《生態(tài)環(huán)境材料》作業(yè)一、填空題生態(tài)環(huán)境材料具備有三個(gè)特點(diǎn) 、 、 。 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(guò)程能耗格外大，鋁的環(huán)境協(xié)調(diào)性生產(chǎn)的措施主要有三種 、 、 。材料流〔materialsflow〕也稱(chēng)為物質(zhì)流，主要目的是 。生態(tài)設(shè)計(jì)o，是在材料和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，將保護(hù)生態(tài)、人類(lèi)安康和安全的意識(shí)有機(jī)地融入其中的設(shè)計(jì)方法，其目的 、 、 。國(guó)際環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)列出了17種對(duì)人體和環(huán)境有害的元素包括 和 等。無(wú)機(jī)非金屬材料制備過(guò)程中，對(duì)環(huán)境影響最大的環(huán)節(jié)是 。合成高分子材料主要包括三大類(lèi) 、 和 ，其中PP是 高分子材料的縮寫(xiě)。為了削減土地沙漠化，目前固沙的方法有 、 、 。自然礦物環(huán)境材料是指礦物及其改性產(chǎn)物組成與生態(tài)環(huán)境具有良好的協(xié)調(diào)性或者直接具有防治污染和修復(fù)功能的一類(lèi)礦物材料，對(duì)其特征有 、 、 。生態(tài)環(huán)境材料具備的主要功能包括 、 、 。進(jìn)展超長(zhǎng)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(nóng)用地膜，目前延長(zhǎng)地膜壽命的有效方法有 。纖維素是由纖維二糖聚合重復(fù)連接而成的線(xiàn)型高分子含有纖維素的物質(zhì)有 、 等。關(guān)于衡量材料環(huán)境影響的定量指標(biāo)，人們從不同的角度，不同深度提出了多種的表達(dá)和表征方法，包括 、 、 、 等。金屬材料的生態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，合金元素的選擇原則包括 、 、 等。生態(tài)系統(tǒng)的主要功能 、 、 、 等PE是 高分子材料的縮寫(xiě)。木材是一種優(yōu)質(zhì)的自然有機(jī)材料，重要成分含有 、 、 等人類(lèi)面臨嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題包括 、 和環(huán)境惡化等。一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)是由四個(gè)部分組成的，分別是：非生物環(huán)境、 、和 、 。為了高分子材料的可持續(xù)性進(jìn)展，有人總結(jié)出了3R 原則，三個(gè)R 分別代表三個(gè)英文單詞 、 、 。從工程的角度來(lái)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(píng)價(jià)〔LCA〕的模型有 、和線(xiàn)性規(guī)章法。可降解塑料的爭(zhēng)辯和生產(chǎn)可的緩解目前的“白色污染”現(xiàn)狀，依據(jù)降解機(jī)理，可降解高分子材料分為 、 以及上述兩種方法結(jié)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(lèi)，分別是 、 和 等。生態(tài)設(shè)計(jì)的根本那原則是 結(jié)合 。金屬材料設(shè)計(jì)時(shí)，合金元素的選擇原則是 、 、 。生態(tài)環(huán)境材料應(yīng)是同時(shí)具有滿(mǎn)足的 和優(yōu)良的 ，或者是能 的材料。所謂 是指對(duì)資源和能源消耗少、對(duì)環(huán)境污染小和循環(huán)再生利用率高。影響某一金屬材料資源動(dòng)態(tài)壽命的因素包括 、 和 等。利用材料流分析、爭(zhēng)辯資源效率和環(huán)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(guò)程中，合金元素和雜質(zhì)難以除去，從易于循環(huán)再生的觀點(diǎn)看，通用合金具有優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性，目前開(kāi)發(fā)的通用合金體系包括 、 和 。與其他材料比較，復(fù)合材料生態(tài)環(huán)境性能較差，主要的緣由是 。赤泥是冶煉 過(guò)程中產(chǎn)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(wèn)題。關(guān)于衡量材料環(huán)境影響的眾多定量指標(biāo)中，既考慮材料的環(huán)境影響，又考慮使用性能的指標(biāo)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(huán)境協(xié)調(diào)性格外好的布料、衣物、染料、紙張和水處理產(chǎn)品，其中的典型的代表有： 、 和 等。粉煤灰和煤矸石均可以通過(guò) 法分別將其制備成沸石或高強(qiáng)度的水泥。從無(wú)機(jī)非金屬材料制備工藝特點(diǎn)來(lái)看，其中 步驟的能耗最大。目前我國(guó)鋁的電解工藝相對(duì)落后，每1t鋁耗電約~1.5萬(wàn)度，開(kāi)發(fā)環(huán)境協(xié)調(diào)的鋁電解技術(shù)，研制和承受的 電極材料是主要途徑。環(huán)境的根本特征有 、 、 和 等無(wú)鉛焊料的替代材料要求滿(mǎn)足 和 。統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料承受自然礦物原料，包括 和 等環(huán)境治理功能材料包括環(huán)境凈化材料、環(huán)境修復(fù)材料和二推斷題，正確的打(√)，錯(cuò)誤的打(×)(110分)一樣份額的甲烷所引起的溫室效應(yīng)比二氧化碳高數(shù)十倍。 ( )LCA作為評(píng)價(jià)材料環(huán)境協(xié)調(diào)性的方法具有諸多優(yōu)勢(shì)，此方法受時(shí)間和地域限制較少。 ( )高分子材料隨著循環(huán)使用次數(shù)的增加，其性能必定下降。 ( )金屬資源的壽命不但受到其總儲(chǔ)量和消耗速度的影響，還受到該金屬元素再生量的影響。 ( )環(huán)境協(xié)調(diào)的鋁電解技術(shù)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(guān)鍵工藝是水熱反響法。 ( )廢橡膠、廢舊纖維再生循環(huán)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(huán)境材料都具有很強(qiáng)的吸附力量。 ( )自然高分子材料，具有優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性，可直接使用。 ( )目前開(kāi)發(fā)的無(wú)氟冰箱或無(wú)氟空調(diào)，其冷卻介質(zhì)已完全不含氟元素。( )分解者進(jìn)展同化作用和繁衍后代的過(guò)程也屬于物質(zhì)生產(chǎn)。 ( )信息傳遞具有雙向性，而能量的流淌具有單向性。 ( )自然環(huán)境一旦遭到破壞，單靠自身的調(diào)整功能是不能再恢復(fù)到平衡狀態(tài)了。( )材料流也稱(chēng)物質(zhì)流，是評(píng)估資源效率的方法，主要計(jì)算產(chǎn)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(jìn)展分析。 ( )產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的功能創(chuàng)對(duì)改善環(huán)境性能的奉獻(xiàn)最明顯。 ( )赤泥是氧化鋁提煉鋁過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物。 ( )削減無(wú)機(jī)非金屬材料污染、破壞環(huán)境最有效的途徑是長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)。 ( )自然高分子材料，具有優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性，可直接使用。 ( )光降解塑料的實(shí)質(zhì)是在紅外線(xiàn)照耀下的一種快速光老化反響過(guò)程。 ( )通過(guò)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(huán)境影響分析的4倍因子理論由日本專(zhuān)家提出，10倍因子和8倍因子理論是由德國(guó)專(zhuān)家提出。( )LCA局限性包括應(yīng)用范圍的局限性、評(píng)估范圍的局限性和評(píng)估方法的局限性等( )簡(jiǎn)潔合金是通過(guò)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(lèi)簡(jiǎn)潔合金。 ( )金屬、高分子、陶瓷和復(fù)合材料中復(fù)合材料的再生利用難度最大。 ( )三、選擇題就我國(guó)狀況而言，以下無(wú)機(jī)非金屬材料在生產(chǎn)過(guò)程中總能耗最大是 玻璃 (b)水泥 (c)耐火材料 (d)先進(jìn)陶瓷自然礦物環(huán)境材料對(duì)改善環(huán)境的功能表現(xiàn)形式有多種，具有孔道過(guò)濾效應(yīng)的材料是海泡石 (b)鉀長(zhǎng)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(jī)膜材料 (c)懸浮物分別材料 (d)無(wú)機(jī)膜材料高分子合成的綠色化要求盡量削減有機(jī)溶劑的使用，以下可作為環(huán)境友好型超級(jí)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(tài)設(shè)計(jì)o，是在材料和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，將保護(hù)生態(tài)、人類(lèi)安康和安全的意識(shí)有機(jī)地融入其中的設(shè)計(jì)方法，其目的描述不正確的選項(xiàng)是 。物質(zhì)合理轉(zhuǎn)化 (b)能量合理流淌 (c)生命周期中每個(gè)環(huán)節(jié)成為整體 (d)性能優(yōu)先石棉材料用途廣泛，價(jià)格低廉，但長(zhǎng)期吸入石棉可導(dǎo)致石棉冷靜病，石棉肺 以下材料可替代石棉、同樣滿(mǎn)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(kuò)展，造成環(huán)境惡化，具有化學(xué)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(xù)的加工和處理的有效方法不包括 。裂開(kāi)技術(shù)(b)壓實(shí)技術(shù)(c)分選技術(shù)(d)填埋技術(shù)污染水體治理材料中的膜分別材料依據(jù)孔徑可以分為不同的級(jí)別，下面可以過(guò)濾蛋白質(zhì)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(jià)態(tài)時(shí)毒性大，可用復(fù)原劑降低價(jià)態(tài)，然后分別除去，常用的復(fù)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(shí)具有物理吸附和化學(xué)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(duì)于大氣污染定義的本質(zhì)特征描述不正確的選項(xiàng)是 。人類(lèi)活動(dòng)引起(b)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)(c)足夠的濃度(d)危害安康和環(huán)境自然高分子材料來(lái)自自然、產(chǎn)量巨大，可作為原料生產(chǎn)餐盒、飲料杯等產(chǎn)品的。纖維素(b)甲殼素(c)淀粉(d)蛋白質(zhì)自然礦物中需要肯定物理化學(xué)反響才能使用是 。大理石(b)甲殼素 (c)花崗巖(d)硅藻土我國(guó)廢舊塑料中占確定數(shù)的原料來(lái)自 。PE (b)PP (c)PS (d)PVC環(huán)境協(xié)調(diào)的鋁電解技術(shù)中可以用于惰性陰極材料或技術(shù)是 。銅基金屬(b)硼化鈦涂層技術(shù) (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(jī)溶劑的使用，以下可作為環(huán)境友好型溶劑的。汽油(b)二氧化碳(c)酒精(d)去離子水三.簡(jiǎn)答題生態(tài)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想存在的差異是什么？生態(tài)設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)展而來(lái)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是根底。著重追求生產(chǎn)效率。生態(tài)設(shè)計(jì)，把利潤(rùn)、性能和環(huán)境融為一體，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的可持續(xù)進(jìn)展、最終實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)進(jìn)展。著重考慮原材料選擇，制造過(guò)程省資源、省能源和無(wú)污染，廢棄后可循環(huán)再生。從產(chǎn)品的孕育階段就開(kāi)頭自覺(jué)運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，使產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中：物質(zhì)合理轉(zhuǎn)化、能量合理流淌、生命周期中每個(gè)環(huán)節(jié)成為一個(gè)整體。什么是環(huán)境材料？它是一種全的材料嗎？生態(tài)環(huán)境材料：是同時(shí)具有滿(mǎn)足的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性，或者是能夠改善環(huán)境的材料。實(shí)質(zhì)上是賜予傳統(tǒng)構(gòu)造材料、功能材料以特別優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。不是全的材料。有機(jī)聚合物〔塑料〕的再生循環(huán)技術(shù)主要分為幾類(lèi)，根本機(jī)理是什么？有機(jī)聚合物的再生循環(huán)技術(shù)大致可以分為兩類(lèi)：將回收廢舊塑料作為原材料使用→材料再生循環(huán)法根本機(jī)理：在塑料功能喪失之前將廢塑料作為原料屢次再生循環(huán)使用。將回收的廢舊塑料分解成單體，然后重合成塑料→化學(xué)再生循環(huán)法根本機(jī)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(chǎn)品。什么是生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)平衡？生態(tài)系統(tǒng)：在肯定的空間范圍內(nèi)，生物群落與其生存環(huán)境之間通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流淌所構(gòu)成的綜合體就叫生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)在肯定時(shí)間內(nèi)，構(gòu)造和功能都處在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，其物質(zhì)和能量的輸入輸出接近相等，在外來(lái)干擾下能通過(guò)自我調(diào)整〔或人為把握〕恢復(fù)到原初的穩(wěn)定狀態(tài)。又叫自然平衡。利用材料流分析，爭(zhēng)辯資源效率、環(huán)境影響的理論包括4倍因子r4，和10倍因子r10，簡(jiǎn)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(chǎn)效率；I：原材料、能源消耗社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)活動(dòng)中，將能源消耗、資源消耗降低一半，同時(shí)將生產(chǎn)效率提高一倍，這樣在消耗一樣的水平下，4倍的產(chǎn)出。到達(dá)：消退貧富差距、不增加資源負(fù)擔(dān)、不降低生活水平的目標(biāo)。10因子理論4倍因子理論根底上進(jìn)展起來(lái)的。1992050GDP5倍。按現(xiàn)在的水平進(jìn)展對(duì)環(huán)境的影響將增加10倍。環(huán)境影響＝GDPGDP的環(huán)境影響增長(zhǎng)2倍增長(zhǎng)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(nèi)，將資源和能源的生產(chǎn)效率提高10倍的目標(biāo)。四.分析、設(shè)計(jì)題無(wú)機(jī)非金屬材料生態(tài)化改造的根本原則和對(duì)策？提示：可從無(wú)機(jī)非金屬材料的環(huán)境特性、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)框圖等方面開(kāi)放分析，簡(jiǎn)述無(wú)機(jī)非金屬材料雙環(huán)路設(shè)計(jì)思路。根本原則：從設(shè)計(jì)、制造〔生產(chǎn)、使用到退役、廢棄、循環(huán)再生都必需與環(huán)境有優(yōu)良的協(xié)調(diào)性。對(duì)策：環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)：產(chǎn)業(yè)升級(jí)，節(jié)能降耗，減排：用高技術(shù)提升改造傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)、提高產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)能降耗、提高效益、削減或消退排放。循環(huán)再生利用：充分利用工業(yè)廢渣、城市垃圾、尾礦轉(zhuǎn)變?cè)象w系，減輕對(duì)地表的破壞。進(jìn)展替代材料：淘汰環(huán)境負(fù)荷重、對(duì)人體有害的無(wú)機(jī)材料。無(wú)機(jī)非金屬材料，有兩個(gè)特點(diǎn)：后期加工困難；廢棄后很難被重利用，或被環(huán)境消化。轉(zhuǎn)變這種狀態(tài)最有效、最直接的方法：長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)、改進(jìn)制備工藝、多功能設(shè)計(jì)。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(fù)原材料：通過(guò)在廢水中參加氧化劑或者復(fù)原劑，使廢水中溶解的有機(jī)或無(wú)機(jī)的污染物與藥劑發(fā)生氧化復(fù)原反響，從而使廢水中的有毒污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或者微毒物質(zhì)。氧化劑：空氣、氯系氧化劑、臭氧、高錳酸鉀氧化劑、過(guò)氧化氫氧化劑。復(fù)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(jìn)展復(fù)原處理。有機(jī)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(wú)機(jī)膜材料：金屬膜、玻璃膜、陶瓷膜形成多孔起到過(guò)濾作用。無(wú)機(jī)膜主要還只有微濾級(jí)別的膜。懸浮物質(zhì)分別材料：通過(guò)在污水中參加混凝劑鋁鹽、鐵鹽兩大類(lèi)。混凝劑與水發(fā)生水解、聚合，再與水中的顆粒發(fā)生化學(xué)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(guò)在污水中參加沉淀劑，降低水中的某種離子的濃度，到達(dá)去除污染物的目的。〔LCA〕定義，與其他評(píng)價(jià)體系比較其優(yōu)勢(shì)有哪些？LCA評(píng)價(jià)一個(gè)體系的框架包括哪四個(gè)LCA目前存在的問(wèn)題？定義：評(píng)價(jià)某一過(guò)程、產(chǎn)品或大事，從原材料投入、加工、制備、使用，到廢棄整個(gè)生命周期過(guò)程中環(huán)境負(fù)荷的定量方法。優(yōu)點(diǎn)：1建立起有關(guān)產(chǎn)品對(duì)資源要求、能源消耗和環(huán)境負(fù)載的綜合信息〔材料的整個(gè)生命周期，分析具有整體性〕確定整個(gè)周期或特定過(guò)程中到達(dá)的階段能源需求和排放量〔環(huán)節(jié)概念清楚，使評(píng)價(jià)可行性提高〕比較替代產(chǎn)品、工序和生產(chǎn)活動(dòng)中，系統(tǒng)的納入和輸出對(duì)環(huán)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(biāo)〔目的〕范圍確定→清單〔編目〕分析→環(huán)境影響評(píng)價(jià)〔分析〕→環(huán)境改善評(píng)價(jià)缺乏：應(yīng)用范圍的局限性：只考慮了材料、生態(tài)環(huán)境，沒(méi)涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)層面的問(wèn)題和聯(lián)系→其它方面的信息相結(jié)合，給出全面評(píng)價(jià)和行動(dòng)方案。評(píng)估范圍局限性：未涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及法規(guī)等。方法局限性：含有太多主觀的成分，給哪個(gè)因素的權(quán)值重？大量的假設(shè)。受時(shí)間和地域性限制較為明顯：不同的時(shí)間，不同的地域，有不同的環(huán)境清單數(shù)據(jù)。請(qǐng)論述合金元素對(duì)于金屬材料具有兩面性作用，從環(huán)境協(xié)調(diào)性的角度闡述金屬材料設(shè)計(jì)時(shí)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(yōu)異性能的保證，但是，由于合金的存在使金屬再循環(huán)變得困難。假設(shè)有些雜質(zhì)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(huán)：優(yōu)質(zhì)鋼→一般鋼→劣質(zhì)鋼→有害鋼從循環(huán)再生的觀點(diǎn)看，金屬材料設(shè)計(jì)時(shí)合金元素的選擇原則：原則上不添加現(xiàn)在尚不能精練脫除的元素盡量不使用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的元素〔有毒的、稀缺的元素〕合金組元、規(guī)格簡(jiǎn)潔、再生循環(huán)過(guò)程中易于分選環(huán)境材料科學(xué)中，哪些方面用到了材料科學(xué)中的“界面與外表”〔外表吸附、外表催化〕處理大氣