环境材料学复习重点
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09级7班《环境学概论》复习资料第一、二章绪论环境问题一名词解释:1、环境概念:所谓环境,总是相对某一中心事物而言,它因中心事物的不同而不同,随中心事物的变化而变化。
与某一中心事物有关的周围事物就是这个中心事物的环境。
用一句话概括就是“直接或间接影响到人类的一切自然行成的物质、能量自然现象的总体”常简称为环境。
2、环境结构:环境中各个独立组成部分(环境要素)在数量上的配比、空间位置上的配置、相互间的联系容与方式。
环境要素的配置关系。
总体环境(包括自然环境和社会环境)的各个独立组成部分在空间上的配置,是描述总体环境的有序性和基本格局的宏观概念。
3、环境规律:人类与环境相互作用的规律。
整体性,有限性,不可逆性,隐显性,持续反应性,灾害放大性。
4.环境要素:又称环境基质是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体烟花规律的基本物质组分,分自然环境皂素和人工环境要素。
5、环境质量:是在一个具体的环境,环境的总体或环境的某些要素,对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度,是反映人类的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。
二简答题:1、简述环境科学的基本原理环境学把社会和自然的直接演化作为研究对象,综合考虑人口,经济,资源与环境等主要因素的制约关系,从多层次乃至高层次上讨论人与环境协调演化的具体途径。
它涉及到科学技术发展方向的调整,社会经济模式的改变,人类生活方式和价值观念的变化等。
人与环境和谐,环境协同原理,环境多样性原理,规律与规划原理。
2.环境问题的实质是什么?如何产生和发展的?环境问题的实质是社会、经济、环境之间的协调发展问题以及资源的合理开发利用问题。
环境问题是随着经济和社会的发展而产生发展的。
环境问题产生的主要原因有:第一,人口压力。
第二,资源的不合理利用。
第三,片面追求经济的增长。
环境问题的特点有:全球化,综合化,社会化,高科技化,累计化,政治化。
发展中国家环境问题的发展趋势:第一,人口激增和贫困-发展中国家的主要环境问题。
学而不思则惘,思而不学则殆生态环境材料学第一章绪论1、专业词汇:生态环境材料Ecomaterials材料流Materials Flow物质流Mass Flow生命周期评价Life Cycle Assessment/LCA 目标与范围确定goal and scope definition 清单分析inventory analysis影响评价impact assessment结果解释life cycle interpretation 生态设计Eco-design/ED清洁生产Zero Waste Processing2、环境材料定义及材料研究的三个特点(1)定义:生态环境材料是一种具有与环境协调的特殊功能材料,是指在设计、制造、加工、使用以及再生过程中均考虑到资源、环境、生态等因素,具有最低环境负荷、最大使用功能、或者是能够改善环境的人类所需材料。
既包括经改造后的现有传统材料也包括新开发的环境材料。
(2)特点:•先进性:能为人类开拓更广阔的活动范围和环境,发挥其优异性能。
在发展新材料、新技术体系时,既要考虑到技术环境负担的大小,材料本身对环境的污染程度,又要顾及材料使用时的传统性能(材料的先进性),在要求优异的使用性能这一点上,新材料与传统材料是相同的。
•环境协调性(优先争取的目标):使人类的活动范围同外部环境协调,减轻地球环境的负担,使枯竭性资源完全循环利用。
在材料的生产环节中资源和能源的消耗少,工艺流程中采用减少温室效应气体的技术,废弃后易于再生循环。
材料及技术本身要具备环境协调性,这是区别于传统材料观念而增加的概念。
•舒适性:使活动范围中的人类生活环境更加繁荣、舒适,人们很乐于接受和使用。
3、从手段、目标和要求角度阐述环境材料的研究内容4、从基础研究、应用研究和评价系统层次阐述环境材料的具体研究内容(1)基础研究:材料的开发、应用、再生过程与生态环境相互作用和相互制约的关系的理论研究。
a. 人类的材料需求活动引起的生态环境的变化及规律;b. 环境恶化对人类生存所需材料的质量和数量的影响;c. 与环境协调并适应环境发展的材料开发、应用和再生理论;d. 低环境负担的合金理论,无机材料理论和高分子材料理论;e. 可循环性的材料自分解和分离理论;f. 材料再生循环难易程度的热力学和动力学(2)应用研究:a. 清洁的无污染的材料生产、加工和制造技术基础b. 具有最低环境负担的材料工程新技术和新工艺c. 可循环性的功能材料或结构材料的分解和分离技术基础d. 废弃材料的综合再生技术基础e. 现用材料中有害元素的替代技术f. 自然资源中枯竭性金属元素的替代技术(3)评价系统:包括使用性能和环境性能两方面的评价。
《环境材料学》课程各章重点内容1环境与材料材料生产对环境的依存关系、环境材料概念、环境材料的五个判据、主要环境材料种类、环境材料与传统材料、新材料的关系、环境材料学及其主要研究内容。
2材料的环境影响综合评价传统材料和环境材料的评价理论有何不同?材料的评价三角形分析。
环境负荷、材料的寿命全程概念,评价内容描述、环境负荷各项目计算中权重系数的取值问题、废弃物排放因子用加权模型计算时权重系数的计算、环境负荷各项目如何汇总?减少环境负荷的措施。
材料的再生循环设计概念、再生循环设计过程中应考虑的问题、材料的再生循环利用度评价方法、再生过程能量评价与分析。
环境质量评价模型及其各自有缺点、适用场合、计算过程等。
3微生物材料微生物能作为材料使用的原因。
微生物塑料的制备原料与传统塑料制备原料的来源有何不同?微生物塑料的主要生产原料。
紫膜能作为微生物功能材料使用的原理及优点。
两种类型的微生物计算机的原理有何不同?微生物传感器的基本原理及其应用、特点。
微生物燃料电池与传统电池的区别、应用原理。
微生物环境修复材料的特点、微生物固定方式。
微生物环境修复材料的工业应用。
4石墨材料石墨材料加工过程,加工原料的特点。
石墨层间化合物的“阶层”、插入物对石墨层间距离的影响及其计算、石墨层间化合物的奇异膨胀性及其膨胀机理。
石墨密封材料与传统密封材料的比较、石墨密封材料成型方法及其特点、为增强石墨密封材料性能采取的措施。
石墨材料净化含油废水的原理、与传统净化材料活性炭、棉花比有何特点?石墨材料净化大气中SO2有何特点?温度对净化大气中SO2有何影响?5绿色建材什么是绿色建材?传统建材有何缺陷?绿色涂料在生产原料上有何特色?涂料的水性化、高固体化和粉末化区别。
生态水泥生产原料,它与传统硅酸盐水泥在成分和使用过程有何不同?保健环境建材的概念及其种类、特点。
6沸石材料沸石的结构、沸石水和沸石金属离子的性质和作用。
沸石洗涤剂助剂与传统助剂助洗机理比较。
1章绪论1.1环境材料的含义1.2环境材料的研究背景1.3环境材料的研究内容与任务1.4环境材料学的发展概况2章材料科学基本知识3章材料的环境协调性评价4章材料的生态设计与理论8章金属材料概论8.1钢铁铸铁含碳量在2.1%~4.0%之间,多数铸铁中的碳以石墨形式存在,石墨的形状对性能影响较大。
铸铁有很高的耐压强度、耐蚀性和良好的铸造性、耐磨性、消振性和切削性,而且价格低廉,工业应用十分广泛。
加入不同的合金元素可铸成耐热铸铁、耐蚀铸铁和耐磨铸铁等,在可能的条件下“以铁代钢,以铸代锻”可产生巨大的经济效益,一直是工业生产中的趋势之一。
碳钢中的杂质对碳钢性能的影响钢在冶炼的时候,除了必须的合金元素外,不可避免的会从原料中带入一些杂质元素,杂质元素主要有硫、磷、丹、氢、砷、锡、锑等。
这些杂质元素对钢组织和性能产生不利的影响。
硫易在钢种形成FeS共晶体,熔点很低,造成“热脆”。
磷使钢脆化,降低钢的塑形和韧性。
产生“冷脆性”,使钢的冷加工性能和焊接性能变坏。
氧容易在钢中形成氧化物,使性能下降。
氢在钢中形成所谓“氢脆”现象,严重影响钢的塑性,钢的强度越高,脆性越大,造成的危害也越严重。
新钢中的开发1钢中加入地球上含量丰富的Si元素,来代替部分重金属W和Mo。
2Si可提高钢的抗氧化强度,并降低钢的韧-脆转变温度3应用还不广泛9章传统无机非金属类环境材料9.1结构陶瓷陶瓷材料陶瓷的物质结构:陶瓷材料的相组成:晶体相、玻璃相、气相(气孔)晶体相是陶瓷材料最主要的组成相,主要是某些固溶体或化合物,其结构、形态、数量及分布决定了陶瓷材料的特性和应用。
晶体相又分为主晶相、次晶相和第三相。
陶瓷中晶体相主要有含氧酸盐(硅酸盐、钛酸盐等)、氧化物(MgO、Al2O3)、非氧化物(SiC、Si3N4)等。
玻璃相的作用是将分散的晶体相粘结起来,填充晶体之间的空隙,提高材料的致密度:降低烧成温度,加快烧结过程;阻止晶体转变、抑制晶粒长大。
环境材料学知识点总结1. 环境材料的分类环境材料根据其在特定环境条件下的性能和用途不同,可以分为多种类型,常见的环境材料包括耐候材料、耐腐蚀材料、耐高温材料、防护材料等。
这些材料通常具有较好的耐久性和抗老化性能,能够在恶劣的环境条件下长期稳定地工作,并且能够有效地防止氧化、腐蚀、结构损伤等问题的发生。
2. 环境材料的性能环境材料的性能指材料在特定环境条件下的特性和表现,主要包括耐久性、机械性能、化学性能和热学性能等。
耐久性是指材料在长期使用和特定环境条件下不会发生质量变化和性能衰减的能力,它是评价环境材料是否适合特定环境应用的重要指标。
机械性能是指材料在各种外力作用下的表现,包括抗拉强度、硬度、韧性和弹性等特性。
化学性能是指材料与化学物质接触时的反应和耐受能力,主要包括耐腐蚀性和耐化学侵蚀性。
热学性能是指材料在高温、低温等极端温度环境下的性能表现。
3. 环境材料的评价方法对于环境材料的评价,通常需要进行多方面的测试和分析,以全面了解其在不同环境条件下的性能表现和功能适用性。
评价方法主要包括实验测试、数学建模、计算模拟等。
实验测试是通过实际试验对材料进行性能测试,包括耐久性测试、化学性能测试、热学性能测试等。
数学建模是通过数学模型对材料在特定环境条件下的性能进行预测和分析。
计算模拟是通过计算机模拟技术对材料在特定环境条件下的性能进行仿真和分析。
4. 环境材料的设计和改进环境材料的设计和改进是环境材料学的重要研究内容,它旨在通过材料结构、成分和加工工艺等方面的调整和优化,提高材料的性能和适用性,以适应不同的环境条件和应用需求。
常见的材料设计和改进方法包括材料合金化、表面涂层、添加抗氧化剂、改变晶格结构等。
5. 环境材料的应用环境材料在工程领域有着广泛的应用,例如在建筑、航空航天、汽车、船舶、电子设备等领域。
在这些领域,环境材料通常用于承受特定环境条件下的外部气候、化学药剂、热能等影响,以保障工程设备、结构和设备的安全和稳定运行,减少材料老化和损坏。
重庆交通大学《环境材料》复习要点1、环境的材料的定义,类型,模型、性能,研究的内容、研究的意义;环境材料的研究现状和发展趋势;材料环境性能数据的基本原则。
环境材料是指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料。
类型:纯天然材料、仿生物材料、绿色包装材料、生态建材,环境降解材料、环境工程材料。
模型:输入输出法线性规划法层次分析法模糊数学分析法逆矩阵法性能:环境性能使用性能经济性能研究的内容;从环境的角度研究材料的成分、结构、工艺、性能等用途和其环境负担之间的关系。
包括三个层次:基础研究、应用研究、评价系统研究环境材料的意义:1观念:培养一批具有环境意识的人才2预测工具:有助于决策者的选择,指导开发3评价:寻找具有最低环境负荷的材料4可持续发展:有助于解决资源短缺、环境恶化5国际竞争:环境材料的研究与政治、经济等领域的国际竞争相联系研究现状:1)、环境材料的基础理论研究2)、开展材料的环境影响评价及建立材料环境性能数据库。
3)、发展环境友好型的材料设计和制备工艺。
4)、开发具有优良环境协调性的新型环境材料。
5)、研究开发环境净化和环境修复材料。
发展趋势:(1)材料的环境性能将成为21世纪新材料的一个基本性能;(2)用LCA方法评价材料产业的资源和能源消耗、三废排放等;(3)结合资源保护、资源综合利用,研究不可再生资源的替代和再生资源化;(4)各种环境材料及绿色产品的开发。
基本原则:(1)通用性;(2)可比性;(3)服务性;(4)预测性;2、材料流含义、理论基础,代表性的材料流理论及其含义,材料流分析的作用;材料流:指用数学物理方法,对在工业生产过程中按照一定的生产工艺所投入的原材料的流动方向和数量的一种定量分析的理论。
理论基础:物质不灭定律和能量守衡定律代表性的材料流理论:4倍因子理论(能源资源减少一半,效率提高一倍) 10倍因子理论(在一代人之内将生产效率提高十倍)极值理论(最大的产出率和最小的废物排放率)作用:1)通过材料流分析可调控经济系统与生态环境之间的材料流动方向和数量,从而达到减少资源开采与投入,提高资源利用效率,减少污染物排放的目的。
环境材料学复习重点一、名词解释(6个)1、环境材料:是指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料。
2、材料环境负荷值:指对某一具体材料在其生产过程中耗用的资源和能源的多少,以及其向环境排放的废弃物(气态、固态和液态之和)多少的综合值。
3、材料的生命周期:是指从原料采集和处理、材料制造、产品制造、运输、销售、使用、再循环、直至最终处理和废弃等环节组成的生命链。
4、生命周期评价(LCA):是对材料和产品进行环境表现分析的一种重要方法。
具体是通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗、物质消耗和废弃物排放,来评估某一产品、过程或事件的环境负荷。
5、酸雨:大气中二氧化硫和一氧化氮在强光照射下进行光化学作用,并和水汽结合而形成硫酸和硝酸,使得雨雪pH下降,一般将pH小于5.6的雨称为酸雨。
6、再生资源:在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有使用价值而以各种形式储存,但可以通过不同的加工途径而使其重新获得使用价值的各种物料的总称。
7、循环经济:是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗的线形增长的经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。
8、腐植酸:是动、植物遗骸,主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类有机物质,广泛存在于风化煤、泥炭和褐煤中。
9、避害技术:将有害物留在生产过程内部处理,将有害物在进入环境之前转化为无害物,在排放到环境以前进行消化,避免污染环境生态加工技术。
10、材料生产的资源效率:某一生产过程中所产出的所有产品占所投入原料总量的百分比。
11、固体废弃物:指人类在生产、加工、流通、消费以及生活等过程中提取目的组分之后而被丢弃的固体泥浆状的物质。
12、复合材料:由两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。
13、吸附材料:具有多孔结构和巨大的比表面积的材料,常见有活性炭,活性炭纤维,沸石分子筛,活性氧化铝等。
材料简介固体材料的分类:4大类第一章1.环境材料:指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需的材料2.环境协调性:资源和能源消耗少,环境污染小和循环再利用高。
3.环境材料的性能:1,环境性能2,使用性能3,经济性能4.环境材料应具备的特征是:观点一1)先进性:即它可以拓展人类的生活领域,也能为人类开拓更广阔的活动范围;2)环境协调性:即能减少对环境的污染危害,从社会持久发展及进步的观点出发,使人类的活动范畴和外部环境尽可能协调,在制造过程中,材料与能源的消耗、废弃物的产生和回收处理应降低到最小,产生的废弃物也能被处理、回收、再生利用,且这一过程也无污染产生;3)舒适性:即能创造一个与大自然和谐的健康生活环境, 使人类生活观点二功能性、经济性和环境协调性等。
这有利于对环境材料的评判,也符合现实情况。
即在材料的寿命周期中,在其功能性、经济性基本相同的条件下对环境负担影响较小的材料。
环境更加美好、舒适。
观点三1)节约能源2) 节约资源:3)可重复使用4) 可循环再生5)结构可靠性6) 化学稳定性7)生物安全性8) 有毒、有害替代9)舒适性1O) 环境清洁、治理功能5.环境材料的合成与加工工艺特征1) 能源节约工艺:能够通过提高能源效率或降低能量消耗但又不损害生产率来节省能量的加工方法。
也包括热能循环。
2) 资源节约工艺:能够通过提高材料的效率或降低材料的消耗但不损害生产率来节省资源的加工方法。
3) 降低污染的加工技术:能够降低污染物(如废气、废液、有毒副产品和废渣等)排放但又不损害生产率的加工技术。
4) 净化环境的加工技术:能够净化有害物质(如废气、废液和有毒副产品)以及净化已经污染的空气、河流、湖泊和土壤等的加工技术。
6.环境材料与传统材料和新材料的关系利用环境意识,一方面可以改造现有材料,使其与环境有良好的协调性;另一方面在制造、设计新材料时,要注意与其环境相容性。
思考题:1.用自己的理解给出环境材料的定义2.你认为哪些材料可以属于环境材料,试从你身边找出一些环境材料的例子。
环境材料学复习重点一、名词解释(6个)1、环境材料:是指在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料。
2、材料环境负荷值:指对某一具体材料在其生产过程中耗用的资源和能源的多少,以及其向环境排放的废弃物(气态、固态和液态之和)多少的综合值。
3、材料的生命周期:是指从原料采集和处理、材料制造、产品制造、运输、销售、使用、再循环、直至最终处理和废弃等环节组成的生命链。
4、生命周期评价(LCA):是对材料和产品进行环境表现分析的一种重要方法。
具体是通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗、物质消耗和废弃物排放,来评估某一产品、过程或事件的环境负荷。
5、酸雨:大气中二氧化硫和一氧化氮在强光照射下进行光化学作用,并和水汽结合而形成硫酸和硝酸,使得雨雪pH下降,一般将pH小于5.6的雨称为酸雨。
6、再生资源:在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有使用价值而以各种形式储存,但可以通过不同的加工途径而使其重新获得使用价值的各种物料的总称。
7、循环经济:是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中,把传统的依赖资源消耗的线形增长的经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。
8、腐植酸:是动、植物遗骸,主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类有机物质,广泛存在于风化煤、泥炭和褐煤中。
9、避害技术:将有害物留在生产过程内部处理,将有害物在进入环境之前转化为无害物,在排放到环境以前进行消化,避免污染环境生态加工技术。
10、材料生产的资源效率:某一生产过程中所产出的所有产品占所投入原料总量的百分比。
11、固体废弃物:指人类在生产、加工、流通、消费以及生活等过程中提取目的组分之后而被丢弃的固体泥浆状的物质。
12、复合材料:由两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。
13、吸附材料:具有多孔结构和巨大的比表面积的材料,常见有活性炭,活性炭纤维,沸石分子筛,活性氧化铝等。
14、PM2.5:指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。
二、填空题(4个)1、全球面临的五大环境问题包括温室效应、臭氧层破坏、有毒物质污染、酸雨、生态环境破坏。
2、可降解塑料的三种类型:光降解型、生物降解型、光生物降解型。
3、环境材料的生态设计目标考虑的要素包括:先进性、协调性、舒适性。
4、我国“十二五”提出的环保四项约束性减排指标分别是:SO2、NOx、COD、NH4-N。
5、生态加工技术包括:再循环利用技术、避害技术、控制技术、补救修复技术。
6、材料资源的系统物质流包括:自然物质流、经济物质流、废弃物质流。
7、清洁生产的内容:1)能源2)生产过程3)产品。
8、膜材料按照孔径大小分为三种:微滤、超滤、纳滤。
三、简答题(3个)1、简述一次能源与二次能源及其区别。
答:能源是指能提供能量的自然资源,它可以为人类提供所需要的电能、热能、机械能、光能、声能等。
能源按照形成条件以二类:一类是在自然界现存在,可以用一定技术开发取得,未加工改变其性质和转换的能源,称为一次能源。
如原煤、原油、天然气、水能、太阳能、风能、生物质能等;由一次能源经过加工、转换成另一种形式的能源,称之为二次能源。
如电力、石油制品、焦炭、人工煤气、甲醇、乙醇等。
一次能源转换成二次能源时,总会有转换损失,但二次能源比一次能源有较高的终端利用效率。
如:原油加工成汽油、煤油、柴油等各种石油制品。
2、简述清洁生产及其主要途径。
答:清洁生产是指既满足人们的需要又合理使用自然资源和能源,并保护环境的实用生产方法和措施,其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中。
清洁生产是一种新的创造性的思想。
其主要途径包括:不断改进设计;使用清洁的能源和原料;采用先进的工艺技术与设备;改善管理;综合利用;从源头削减污染,提高资源利用效率;减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放。
清洁生产是实施可持续发展的重要手段。
3、简述自然界中N 循环主要过程。
答:氮循环(Nitrogen Cycle)是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。
自然界N素主要过程:1)自然界氮元素以分子态(N2)、无机结合氮和有机结合氮三种形式存在;2)大气中N2只有被豆科植物根瘤菌和某些蓝绿藻转变为硝态氮(硝酸盐);3)植物从土壤中吸收无机态的铵态氮(铵盐)和硝态氮(硝酸盐),用来合成氨基酸,再进一步合成各种蛋白质;4)动物则只能直接或间接利用植物合成的有机氮(蛋白质),经分解为氨基酸后再合成自身的蛋白质。
在动物的代谢过程中,一部分蛋白质被分解为氨、尿酸和尿素等排出体外,最终进入土壤;5)动植物的残体中的有机氮则被微生物转化为无机氮(氨态氮和硝态氮),从而完成生态系统的氮循环。
4、二氧化硫和氮氧化合物是引起大气污染的主要污染物,简述脱硫和脱硝的主要方法。
脱硫产品在环境改良中有何用途?答:烟气脱硫是一个化工过程,是利用碱性脱硫吸收剂吸收SO2,先反应形成亚硫酸盐,再加上氧氧化成为稳定的硫酸盐,然后将硫酸盐加工为所需产品。
烟气脱硫分:钙法(以石灰石/石灰-石膏为主);氨法(氨或者碳铵)、镁法(氧化镁)、钠法(碳酸钠、氢氧化钠)等。
如,钙法是在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化钙以及鼓入的空气发生化学反应,最终反应产物为石膏,主要成分为含水硫酸钙,可以用作盐碱地的土壤改良剂。
国内外烟气脱硝方法百余种,使用10多种,包括湿法脱硝和干法脱硝。
选择性催化还原法(SCR)是目前主要方法。
5、环境材料的生态设计的四种方法及其主要内容。
答:目前环境材料的生态设计有4种方法:1)系统设计,主要设计思想是整体性、综合性和最优化。
特点是采用物料和功能循环思想,扩大产品寿命周期,提高资源效率,减少废弃物数量及处理成本。
2)模块化设计,对一定范围内的不同功能、性能、规格的产品进行分析,设计出一系列功能模块,再组装成不同产品。
特点体现在拆卸技术和回收技术等方面。
应用于汽车、家电、计算机、复印机工业机器行业;3)长寿命设计,产品寿命越长,其环境负担性越小。
长寿命设计目前在工业产品设计中较流行,如陶瓷设计。
4)再生设计,就是把材料的使用性能与保护环境充分结合,使材料的服务性能和环境性能相协调,如聚合高分子材料设计。
6、简要说明LCA的基本框架和要素。
1)目的与范围确定:确定应用目标,研究深度,研究范围,调查研究方法,要调查清单分析项目,数据类型,数据质量要求。
2)清单分析:分析任务(收集数据,数据处理,制出清单分析表),清单分配原则。
3)影响评估:定性影响评估方法,定量影响评估方法。
4)结果讨论:LCA采用方法是否符合ISO1404标准,采用方法在科学和技术上是否合理,采用的数据是否适宜和合理,结构讨论是否反映了原定的限制范围和研究目标,研究报告是否明晰和前后一致。
7、目前生态设计的主要四种方法包括哪些内容?1)系统设计:要求设计人员在产品开发设计过程中要有系统观点,充分掌握设计的全盘性、相互联系及制约的细节。
其特点是采用物料和功能循环的思想,扩大了产品的寿命周期,有利于维护生态系统平衡,提高资源效率,减少废弃物数量及处理成本。
2)模块化设计:指对一定范围内的不同功能、不同性能、不同规格的产品进行分析,划分并设计出一系列功能模块。
通过模块的选择和组合可以组装成不同产品。
模块化设计也有利于产品使用后的拆卸,继续利用一些可用的模块。
目前模块化设计已广泛应用于汽车、家电、计算机、复印机以及许多工业机器行业。
3)长寿命设计:目前在工业产品设计中比较流行。
特别是对一些影响到人身安全的产品,长寿命设计更是首选的设计原则,以确保产品能够长周期安全地使用。
4)再生设计:强调对材料的环境问题从材料产品寿命全程,即“从摇篮到坟墓”角度加以综合考虑;从采矿到材料冶炼、加工、使用、废弃,一直到再生利用等诸环节,使材料的服务性能和环境性能相协调。
8、简要说明高分子保水材料的作用原理。
答:保水剂是利用强吸水性树脂制成的一种具有超高吸水保水能力的高分子聚合物,它能迅速吸收比自己重数百倍甚至上千倍的纯水,而且具有重复吸水能力,吸水后可缓慢释放水分,被作物利用;其作用原理:1)保水剂自身吸水、保水和释水原理。
它主要与保水剂的基本特征包括物理、化学结构,吸水保水特征等有关。
2)保水剂的改土保水原理。
增加土壤团聚体改善土壤结构;提高土壤的吸水能力,增加土壤含水量;增加土壤保持水分能力,降低土壤水分蒸发量和水分渗透速度。
3)保水剂对化肥和农药等农化材料的效应原理。
保水剂表面分子有吸附,离子交换作用,肥料和农药中的铵离子等官能团在保水剂上发生离子交换和络合作用,以“包裹”方式把土壤中离子包裹起来,减少肥效药效流失。
4)保水剂对植物调节效应原理。
主要基于保水剂对土壤和植物两方面的效应,对植物的效应主要与保水剂的应用方法有关。
四、论述题(2个)1、利用风化褐煤等劣质煤炭资源,以及煤炭加工、利用过程中粉煤灰等废弃物,经过加工可作为环境改善和治理中的功能材料,请举例说明其应用的原理及其应用效果。
(内容广泛,可以对风化煤利用,泥炭利用,粉煤灰利用,煤矸石利用等方面,通过原理介绍和应用实际距离,说明会,根据考生答题思路深度实际评分。
)答:1)风化煤利用:出露于地表或埋藏于浅部的煤层,风化作用后,其化学和物理性质都发生了极为明显的改变,这一部分煤层的煤称为风化煤. 腐植酸含量较高的风化煤是一种宝贵的自然资源,可用来提取和加工成各种腐植酸产品。
2)泥炭利用:泥炭是一种经过几千年所形成的天然沼泽地产物(又称为草炭或是泥煤),是煤化程度最低的煤,同时也是煤最原始的状态,无菌、无毒、无污染,通气性能好,质轻、持水、保肥、有利于微生物活动,增强生物性能,营养丰富,既是栽培基质,又是良好的土壤调解剂,并含有很高的有机质,腐殖酸及营养成份。
泥炭被广泛应用于农业、园艺、建筑工业、医药等各个领域。
3)粉煤灰利用:粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物, 在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料;减少了用水量;改善了混凝土拌和物的和易性;增强混凝土的可泵性;减少了混凝土的徐变;减少水化热、热能膨胀性;提高混凝土抗渗能力;增加混凝土的修饰性.4)煤矸石利用:煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。
①回收煤炭和黄铁矿:通过简易工艺,从煤矸石中洗选出好煤,通过筛选从中选出劣质煤,同时拣出黄铁矿。
②用于发电:主要用洗中煤和洗矸混烧发电。