浅谈材料_社会和环境之间的关系

第20卷　第3期 邢台职业技术学院学报 Vol.20　No.3 2003年6月 Journal of Xingtai Vocational and Technical College Jun. 2003浅谈材料、社会和环境之间的关系宋新书, 郭有才（邢台职业技术学院环保系，河北邢台 054000）摘要：本文通过阐述材料、社会和环境之间的关系，探讨了开发与生产新材料的过程中，既能有效利用资源与能源的同时，又能保护环境，减少污染，推动人类社会可持续发展。

关键词：材料; 能源; 社会; 环境中图分类号：X24 文献标识码：A 文章编号：1008—6129（2003）03—0036—03材料与能源是推动社会文明进步的车轮，是社会发展的重要标志。

当代社会所使用的材料、能源日益增多，其结果给环境带来的压力越来越大，对环境造成的污染越来越严重。

如何既能很好的使用材料、能源，又不会给环境带来灾难，这就需要研究环境、材料、社会之间的关系，充分利用材料，从而推动人类社会可持续发展的战略目标进程。

人类社会的进步，离不开材料的发展。

所谓材料是指可为人类接受的，经济地制造有用器件的物质。

材料具有如下属性：①有传统材料的四大要素：即成分、结构、工艺和性能之间呈现出一定规律性；②具有可使用性，可满足社会经济的各种需要；③具有经济性，通常以人们可承受的器件的价格来衡量。

材料必须与人类生存和发展关系极其密切的环境相适应。

所谓环境，《中华人民共和国环境保护法》第一章总则第二条明确指出：“本法所称的环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

”即以人类社会为主体的对外部世界的总体。

一、材料在社会发展中的地位1．材料是社会发展的标志材料是人类生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础。

人类利用材料的历史充分说明，每一种新材料的发现和应用都有力地提高了社会生产力的水平，推动了人类历史发展到一个新的阶段。

人类社会的各个历史阶段，比如旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等各名词的划分都是以材料的名称为命名的，这些事实充分表明了材料的发展推动了人类社会历史的进步。

近代钢铁工业的迅速发展，则是18世纪中叶以来材料发展的继续，材料科学的突飞猛进，半导体材料、塑料、复合材料等新型材料的出现和应用，标志着人类社会进入了“材料革命”的新时代。

2．材料是科学技术进步的支柱材料、能源和信息是当代高科技的三大支柱。

从现代科学技术发展史可以得出，每一项重大的新技术发明，都有赖于新材料的发展这一结论。

半导体材料的出现对信息技术发展的极大推动作用就是一个明显的例证。

1946年世界上第一台真空管电子计算机研制成功以来，由于新型材料锗、硅等半导体材料和晶体管等半导体器件的问世，计算机技术获得了迅速的发展，在50年内，新产品一代一代更新，1967年大规模集成电路问世导致微型计算机的研制成功和应用，使计算机技术产生了飞跃：现在一台微型计算机的功能相当于世界上第一台大型电子管计算机的功能但重量仅为原来的六万分之一，体积也仅为原来的三十万分之一，运算速度却快了几百倍。

航天技术的发展也离不开材料的进步。

1903年，美国的莱特兄弟发明了世界上第一架飞机，所用的材料主要是木材和帆布，时速只有16公里。

50年代初，由于耐高温的铝合金材料成功的用于飞机制造，才使飞速超过了音速。

70年代初，可耐更高温度（550℃）的钛合金的问世，使飞速进一步得到提高。

镍基和钴基高温合金的最高使用温度为1100℃。

耐更高温度的钽、钨、钼及其合金在航空、航天领域得到了重用，比如钼薄板用于制造导弹及超音速飞机的高温承力构件，经表面涂覆处理的钼合金还可用于制造喷气发动机火焰筒、涡轮盘及叶片、导弹燃烧室、喷咀、航天飞行器的隔热板等。

3．材料是人类生产和生活的保证农业生产中，有一种“无滴塑料薄膜”，可作温室材料，可使水果和蔬菜早熟10—12天，增产30—60％。

在寒冷的冬季也能吃上新鲜的蔬菜。

————————————————收稿日期：2003—02—17作者简介：宋新书（1952—），女，吉林长春人，邢台职业技术学院环保系，副教授。

3637 在我们的衣食住行中，也离不开材料及其制成品。

就我们穿衣来说，很早人们就用棉、麻、丝、毛等做衣料。

目前世界上生产的化学纤维就有30多种六大品种：涤纶、棉纶（尼龙）、晴纶（人造羊毛）、丙纶（维尼纶）和粘胶纤维。

二、材料、资源和环境关系首先从工业产品的传统生产流程来分析材料、资源和环境间的关系。

如图1.1所示，任何一个有形的物品，其生产过程都是一个从材料、资源和能源的输入到产品、废物的输出过程，并产生污染物，对其周围的人类、农作物和环境构成了危害。

其次，就材料的生产过程而言，从资源和环境的角度分析，在材料的采矿、选矿、冶炼、轧制、热处理及其运输、使用和废弃的过程中，需耗废大量的原料、资源和煤、电能源，并排放出大量的废气、污水和固体烟尘、矿渣等，人们一方面可利用这些废物，变废为宝；另一方面这些废物对人、畜、作物构成了危害，并污染了环境。

由上述两方面的分析得到以下结论：造成资源短缺、能源耗尽乃至枯竭的主要根源在于材料及其制成品的生产。

20世纪前50年全世界金属材料消耗量约40亿吨，平均每10年消耗8亿吨，到了80年代，仅10年间，消耗量巨增至58亿吨，增加了７倍多。

随着生产的飞速发展，材料的矿产资源需求量成数倍在巨增，能源也在成数倍的消耗。

据统计，在以后50年内，矿产资源枯竭的品种就有以下16种：锰、铜、铅、锌、锡、汞、钒、金、银、硫、金刚石、石棉、石墨、石膏、重金石、滑石等。

预测全球其它矿产资源枯竭的时间为：21世纪50年代为一般矿产资源，70年代为金属矿产资源，80年代为石油、天然气资源，22世纪20年代为煤资源。

资源枯竭是近代工业化对自然资源无节制的过度消耗产生的结果。

资源枯竭使生活贫困化加剧；资源的不合理开发利用，导致了日益严重的环境恶化，影响了社会的可持续发展。

矿物能源方面，1994年统计结果表明，美国当年能源总消耗量为28.98亿吨标准煤，占全球能源消耗总量的25.6％；中国能源消耗总量为12.27亿吨，占全球能源消耗总量的10.8％。

在未来一段时间里，石油、煤炭及天然气等矿物能源仍是主要的能源消费种类，水电和地热等天然能源的利用有待进一步开发。

如图1.2所示，21世纪人类所面临的三大难题：即人口膨胀、资源短缺和环境恶化。

20世纪初难题还不十分突出，主要是局部的污染和废弃物；到了20世纪90年代，危及全人类的生态环境和健康的突出方面是：全球气候变暖、沙漠化、臭氧层破坏和食物短缺等；到了2050年，地球上人口将达100亿左右，许多矿物资源将面临枯竭；到了2070年，石油与天然气资源将枯竭，那时人类的能源结构将发生观念性的变革；到了2100年，人口增长到地球难以承载的能力，同时海平面将上升，气候变暖将更突出。

图1.2 人类面临的资源环境问题示意图 图1.3典型的材料流循环过程示意图从以上阐述可以看出，人类使用的材料可看作一个巨大的材料循环（一个全球性的、流动的、自始至终的循环系统）体系。

如图1.3所示，以钢铁材料为例，从材料的采矿到选矿、炼铁、炼钢，平均8吨矿石可炼成1吨钢，再经过轧制、车、刨、铣等金属加工，最后得到约700kg的金属制品。

这些金属制品能被有效使用的不到500kg 。

当完成一定服役寿命后，最后都被废弃而排放到环境里去。

材料循环概念的一个重要方面就是它揭示了材料、能源和环境之间相互联系和交互作用的循环系统。

（下转第76页）三、结论利用模糊评估的方法，能较客观反映高校教师素质的真实情况，减少主观决断和个人感情对评估的影响。

这样得到的评估结果比较有说服力。

当然这样的评估最终有一个具体的分数，但如果只需知道被评估的人属于那一类的话，可用现在比较流行的SVM方法进行分类，但前提条件是必须知道各种类型的一些信息（训练点），通过优化理论，解一个二次规划问题，求出分类超平面，再将测试点代入进行测试，得出结果。

此多类问题可以转化为两类问题来解决。

参考文献：[1] 汪培庄. 应用模糊数学[M] . 北京：北京经济学院出版社，1989.[2] 杨奎诃. 用模糊数学理论对大学生素质进行科学评价[J]. 河北科技大学学报，2000，20（2）.The Application of Fuzzy Mathematics In Evaluating Vocational CollegesTeacher’s Overall QualitiesXU Yitian(China’s Agriculture University, Beijing 100083)Abstract: There are many difficulties when evaluating vocational colleges teacher’s overall qualities because of many indefinite factors. This paper tackles the problem in Fuzzy Overall Evaluation, which can reduce the artificial factors and make the evaluation results more objective and reasonable.Key words: Fuzzy mathematics；Fuzzy overall evaluation；Overall qualities（责任编辑　宋月彰）（上接第37页）三、结论综前所述，环境、材料和社会间的关系是：一方面材料给人类带来了物质财富并推动着人类社会的物质文明的进步；而另一方面在开发与生产新材料过程中又消耗大量的资源和能源，并给环境带来污染的负面危害作用。

因此，在材料推动现代化发展的同时，保护环境，开发绿色环保材料成为当前的主题。

这就是近几十年来发展起来的“环境材料”，即是指在加工、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。

环境材料应具有以下三大特征：其一是环境材料应具有先进性，即它可以拓展人类的生活领域，也能为人类拓展广阔的活动范围；其二是环境协调性，即能减少对环境的危害，从社会持久发展及进步的观点出发，使人类活动范围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低，产生的废弃物也能被处理、回收、再生利用，而且这一过程也无污染产生；其三是舒适性，即能创造一个与大自然和谐的健康生活环境，使人类生活环境更加美好、舒适。