环境与材料学第二章.ppt

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1、第二章第二章 材料与环境材料与环境 v材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用v材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系v材料加工和使用过程中的资源和能源消耗材料加工和使用过程中的资源和能源消耗v气、液、固态污染物的排放气、液、固态污染物的排放v其它的环境影响其它的环境影响11.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用v材材料料是是国国民民经经济济和和社社会会发发展展的的基基础础和和先先导导，与与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。v在历史上，材料曾被作为社会文明进化的标志。在历史上，材料曾被作为社会文明进化的标志。青铜时代青铜时代石器时代石

2、器时代铁器时代铁器时代电子材料时代电子材料时代(Si)(Si)21.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用v第第一一次次产产业业革革命命的的突突破破口口是是推推广广应应用用蒸蒸汽汽机机。瓦特发明了蒸汽机。（铁和铜）瓦特发明了蒸汽机。（铁和铜）v第第二二次次产产业业革革命命以以石石油油开开采采和和新新能能源源广广泛泛使使用为突破口，大力发展飞机、汽车等工业。用为突破口，大力发展飞机、汽车等工业。（合金钢、铝合金以及各种非金属材料）（合金钢、铝合金以及各种非金属材料）v信信息息时时代代，正正面面临临着着以以电电子子和和信信息息、材材料料、航航空空航航天天、生生物物工工程程、海海洋洋开开发发、

3、石石油油化化工工、原原子子能能等等工工业业为为主主体体的的一一场场更更深深刻刻、更更高高水水平平的产业革命。的产业革命。3以钢铁为主要标志的工业革命以钢铁为主要标志的工业革命(英国英国)v17331733年发明了飞梭促进了纺织工业大发展；年发明了飞梭促进了纺织工业大发展；v17351735年焦碳炼铁；年焦碳炼铁；v17501750年坩埚炼钢；年坩埚炼钢；v17601760年鼓风机年鼓风机(加速炼铁、炼钢加速炼铁、炼钢)；v17651765年蒸汽机；年蒸汽机；v17851785年蒸汽机船；年蒸汽机船；v17961796年蒸汽机车；年蒸汽机车；v18561856年转炉炼钢；年转炉炼钢；v18641

4、864年平炉炼钢；年平炉炼钢；v1868186819141914年各种合金钢出现年各种合金钢出现；4 自自18701870年以来世界粗钢的产量发展报告年以来世界粗钢的产量发展报告1.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用51.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用v镍基高温合金镍基高温合金(700 900)超音速飞机超音速飞机v高温陶瓷高温陶瓷(1000)航天飞机航天飞机 v近代新技术近代新技术(原子能、计算机、集成电路、航天工业原子能、计算机、集成电路、航天工业)新材料研制新材料研制v新材料：精密陶瓷时代、复合材料时代、塑料时代新材料：精密陶瓷时代、复合材料时代、塑料时代先进材料

5、先进材料重大技术革新重大技术革新先进科学技术先进科学技术现代化工业现代化工业61.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用v2020世世纪纪9090年年代代以以来来，随随着着科科学学技技术术的的发发展展，又又面面世世一一大大批批高高新新材材料料，如如新新型型轻轻质质、高高比比强强、高高比比模模结结构构材材料料，超超高高温温和和低低温温材材料料，先先进进复复合材料，以及各种具有特异功能的材料。合材料，以及各种具有特异功能的材料。v到到2020世世纪纪9090年年代代末末，全全世世界界1212项项新新兴兴产产业业的的年年销售额已达销售额已达1 1万亿美元，其中新材料约占万亿美元，其中新材料约占

6、40%40%。v新新材材料料技技术术既既是是当当代代高高技技术术的的重重要要组组成成部部分分，又是发展高技术的重要支柱和突破口。又是发展高技术的重要支柱和突破口。71.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用v材材料料产产业业历历来来都都被被列列入入我我国国国国民民经经济济的的基基础础性性、关键性的支柱产业之一，受到政府的重视关键性的支柱产业之一，受到政府的重视.v钢钢铁铁、有有色色金金属属、化化工工、建建材材等等主主要要行行业业，建建国以来得到迅速的发展。国以来得到迅速的发展。v每每年年进进入入经经济济循循环环的的原原材材料料达达6060亿亿t t，成成为为支支持持国国民民经经济济发发展

7、展和和国国防防现现代代化化的的基基础础产产业业和和发发展高新技术的支柱和关键。展高新技术的支柱和关键。v从从全全世世界界范范围围来来看看，我我国国已已成成为为材材料料生生产产和和消消费的大国。费的大国。81.材料在国民经济中的作用材料在国民经济中的作用原材料原材料种类种类钢钢/亿亿t t水泥水泥/亿亿t t煤炭煤炭/亿亿t t平板玻璃平板玻璃/亿箱亿箱有色金属有色金属/亿亿t t产量产量1.165.7617.02.3695世界排序世界排序11112表表2-1 1999年我国几种主要原材料产量及世界排序年我国几种主要原材料产量及世界排序92.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系一般工业产

8、品的链式生产流程示意图一般工业产品的链式生产流程示意图资源、能源资源、能源原料原料材料材料零件零件产品产品使用使用废弃废弃污染物污染物102.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系v由由于于生生产产效效率率在在大大多多数数情情况况下下小小于于100%100%，在在生生产产过过程程中中不不可可避避免免地地要要排排放放出出副副产产品品或或废废弃弃物物，给给环境带来影响。环境带来影响。v生生产产效效率率越越低低，要要求求的的原原材材料料投投入入越越多多，资资源源浪浪费就越大，亦即资源效率越低。费就越大，亦即资源效率越低。112.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系v在材料的采矿、提取、

9、制备、生产加工、运输、在材料的采矿、提取、制备、生产加工、运输、使用和废弃的过程中，要耗费大量的资源和能源使用和废弃的过程中，要耗费大量的资源和能源;v并排放出大量的废气、废水和废渣，污染人类生并排放出大量的废气、废水和废渣，污染人类生存的环境，并带来其他的环境影响，如全球温室存的环境，并带来其他的环境影响，如全球温室效应，臭氧层破坏，光、电磁、噪声和放射性污效应，臭氧层破坏，光、电磁、噪声和放射性污染等。染等。122.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系v材材料料及及其其制制品品的的生生产产是是造造成成能能源源短短缺缺、资资源源过度消耗乃至枯竭的主要原因之一。过度消耗乃至枯竭的主要原

10、因之一。v2020世世纪纪的的前前5050年年间间，全全世世界界金金属属材材料料消消耗耗量量约约4040亿亿t t，平平均均每每1010年年仅仅消消耗耗8 8亿亿t t左左右右，而而在在2020纪纪8080年年代代的的1010年年间间，全全世世界界金金属属材材料料消消耗耗量即达量即达5858亿亿t t。v需需要要加加速速开开采采大大量量的的矿矿产产资资源源，成成倍倍开开发发各各种能源才能满足这种快速增长的原材料消费种能源才能满足这种快速增长的原材料消费。132.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系在在大大量量消消耗耗有有限限矿矿产产资资源源的的同同时时，材材料料的的生生产产和和使使用用

11、也也给给人人类类赖赖以以生生存存的的生生态态环环境境带带来来严严重重的的负负担担。由由表表2-22-2可可见见，在在2020世世纪纪全全球球1010大大环环境境公公害害事事件件中中，直直接接与与材材料料生生产产有有关关的的环环境境污污染染事事件件占占4 4件。件。14表表2-2 202-2 20世纪世纪1010大环境公害事件大环境公害事件年份年份地点地点事件事件致死致死/致病致病原因原因1930 比利时，马斯河谷比利时，马斯河谷烟雾烟雾60/20000SO2炼钢炼锌炼钢炼锌1948 美国，多诺拉镇美国，多诺拉镇烟雾烟雾17/6000SO2炼钢炼锌炼钢炼锌1952 英国，伦敦英国，伦敦烟雾烟雾4

12、000/8000SO2工业排放工业排放1955 美国，洛杉矶美国，洛杉矶光化学雾光化学雾 400/汽车尾气汽车尾气1956 日本，熊本县日本，熊本县水俉病水俉病60/含汞废水含汞废水1961 日本，四日市日本，四日市哮喘病哮喘病6736/SO2工业排放工业排放1968 日本日本米糠油米糠油1972 日本，富士县日本，富士县骨痛病骨痛病207/258含镉废水含镉废水1984 印度，帕博尔印度，帕博尔农药泄漏农药泄漏 600/200000 有机物有机物1986 前苏联，切尔诺贝利前苏联，切尔诺贝利核泄漏核泄漏核污染核污染152.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系图图2-2 2-2 人类面

13、临的资源环境问题示意图人类面临的资源环境问题示意图100亿人亿人废弃物问题废弃物问题62亿人亿人全球气温变全球气温变(气温上升气温上升1，海平面上升，海平面上升20cm)矿物资源枯竭矿物资源枯竭石油与天然气枯竭石油与天然气枯竭食物短缺食物短缺全球气温显著变暖全球气温显著变暖(气温上升气温上升3，海平面上升，海平面上升60cm)人口爆炸人口爆炸1990年年2000年年2050年年2100年年162.材料与资源和环境的关系材料与资源和环境的关系图图2-3 19942-3 1994年我国材料产业能耗和废物年我国材料产业能耗和废物排放占工业总能耗和废物排放百分比排放占工业总能耗和废物排放百分比39.9

14、7%31%44.5%66.7%173.材料加工和使用过程中的资源和能源消耗材料加工和使用过程中的资源和能源消耗v(1)全球资源和能源现状全球资源和能源现状自自第第一一次次工工业业革革命命以以来来，人人类类通通过过对对自自然然资资源源的开发利用，创造了前所未有的经济繁荣。的开发利用，创造了前所未有的经济繁荣。进进入入2020世世纪纪以以来来，人人口口增增长长对对资资源源的的需需求求正正在在超超过过自自然然资资源源所所能能承承载载的的极极限限，经经济济膨膨胀胀已已造造成了全球性的资源危机。成了全球性的资源危机。非非再再生生资资源源迅迅速速耗耗减减，越越来来越越多多的的物物种种濒濒临临灭灭绝绝，淡淡

15、水水资资源源不不足足，森森林林资资源源持持续续赤赤字字，水水土土流失加剧。流失加剧。18(1)(1)全球资源和能源现状全球资源和能源现状在非再生矿产资源方面，截至到在非再生矿产资源方面，截至到2020世纪世纪9090年年代初，全世界发现的矿产近代初，全世界发现的矿产近200200种。种。根据对根据对154154个国家主要矿产资源的探测结果，个国家主要矿产资源的探测结果，在对在对4343种重要非能源矿产资源统计中，其中种重要非能源矿产资源统计中，其中静态储量在静态储量在5050年内枯竭的有年内枯竭的有1616种，如锰、铜、种，如锰、铜、铅、锌、锡、汞、钒、金、银、硫、金刚石、铅、锌、锡、汞、钒、

16、金、银、硫、金刚石、石棉、石墨、石膏、重晶石、滑石等。石棉、石墨、石膏、重晶石、滑石等。19(1)(1)全球资源和能源现状全球资源和能源现状年代年代2121世纪世纪5050年代年代2121世纪世纪7070年代年代2121世纪世纪8080年代年代2222世纪世纪2020年代年代矿产资源矿产资源一般矿一般矿产资源产资源金属矿金属矿产资源产资源石油、天石油、天然气资源然气资源煤资源煤资源表表2-3 全球矿产资源枯竭时间的预测全球矿产资源枯竭时间的预测20(1)(1)全球资源和能源现状全球资源和能源现状可可见见到到21202120年年，如如果果人人类类不不能能继继续续发发现现新新的的矿矿产产资资源源，

17、全全球球经经济济将将受受由由于于矿矿产产资资源源的的枯枯竭而产生严重影响。竭而产生严重影响。资资源源作作为为全全球球性性问问题题，经经历历了了一一个个逐逐步步发发展展的的历历史史过过程程。资资源源枯枯竭竭是是近近代代工工业业化化对对自自然然资源无节制的过度消耗产生的结果。资源无节制的过度消耗产生的结果。资资源源的的枯枯竭竭使使生生活活贫贫困困化化加加剧剧；资资源源的的不不合合理理开开发发利利用用，导导致致了了日日益益严严重重的的环环境境恶恶化化，影响了社会的可持续发展。影响了社会的可持续发展。21(1)(1)全球资源和能源现状全球资源和能源现状全世界消耗量全世界消耗量中国消耗量中国消耗量能源总

18、消耗量能源总消耗量/亿亿t(t(标准煤标准煤)113.2113.212.2712.27（10.8%10.8%）石油所占比例石油所占比例40.1%40.1%17.6%17.6%天然气所占比例天然气所占比例23.0%23.0%2.0%2.0%煤炭所占比例煤炭所占比例27.2%27.2%74.6%74.6%核电所占比例核电所占比例7.2%7.2%0.4%0.4%水电所占比例水电所占比例2.5%2.5%5.4%5.4%表表2-4 1994年世界和中国能源消耗统计年世界和中国能源消耗统计22(1)(1)全球资源和能源现状全球资源和能源现状石油石油天然气天然气煤炭煤炭铀铀确认储量确认储量13681368亿

19、亿t t13800001380000亿亿m m3 31039210392亿亿t t低品位铀低品位铀139139万万t t高品位铀高品位铀6161万万t t19921992年产量年产量68006800万万t t2160021600亿亿m m3 346.546.5亿亿t t2.72.7万万t(t(不包括社不包括社会主义国家会主义国家)按按19921992年需求，年需求，预计可开采年数预计可开采年数464664642192197474按按20002000年需求，年需求，预计可开采年数预计可开采年数25255656按按20102010年需求，年需求，预计可开采年数预计可开采年数1515表表2-5 世界

20、矿物能源储量、产量及其可开采年数预测世界矿物能源储量、产量及其可开采年数预测23(2)(2)中国资源和能源现状中国资源和能源现状v从从资资源源总总量量来来看看，中中国国在在世世界界上上无无疑疑属属于于一一个个资资源源大国，不少资源在世界上名列前茅。大国，不少资源在世界上名列前茅。我我国国国国土土面面积积世世界界第第三三，河河川川径径流流量量居居世世界界第第六六，水能资源世界第一；水能资源世界第一；在在不不到到世世界界7%7%的的耕耕地地上上，解解决决了了世世界界上上22%22%人人口口的的吃吃饭问题；饭问题；矿物能源中的煤炭资源也居世界第一；矿物能源中的煤炭资源也居世界第一；在在全全世世界界已

21、已利利用用的的160160多多种种矿矿藏藏中中，我我国国有有148148种种已已探探明明储储量量，其其中中稀稀土土、石石墨墨、钨钨、锑锑、锌锌、镁镁、锰锰、钛钛、重重晶晶石石、硫硫铁铁矿矿等等2020多多种种矿矿产产资资源源的的储储量量也也居居世界前列。世界前列。24(2)(2)中国资源和能源现状中国资源和能源现状我我国国钢钢铁铁、水水泥泥、玻玻璃璃等等原原材材料料和和初初级级产产品品的的产产量量居居世世界界第第一一，但但由由于于人人口口基基数数大大，使使得得人人均均资资源源占占有有量量远远低低于于世世界界平平均均水水平平，资资源源与与人人口的矛盾非常突出。口的矛盾非常突出。我我国国自自然然资

22、资源源的的地地域域分分布布也也非非常常不不平平衡衡，影影响响了资源利用与生产力的匹配。了资源利用与生产力的匹配。我我国国自自然然资资源源的的质质量量差差别别较较大大，低低劣劣资资源源比比例例较较高高。特特别别是是目目前前我我国国正正处处在在经经济济发发展展的的高高潮潮中中，对对非非再再生生资资源源的的需需求求趋趋向向于于负负荷荷的的极极限限，引起了严重的资源短缺问题。引起了严重的资源短缺问题。25(2)(2)中国资源和能源现状中国资源和能源现状就就矿矿产产资资源源而而言言，到到20202020年年，对对1515种种矿矿产产资资源源的的需需求求量量将将比比20002000年年增增加加1 1倍倍以

23、以上上，届届时时只只有有煤煤炭炭、稀稀土土、铝铝土土矿矿和和磷磷等等资资源源能能够够满满足足需需求求，其其他他如如不不增增加加储储量量，均均不不能能满满足足需需求求，有的资源则已无矿可采了。有的资源则已无矿可采了。26(2)(2)中国资源和能源现状中国资源和能源现状v目目前前我我国国资资源源的的主主要要矛矛盾盾表表现现在在资资源源供供给给不不能能满足经济发展的需要。满足经济发展的需要。我我国国的的经经济济规规模模已已居居世世界界前前列列，发发展展速速度度令令人人瞩目，对资源的需求已达到前所未有的程度；瞩目，对资源的需求已达到前所未有的程度；现现有有资资源源的的利利用用效效率率不不高高，资资源源

24、浪浪费费严严重重。矿矿产产资资源源的的开开发发总总回回收收率率只只有有30305050，比比发发达达国家平均低国家平均低2020左右。左右。“高高投投入入、低低效效率率、高高污污染染”的的问问题题，在在我我国国资源的开发和利用中仍然存在。资源的开发和利用中仍然存在。27(2)(2)中国资源和能源现状中国资源和能源现状v我我国国的的矿矿产产能能源源结结构构和和分分布布不不合合理理。每每万万元元国国民民收收入入的的能能耗耗为为20.5t20.5t标标准准煤煤，为为发发达达国国家家的的1010倍倍。年年消消耗耗煤煤炭炭1010亿亿t t以以上上，造造成成能能源源效效率低下，环境污染严重。率低下，环境

25、污染严重。v农农村村7070以以上上居居民民缺缺少少商商品品能能源源，年年耗耗薪薪柴柴2 2亿亿t t以以上上，使使森森林林资资源源遭遭到到严严重重破破坏坏，导导致致水水土流失和沙漠化等问题。土流失和沙漠化等问题。28(3)(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v我我国国是是一一个个材材料料生生产产和和消消费费大大国国，由由于于资资金金、技技术术、管管理理等等原原因因造造成成资资源源的的不不合合理理开开发发和和利用，使资源效率低下，资源浪费严重。利用，使资源效率低下，资源浪费严重。v我我国国几几种种主主要要原原材材料料如如钢钢材材、铜铜、铝铝、铅铅、锌锌等等单单位位

26、国国民民生生产产总总值值GNPGNP资资源源消消耗耗率率远远高高于于世界平均水平（如表世界平均水平（如表2-62-6所列）。所列）。v不合理的开采和浪费，更加剧了资源的短缺不合理的开采和浪费，更加剧了资源的短缺。29(3)(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材料材料钢材钢材铜铜铝铝铅铅锌锌单位单位GNPGNP的资源消耗率的资源消耗率3.63.63.73.72.42.42.72.72.22.2世界平均水平世界平均水平1 11 11 11 11 1表表2-6 2-6 我国几种原材料的单位我国几种原材料的单位GNPGNP资源消耗率与世界平均水平的比值资源消耗率与世界平均

27、水平的比值30(3)(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v直接消耗直接消耗资源消耗一般可分为直接消耗和间接消耗两类。资源消耗一般可分为直接消耗和间接消耗两类。直接消耗指将资源直接用于材料的生产和使用。直接消耗指将资源直接用于材料的生产和使用。类别类别煤煤铁铁钢钢铝铝水泥水泥铑铑防水防水涂料涂料磷化膜磷化膜资源消耗资源消耗量量/t/tt/t1.91.97.97.912.112.115.515.51.71.75400005400001.271.2753305330资源效率资源效率%52.652.612.712.78.38.36.456.4558.858.81.851.

28、851010-6-678.778.71.881.881010-4-4表表2-7 2-7 几种材料单位产量的资源消耗情况几种材料单位产量的资源消耗情况31(3)(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显然，从资源效率来看，材料的生产和使用显然，从资源效率来看，材料的生产和使用对环境造成很大的影响。甚至常用的原材料对环境造成很大的影响。甚至常用的原材料如钢铁、水泥的生产效率都低于如钢铁、水泥的生产效率都低于50%50%，亦即每，亦即每生产生产1t1t的原材料要向环境排放一半以上的废的原材料要向环境排放一半以上的废弃物，给环境带来难以承受的负担，远超出弃物，给环境带来难以承

29、受的负担，远超出了环境的容纳和消化能力。了环境的容纳和消化能力。32(3)(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v间接消耗间接消耗材材料料的的生生产产和和使使用用对对资资源源的的间间接接消消耗耗指指在在材材料料的的运运输输、储储藏藏、包包装装、管管理理、流流通通、人人工工、环环境境迁迁移移等等环环节节造造成成的的资资源源消消耗耗。如如材材料料的的运运输输需需要要运运输输工工具具；储储藏藏需需要要占占地地、建建造造仓仓库库；材材料料产产品品需需要要包包装装材材料料；材材料料产产品品的的流流通需要相应的各种辅助设施等。通需要相应的各种辅助设施等。33(4)(4)材料加工

30、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材料种类材料种类钢钢铝铝水泥水泥防水涂料防水涂料 磷化膜磷化膜能耗能耗/kg(/kg(标标准煤准煤)/t)/t1519.01519.0 17536.017536.0 265.49265.491128.01128.024060.024060.0表表2-8 2-8 几种材料单位产量的能源消耗情况几种材料单位产量的能源消耗情况材料产业的能源消耗也可分为直接消耗和间接消耗两类。材料产业的能源消耗也可分为直接消耗和间接消耗两类。34(4)(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铝铝材材主主要要用用电电解解法法生生产产，用用煤煤

31、发发电电，再再用用电电来来生生产产铝铝。由由于于发发电电和和送送电电效效率率的的影影响响，造造成成铝铝材生产的能耗要比一般材料能耗高很多。材生产的能耗要比一般材料能耗高很多。我我国国19991999年年水水泥泥产产量量已已达达5.765.76亿亿t,t,列列世世界界第第一一。尽尽管管生生产产1t1t水水泥泥的的能能耗耗只只有有200200多多千千克克标标准准煤煤，我我国国建建材材业业总总能能耗耗19911991年年为为1.2791.279亿亿t t标标准准煤煤，至至19941994年达年达1.91.9亿标准煤，增幅达亿标准煤，增幅达48.648.6。35类别类别能耗能耗/万万t(t(标准煤标准

32、煤)黑色金属矿采选业黑色金属矿采选业282.63282.63有色金属矿采选业有色金属矿采选业487.33非金属矿采选业非金属矿采选业553.61其他矿采选业其他矿采选业252.24化学纤维制造业化学纤维制造业993.13橡胶制造业橡胶制造业630.43塑料制造业塑料制造业541.16非金属矿物制造业非金属矿物制造业12556.14 (1/7)黑色金属冶炼黑色金属冶炼15338.62 (1/6)有色金属冶炼有色金属冶炼2555.12金属制品业金属制品业926.86合计合计35117.27(39.97%)表表2-9 19942-9 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

33、源消耗统计19941994年我国工业能耗总量为年我国工业能耗总量为87853.487853.4万万t t标准煤标准煤36(4)(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这这1111种主要原材料工业的能耗占当年工业能种主要原材料工业的能耗占当年工业能耗总量的耗总量的39.97%39.97%。其中黑色金属冶炼，主要是炼钢炼铁，所消其中黑色金属冶炼，主要是炼钢炼铁，所消耗的能源占整个工业能耗的耗的能源占整个工业能耗的1/61/6强；强；非金属矿物制造，如水泥、瓷砖等，占整个非金属矿物制造，如水泥、瓷砖等，占整个工业能耗的工业能耗的1/71/7。材料产业是我国资源消耗、能源消耗

34、的主要材料产业是我国资源消耗、能源消耗的主要大户。提高材料产业的资源效率、能源效率大户。提高材料产业的资源效率、能源效率对整个国民经济的影响都十分巨大。对整个国民经济的影响都十分巨大。37(4)(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材材料料的的生生产产和和使使用用对对能能源源的的间间接接消消耗耗与与材材料料的的资资源源消消耗耗类类似似，也也包包括括运运输输、储储藏藏、包包装装、管管理、流通、人工、劳保、照明等环节。理、流通、人工、劳保、照明等环节。除除运运输输、储储藏藏、流流通通等等环环节节外外，照照明明在在材材料料的的能源间接消耗中占较大比例。能源间接消耗中占较大

35、比例。人工取暖、防暑降温对能源需求也有较大影响。人工取暖、防暑降温对能源需求也有较大影响。384.4.气、液、固态污染物的排放气、液、固态污染物的排放v除对资源和能源的消耗外，在材料的生产和使除对资源和能源的消耗外，在材料的生产和使用过程中，不可避免地要向环境排放大量的各用过程中，不可避免地要向环境排放大量的各种污染物。这些污染物主要包括废气、废水和种污染物。这些污染物主要包括废气、废水和固体污染物，它们对环境产生很大的影响。固体污染物，它们对环境产生很大的影响。39类别类别工业废水工业废水/万万t t工业废气工业废气/亿亿m m3 3(标准标准)固体废物产量固体废物产量/万万t t采矿、加工

36、采矿、加工140448140448328732872637726377化学纤维工业化学纤维工业520405204022192219256256橡胶制品橡胶制品1538915389567567102102塑料制品塑料制品665966592052053838建筑材料及非金属矿物制品建筑材料及非金属矿物制品6101061010140671406710781078水泥制造业水泥制造业27045270451018610186285285黑色金属冶炼黑色金属冶炼30464530464515141151411081210812有色金属冶炼有色金属冶炼50742507424524452421242124金属制

37、品金属制品979597953053056969合计合计66777366777350501505014114141141当年工业污染物排放总量当年工业污染物排放总量215410621541061134851134856168161681占工业排放总量百分数占工业排放总量百分数31.0%31.0%44.5%44.5%66.7%66.7%表表2-10 19942-10 1994年我国主要原材料工业环境污染物排放统计年我国主要原材料工业环境污染物排放统计404.4.气、液、固态污染物的排放气、液、固态污染物的排放生生产产1 1亿亿t t钢钢铁铁排排放放的的废废水水占占工工业业总总排排放放量量的的14.

38、1%14.1%，废废气气占占工工业业总总排排放放量量的的30.0%30.0%，废废水水、废废气气污污染染排排放放量量仅仅次于化工行业，居第二。次于化工行业，居第二。有有色色金金属属工工业业是是以以品品位位很很低低的的矿矿产产资资源源为为对对象象进进行行提提取取、加加工工的的产产业业，年年产产500500万万t t的的有有色色金金属属产产品品，所所造造成成的的以以尾尾矿矿和和废废渣渣为为主主的的工工业业固固体体废废弃弃物物每每年年超超过过60006000万万t t，尾矿总库容达，尾矿总库容达1010亿亿m m3 3。有有色色金金属属生生产产过过程程中中排排放放的的二二氧氧化化硫硫、氟氟化化氢氢、

39、砷砷等等废气，是有毒废气的主要源头之一。废气，是有毒废气的主要源头之一。414.4.气、液、固态污染物的排放气、液、固态污染物的排放我我国国的的建建筑筑材材料料工工业业，自自改改革革开开放放以以来来获获得得了了惊人的巨大发展。惊人的巨大发展。据据统统计计，以以水水泥泥、玻玻璃璃、陶陶瓷瓷、黏黏土土砖砖为为主主的的传传统统材材料料的的产产量量均均居居世世界界首首位位，其其中中19941994年年水水泥年产量达泥年产量达4.94.9亿亿t t，占世界总产量的，占世界总产量的31%31%。全全 国国 水水 泥泥 工工 业业 平平 均均 粉粉 尘尘、烟烟 尘尘 排排 放放 量量 达达23.2kg/t2

40、3.2kg/t，年年排排放放量量达达9898万万t t，是是造造成成城城镇镇严严重污染的首要原因。重污染的首要原因。424.4.气、液、固态污染物的排放气、液、固态污染物的排放v(1)(1)大气污染物的形成和排放大气污染物的形成和排放由于人类活动排放的污染物进入大气所产生的不利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为大气污染，混入大气的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物。各种有害成分称为大气污染物。大气污染的危害主要影响人类和动物的健康，使植大气污染的危害主要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老化和腐物

41、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。蚀破坏，影响使用年限。据统计，因大气污染引起的经济损失平均约占工业据统计，因大气污染引起的经济损失平均约占工业生产总值的生产总值的1.2%1.2%。我国。我国19901990年因大气污染造成的经年因大气污染造成的经济损失约为人民币济损失约为人民币400400亿元。亿元。43(1)(1)大气污染物的形成和排放大气污染物的形成和排放表表2-22-2所列所列2020世纪世纪1010大环境污染事故中，有大环境污染事故中，有5 5次是大气污染事故。次是大气污染事故。除除1 1次是汽车尾气排放污染事故外，其它次是汽车尾气排放污染事故外，其它4

42、 4次次是由钢铁生产排放的含硫烟气造成的。是由钢铁生产排放的含硫烟气造成的。这些数据表明，材料的生产和使用过程对大这些数据表明，材料的生产和使用过程对大气污染有很大的影响。气污染有很大的影响。44(1)(1)大气污染物的形成和排放大气污染物的形成和排放污染源种类污染源种类原因原因主要大气污染主要大气污染自然源自然源火山爆发、森林火灾、火山爆发、森林火灾、土壤风化土壤风化SOSO2 2、COCO、沙尘等、沙尘等人人工工源源工业工业电力、冶金、机械、电力、冶金、机械、建材、化工、轻工等建材、化工、轻工等烟尘、烟尘、SOSO2 2、COCO、NONOx x、有、有害化合物害化合物交通运输交通运输汽车

43、、飞机、铁路、汽车、飞机、铁路、海船海船碳氢化合物、碳氢化合物、COCO、NOxNOx、PbPb、有害化合物、油类等、有害化合物、油类等居民生活居民生活 炊饮、取暖、垃圾炊饮、取暖、垃圾COCO、SOSO2 2、NONOx x、碳氢化合、碳氢化合物、烟尘物、烟尘表表2-11 2-11 大气污染物的形成和分类大气污染物的形成和分类45表表2-12 2-12 各类工业向大气排放的主要污染物各类工业向大气排放的主要污染物(1)(1)工业部门工业部门企业类别企业类别排放的主要大气污染物排放的主要大气污染物电力电力火力发电厂火力发电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化合物、烟尘、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、苯一

44、氧化碳、苯冶金冶金钢铁厂钢铁厂烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氧烟尘、二氧化硫、一氧化碳、氧化铁尘、氧化钙尘、锰尘化铁尘、氧化钙尘、锰尘有色冶炼厂有色冶炼厂二氧化硫及各种重金属的粉二氧化硫及各种重金属的粉尘，如铅、锌、镉、铜等尘，如铅、锌、镉、铜等炼焦厂炼焦厂烟尘、二氧化硫、一氧化碳、硫烟尘、二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、苯、酚、萘、烃类化氢、苯、酚、萘、烃类建材建材水泥厂水泥厂水泥尘、烟尘等水泥尘、烟尘等机械机械机械加工厂机械加工厂 烟尘烟尘46工业工业部门部门企业类别企业类别排放的主要大气污染物排放的主要大气污染物化工化工石油化工厂石油化工厂二氧化硫、硫化氢、氰化物、氮氧化合物、氯化物、烃类二氧化

45、硫、硫化氢、氰化物、氮氧化合物、氯化物、烃类氮肥厂氮肥厂烟尘、氮氧化合物、一氧化碳、氨、硫酸气、溶胶烟尘、氮氧化合物、一氧化碳、氨、硫酸气、溶胶磷肥厂磷肥厂烟尘、氟化物、硫酸气溶胶烟尘、氟化物、硫酸气溶胶硫酸厂硫酸厂二氧化硫、氮氧化合物、砷、硫酸气溶胶二氧化硫、氮氧化合物、砷、硫酸气溶胶氯碱厂氯碱厂氯气、氯化氢氯气、氯化氢塑料厂塑料厂烟尘、硫化氢、烃类及各种有机挥发物烟尘、硫化氢、烃类及各种有机挥发物化学纤维厂化学纤维厂烟尘、硫化氢、氨、二硫化碳、甲醇、丙酮、二氯甲苯烟尘、硫化氢、氨、二硫化碳、甲醇、丙酮、二氯甲苯合成橡胶厂合成橡胶厂丁间二烯、苯乙烯、异乙烯、异戊二烯、丙烯氰、二氯乙丁间二烯、

46、苯乙烯、异乙烯、异戊二烯、丙烯氰、二氯乙烷、乙烯、二氯乙醚、乙硫醇、氯代甲烷烷、乙烯、二氯乙醚、乙硫醇、氯代甲烷农药厂农药厂砷、汞、氯、农药砷、汞、氯、农药冰晶石厂冰晶石厂氟化氢氟化氢47工业部门工业部门企业类别企业类别排放的主要大气污染物排放的主要大气污染物轻工轻工造纸厂造纸厂烟尘、硫醇、硫化氢烟尘、硫醇、硫化氢仪表厂仪表厂汞、氰化物汞、氰化物灯泡厂灯泡厂烟尘、汞烟尘、汞表表2-12 2-12 各类工业向大气排放的主要污染物各类工业向大气排放的主要污染物(3)(3)48(1)(1)大气污染物的形成和排放大气污染物的形成和排放从从表表中中可可见见冶冶金金、建建材材、化化工工是是形形成成大大气气

47、污污染染的的主主要要来来源源，其其中中，化化工工行行业业的的塑塑料料、橡橡胶胶和和化化学学纤纤维维的的生生产产也也直直接接是是原原材材料料的的生生产产行行业业。因因此此可可以以说说，各各种种原原材材料料及及其其加加工工业业是是工工业业大大气污染的主要排放源。气污染的主要排放源。49(1)(1)大气污染物的形成和排放大气污染物的形成和排放COCO碳氢化合物碳氢化合物NONOx xSOSO2 2烟尘烟尘煤煤/kg/t/kg/t22.722.70.450.453.623.6233.433.49.09.0石油石油/kg/t/kg/t0.240.248.578.5737.837.81.21.2天然气天然

48、气/kg/m/kg/m3 36.36.31010-6-61.84321.84321010-3-36.36.31010-3-33.023.021010-4-4表表2-13 2-13 各种化石燃料燃烧引起的大气污染各种化石燃料燃烧引起的大气污染材料生产和使用过程中要消耗大量的能源。而能源消费过程材料生产和使用过程中要消耗大量的能源。而能源消费过程中也造成严重的大气污染。中也造成严重的大气污染。50(2)(2)水体污染物的形成和排放水体污染物的形成和排放v由由于于人人类类活活动动排排放放的的污污染染物物进进入入水水体体造造成成的的变变质质现现象象称称为水污染，进入水中的各种有害成分称为水体污染物。为

49、水污染，进入水中的各种有害成分称为水体污染物。v水水污污染染给给环环境境和和人人类类带带来来的的危危害害主主要要是是影影响响人人类类以以及及动动物物的的身身体体健健康康；使使水水体体植植物物变变质质；影影响响渔渔业业，造造成成经经济济损失。损失。v重重金金属属元元素素以以可可溶溶性性离离子子状状态态溶溶解解在在水水中中，通通过过人人体体吸吸收收，会会造造成成严严重重病病变变，如如金金属属镉镉离离子子污污染染会会引引起起人人体体的的骨骨痛痛病病；汞汞中中毒毒可可以以使使人人中中枢枢神神经经失失灵灵，并并造造成成永永久久性性病变；铬、锑及其化合物具有致癌作用。病变；铬、锑及其化合物具有致癌作用。5

50、1(2)(2)水体污染物的形成和排放水体污染物的形成和排放水体污染物的形成主要有两个来源：水体污染物的形成主要有两个来源：生生活活废废水水，一一般般来来自自居居民民住住宅宅、医医院院、学学校校、商业等生活过程；商业等生活过程；工工业业废废水水，主主要要是是由由工工业业生生产产中中一一些些有有害害物物如如重重金金属属、有有机机物物、酸酸碱碱盐盐、油油、放放射射性性废废水水等混入工业用水造成的。等混入工业用水造成的。52有害物质有害物质主要来源主要来源苯苯化工、橡胶、颜料化工、橡胶、颜料硝基苯硝基苯染料、炸药生产染料、炸药生产酚酚煤气制造、焦化、炼油、化工、塑料、染料、木材防腐煤气制造、焦化、炼油