第 4 章材料的环境负荷

第 4 章材料的环境负荷北京大学环境科学与工程学院

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材料的环境负荷对不同类型的材料而言，其对环境的损伤或影响程度是不相同的。为了定量描述这种损伤或影响的程度，需要引入一个物理量，这就是材料的环境负荷。

所谓环境负荷是指某一具体材料在其生产、使用、消费或再生过程中耗用的自然资源数量和能源数量，以及其向环境体系排放的各种废弃物，例如气态、固态和液态废弃物之总量。

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4.1 环境负荷的评价内容

任何材料在其生产中，例如金属材料的采矿、冶炼、加工成型等过程中，均涉及能源的消耗。对于高分子材料和无机材料也是如此。没有能耗就不可能制备材料。而材料产业是能源的主要消耗者，其能耗约占工业总能耗的 30%～ 40%。

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金属材料


金属材料材料的生产过程涉及大量的资源消耗。这种资源包括两大类。一类是主原料，例如生产碳钢时的铁矿石。另一类是辅料，例如碳钢生产过程中的脱氧剂、脱硫剂、铁合金等。


金属材料


4.2 污染物的排放 4.2.1大气污染空气中的氮、氧、氩三者共占大气总浓度的 99.9%以上，成为大气的主要成分。此外大气中还有少量的二氧化碳、稀有气体等。


洁净空气


大气污染物的形成可以分为自然源和人工源两类。自然源主要有火山爆发、森林火灾、土壤风化等，一般造成二氧化硫、一氧化碳及沙尘等污染。

人工污染源主要是由工业、交通运输以及居民生活等几方面的活动造成的。其中，飞机排放的大气污染物约占大气污染总量的 1％～ 2％，而船舶仅占 0.05％左右。居民生活主要由炊饮、取暖、垃圾等活动过程造成大气污染，形成的污染物有 CO、 SO2、 N0X、碳氢化合物、烟尘等。

污染源又分为点源、面源、线源


大气污染物气体污染物是指那些在常温常压下为气态的有害物质以及某些有害固体或液体的蒸气。

当前，各国普遍列入影响空气质量标准的污染物除颗粒物外，主要是二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化物、臭氧 5种气体污染物。

一般情况下大气污染物中的颗粒物与二氧化硫之和为 40%，二氧化氮、碳氢化物以及其它废气占30%，一氧化碳占 30%。


(1)气体污染物

A.二氧化硫主要来自矿物燃料的燃烧和材料的生产过程。许多金属矿物，特别是有色金属矿，如 CuS、 PbS、 NiS、 ZnS等都是含硫的化合物。

如欲将硫化物还原为纯金属，则硫最后必定转变成 SO2。如在铜的冶炼过程中，由于 Cu和 SO2的原子量均为 64，所以生产一单位的Cu意味着生产一单位的 SO2。

由于 SO2具有强烈的刺激性，当空气被二氧化硫污染时，容易被人发现。即使大气中的 SO2浓度低到 1×10-6时，人的嗅觉也能感觉到。 SO2在空气中的滞留时间大约一周。二氧化硫性质活泼，不仅易溶于水造成酸性腐蚀，还容易进一步发生各种化学反应。


B.氮氧化物

一氧化氮和二氧化氮，统称为氮氧化物（ NOx ）。其有害于人体健康，腐蚀建筑物和生产设备，并能导致发生酸雨和光化学烟雾，而被列为大气中的重要污染物。

在普通的燃烧中大部分为 NO。燃烧中产生的 NOx是通过以下两条途径形成的。第一，空气中的氮分子在高温状态下氧化成 NOx。第二，燃料中各种氮的化合物经燃烧形成 NOx。最近的研究表明，燃料中 N的燃烧形成的NOx对大气的影响是主要的 (国家脱硝项目）。

一般情况下， NO在大气中的寿命约为几天，随后逐渐变成 NO2。 NO2的毒性比 NO高 4～ 5 倍。 NO2气体呈棕红色，有特殊刺激嗅味， 1×10-6（ v/v ）的浓度就能使人感觉到。


C.一氧化碳和二氧化碳

一氧化碳是众所周知的毒气，将其列为大气污染物是必然的。一氧化碳是含碳化合物不完全燃烧的产物。在任何燃烧过程中，无论是单质碳还是碳化合物，总是首先被氧化成 CO，因其分子中三键强度很大，使大多数 CO2的反应均需很高的活化能，所以 CO2的生成速度较慢。

只有在供氧充分时才能全部变成 CO2。而实际上燃料燃烧中总有局部的供养不足现象，因而必有一部分反应生成物是 CO。

又由于燃烧时总是温度很高，而高温能使 CO2分解为 CO和 O2。即使急冷也不能使 CO 很快地再氧化以达到平衡的浓度。正是由于这些原因，在燃烧矿物燃料时总会生成一定浓度的 CO。


一氧化碳和二氧化碳 CO的毒性特点是它无色、无味、无嗅，故使人不易察觉其存在。当其被吸入人体后，它极易与血红蛋白结合（血红蛋白与 CO的亲合力比与 O2

的亲和力大 200—300 倍），使血红蛋白失去携氧能力。浓度高时可造成窒息死亡，浓度低时可造成慢性中毒。

CO2无毒，对人体无害。将它列为环境污染物的原因在于它的温室气体效应。


D.碳氢化合物

大气中的碳氢化合物泛指各种烃类及其衍生物，品种极多，一般以 HC为代表符号。

焦化厂、煤气厂、炼油厂等工厂以及交通运输工具是 HC的主要来源。这些化合物多为石油的副产物。

HC的重要性在于它和 NOx在阳光作用下发生光化学反应，衍生出种种污染物，由这些物质所造成的烟雾污染现象，称之为光化学烟雾。


光化学烟雾

主要的光化学反应： (1) 汽车排放出 NOx和 HC， NOx在阳光作用下推动 HC发生反应；

(2)在日光作用下 NOx 光解； (3)NOx 经光化学作用生成“氧化剂”。这些氧化剂包括O3、O，过氧化物和激发态的O2 ；

(4)由 HC氧化生成多种产物，其中有烟雾和刺激眼睛的物质，如醛类、酮类等。

VOC 和 PAN的重要性


臭氧的环境浓度： 0.02~0.06ppm 但城市浓度要高很多美国国家标准： 0.12ppm （小时平均值）

PAN 的发现和性质

起源：洛杉矶光化学事件 1940s

发现：利用红外光谱研究光化学烟雾时，首先发现该种物质包含羰基官能团和硝酸基团，随后又发现存在一个过氧化学键。 Peroxyacetyl nitrate ---PAN---- 过氧乙酰

硝酸酯


过氧酰基硝酸酯类物质均不稳定，受热容易分解，在室温下就能以相当快的速度分解。因此，关于它们的熔沸点等物理性质的研究很少。其熔点为 -48.5°C ，沸点为 104°C 。


PAN 在大气污染中的角色

PANs 是除臭氧之外最重要的光化学二次污染物， PANs 广泛的存在于对流层和低平流层大气中；

本身是氧化剂、刺激性物质、诱变剂和植物毒素

PANs 是光化学反应最适宜的指示剂，因为并不存在 PANs 的天然一次来源，它直接来自于 RC(O)O2和 NO2 的反应。

RC(O)O2 + NO2 + M —>RC(O)O2NO2 + M 该反应是可逆的，尤其是在较高的温度条件下 PANs 又会缓慢的释放 NOx 和相应的自

由基。 PANs 可以随气团进行远距离的传输，在适合的条件下再次分解，通过氮氧化物的释放将会影响其他地区的光化学反应过程，而相应的过氧酰基自由基也会对大气中的物质组成和 VOCs 的转化产生影响。

通过传输，引发清洁地区的光化学反应



PANs 还是大气中重要的 NOy 组成物质，尤其是在高空对流层中， PANs 往往占有非常高的比例

在低对流层， PANs 的热解是其主要的去除途径，而在高对流层中 PANs 的光解作用也不容忽视。

PANs 各物种间的比例关系等能够反映并影响 VOCs 物种的组成和分配，与臭氧，含氮的无机有机化合物有着密切的关系。目前的研究成果表明，在整个大气的复合系统中， PANs 类化合物通过与 VOCs和 NOx 的相互反馈，对全球和局地大气氧化反应发挥着重要的作用。



大气中的 PANs 化合物生成，首先由产生酰基自由基 RC(O) 开始： RC(O)H + OH → RC(O) + H2O ⑴ 这是一种最简单的酰基自由基生成反应。酰基自由基 RC(O) 主要是

醛类与 OH 自由基产生，也可以由酮类或酸类光解产生。

比如 CH3C(O)C(O) 的分解或者丙酮的光解。其中，丙酮的光解反应可以作为生成 PAN 标气的来源 (Meyrahn et al. 1987)。 CH3C(O)CH3 在近紫外波段的光解反应：

CH3C(O)CH3 + hν → CH3C(O) + CH3 ⑵ 简单的酰基自由基可能分解或者与 O2 反应，生成过氧酰基自由基： RC(O) + M → R + C(O)+ M ⑶ RC(O) + O2 + M → RC(O)OO + M ⑷



RC(O)OO 与空气中的 NO2 反应，便生成了 PANs 化合物： RC(O)OO + NO2 + M → RC(O)OONO2 + M ⑸

RC(O)OO 除了能与 NO2 反应，还能与空气中的很多物质反应，包括 NO， HO2 和其它过氧自由基。比如：

RC(O)OO + NO → RC(O)O + NO2 ⑹

RC(O)O + M → R + CO2 + M ⑺

RC(O)OO与 NO 生成的酰氧自由基，能够迅速分解，损耗空气中的 PANs 类物质。


PANs的反应


监测技术 GC-ECD方法是利用气相色谱对空气样品不同的

物质进行分离，利用 ECD检测器进行检测。 ECD 的原理是只有载气通过时，放射源放出 β-射线将载气轰击电离，产生大量电子。当电负性组分随同载气进入检测器时，俘获池内电子，使基流下降，产生一负峰。


课题组自主成功开发 PANs 在线标定监测原理与性能：采用 GC-ECD原理

目标物种时间分辨率（分钟）标定方法检测限

pptv（）开发单位

PAN 0.67 挥发源 120

10 在线合成 2510, 20 在线合成 5

PAN 20 挥发源未知日本PAN 2.5 , 5 挥发源 100 韩国

PAN 德国

美国

仪器性能比较

PANPPNMPAN

10 在线合成 5

PANPPNMPAN

5 在线合成 5 -北大中国

现状：由于监测手段的困难，国内监测数据还很少见

美国：从上世纪 60年就开始了 PANs 的广泛监测研究。其最高浓度达到 58ppbv ，目前普遍在 10ppbv 以下

中国：从上世纪 90年开始关注 PANs 的监测研究，北京大学在 94年发表文章，介绍监测和模拟实验结果。

从 2005年起，本小组已经积累了国内 8年的 PAN 在线观测数据。

(2) 悬浮颗粒物

悬浮在大气中的微粒统称为悬浮颗粒物 , 简称为颗粒物。

微粒可以是固体，也可以是液体。因其对生物的呼吸，环境的清洁、空气的能见度以及气候因素等造成不良影响，所以是大气中危害最明显的一类污染物。


气溶胶的分类总悬浮颗粒物（ TSP）：分散在大气中的

各种粒子的总称飘尘 : 可在大气中长期漂浮的悬浮物，粒径小于 10um

可吸入颗粒物粒径小于 10um 的颗粒物（小于 2.5um称为细粒子，大于 2.5um称粗粒子）



悬浮颗粒物大气中不同的颗粒物包括：烟、尘、雾等。不同颗粒的粒径各不相同。

(1) 粉尘：是一种尺寸较大的固体颗粒，约1～ 100um。在材料的制造和处理过程中产生的各种粒子，如煤粉、石墨粉、水泥、尾矿灰尘等就是典型的粉尘。


悬浮颗粒物 (2)烟雾：在材料的升华、蒸馏、煅烧或化学反应过程中产生的蒸汽经冷凝而形成的固体微粒。通常是指金属氧化物。尺寸非常小，一般在 0.03～0.3um之间。在有色金属的冶炼过程中，如铅或锌蒸发而形成的氧化铅或氧化锌就属于这种烟雾。

(3)烟：由碳氢化合物不完全燃烧而形成的固体微粒。尺寸在 0.05～ 1.0um。煤烟属于典型的烟类。


悬浮颗粒物 (4) 雾：由蒸气凝结成或化学反应形成的液体颗粒。其尺寸范围约为 0.5～ 3.0um。硫酸雾就是一例典型。由于不同颗粒物径级的来源和形成机制不同，其化学组成也存在差异。通常粒径小于2.5um的颗粒物为：SO42-， Pb， As， Se， Zn， Cu， Ni，Mn，Sn， Cd， V， Sb，炭黑等；而粒径大于2.5um的颗粒物为： Fe， Ca， Ti，Mg， K，PO43-， Si， Al， NO3-等。

京津冀的 PM2.5

中科院大气所王跃思京津冀车、油、煤


PM2.5 的主要成分


采集于北京的 PM2.5 单颗粒微观组图


形状 PM2.5什么形状都有，它是各种有毒有害颗粒物的集合。当湿度大的时候，颗粒物吸收了水，因为水滴向每个方向的张力力求均等，因此往球形发展，但湿度不大的时候，蘑菇状、棍子状、网状等什么形状都有。


北京的 PM2.5 来源夏季，北京城区 PM2.5 污染源中，烹饪源

能占到 15%-20%左右，汽车和相关产业占到 40%-50% ，外地污染传输占 30% ，扬尘占的比例少于 10%


雾霾的治理 ---- 北京需要多少年？


公众参与的重要性公众不参与， PM2.5 的问题也解决不了。

比如尾气问题，大家就得把自己车的尾气过滤设备保养好。观测到，每天中午都会有 PM2.5 的一个峰值，来源主要就是餐馆的油烟，因为它们的排烟过滤装置不合格，政府部门的监管力度也不够。这些都得靠公众和政府部门协调行动才能解决。


王跃思的建议比如汽车尾气过滤设备，政府为什么不增加一些维修的地方，为什么不给维修企业相关补贴，从而降低市民维修保养的成本呢？

对于餐馆排烟的检查，定时提供高质量的油烟过滤材料，回收用过的滤材集中活化后再提供餐馆免费使用。

另外，政府还应该关注企业的脱硫脱硝设备是否正常运转，加油站的京 V油品含硫量到底达标了没有等等。


蓝天数


PM2.5 的来源北京和京津冀



4.2.2 水体污染

地球上水体总储量 , 海水占 97.3%, 冰川和冰冠占 2.14%, 地面水包括江河湖泊在内约占 0.02%, 地下水占 0.61%,大气中的水蒸气不到 0.01%。

水是一种宝贵的自然资源，材料的生成和加工都离不开水资源，例如生成 1t钢需要 49t 水资源。

水体受到污染，不仅妨碍了工农业生产，影响水生生态系统，还直接或间接地危害人体的健康。尤其是重金属元素以可溶离子状态溶解在水中，通过人体吸收，会造成严重的病变，如金属镉离子污染会引起人体的骨痛病；汞中毒可以使人中枢神经失灵，并造成永久性病变；铬、锑及其化合物具有致癌作用。


水体污染物的来源：一是生活废水，一般来自居民住宅、医院、

学校、商业等生活活动；二是工业废水，主要是由工业生产中一些有害物如重金属有机物、酸碱盐、油、放射性废水等混入工业用水造成的。


水体的污染物发生的两个作用由于流动、稀释、扩散、沉淀等物理作用，其浓度会发生变化。由于化学作用和生物作用，有害物和污染物本身会分解，发生无害化的质变，这称之为水的自净化作用。

在水域中被稀释了的污染物在自然界生物体内会被浓缩和富集，如果这些物质在生物体内不能分解，则会累积起来，产生非常严重的连锁性反应和后果，例如 Hg或 Cd等难分解的有害物质就是如此。在食物链中，元素的浓缩系数是逐渐增加的。

当浓度为 5×10-11的 Cr从海水中转换到鱼类体内时 ,其浓度可达 3.5×10-2, 即浓缩了 1000万倍。


(1) 悬浮固体物质

将水在 103℃蒸发，此时测得的固体物为总固体物 TS。总固体物可以分成溶解性固体物和悬浮固体物。悬浮固体物质是水中含有的不溶性物质，是水质污染在外观上的重要指标。浑浊的水常含有大量的悬浮固体物，其上会吸附一些有毒有害的离子，并随着悬浮固体物质迁移到很远的地方，从而使污染扩大化。


(2)无机污染物

冶金，金属加工中的酸洗工序，人造纤维材料等工业废水是水体酸污染的重要来源。而碱法造纸，化学纤维材料等工业废水是碱污染的重要来源。水体遭到酸碱污染后，其酸碱度将发生变化，当水体的 pH 值小于 6.5或大于 8.5时，水中的微生物生长将受到抑制，这将导致水体自净化能力受到阻碍，并可腐蚀水下各种设备与船舶。

在无机物污染中，氰化物是毒性很强的物质，氰化物以各种形式存在于水中，它是非常有害的物质，可对细胞中氧化酶造成损害，其毒性很大。主要来自电镀废水，煤气废水，炼焦废水，有色金属冶炼废水等。


(3) 重金属污染物

污染水体的重金属有汞、镉、铅、铬、铜、钴、锌等。其中以汞的毒性最大。此外还有砷，它虽不是重金属，但毒性与重金属相似，故经常归入重金属一起讨论。

重金属主要来自采矿，冶炼，电镀，化工等工业废水。重金属在水中可以多种形态存在，其可被水中悬浮物或底泥等胶体粒子吸附而富集，也可以通过水解或与硫离子，碳酸根离子形成氢氧化物，硫化物和碳酸盐沉淀物；还可以与 Cl-， OH-， HCO3-， F-等阴离子以及腐植酸等形成各种较易溶解的化合物，这一作用可使重金属从悬浮固体粒子或底泥里释放出来进入水中。


(4)耗氧有机物

当废水中含有大量的碳氢化合物，蛋白质，脂肪，木质素等有机物质时，如果这些物质不经过处理而直接排入河流或湖泊中，它们将被水中的细菌和微生物分解。因在其分解过程中需消耗水体内的溶解氧，故称这些有机物为耗氧有机物，其污染程度可用生化需氧量（ BOD ），化学需氧量（ COD ）等各种指标表示。

有机污染物，通常是以微生物摄取有机物时消耗的氧量来表示，即 BOD。应注意 BOD 并不是对某一污染物的直接测量，而是测量细菌或微生物分解有机物所需的氧量。


4.2.3固体污染物

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为固体废弃物，因这些固体废弃物对环境造成的变质现象称为固体废弃物污染，相应地，这些可污染环境的固体废弃物称为固体污染物。


固体污染物的环境影响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。固态废弃物的堆存占地面积已超过 100万亩（ 1亩＝666.6m2 ），其中农田 25万亩。这些固体废弃物被雨雪淋湿，浸出大量毒物和有害物，使土地毒化、酸化、碱化，污染面积往往超过所占土地数倍；进入土壤中的各种有害成分还会导致水体污染。


固体污染物的环境影响在材料生产中排放的固体废弃物对大气造成的污染不容忽视。如尾矿和粉煤灰在 4级以上风力作用下，可飞扬 40～ 50m，使其周围灰砂弥漫；长期堆放的煤矸石因含硫量高可引起自燃，向大气中散发大量的二氧化硫气体 .


固体污染物的环境影响由固体废弃物造成的危害中，最为严重的是危险废物的污染。易燃、易爆、腐蚀性、剧毒性和放射性固体废弃物既易造成即时性危害，又易产生持续性危害，如我国有色金属冶炼过程中，每年从固体废物中约流失上千吨砷、上百吨镉、几十吨汞，其危害无法估计。


固体污染物的来源固体污染物的来源可分为工业、矿业、城市和放射性废弃物等。

工业废弃物主要有冶金钢渣、煤灰、硫铁矿渣、碱渣、含油污泥、木屑以及各种机械加工产生的固体边角料等；

矿业废弃物主要来自采、选矿过程中废弃的尾矿；城市固体废弃物主要有生活垃圾、城建渣土以及商业固态废弃物等；

放射性废弃物主要有核电站运行排放的废弃核燃料及旧的核电设备等。


4.3 经济活动与环境负荷

4.3.1 经济活动必须受环境条件的制约任何环境问题，都是由经济活动造成的。以前人们似乎没有意识到这一点，一直毫无节制的进行着经济活动。

根据科学的预见。今后的经济活动不管愿意与否，都不得不面对环境得制约。环境问题与生产问题对人们造成的压力和后果是不同的，环境问题具有长期效应而引起疾病、死亡；生产问题是眼前利益。


环境负荷为制约条件不管在什么情况下，如果考虑的只是单方面的经济活动利益，就会陷入被动局面，这是一个客观规律。经济活动必须以环境负荷作为制约条件，地球环境一旦被破坏，就会造成无法挽救的局面。


4.3.2 生产活动造成的 CO2排放由于 CO2的排放量大致和能耗成正比，按产品生产每投入一万美元为一个生产单位，比较与其产品制造和使用相关联排放的 CO2。

例如对汽油来说，将制造一个生产单位的汽油所产生的 CO2和将这些汽油燃烧后排放出来的CO2（ 19.9t ）相加起来。

这种计算方法，是“产业关联分析”中采用的最基本的计算方法。


从小事做起，减少环境负荷据统计，生产日常生活消费品排放的 CO2占总排放量的 44.9%

在日常生活中，照明、取暖、交通和食品占相当大的比重

要做到在保护地球环境的同时发展经济，不仅需要很高的精神境界及其指导下的新型技术，而且要从眼前平凡的事情做起，身体力行地做几件实事，只有这样，才能实现人类和经济的持续发展。


4.4 科技新产品的开发与新材料的开发

从某种意义上讲，人类活动对环境的影响主要取决于在人口、经济增长和科学技术几者之间的相互作用。这种相互关系可以借助这样一个恒等式加以讨论：

污染 =污染 /GDP×GDP/人口 ×人口抑制环境退化加剧的趋势可以分别从上述三个变量入手，即：降低污染强度，减少人均收入或减慢人均收入水平上升的速度和控制人口增长。


唯一的可调控变量：最有调节控制弹性的变量就是经济活动的污染强度。

通过大幅度降低污染强度而实现在人口总量绝对增长、人均收入水平日益提高的情况下抑制环境退化的目标。


具有可持续性质的科技成果使科学技术的发展和应用在促进经济发展的同时起到减轻污染负荷、改善环境质量的作用。

具有可持续性质的科技成果具有下述特征：(1)这些科技成果的应用可以带来环境风险的显著下降并达到费用—效果的优化。

(2)它们应当具有显著的科技进步含义，简单地说就是比现在普遍得到应用但仍不尽理想的技术具有更强的功能和更经济的应用前景；或者是填补某项科技成果在产生和应用上的空白。

(3)在技术寿命周期的研究开发阶段（与商业利用阶段相对照），它们就应显示出具有一般通用性。

(4)采纳这种技术要有足够大的社会效益，亦即当采纳这种技术可以同时带来社会效益和厂商效益时，社会效益与厂商效益的比值要足够高。


4.4.1电子技术的迅速发展电子技术的发展→功能增加→零部件数量成倍增加→性能更新→低成本→大批量→造成修理后使用不如购买新产品→追求高性能和新式样→提前废弃。


4.4.2电子技术产品的特征：

①组合器件，组合设计； ②零部件微型化，数量多； ③材料含有多种元素 ,有些是极微量的元素； ④材料种类繁多； ⑤产品向二维方向发展； ⑥产品的寿命的不确定性； ⑦微小零件更换困难； ⑧修理困难且修理费变高。


电子产品特征每个大规模集成电路（ LSI ）含 15～ 20种元素，重量 0.5～ 3g，外形由陶瓷或塑料封装，内部为薄片、箔、厚度、薄膜，难分离，一般是废弃或焚烧掉。


4.4.3 电器产品带来的二次废弃物


电子产品与纸张消耗


4.4.4 改善产品的设计

需解决的问题：分类困难→分类回收设计阶段就要考虑从预测的实际使用状况来限制某些功能设计。

设计容易分类回收的结构。使用容易再生的循环材料。注明所使用的材料，如：冰箱的设计：考虑金属压缩机、放热管的位置和塑料部分的位置；改善设计以便日后易分离。产品尽可能小型化，减少材料用量，进一步开发在自然界分解的新材料。


4.4.5 开发新材料

新材料的开发是很耗时的，快则十年左右，慢则需要几十年的努力。

①对于具有毒性，且可以预测其危险性的材料，毒性不明的材料及回收极端困难的材料，即使是可以改善产品的性能也应避免使用。

②材料的开发经历，基础→应用→实用，从基础研究阶段就应该考虑到产品化以后对环境和再生循环利用的影响，严格筛选新材料及能改善材料性能的元素。


4.5 生活方式与环境保护环境迫使人们改变生活方式；如无汽车日：墨西哥城根据空气质量情况

实施交通管制，限制车辆使用。回收生活垃圾：垃圾分类存放，有知识有教养的家庭主妇们认真地回收各塑料盒等。


4.5.1 从消费者转变为生活者消费这个词最适于描绘人类对生物圈的影响。尽管消费文化最初本来是工业的产物，但消费刺激需求，需求推动工业。

消费量日益增多，废物也在增多，这就造成了资源的消耗和环境的退化。

消费本身无所谓好坏，关键需要分析其是可持续性的或不可持续性。


消费观念的变化：如今消费的主导权逐渐掌握到了消费者即生活者手里。

消费者在购物和接受服务时总要比较商品的性能、实用性和价格因素；然后根据自己的生活方式和价值观做出是否购买的决定。

消费者的生活方式和价值观随着时代而变化。


4.5.2具有环境意识的生活方式

客观的要求人类如果不从保护地球环境 ,不从自身的衣食住行的方方面面做起，最终将会失去健康安宁的生活。


有助于环境保护的消费意识 (1)对日趋枯竭的地球资源的有效利用，减少垃圾的排放量，防止污染地球环境，开发再生产品，进行环境意识教育等。对于带有全局性的问题，政府部门必须作为大事来进行具体指导。

(2)为了资源的有效利用，对那些可再利用、再使用的物品应附上明确的分类或说明标签，做到可简单回收；也要考虑到老人和小孩易于参加回收等。建立这样一种有效的体制是十分重要的。

(3)对现在采取的优化环境行动，在减小地球环境负荷方面到底起多大作用的问题，要进行综合的定量分析与评价，并且应使结果简单明了。这是因为通过这种分析，对更进一步开展优化地球环境的活动有促进作用。一般消费者由于难于得到准确的信息，由于不了解情况而有可能好心办坏事，反倒做了增加环境负荷的事情。因此，解决环境问题也要考虑到高效准确的信息传播方式，扩大有益信息的传播范围。


有助于环境保护的消费意识 (4) 部分消费者对再生产品有不信任感，为了使消费者对再生产品有正确的认识，从而推广其应用，应对再生产品有明确的说明。

(5) 学校和地方政府应从地球规模与生活的各方面对人们进行环境教育。不单是环境道德的教育，也要以科学知识为基础进行理论联系实际的教育。

(6)污染者付费原则。生活者本身应根据具体情况自觉交纳有关环境保护的费用。保护环境的行动应当在经济发展时期就开始，改变奢侈的生活方式。


可持续消费联合国环境署在 1984年于内罗毕发表的报告《可持续消费的政策因素》中提出了对于可持续消费的定义：“提供服务以及相关的产品以满足人类的基本需求，提高生活质量，同时使自然资源和有毒材料的使用量最少，使服务或产品的生命周期中所产生的废物和污染物最少，从而不危及后代的需求。”


作业题：

我国能源结构的特点是什么？为什么说这样的特点给环境保护带来了更大的压力？

什么是环境负荷？为什么说材料环境负荷分析是环境材料的基础？

第 4 章 材料的环境负荷

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第 4 章材料的环境负荷