材料的重要类型之一。
再生材料是指通过回收利用废弃物品或者生产过程中的副产品来制造新的材料。
比如，再生纸、再生塑料等都是再生材料的典型代表。
这些材料的生产过程能够减少能源消耗和环境污染，有利于资源的循环利用，对环境具有积极的意义。
最后，环保建材也是环境材料的重要领域。
随着人们对居住环境要求的提高，越来越多的环保建材被应用于建筑领域。
比如，节能隔热材料、环保涂料、绿色建筑材料等都属于这一范畴。
这些材料在建筑施工和使用过程中能够减少能源消耗、降低污染物排放，有利于打造更加环保、健康的建筑环境。
综上所述，环境材料的种类繁多，涵盖了可再生材料、生物降解材料、再生材料和环保建材等多个方面。
这些材料在不同领域的应用都能够起到环保和资源节约的作用，对于推动可持续发展具有重要意义。
因此，我们应该在生产、生活和消费中尽量选择环境材料，共同为建设美丽的地球家园贡献力量。
《环境材料概论》复习参考资料(答案)(1).doc
《环境材料概论》复习思考题1-1.简述材料在社会经济发展中的地位及其重要作用。
（看书用自己的话说说）答：1、材料是国民经济和社会发展的基础和先导，与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。
2、16实际以來，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。
3、21世纪的经济仍然是建立在物质基础Z上，随着世界经济的快速发展和人类生活水平的提高，现代社会对材料及英产品的需求增长也更加迅猛。
1-2.用自己的理解给出生态环境材料的定义。
答：1、牛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、使用及废弃过程小对资源和能源消耗较少，对生态环境影响较小且再住利用率较高的一类材料。
（注意：环境、使用、经济三个性能）2、生态环境材料实质上是赋予传统结构材料、功能材料以特別优界的环境协调性的材料, 或者那些直接具有净化和修复环境等功能的材料。
1・3・生态环境材料的特征是什么？答：从材料本身性质来看，主要特征是：1、无毒无害、减少污染，包括避免温室效应和臭氧层破坏等。
2、全寿命过程对资源和能源消耗少。
3、可再生循环利用，容易回收。
4、材料的高使用效率等。
按照有关的研究报道和生态环境材料的要求，其特征有：1、节约能源；2、节约资源；3、可重复使用；4、可循环再生；5、结构可靠性；6、化学稳定性；7、生物安全性；8、有壽、有害替代；9、舒适性；10、环境淸洁、治理功能。
1・4・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1・5・画出传统材料和生态环境材料的材料一环境系统图并说明两者的区别与联系。
2- 1.材料是如何分类的？研究材料的四要素是什么？答：根据材料的物理和化学属性分为：金属材料、非金属材料、有机高分子材料、复合材料; 研究材料的四要素是：组成、结构、加工工艺及性能与用途。
环境要素的特点有哪些
环境要素的特点有哪些
环境要素是指影响和制约一个地区或一个物种生存和发展的各种因素，它们共
同构成了一个生态系统的基本组成部分。
环境要素的特点主要体现在以下几个方面：
1. 多样性和复杂性
环境要素包括了地理、气候、生物、土壤等多个方面，每一个要素都具有自身
独特的特点和功能。
这种多样性和复杂性使得生态系统具有丰富的内在联系和相互作用，形成了一个错综复杂的生态网络。
2. 相互依赖性和互动性
不同的环境要素之间存在着相互依赖和互动关系。
例如，气候对生物的生长发
育有直接的影响，而生物通过呼吸、光合作用等过程又影响气候的变化。
这种相互依赖性和互动性使得生态系统中的各个要素密切联系，一个要素的改变会引起其他要素的相应变化。
3. 动态性和不确定性
环境要素具有动态性和不确定性，它们随着时间和空间的变化而不断发展和演变。
气候会随着季节的变化而产生周期性的变化，生物群落会随着环境的变化而发生演替。
因此，环境要素的特点是不断变化的，有时候会出现一些突发的、难以预测的情况。
4. 可塑性和脆弱性
环境要素具有一定的可塑性，即在一定范围内能够适应外界环境的变化。
然而，一旦超出了这个范围，环境要素就会变得脆弱，导致生态系统失去平衡，甚至崩溃。
因此，维护环境要素的平衡和稳定性对于生态系统的可持续发展至关重要。
总的来说，环境要素的特点包括多样性和复杂性、相互依赖性和互动性、动态
性和不确定性、可塑性和脆弱性等方面。
只有理解并合理利用这些特点，才能更好地维护和改善我们的生态环境，实现人与自然的和谐发展。
环境及环境要素的特点
环境及环境要素的特点
环境是指一个事物所处的周围条件和情况，是影响事物发展和变化的外部因素
的总和。
环境要素则是构成环境的各种组成部分，包括但不限于自然环境、社会环境、文化环境等。
环境及环境要素的特点对于个体和社会都具有重要意义，下面将从几个方面探讨其特点。
环境的特点
1.多样性：环境是多样的，包括大气环境、地球表面环境、生物环境
等不同层面。
不同的环境之间相互联系相互作用，形成一个复杂的生态系统。
2.动态性：环境具有动态性，不断发生变化和演化。
这种变化可能受
自然因素或人为因素的影响，是不断调整和适应的过程。
3.整体性：环境是一个整体，各种要素相互联系相互作用，共同构成
一个相互依存的系统。
改变其中任何一个要素都可能影响整个系统的平衡。
环境要素的特点
1.相互依存性：环境要素之间相互依存，相互影响。
例如气候、土壤、
动植物等要素的变化会相互影响，对整个生态系统产生影响。
2.复杂性：环境要素之间复杂纷繁，涉及各种不同的要素和关系。
这
种复杂性使得环境的分析和把握变得困难，需要综合考虑各种因素。
3.可持续性：环境要素具有可持续性，需要人类合理利用和保护。
例
如清洁空气、可持续发展的资源利用等是环境要素的可持续性体现。
总结
环境及环境要素的特点包括多样性、动态性、整体性、相互依存性、复杂性和
可持续性等。
这些特点决定了环境与环境要素对于个体和社会的重要性，需要我们加以重视和处理。
只有深入了解和把握环境及环境要素的特点，才能更好地保护和利用环境资源，实现可持续发展的目标。
环境材料学—材料的环境影响评价 (2)
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实例2—用层次分析法评价
定义一个环境指数为LCA的评价目标。
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LCA应用实例3—目标和范围的 确定
本研究的目的是对聚甲醛基自润滑材料在其 原材 料的提取、制备、使用、废弃和再利用的全过 程中的 物质、能量输入输出及其污染排放物对环境造 成的影 响进行了评价。这一模式能够定性和定量的评 价自润 滑材料在整个生命周期中的环境行为。
·提供多种评价方法，如 Eco-Indicator99，Ecopoints97，CML 92，CML 2(2001)，。用户可以选择一种评价方法模型进行单 一评价，也可以同时针对一种产品或服务选择多种评价模型 进行对比评价；
·使用界面良好，提供向导式的评价模式，自动生成评价工艺 流程图，大幅度降低了专业软件的使用难度，便于用户使用 和易于理解；
目标和范围确定
目标的定义包括：目的、原因和评价结果 的输出方式。
研究范围包括：规定评价边界、选择和优 化评价的模型、明确数据的要求、规定审 核方法、审核报告的格式与类型等。必须 与目标相一致。
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编目分析
定义：是对系统边界内的所有过程中资源的能 耗及“三废”排放量对环境负载的影响进行量 化的合理分析。
标准化方面
精选课件
VII、材料的环境性能数据库
建立材料性能数据库的基本原则 常用环境数据库介绍
精选课件
建立材料性能数据库的基本原 则
（1）有一定的通用性： （2）要具有可比性； （3）应具有服务性的功能； （4）具有预测性的功能。
精选课件
常用环境数据库介绍
国际上，提出了一种统一的编目数据格式-SPOLD 格式，还建立了一个SPOLD数据库网络。 http： //
环境材料学
环境材料学环境材料学是一门研究环境友好型材料的学科，主要关注材料对环境的影响和可持续发展。
环境材料学的研究对象包括从材料的生产到使用和废弃的整个生命周期中，对环境和人类健康可能产生的影响。
现代社会面临着越来越严重的环境问题，如气候变化、水污染、土壤退化和能源短缺等。
这些问题不仅威胁着人类生存，还给生态系统和生物多样性造成了严重破坏。
因此，开发和应用环境友好型材料成为了解决这些问题的重要途径之一。
环境材料学旨在研究如何开发具有较小环境影响的材料，例如减少温室气体排放、降低能源和物资消耗、改善资源利用效率等。
这需要从材料设计、生产和应用的全过程来考虑环境因素，以减少对环境的负面影响。
在材料设计方面，环境材料学提倡选择可再生和可持续材料作为替代品，以减少对有限资源的依赖。
比如使用天然纤维材料替代塑料、利用可回收材料制造产品等。
此外，材料的生产过程也应尽量减少能源消耗和废弃物的产生，避免使用有害物质。
在材料应用方面，环境材料学强调延长材料的使用寿命、提高材料的耐久性和稳定性，以减少对环境的负担。
例如，开发耐候性较强的建筑材料，延长建筑物的使用寿命，减少对资源的消耗和废物的产生。
同时，环境材料学也致力于研究新型材料的再利用和回收利用技术，以减少废弃物对环境的污染。
除了减少材料对环境的负面影响，环境材料学还探索了材料在环境中的积极作用。
例如，开发吸附剂材料来清除污染物、设计防护材料来保护环境、研究光催化材料来净化空气等。
这些技术有望在环境保护和恢复中发挥重要作用。
同时，环境材料学也关注材料对人类健康的影响，如室内装饰材料的挥发性有机化合物释放和食品包装材料的安全性等。
总而言之，环境材料学致力于研究和应用环境友好型材料，以减少对环境的负面影响、保护生态系统和人类健康，推动可持续发展。
在现代社会，环境材料学的研究和应用具有重要意义，并且将在未来发挥更大的作用。
环境材料学1
概念的提出
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
1.2它研究什么内容？
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 手段：定量评价材料寿命周期中（Life 手段 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。
研究什么内容?
目标：如何对材料和物质进行再利用和再 目标 生循环利用，从根本上解决资源日益短缺， 大量废弃物所的无污染的材料生产、加工和制造技术基 础 b. 具有最低环境负担的材料工程新技术和新工艺 c. 可循环性的功能材料或结构材料的分解和分离 技术基础 d. 废弃材料的综合再生技术基础 e. 现用材料中有害元素的替代技术 f. 自然资源中枯竭性金属元素的替代技术
评价系统：
包括使用性能和环境性能两方面的评价。 a. 生态环境与材料相互作用的度量标准和基准 b. 现用材料的合理性评价 c. 人类活动废弃的可再生资源的核算体系 d. 各种材料的环境负担的基础数据库 e. “绿色标志”材料的论述体系、方法及其标准 f. 自然资源的容量评价和环境容量的评价
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 1.（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。 2.（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。 3.（评价）：寻找具有最低环境负荷的人类所需材料 4.（可持续发展）：有助于解决资源短缺、环境恶化等一系列问题 5.（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。
环境材料的概念、特点与评判依据初探
58WORLD ENVIRONMENT 2019年第2期 总第177期环境材料的概念、特点与评判依据初探Preliminary study on the concept, characteristics and judgment basis of ecomaterials■文 / 杨伟楠1 王书墨2一、环境材料的产生背景全球性的生态环境恶化和资源枯竭问题，是21世纪人类生存和发展所面临的重大危机，已成为国际社会普遍关注的焦点之一。
材料是人类社会进步的基础和先导，对经济发展以及物质文化生活水平的提高有着举足轻重的作用。
然而，材料在合成、制备、生产、加工、使用和废弃的过程中，常常需要消耗大量的资源和能源，并排放出废气、废水和废渣等污染物，给人类生存环境造成直接污染和破坏。
统计表明，材料及其制品的制造、使用和废弃过程是造成能源短缺、资源消耗过度以及环境污染的主要原因之一。
自1992年里约热内卢联合国环境与发展大会制定《21世纪议程》以来，可持续发展思想和观念已在全世界得到广泛的普及和实施，努力实现经济和社会的可持续发展成为世界各国人民共同追求的目标。
发展是人类永恒的主题，而如何解决发展进程中的资源、能源与环境问题，则是人类生存的重要前提。
为了应对生态环境以及资源、能源危机，人类提出了发展低碳经济、倡导节能减排、调节能源结构、开发清洁能源和可再生能源等对策，致力于提高全社会的资源和能源效率，建立循环经济体系。
循环经济运用生态学规律指导人类社会的经济活动，以资源的高效、循环利用为核心，本着“减量化、再利用、可循环”的原则，是一种低消耗、低排放、高效率的社会生产和再生产范式，其实质就是以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价，实现最大的发展效益。
循环经济融合资源综合利用、清洁生产、生态设计和可持续发展为一体，强调经济体系与自然生态系统的和谐共生。
在现代社会，人类既期望获得性能好、功能多的各种材料，又迫切期望获得良好的自然环境，提高生存和生活质量，实现经济社会的可持续发展。
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(2)可更新公共物品资源
不为任何特定的个人所有，但是却能为任何人所 享用的可更新资源是可更新公共物品资源。如公 海鱼类资源、物种、空气等。
特征：消费具有不可分性或无竞争性，是指某人 对某物品的消费完全不会减少或干扰他人对同一 物品的消费；再是消费无排他性，指不能阻止任 何人免费消费该物品。
公共物品的可更新资源的非专有性
第3章 资源的环境特征
北京大学环境科学与工程学院
材料与资源
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。材料的生产和使用 与资源和环境有着密不可分的关系。
3.1 自然资源分类
资源是指人类可以从自然界获得并用于生 产和生活的物质。
显然，资源是自然环境的重要组成部分， 故通常又称为自然资源。
需要强调的是：可回收的可耗竭资源不可 能100%地循环利用。根据化学热力学第二 定律，“在一个封闭的系统内，无限的内 循环是不可能的”。
(2)不可回收的可耗竭资源
使用过程不可逆，且使用之后不能恢复原 状的可耗竭资源称为不可回收的可耗竭资 源。
其主要指煤、石油、天然气等能源资源， 这类资源被使用后就被消耗掉了。
由于矿物燃料的燃烧，人类已经在全球尺度上影响CO2的 生物地球化学循环，每年排放到大气中的CO2总量与日俱 增，导致了地球表面热量不断积累，破坏了原来的热量平 衡，形成“温室效应”。
(1)碳循环：
(2)氮循环
氮是构成蛋白质的主要元素，而所有生物 体内均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到 自然界的各个领域。
氮在材料工业中也起着重要作用。例如氮 在铁中以间隙原子的形式和化合物的形式 存在，是钢铁材料中的一个重要强化元素。 同时氮还是金属基复合材料的一个强化相 的组成元素，如AlN，TiN 等等。
(2)氮循环
氮与碳不同，氮是一个变价元素，它有多 种价态，如：+5，+3，+1，-1，-3等。这 使得氮的循环通过各种价态化合物组成复 杂的途径。
资源的可回收利用程度是由经济条件所决定的。 只有当资源的回收利用成本低于新资源的开采成 本时，回收利用才有可能。
影响可耗竭资源开采量的因素有两个：价格因素 和技术进步。
ห้องสมุดไป่ตู้
(1)可回收的可耗竭资源
可回收的可耗竭资源最终仍无法逃脱被耗 竭的命运，但耗竭的速率是可变的，它取 决于市场需求、资源产品的耐用性和回收 利用该产品的程度。
(1)碳循环：
在自然环境内，碳的循环主要是通过二氧 化碳来进行的。由动物呼吸或矿物燃料的 燃烧生成二氧化碳并放出热量。在生物圈 中二氧化碳的循环（亦构成氧循环的一部 分）主要表现在光合反应中。
反应：6CO2+6H2O+2822J→C6H12O6+6O2
(1)碳循环：
碳循环始于CO2经绿色植物光合作用固定，以各种碳化物 的形式储存，经过营养级的传递、分解，有一部分经过动 植物的呼吸作用及动植物尸残体的分解转变为CO2，回归 到大气中去；另一部分转入土壤或地下深层，经过漫长的 演化转变成矿物。
3.1.1可耗竭资源
定义：在任何对人类有意义的时间范围内， 资源质量保持不变，资源蕴藏量不再增加 的资源称为可耗竭资源。
(1)可回收的可耗竭资源
资源产品的效用丧失后，大部分物质还能够回收 利用的可耗竭资源称为可回收的可耗竭资源。
主要指金属等矿产资源，例如汽车报废后，汽车 上的废铁可以回收利用。
3.2.3 蕴藏量
资源蕴藏量等于已探明储量与未探明储量之和， 是指地球上所有资源储量的总和。因为价格与资 源蕴藏量的大小无关，所以蕴藏量是一个物质概 念而非经济概念。对于可耗竭资源来说，蕴藏量 是绝对减少的；对于可更新资源来说，蕴藏量是 一个可变量。这个概念之所以重要，是因为它代 表着地球上所有有用资源的最高极限。
价值的资源。 （2）待开采储量：定义为储量虽已探明，但由于
经济技术条件的限制，尚不具备开采价值的资源。
3.2.2 未探明储量
未探明储量是指目前尚未探明但可以根据科学理 论推测其存在或应当存在的资源，分为：
（1）测存在的储量：可以根据现有科学理论推测 其存在的资源。
（2）应当存在的资源：今后由于科学的发展可以 推测其存在的资源。
(2)氮循环
尽管大气圈中的分子态氮N2约占大气组成 的79%（v/v），但是分子态氮对于生命是 无效的。只有通过各种反应将N2转化成其 它形态后，氮才能显示出生命活力。因此， 氮与人类的生存密切相关。
(2)氮循环
在生物圈中氮的循环基本模式是植物吸收N2经生物固氮作 用形成硝酸盐、亚硝酸盐、氨、氨基酸，进而合成蛋白质 和核酸，并和其他化合物进一步合成为植物有机体。
属于公共物品的可更新资源是非专有的， 非专有性是财产权的一种减弱，它将导致 低效率。这种配制的结果是可更新资源过 度开发，以及在管理、保护和提高生产能 力方面投资不足 。
3.2 自然资源的蕴藏量
3.2.1 已探明储量 已探明储量是利用现有的技术条件、资源位置、
数量和质量可以得到明确证实的储量。又分为： （1）采储量：为在目前的经济技术水平下有开采
由于不可回收的可耗竭资源使用过程的不 可逆性，决定了使用机会只有一次 。
3.1.2 可更新资源
能够通过自然力以某一增长率保持或增加 蕴藏量的自然资源是可更新资源。例如太 阳能、大气、森林、鱼类、农作物以及各 种野生动植物等。
(1)可更新商品性资源
财产权可以确定，能够被私人所有和享用， 并能在市场上进行交易的可更新资源是可 更新商品性资源。例如，私人土地上的农 作物、森林等。
3.2.4 三个重要的物质循环
自然界内处于千变万化中的物质欲维持质 量——能量守恒，只有通过物质的循环来 实现。一旦物质循环的程序局部发生故障， 即发生环境污染，则整个自然系统就要遭 到破坏。其中碳循环、氮循环、氧循环是 三个最重要的循环。
(1)碳循环：
碳是构成有机物质的中心元素和构成地壳 岩石及矿物燃料（煤和石油）的主要成分， 也是构成各种材料，例如钢铁材料、高分 子材料或陶瓷材料的基本元素之一。碳在 钢铁中以间隙原子的形式和化合物的形式 存在，是钢铁材料的一个重要化学元素和 强化元素。