2015年環境影響評價師《導則與標準》考點:環境材料的研究進展


材料產業支掌著人類社會的發展,為人類帶來了便利和好處,但同時在材料的生產、處理、循環、消耗、使用、回收和廢棄的過程中也帶來了沉重的環境負擔。這促使各國材料研究者 從頭審視材料的環境負擔性,研究材料與環境的相互作用,定量評價材料生命周期對環境的 影響,研究開發環境協調性的新型材料。這就產生了一門新興學科――環境材料。
環境材料的研究引起了各國政府的普遍重視,國家的高科技發展計劃中,環境材料都是一個 重要的主題。其中,環境材料的研究包括生態建材、固沙植被材料、生物醫藥材料、環境協 調性工藝等。開發環境相容性的新材料及其制品,并對現有材料進行環境協調性改進,是環 境材料研究的主要內容。
天然材料開發
從生態觀點看,天然材料加工的能耗低,可再生循環利用,易于處理,對天 然材料進行高附加值開發,所得材料具有先進的環境協調性能并具有優良的使用性能。
將熱塑性塑料如LDPE等和木材纖維,木屑等共混,利用傳統的注射成型法得到的多孔性工木 材(PEW)能充分利用廢棄的塑料和木屑,并且具有生物降解性。木材陶瓷化也是有效利用木 質材料的重要形式。以酚醛樹脂填充木材,經高溫真空燒制后得到木材陶瓷,可作溫度傳感器等多種用途。
可回收的材料設計和開發
可回收的金屬材料,如碳鋼防腐涂層材料在回收時不須考慮涂層 的分離,使鋼鐵回收合金環境負擔性更小??苫厥账芰系拈_發,如在聚丙烯薄膜或泡沫中分 散一定量為BaO,可以使其在623-673K加熱,即可解聚為丙烯,具有優良的回收性能。
超高性能材料開發
超高性能,超長壽命材料的研制,可以有效降低了材料的負荷/壽命比 ,從總體來看也是降低材料環境負擔性的一個有效途徑。
環境工程材料的發展
針對積累下來的污染問題,開發門類齊全的環境工程材料,對環境進 行修復,凈化或替代處理,逐漸改善地球的生態環境,使之可持續發展,也是環境材料的一 個重要方面。環境工程材料一般指防止或治理環境污染過程中所用的一些材料。
廢水中各種重金屬離子吸附材料的開發,是水治理的一個重要組成部分。采用某種天然粘土吸收重金屬,多環芳烴,碳氫化合物和苯酚,可用于石油化工廠的污水凈化。大氣污染治理 的典型材料為Tio2系列的光催化材料。
從資源狀況和利用效率來看,廢物回收利用對緩解資源匱乏的壓力有著重要的作用。近年來 ,綜合利用工業固體廢棄物(如鋼渣,廢鐵,廢玻璃,廢塑料,橡膠,紙等)一直是研究的重點。
廢棄塑料的回收利用
廢棄塑料一直嚴重污染環境,白色垃圾問題是一直困擾著城市的環境問題,因此,塑料的回收對環境保護來說,具有很重要的意義。目前塑料的回收方法很多,如氣化、水解等。
農產品廢物的高附加值利用 農產品廢料,具有更深的再開發功能。許多農產品廢料含豐富 的半纖維素(25~50%),木質素(30~50%),纖維素(30~50%)。合理利用這些廢料,不僅顯著降低環境污染,而且可建立基于農產品的工業,如生產木糖,木糖醇,紙漿等。
固體廢棄物的回收利用
固體廢棄物的回收也是研究的重點。固體廢棄物數量大,廢棄物處 理占用大量土地資源。在歐洲,建筑拆遷的固體廢棄物每年就有2.21~3.35億噸;我國工業 廢渣和生活垃圾的每年產出量達320億噸,其中工業廢渣1995年6.5億噸,累計66億噸,占地 約5.5億平方米。將建材工業和廢物利用結合起來將是一個很好的解決途徑,如在水泥混凝 土中加入粉煤灰,礦渣和硅灰;利用爐渣,粉煤灰和鐵礦石為主要材料制作新型墻體材料。最大限度的利用廢材,達到最小環境危害。
綜上所述,環境材料的研究已經深入到工業的各個領域。在資源和能源的有效利用,減少環境負荷上環境材料具有很大優勢,是實現材料產業的可持續發展的一個重要發展方向。
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