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《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实际以来,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之上,随着世界经济的快速发展和人类生活水平的提高,现代社会对材料及其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、生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、使用及废弃过程中对资源和能源消耗较少,对生态环境影响较小且再生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、功能材料以特别优异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、有毒、有害替代;9、舒适性;10、环境清洁、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—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。 2-2.在材料的合成与加工技术工艺过程中,如何赋予其环境协调功能?
答:通过分析材料的环境影响特征,得出环境负荷流动结构,将传统的材料和产品设计方法与LCA方法相结合,从环境协调性的角度对材料和产品进行设计(即环境协调性设计),并结合LCA思想,从实际生产过程出发,提出切实可行的生产工艺的改进措施。对大量消耗的基础材料产业的生产等过程进行环境协调性改造,从根本上提高资源、能源利用效率,减少和消除污染以实现零排放工程,是材料产业环境协调性发展的治本之道。(还要用自己的
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2-3.化学元素在环境中的分布特征是什么? 答:1、普遍性
在自然界中,构成物质的元素有90多种,它们不仅广泛存在于宇宙中,而且均存在于地壳层中有矿物、岩石和土壤等构成的各种地质体中,从而体现出化学元素分布的普遍性。
2、富集性
化学元素在地壳中的含量分布不仅相差很大,而且很不均衡。由于某些地质条件的作用促使有用的化学元素发生富集现象,即表现出富集性。
3、共生性
地壳中的化学元素具有富集性,但这种富集是一种多组元的共生富集,体现出了其分布的第三个特性,即共生性或复合性。 2-4.什么是材料流和材料流分析?
答:材料流:也可以称为物质流,从材料的全寿命周期分析,从资源开车开始,包括采矿、选矿、提炼或冶金制备、加工、储运销售、使用、维修再使用,直至废弃,每一个环节都会向环境排放废弃物。
材料流也可以说是材料背负的生态负荷或称生态包袱(Ecological Rucksack). 材料流分析指的是对材料物理流动的分析,它通过对自然原始物质在开采、生产、转移、消耗和废弃等过程的分析,揭示物料(包括能源、水资源等)在特定范围内的流动特征和转化效率,找出环境压力的直接来源,进而通过技术措施,提出相应的减少环境压力的解决方案,提高资源效率,作为评价该地区、产业和行业及产品等发展的可持续性指标,为实现可持续发展的近、中期目标提供科学依据。 2-5.简述4倍因子和10倍因子理论含义?
答:(1)4倍西子理论提出的依据:为了既保持已有的高质量的生活,又努力消除贫富之间的差异,若能采取技术措施,将现在的资源和能源效率提高4倍,就有可能达到上述的目标。 其宗旨是在社会经济和生产活动中,通过采取各种技术措施,将能源消耗、资源消耗降低一半,同时将生产效率提高一倍,即在同样能源消耗和资源消耗的水平上,得到了4倍的产出。 (2)10倍因子理论认为,为了保持现有的生态环境水平,我们必须通过提高资源效率来平衡和补偿对环境的破坏,必须继续减少全球的物质流量。据推测,人口按现在的水平发展对环境的影响将增加10倍,因此必须将资源效率和能源效率提高10倍。 3-1.分别给出SETAC和ISO对LCA的定义。
答:SETAC对LCA的定义: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、过程与事件的环境负荷;定量评价由于这些能源、物质消耗和废弃物排放所造成的环境影响;辨别和评估改善环境(表现)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、运输和销售、使用、再使用、维持、循环回收,直到最终的废弃。
ISO对LCA的定义:LCA是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。这里的产品系统是通过物质和能量联系起来的,具有一种或多种特定功能的单元过程的集合。在LCA标准中,“产品”既可以指产品系统,也可以指服务系统。生命word可编辑
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周期是指产品系统中前后衔接的一系列阶段,从原材料的获取或自然资源的生产,直至最终处置。
3-2.画出生命周期评价技术框架图并作简要说明。 3-3.画图说明LCIA的主要步骤。
画了图后还要简要的对各个步骤说明一下!
生命周期评价的技术框架
ISO14040标准将生命周期评价的实施步骤分为目标和范围定义、清单分析、影响评价和结果解释四个部分,如图所示。
生命周期评价技术框架
(3) 目标和范围的确定
目标定义是要清楚地说明开展此项生命周期评价的目的和意图,以及研究结果的可能应用领域。研究范围的确定要足以保证研究的广度、深度与要求的目标一致,涉及的项目有:系统的功能、功能单位、系统边界、数据分配程序、环境影响类型、数据要求、假定的条件、限制条件、原始数据质量要求、对结果的评议类型、研究所需的报告类型和形式等。生命周期评价是一个反复的过程,在数据和信息的收集过程中,可能修正预先确定的范围来满足研究的目标,在某些情况下,也可能修正研究目标本身。
(4) 清单分析
清单分析是量化和评价所研究的产品、工艺或活动整个生命周期阶段资源和能量使用以及环境释放的过程。一种产品的生命周期评价将涉及到其每个部件的所有生命阶段,这包括从地球采集原材料和能源、把原材料加工成可使用的部件、
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