材料科学与人类文明第9章.课件

1、第十章材料与环境的关系及环境材料 第1页，共22页。白色污染第2页，共22页。人类的环境自然环境(natural environment) 社会环境(societal environment) 第3页，共22页。原生环境(primitive environment)天然形成的、未受到人为活动影响或影响较少的自然环境生物地球化学性疾病 某些地区原生环境的水、土壤中某些元素含量过多或过少，从而影响当地居民摄入这些元素的数量，出现居民体内这些元素的含量过多或过少，产生的疾病成为生物地球化学性疾病次生环境(secondary environment)在人类活动影响下发生重大变化的自然环境这种变化可产生

2、有利或有害的影响生产劳动微小次生环境(生产环境)生物圈(biosphere) 海平面以下约12公里海平面以上约10公里人类的环境第4页，共22页。可直接影响健康，还可通过影响自然环境和人的心理环境而间接影响健康人类的环境社会环境或社会文化环境第5页，共22页。人与环境物质的统一性人与环境之间不断进行物质和能量交换人体各种元素组成及含量与地壳和海水中的分布丰度明显相关人对环境的适应性人体过生理生化调节与环境因素保持动态平衡如居住在海拔3000米以上高原的人血液红细胞数人类的环境人类与环境的关系第6页，共22页。人类的环境生态平衡生态系统(ecosystem)生物群落和其生存环境所构成的物质、能量

3、和信息的连续流动系统生态系统各个环节的质和量相对稳定和相互适应的状态称为生态平衡是一种动态平衡第7页，共22页。大量燃料燃烧森林砍伐CO2增多, 温室效应物种减少人类的环境生态系统的破坏第8页，共22页。全 球 气候变暖：海平面上升，各种疾病发病率增多臭 氧 层 破 坏：皮肤癌、白内障增多酸 雨：人呼吸道疾病增加，肺功能下降生物多样性锐减：物种灭绝速度加快，人类固有生活方式、生存面临严峻挑战人类的环境具有直接或间接潜在危害的环境问题第9页，共22页。环境污染(environmental pollution) 大量的有害物质排入环境，环境质量下降，破坏生态平衡、影响人体健康，造成资源破坏和经济损

4、失公害(public nuisance)人为造成广泛的环境污染，严重危害居民健康、破坏生态人类的环境环境污染与公害第10页，共22页。 自然污染来源 人为污染来源生产性污染工业生产中的物理、化学因素、三废，农业农药、化肥滥用等生活性污染垃圾、污水、粪便，室内空气污染（室内燃烧产物、烹调油烟、香烟烟雾、装饰材料的挥发性有机物、建筑材料中的氡及空调场所的微生物等)其他污染交通运输、电磁辐射波、放射性废气物等人类的环境环境污染物及来源第11页，共22页。1.广泛性污染影响范围大，人口多，对象广泛2.长期性可长时间作用于人群，甚至终生3.多样性特异性的、非特异性的局部的、全身的急性的、慢性的近期的、远

5、期的4.复杂性各种因素的联合作用人类的环境环境污染对健康的影响第12页，共22页。废旧材料的回收利用废物的循环再利用是中国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针和一项重大的技术经济政策。大力开展废物的循环再利用，是提高资源利用效率，保护环境，建立资源节约型社会的重要途径之一“废物的循环再利用”一般又称为“资源综合利用”，主要包括：在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用对生产过程中产生的废渣、废水（液）、废气、余热、余压等进行回收和合理利用对社会生产和消费过程中产生的各种废旧物资进行回收和再生利用对城市垃圾、农林水产废弃物等其他资源进行综合利用第13页，共22页。中国资源综合利

6、用产业现状废钢铁3500多万吨，回收率88废有色金属175万吨，回收率为80废塑料300-400万吨，回收率为1520废橡胶40多万吨（不含废轮胎），回收率为47废纸浆1200万吨，占国内纸浆总产量的41；利用废纸1500万吨（含进口370万吨）煤矸石综合利用量6600万吨，利用率43粉煤灰综合利用量7000万吨，利用率58近十年来，全国公用火电厂粉煤灰综合利用量累计达2.5亿吨，相当于节约土地4万亩，节约灰场建设投资和运行费用30亿元人民币新型墙体砖产量达2100亿块，占墙体材料砖总量的28，实心粘土砖由1995年的6300亿块减少到2000年的5400亿块，累计节能6000万吨标准煤，利用

7、废渣2亿吨，节约土地近40万亩2000年，全国五大类废旧物资的年回收量分别为：废旧材料的回收利用第14页，共22页。对资源综合利用的重要性和迫切性还缺乏足够的认识“资源意识”有待加强。法规不完善，资源综合利用的优惠政策在某些地区难以落实资源回收率低，不易回收利用的再生资源丢弃现象严重我国可以回收而没有回收的再生资源价值达300-350亿元。每年约有500万吨废钢铁、20多万吨废有色金属、1400万吨废纸及大量的废塑料、废玻璃等没有回收利用企业普遍经营规模小、工艺技术落后绝大多数企业仍是微利或无利，基本没有条件和能力引进或采用新技术、新工艺、新设备，产品的技术含量和附加值较低，从而阻碍了再生资源

8、回收利用的发展进程技术开发投入严重不足，技术装备落后，总体水平比发达国家落后10-15年绝大多数企业融资困难，各级政府对综合利用的支持力度不够，即使是先进适用的技术，也由于缺少资金而难以推广应用中国资源综合利用产业现状废旧材料的回收利用第15页，共22页。再生资源回收利用是实现资源永续利用的重要措施 积极推进再生资源回收利用，将大量社会生产和消费后废弃的资源回收再利用，可以减少对原生资源的开采，提高资源综合利用水平；既节约了大量的资源，又推动了经济增长方式由粗放型向集约型转变。因此，大力提高再生资源回收利用水平，是促进资源永续利用的重要措施再生资源回收利用是治理污染，改善环境的必然要求我国垃圾

9、累计堆放量已达60多亿吨，占用土地5亿平方米，对土壤、地下水、大气造成现实和潜在的污染相当严重，积极推进再生资源的回收利用是治理污染的重要措施。人们对城市环境质量的要求会越来越高，国家将进一步加大环境污染综合治理的力度，这为资源回收利用的发展创造有利的条件和良好的社会环境开展资源综合利用，提高资源利用率是企业适应WTO竞争的重要途径我国企业不仅要立足于国内市场，而且必须遵循国际惯例，参与国际竞争。大力开展能源节约与资源综合利用，是企业降低成本，提高效益，增强竞争力的必然选择加快资源综合利用产业发展的意义废旧材料的回收利用第16页，共22页。高分子化合物的回收及再利用的基本意义： 解决了环境污染

10、问题 由于高分子化合物的化学稳定性好，难以分解，日积月累，会污染环境、危害生态。 充分利用自然资源 高分子材料的回收及再利用高分子化合物的回收、利用包括： 再生利用和改性利用 热分解回收化工原料 焚烧回收热能 掩埋处理 光降解和微生物降解 第17页，共22页。从上世纪60年代开始，塑料(主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯)进入广泛实用阶段。塑料具有很多优点，一问世便深受欢迎，迅速渗入到社会生活的方方面面，被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等，创造了巨大的社会和经济效益塑料被列为20世纪最伟大的发明之一，被誉为白色革命随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一

11、次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中，给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染塑料的贡献与白色污染第18页，共22页。视觉污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在环境中，给人们的视觉带来不良刺激，影响环境的美感白色污染的潜在危害则是多方面的（1）一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响身体健康（2）使土壤环境恶化，严重影响农作物的生长（3）填埋是我国处理城市垃圾的一个主要方法 由于塑料膜密度小、体积大，能很快填满场地，降低填埋场地处理垃圾的能力；而且，填埋后的场地地基松软，垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境（4）把废塑料

12、直接进行焚烧处理，将给环境造成严重的二次污染白色污染存在的两种危害：视觉污染和潜在危害白色污染的危害第19页，共22页。（1）停止使用一次性餐具及超薄塑料袋（2）回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径。近年来，一些国家大力开展3R运动，即要求做到废塑料的减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）（3）研究开发降解塑料。降解塑料有三类：光降解塑料、生物降解塑料及双降解塑料（4）加强环保宣传，提高公民的环保意识，在社会上形成良好的环保氛围，是解决白色污染及其它各种形式污染的前提白色污染的防治 一靠法律二靠科学第20页，共22页。(1) 用共聚法在高分子链上引入极少量羰基乙烯与一氧化碳、苯乙烯与丙烯醛共聚可得：聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈及它们的共聚物等也可以用通过共聚引入羰基的方法达到类似的效果，获得具有预期寿命的聚合物由于羰基的存在，制品易被阳光降解现以光降解和微生物降解的分子设计为例，举例简介于下：可降解高聚物的分子设计第21页，共22页。天然高分子