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第二章材料与环境本讲稿第一页，共二十八页材料环材料环材料环的缺口材料环的缺口图2-1 材料环本讲稿第二页，共二十八页2.2 材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用 材料与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。材料与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。我国已成为材料生产和消费的大国。我国已成为材料生产和消费的大国。2.3 材料与资源、环境的关系材料与资源、环境的关系本讲稿第三页，共二十八页材料及其制品的生产材料及其制品的生产材料及其制品的生产能源短缺、资源过度能源短缺、资源过度消耗乃至枯竭消耗乃至枯竭给生态环境带来严重的负担给生态环境带来严重的负担本讲稿第四页，共二十八页2.4 材料加工和使用过程中的资源和能源消材料加工和使用过程中的资源和能源消耗耗（1）全球资源和能源现状）全球资源和能源现状 非再生矿产资源方面：其中静态储量在非再生矿产资源方面：其中静态储量在50年内枯竭的有年内枯竭的有16种；预测到种；预测到21世纪中叶，世纪中叶，地球上的石油、天然气资源将全部枯竭。地球上的石油、天然气资源将全部枯竭。本讲稿第五页，共二十八页矿物能源方面矿物能源方面本讲稿第六页，共二十八页（2）中国资源和能源现状）中国资源和能源现状资源总量大，但人均资源占有量远低于世资源总量大，但人均资源占有量远低于世界平均水平；界平均水平；我国自然资源的地域分布非常不平衡，自我国自然资源的地域分布非常不平衡，自然资源的质量差别也较大，低劣资源比例然资源的质量差别也较大，低劣资源比例较高；较高；我国资源的主要矛盾表现在资源供给不能我国资源的主要矛盾表现在资源供给不能满足经济发展的需要；满足经济发展的需要；我国的矿产能源结构和分布不合理。我国的矿产能源结构和分布不合理。本讲稿第七页，共二十八页资源资源自自然然资资源源分分类类 取之不尽的资源（空气、风、太阳能等）取之不尽的资源（空气、风、太阳能等）非再生资源（矿物、化石燃料等）非再生资源（矿物、化石燃料等）可再生的资源可再生的资源（生物体、水、森林、草地、（生物体、水、森林、草地、海洋、土壤等）海洋、土壤等）本讲稿第八页，共二十八页能源能源的分类的分类能源是指提供可用能量的资源，其种类繁多，能源是指提供可用能量的资源，其种类繁多，一类是比较集中且容易转化的含能物质，称含一类是比较集中且容易转化的含能物质，称含能体燃料（燃料能源），如煤炭、石油、天然气、沼能体燃料（燃料能源），如煤炭、石油、天然气、沼气、氢等；另一类是可以利用的能量过程（非燃料能气、氢等；另一类是可以利用的能量过程（非燃料能源），如太阳辐射、风力，潮汐等。源），如太阳辐射、风力，潮汐等。本讲稿第九页，共二十八页能源的分能源的分类类一次能源二次能源常规能源燃料能源煤炭、油页岩、油砂、石油、天然气、生物质能煤气、甲醇、焦碳、酒精、汽油、甲烷、煤油、柴油、液化石油气、电力、蒸汽、热水非燃料能源水能新能源燃料能源核燃料电力、氢能非燃料能源太阳能、海洋能、风能、地热能、潮汐能本讲稿第十页，共二十八页（3）材料加工和使用过程中的资源消耗）材料加工和使用过程中的资源消耗中国几种主要原材料如钢材、铜、铝、铅等单位中国几种主要原材料如钢材、铜、铝、铅等单位GNP资源消耗率远高于世界平均水平。资源消耗率远高于世界平均水平。直接消耗直接消耗-将资源直接用于材料的生产和使用；将资源直接用于材料的生产和使用；间接消耗间接消耗-在材料的运输、储藏、包装、管理、人工、在材料的运输、储藏、包装、管理、人工、环境迁移等环节造成的资源消耗。环境迁移等环节造成的资源消耗。本讲稿第十一页，共二十八页（4）材料加工和使用过程中的能源消耗）材料加工和使用过程中的能源消耗分为直接消耗和间接消耗两类：分为直接消耗和间接消耗两类：材料的生产和使用对能源的间接消耗与材材料的生产和使用对能源的间接消耗与材料的资源消耗类似，也包括料的资源消耗类似，也包括运输运输、储藏储藏、包装、管理、包装、管理、流通流通、人工、劳保、人工、劳保、照明照明等等环节。环节。本讲稿第十二页，共二十八页表表2-9 1994年我国主要原材料工业的能源消耗统计年我国主要原材料工业的能源消耗统计类别能耗/万t(标准煤）类别能耗/万t(标准煤）黑色金属矿采选业282.63塑料制造业541.16有色金属矿采选业487.33非金属矿物制造业12556.14非金属矿采选业553.61黑色金属冶炼15338.62其他矿采选业252.24有色金属冶炼2555.12化学纤维制造业993.13金属制造业926.86橡胶制造业630.43合计35117.27材料产业是我国资源消耗、能源消耗的主要大户。材料产业是我国资源消耗、能源消耗的主要大户。39.97%1/71/6本讲稿第十三页，共二十八页2.5 气、液、固态污染物的排放气、液、固态污染物的排放除对资源和能源的消耗外，在材料的生产除对资源和能源的消耗外，在材料的生产和使用过程中，不可避免得要向环境排放和使用过程中，不可避免得要向环境排放大量的大量的各种污染物各种污染物。这些污染物主要包括废气、废水和固体污这些污染物主要包括废气、废水和固体污染物，对环境影响很大。染物，对环境影响很大。本讲稿第十四页，共二十八页（1）大气污染物的形成与排放）大气污染物的形成与排放形成形成由于人类活动排放的污染物进入大由于人类活动排放的污染物进入大气所产生的不利于动植物及设施的状况称气所产生的不利于动植物及设施的状况称为大气污染，混入大气的各种有害成分称为大气污染，混入大气的各种有害成分称为大气污染物。为大气污染物。主要危害主要危害影响人类和动物的健康，使植影响人类和动物的健康，使植物变质并枯萎，以及引起工业和生活设施物变质并枯萎，以及引起工业和生活设施老化和腐蚀破坏，影响使用年限。老化和腐蚀破坏，影响使用年限。本讲稿第十五页，共二十八页u工业过程排放的废气是形成大气污染的主要原因。工业过程排放的废气是形成大气污染的主要原因。本讲稿第十六页，共二十八页材料的生产和使用过程对大气污染有很大的影响。材料的生产和使用过程对大气污染有很大的影响。本讲稿第十七页，共二十八页各种原材料及其加工业是工业大气污染的主要排放源。各种原材料及其加工业是工业大气污染的主要排放源。本讲稿第十八页，共二十八页各种化石能源消费过程中排放的大气污染各种化石能源消费过程中排放的大气污染物也不容忽视。相对而言，天然气是最清物也不容忽视。相对而言，天然气是最清洁的燃料之一。洁的燃料之一。本讲稿第十九页，共二十八页（2）水体污染物的形成与排放）水体污染物的形成与排放形成形成由于人类活动排放的污染物进入水由于人类活动排放的污染物进入水体造成的变质现象称为水污染，进入水中体造成的变质现象称为水污染，进入水中的各种有害成分称为水体污染物。的各种有害成分称为水体污染物。主要危害主要危害-影响人类及动物的身体健康；使影响人类及动物的身体健康；使水体植物变质；影响渔业，造成经济损失。水体植物变质；影响渔业，造成经济损失。来源来源-生活废水生活废水/工业废水工业废水本讲稿第二十页，共二十八页本讲稿第二十一页，共二十八页本讲稿第二十二页，共二十八页水污染对人体健康的影响水污染对人体健康的影响1.污染的水体含有致病的微生物和病毒等。这些病毒微污染的水体含有致病的微生物和病毒等。这些病毒微生物会引起各种肠道传染病的蔓延。生物会引起各种肠道传染病的蔓延。2.水中的有毒有害物质会引起人中毒或慢性中毒，尤其是重水中的有毒有害物质会引起人中毒或慢性中毒，尤其是重金属元素以可溶性离子状态溶解在水中，通过人体吸收，会金属元素以可溶性离子状态溶解在水中，通过人体吸收，会造成严重病变。造成严重病变。本讲稿第二十三页，共二十八页（3）固体污染物的形成与排放）固体污染物的形成与排放形成形成在生产、生活及其他活动过程中产在生产、生活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，也称为固体污染物。物统称为固体废弃物，也称为固体污染物。主要危害形式主要危害形式侵占土地、污染土壤、污侵占土地、污染土壤、污染水体、污染大气、影响环境卫生等。其染水体、污染大气、影响环境卫生等。其中最为严重的是危险废物的污染（易燃、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易爆、腐蚀性、剧毒性和放射性固体废弃物）物）来源来源工业、矿业、城市和放射性废弃物工业、矿业、城市和放射性废弃物等。等。本讲稿第二十四页，共二十八页70%材料材料工业工业本讲稿第二十五页，共二十八页2.6 其他的环境影响其他的环境影响全球温室效应全球温室效应 区域毒性水平区域毒性水平 臭氧层破坏臭氧层破坏 生物多样性减少生物多样性减少 酸雨酸雨 森林锐减森林锐减 土地荒漠化土地荒漠化 电磁波污染电磁波污染 噪声污染噪声污染 放射性物质污染放射性物质污染 光污染光污染本讲稿第二十七页，共二十八页（8）电磁波污染）电磁波污染常见：计算机、微波炉、电视机、手机等。常见：计算机、微波炉、电视机、手机等。（9）噪声污染）噪声污染工业噪声、交通噪声、生活噪声工业噪声、交通噪声、生活噪声（10）放射性物质污染）放射性物质污染（11）光污染（玻璃幕墙、反射光问题等）光污染（玻璃幕墙、反射光问题等）本讲稿第二十八页，共二十八页