《生態環境材料》作業一、填空題生態環境材料具備有三個特點 、 、 。 離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的枯燥、凈化和污水處理等方面。電解鋁過程能耗格外大，鋁的環境協調性生產的措施主要有三種 、 、 。材料流〔materialsflow〕也稱為物質流，主要目的是 。生態設計o，是在材料和產品的設計中，將保護生態、人類安康和安全的意識有機地融入其中的設計方法，其目的 、 、 。國際環境保護機構列出了17種對人體和環境有害的元素包括 和 等。無機非金屬材料制備過程中，對環境影響最大的環節是 。合成高分子材料主要包括三大類 、 和 ，其中PP是 高分子材料的縮寫。為了削減土地沙漠化，目前固沙的方法有 、 、 。自然礦物環境材料是指礦物及其改性產物組成與生態環境具有良好的協調性或者直接具有防治污染和修復功能的一類礦物材料，對其特征有 、 、 。生態環境材料具備的主要功能包括 、 、 。進展超長壽命的高分子材料，降低資料消耗、削減高分子廢棄物有效途徑。尤其是用量大的農用地膜，目前延長地膜壽命的有效方法有 。纖維素是由纖維二糖聚合重復連接而成的線型高分子含有纖維素的物質有 、 等。關于衡量材料環境影響的定量指標，人們從不同的角度，不同深度提出了多種的表達和表征方法，包括 、 、 、 等。金屬材料的生態設計時，合金元素的選擇原則包括 、 、 等。生態系統的主要功能 、 、 、 等PE是 高分子材料的縮寫。木材是一種優質的自然有機材料，重要成分含有 、 、 等人類面臨嚴峻的環境問題包括 、 和環境惡化等。一個完整的生態系統是由四個部分組成的，分別是：非生物環境、 、和 、 。為了高分子材料的可持續性進展，有人總結出了3R 原則，三個R 分別代表三個英文單詞 、 、 。從工程的角度來看，處理大氣污染的方法有三種，分別是 、 和催化劑法。目前，生命周期評價〔LCA〕的模型有 、和線性規章法。可降解塑料的爭辯和生產可的緩解目前的“白色污染”現狀，依據降解機理，可降解高分子材料分為 、 以及上述兩種方法結合降解塑料。自然高分子材料是地球上最豐富的可再生資源之一，除了木材、竹材外，目前已被人們充分利用的高分子材料包括 、 和淀粉等。合成高分子材料主要包括三大類，分別是 、 和 等。生態設計的根本那原則是 結合 。金屬材料設計時，合金元素的選擇原則是 、 、 。生態環境材料應是同時具有滿足的 和優良的 ，或者是能 的材料。所謂 是指對資源和能源消耗少、對環境污染小和循環再生利用率高。影響某一金屬材料資源動態壽命的因素包括 、 和 等。利用材料流分析、爭辯資源效率和環境影響的理論，具有代表性的主要有 、 和 金屬材料的廢屑或廢料重熔冶煉過程中，合金元素和雜質難以除去，從易于循環再生的觀點看，通用合金具有優異的環境協調性，目前開發的通用合金體系包括 、 和 。與其他材料比較，復合材料生態環境性能較差，主要的緣由是 。赤泥是冶煉 過程中產生的廢棄物，目前，大量赤泥未得到充分利用，占用了土地、造成土地堿化、地下水受污染等問題。關于衡量材料環境影響的眾多定量指標中，既考慮材料的環境影響，又考慮使用性能的指標是 水體污染治理材料中可作為氧化劑使用的包括 、 和 等。自然高分子材料作為原料可制備環境協調性格外好的布料、衣物、染料、紙張和水處理產品，其中的典型的代表有： 、 和 等。粉煤灰和煤矸石均可以通過 法分別將其制備成沸石或高強度的水泥。從無機非金屬材料制備工藝特點來看，其中 步驟的能耗最大。目前我國鋁的電解工藝相對落后，每1t鋁耗電約~1.5萬度，開發環境協調的鋁電解技術，研制和承受的 電極材料是主要途徑。環境的根本特征有 、 、 和 等無鉛焊料的替代材料要求滿足 和 。統的無機非金屬材料承受自然礦物原料，包括 和 等環境治理功能材料包括環境凈化材料、環境修復材料和二推斷題，正確的打(√)，錯誤的打(×)(110分)一樣份額的甲烷所引起的溫室效應比二氧化碳高數十倍。 ( )LCA作為評價材料環境協調性的方法具有諸多優勢，此方法受時間和地域限制較少。 ( )高分子材料隨著循環使用次數的增加，其性能必定下降。 ( )金屬資源的壽命不但受到其總儲量和消耗速度的影響，還受到該金屬元素再生量的影響。 ( )環境協調的鋁電解技術要求鋁熔體與電極材料外表有較小的潮濕性。 ( )以粉煤灰為原料制備沸石的關鍵工藝是水熱反響法。 ( )廢橡膠、廢舊纖維再生循環較困難，一般只能承受燃燒的方法。( )沸石、硅藻土、海泡石、蒙脫石等自然礦物環境材料都具有很強的吸附力量。 ( )自然高分子材料，具有優異的環境協調性，可直接使用。 ( )目前開發的無氟冰箱或無氟空調，其冷卻介質已完全不含氟元素。( )分解者進展同化作用和繁衍后代的過程也屬于物質生產。 ( )信息傳遞具有雙向性，而能量的流淌具有單向性。 ( )自然環境一旦遭到破壞，單靠自身的調整功能是不能再恢復到平衡狀態了。( )材料流也稱物質流，是評估資源效率的方法，主要計算產出占投入原料的百分比，其局限性在于未從材料的全壽命周期進展分析。 ( )產品設計中的功能創對改善環境性能的奉獻最明顯。 ( )赤泥是氧化鋁提煉鋁過程中產生的廢棄物。 ( )削減無機非金屬材料污染、破壞環境最有效的途徑是長壽命設計。 ( )自然高分子材料，具有優異的環境協調性，可直接使用。 ( )光降解塑料的實質是在紅外線照耀下的一種快速光老化反響過程。 ( )通過水熱法可將粉煤灰制成沸石。 ( )自然的纖維素難以熔融和溶解，目前多承受銅氨溶液作為纖維素的溶劑。 ( )資源效率環境影響分析的4倍因子理論由日本專家提出，10倍因子和8倍因子理論是由德國專家提出。( )LCA局限性包括應用范圍的局限性、評估范圍的局限性和評估方法的局限性等( )簡潔合金是通過把握顯微組織作為參加合金元素的替代方法，其中雙相鋼就是由珠光體和馬氏體交替組成的一類簡潔合金。 ( )金屬、高分子、陶瓷和復合材料中復合材料的再生利用難度最大。 ( )三、選擇題就我國狀況而言，以下無機非金屬材料在生產過程中總能耗最大是 玻璃 (b)水泥 (c)耐火材料 (d)先進陶瓷自然礦物環境材料對改善環境的功能表現形式有多種，具有孔道過濾效應的材料是海泡石 (b)鉀長石 (c)蒙脫石 (d)高嶺土目前大多海水淡化承受的膜分別材料是 。沉積分別材料 (b)有機膜材料 (c)懸浮物分別材料 (d)無機膜材料高分子合成的綠色化要求盡量削減有機溶劑的使用，以下可作為環境友好型超級溶劑的。汽油 (b)二氧化碳 (c)丙酮 (d)酒精 作為一種自然礦物，具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的枯燥、凈化和污水處理等方面。硅藻土 (b)沸石 (c)尖晶石 (d)硅膠生態設計o，是在材料和產品的設計中，將保護生態、人類安康和安全的意識有機地融入其中的設計方法，其目的描述不正確的選項是 。物質合理轉化 (b)能量合理流淌 (c)生命周期中每個環節成為整體 (d)性能優先石棉材料用途廣泛，價格低廉，但長期吸入石棉可導致石棉冷靜病，石棉肺 以下材料可替代石棉、同樣滿足絕熱、防火、吸聲等功能的是 。沸石 (b)硅藻土 (c)玻璃棉 (d)煤矸石為了防止沙漠化土地面積的快速擴展，造成環境惡化，具有化學固沙力量的材料。聚酰亞胺(b)高分子乳膠(c)多羥酸聚合物 (d)聚酯提高廢棄物回收純度和資源化，利于后續的加工和處理的有效方法不包括 。裂開技術(b)壓實技術(c)分選技術(d)填埋技術污染水體治理材料中的膜分別材料依據孔徑可以分為不同的級別，下面可以過濾蛋白質和病毒的膜是 。超濾膜 (b)反滲透膜 (c)微濾膜(d)納濾膜廢水中有些金屬離子在高價態時毒性大，可用復原劑降低價態，然后分別除去，常用的復原劑。氫氣(b)活性炭 (c)臭氧(d)鐵屑承受吸附法凈化空氣，同時具有物理吸附和化學吸附的雙重特性的吸附劑。硅膠(b)活性炭(c)分子篩(d)活性氧化鋁對于大氣污染定義的本質特征描述不正確的選項是 。人類活動引起(b)持續時間長(c)足夠的濃度(d)危害安康和環境自然高分子材料來自自然、產量巨大，可作為原料生產餐盒、飲料杯等產品的。纖維素(b)甲殼素(c)淀粉(d)蛋白質自然礦物中需要肯定物理化學反響才能使用是 。大理石(b)甲殼素 (c)花崗巖(d)硅藻土我國廢舊塑料中占確定數的原料來自 。PE (b)PP (c)PS (d)PVC環境協調的鋁電解技術中可以用于惰性陰極材料或技術是 。銅基金屬(b)硼化鈦涂層技術 (c)金屬基陶瓷 (d)金屬氧化物陶瓷高分子合成的綠色化要盡量削減有機溶劑的使用，以下可作為環境友好型溶劑的。汽油(b)二氧化碳(c)酒精(d)去離子水三.簡答題生態設計與傳統的設計思想存在的差異是什么？生態設計從傳統設計進展而來，傳統設計是根底。著重追求生產效率。生態設計，把利潤、性能和環境融為一體，實現經濟活動的可持續進展、最終實現人類社會的可持續進展。著重考慮原材料選擇，制造過程省資源、省能源和無污染，廢棄后可循環再生。從產品的孕育階段就開頭自覺運用生態學原理，使產品生產過程中：物質合理轉化、能量合理流淌、生命周期中每個環節成為一個整體。什么是環境材料？它是一種全的材料嗎？生態環境材料：是同時具有滿足的使用性能和優良的環境協調性，或者是能夠改善環境的材料。實質上是賜予傳統構造材料、功能材料以特別優異的環境協調性的材料。不是全的材料。有機聚合物〔塑料〕的再生循環技術主要分為幾類，根本機理是什么？有機聚合物的再生循環技術大致可以分為兩類：將回收廢舊塑料作為原材料使用→材料再生循環法根本機理：在塑料功能喪失之前將廢塑料作為原料屢次再生循環使用。將回收的廢舊塑料分解成單體，然后重合成塑料→化學再生循環法根本機理：將回收廢塑料作為資源，以石油或單體形式利用，制備高分子〔產品。什么是生態系統和生態平衡？生態系統：在肯定的空間范圍內，生物群落與其生存環境之間通過物質循環和能量流淌所構成的綜合體就叫生態系統。生態平衡：生態系統在肯定時間內，構造和功能都處在相對穩定狀態，其物質和能量的輸入輸出接近相等，在外來干擾下能通過自我調整〔或人為把握〕恢復到原初的穩定狀態。又叫自然平衡。利用材料流分析，爭辯資源效率、環境影響的理論包括4倍因子r4，和10倍因子r10，簡述其根本原理。4倍因子理論：R=P/I=2/0.5=4 其中：R：資源效率；P：生產效率；I：原材料、能源消耗社會經濟和生產活動中，將能源消耗、資源消耗降低一半，同時將生產效率提高一倍，這樣在消耗一樣的水平下，4倍的產出。到達：消退貧富差距、不增加資源負擔、不降低生活水平的目標。10因子理論4倍因子理論根底上進展起來的。1992050GDP5倍。按現在的水平進展對環境的影響將增加10倍。環境影響＝GDPGDP的環境影響增長2倍增長5倍要下降10倍 資源〔能源〕效率提高10倍所以S教授明確提出在一代人之內，將資源和能源的生產效率提高10倍的目標。四.分析、設計題無機非金屬材料生態化改造的根本原則和對策？提示：可從無機非金屬材料的環境特性、產品的設計框圖等方面開放分析，簡述無機非金屬材料雙環路設計思路。根本原則：從設計、制造〔生產、使用到退役、廢棄、循環再生都必需與環境有優良的協調性。對策：環境協調性設計：產業升級，節能降耗，減排：用高技術提升改造傳統材料產業、提高產品品質、節能降耗、提高效益、削減或消退排放。循環再生利用：充分利用工業廢渣、城市垃圾、尾礦轉變原料體系，減輕對地表的破壞。進展替代材料：淘汰環境負荷重、對人體有害的無機材料。無機非金屬材料，有兩個特點：后期加工困難；廢棄后很難被重利用，或被環境消化。轉變這種狀態最有效、最直接的方法：長壽命設計、改進制備工藝、多功能設計。提示：水體治理的方法有幾種？分別的原理是什么？有哪些典型的材料？工程上處理水污染的材料和方法有：氧化復原材料：通過在廢水中參加氧化劑或者復原劑，使廢水中溶解的有機或無機的污染物與藥劑發生氧化復原反響，從而使廢水中的有毒污染物轉化為無毒或者微毒物質。氧化劑：空氣、氯系氧化劑、臭氧、高錳酸鉀氧化劑、過氧化氫氧化劑。復原劑：1.某些電極電位較低的金屬，如鐵屑、鋅粉等NaBH4中的B5-、SO32-Fe2+利用廢氣中的H2S、SO2和廢水中的氰化物等進展復原處理。有機膜材料：由高分子材料做成，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。無機膜材料：金屬膜、玻璃膜、陶瓷膜形成多孔起到過濾作用。無機膜主要還只有微濾級別的膜。懸浮物質分別材料：通過在污水中參加混凝劑鋁鹽、鐵鹽兩大類。混凝劑與水發生水解、聚合，再與水中的顆粒發生化學吸附、電中和等形成粗大絮凝體，然后除去。沉淀分別材料：通過在污水中參加沉淀劑，降低水中的某種離子的濃度，到達去除污染物的目的。〔LCA〕定義，與其他評價體系比較其優勢有哪些？LCA評價一個體系的框架包括哪四個LCA目前存在的問題？定義：評價某一過程、產品或大事，從原材料投入、加工、制備、使用，到廢棄整個生命周期過程中環境負荷的定量方法。優點：1建立起有關產品對資源要求、能源消耗和環境負載的綜合信息〔材料的整個生命周期，分析具有整體性〕確定整個周期或特定過程中到達的階段能源需求和排放量〔環節概念清楚，使評價可行性提高〕比較替代產品、工序和生產活動中，系統的納入和輸出對環境的影響〔可以作為定量的橫向比較、和縱向比較〕四局部：目標〔目的〕范圍確定→清單〔編目〕分析→環境影響評價〔分析〕→環境改善評價缺乏：應用范圍的局限性：只考慮了材料、生態環境，沒涉及技術、經濟、社會層面的問題和聯系→其它方面的信息相結合，給出全面評價和行動方案。評估范圍局限性：未涉及環境風險及法規等。方法局限性：含有太多主觀的成分，給哪個因素的權值重？大量的假設。受時間和地域性限制較為明顯：不同的時間，不同的地域，有不同的環境清單數據。請論述合金元素對于金屬材料具有兩面性作用，從環境協調性的角度闡述金屬材料設計時合金元素的選擇原則？合金元素的兩面性：合金元素的存在是金屬具有優異性能的保證，但是，由于合金的存在使金屬再循環變得困難。假設有些雜質或不想要的合金元素不能分別，那么性能得不到保證。隨著循環：優質鋼→一般鋼→劣質鋼→有害鋼從循環再生的觀點看，金屬材料設計時合金元素的選擇原則：原則上不添加現在尚不能精練脫除的元素盡量不使用環境協調性不好的元素〔有毒的、稀缺的元素〕合金組元、規格簡潔、再生循環過程中易于分選環境材料科學中，哪些方面用到了材料科學中的“界面與外表”〔外表吸附、外表催化〕處理大氣