第2章 环境材料与资源、能源和环境的相互影响

2环境材料与资源、能源和环境的相互影响2.1料在国民经济中的地位与发展2.2资源使用与环境影响2.3能源使用与环境影响2.4材料的环境负荷本章内容2.1材料在国民经济中的地位与发展(1)发展环境材料、促进循环经济是缓解我国资源短缺矛盾，保障国家经济安全的必要选择。(2)发展环境材料、促进循环经济是贯彻落实科学发展观，全面建设小康社会的客观要求。32.2资源使用与环境影响2.2.1我国资源种类与分布

按照国际公认的标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；人均水资源低于2000立方米为中度缺水；人均水资源低于1000立方米为重度缺水；人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米，为极度缺水地区。（1）水资源分布问题水土流失土地荒漠化土地的次生盐碱化酸化污染原因自然：气候、地形、植被等人为：滥砍滥伐自然：气候变暖、干旱、风沙侵蚀等人为：滥垦草原或过度放牧自然：气候干旱人为：漫灌地下水位上升、沿海抽取地下水、海水倒灌酸雨、大量使用化肥大气、水、工业、生活污水污染，农业使用化肥、除草剂危害生产力下降、农业减产沙漠扩大、耕地减少、风沙危害耕地退化、农业减产土壤酸度增大、板结间接污染水源、食品，危害人类健康对策因地制宜、发展生态农业植树种草、退耕还林（牧）完善排灌系统、利用水利和生物配套技术施有机肥、加熟石灰预防为主、治理污染源表2-1中国土地资源利用过程中存在的问题

（2）土地资源中国矿产资源分布情况如下：石油、天然气主要分布在东北、华北和西北。煤主要分布在华北和西北。铁主要分布在东北、华北和西南。铜主要分布在西南、西北、华东。铅锌矿遍布全国。钨、锡、钼、锑、稀土矿主要分布在华南、华北。金银矿分布在全国，台湾也有重要产地。磷矿以华南为主。（3）矿产资源2.2.2环境材料的使用对水资源的影响(1)土壤保水剂(2)作物叶面抗蒸腾剂7（1）治理土壤重金属污染（2）改良盐碱地2.2.3环境材料对土壤资源的影响8

开展矿物环境材料研究可以充分发挥矿物材料本身的特性，建立环境矿物材料分支学科是时代的要求，是矿物材料的重要发展方向。

近年来，矿物材料在环保方面的应用相当广泛，除了在传统的污水处理、大气吸附、过滤脱色等方面的应用水平不断提高外，在生态建材如具有保温、隔热、吸音、调光等功能的建材、杀菌、消毒剂、矿山尾矿综合利用等方面，都有新的应用技术和产品。

许多非金属矿产已被成功地用作环境工程矿物材料，沸石、膨润土、凹凸棒石和海泡石、硅藻土等都是典型的例子。如用沸石烧制的人工轻质骨料，再如以膨润土等为主要原料可生产人工合成沸石，用来代替传统洗涤剂中的三聚磷酸钠，可大大减少洗涤废水中残余磷对环境的污染[10]。2.2.4环境材料对矿产资源的影响9能源是人类赖以生存和发展的不可缺少的物质基础，是材料生产的要素。我国能源结构主要具有以下特点：（1）今后20年，中国能源结构仍以煤为主，份额将逐步减少。2000中国煤炭可采储量1145亿吨，占全国能源总量76%。问题：燃煤造成环境污染问题。1997年全国TSP(总悬浮颗粒物)达1873万吨，其中70%来自燃煤；中国烟尘污染严重城市，TSP值比WHO(世界卫生组织)推荐标准高3-7倍。（2）油气自给率低，需求日益增大，将更多地依赖进口。1993年石油总资源量94.OGT，天然气38Tm3(万亿m3)。2004年中国石油进口1亿吨，对外依存度40%，预计2020年4亿多吨，中国石油产量1.6-1.7亿吨，将有2.4亿吨石油缺口，对外依存度将达60%。（3）水资源在中国能源结构中的比重将会下降，发展空间有限。（4）清洁可再生资源比重将上升，核电将成为替代煤电的主要能源之一，发展潜力很大。太阳能、风能、海洋能和地热能等新能源是可再生能源。2.3能源使用与环境影响2.3.1我国能源种类与分布10能源利用和环境保护是实现可持续发展的重要战略，关系到人类的生存和发展。能源作为人类赖以生存的基础，在其开采、输送、加工、转换、利用和消费过程中，都直接或间接地改变着地球上的物质平衡和能量平衡，必然对生态系统产生各种影响，成为环境污染的主要根源。（1）大气污染（2）水污染（3）新能源利用对气候的影响2.3.2我国能源使用与环境11

环境、材料、能源间的关系是一方面材料给人类带来了物质财富并推动着人类社会的物质文明的进步，而另一方面在开发与生产新材料过程中又消耗大量能源并给环境带来污染的负面危害作用。因此在材料推动现代化发展的同时保护环境开发绿色环保材料成为当前的主题这就是近几十年来发展起来的环境材料，即是指在加工制造使用和再生过程中具有最低环境负荷最大使用功能的人类所需材料环境材料。2.3.3材料与能源、环境的相互关系122.4材料的环境负荷2.4.1材料生产中的资源消耗图2.4工业产品链式生产流程图132.4.2材料生产中的污染物排放行业工业废水排放量（万吨）工业废气排放量（亿立方米）一般工业固体废物产生量（万吨）煤炭开采和洗选业148138190839045.4黑色金属矿采选业18753300260707.3有色金属矿采选业4549492038510.7非金属矿采选业68489582564.9木材加工业54465685239.1造纸及纸质品业23668466572248.3化学纤维制造业377632050399.4橡胶和塑料制品业126064311225黑色金属冶炼工业9115917382642733.5有色金属冶炼工业321063980713180.2金属制品业335566445725.9非金属矿物制品业284211246877550.8合计696974370256208130.5表2-31994年我国主要原材料工业环境污染物排放统计14

材料生产中气体污染物的排放材料生产和使用过程中要消耗大量的能源，产生的主要大气污染物有SO2及NOx。SO2主要来自矿物燃料的燃烧和材料的生产过程以及许多金属矿物，特别有色金属矿，如CuS、PbS、NiS、ZnS等含硫化合物。（2）材料生产中水体污染物的排放2.4.2材料生产中的污染物排放15

材料生产中水体污染物排放有害物质主要来源苯化工、橡胶、颜料硝基苯染料、炸药生产酚煤气制造、焦化、炼油、化工、塑料、染料、木材防腐吡啶焦化、煤气制造、制药、化工氰化物煤气制造、焦化、炼油、化工、有机玻璃制造、金属处理、电镀氟化物磷肥、炼铝、氟矿、烟气净化、玻璃生产、氟塑料生产硫化物炼油、造纸、染料、印染、制革、粘胶纤维生产亚硫酸盐纸浆生产、粘胶纤维生产氨煤气制造、焦化、化工、氮肥厂聚氯联苯电器工业、合成橡胶、塑料胺基化合物化工厂、染料厂、炸药厂、石油化工厂油炼油厂(石油)、机械厂(机油)、选矿厂(煤油)、食品厂(油脂)酸化工、矿山、电镀、金属酸洗碱造纸、化纤、制碱、印染、制革、电镀、化工汞化工、电解食盐、含汞农药、制汞化合物、用汞计量仪表、冶炼铅颜料、涂料、铅蓄电池、有色金属矿山与冶炼、印刷厂铬电镀、制革、颜料、催化剂、冶炼镉锌厂、炼锌、电镀表2-4一些水体污染物的主要来源16材料生产中固体污染物的排放固体污染物是指在生产活动及其他活动过程中产生的各种固态半固态和高浓度液态废弃物统称。材料生产过程中固体污染物主要来源于：工业废弃物、矿业废弃物、城市固体废弃物及放射性废弃物。其对环境同样具有巨大的危害，主要体现在以下几个方面：（1）固体污染物的主要危害形式有侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气、影响环境卫生等。我国固体废弃物的排放量已超过6亿t／a。（2）在材料生产中排放的固体废弃物对大气造成的污染。（3）固体废弃物造成最为严重的是危险废物的污染。2.4.2材料生产中的污染物排放17