环境材料学作业

环境材料学期末复习题及参考答案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。

木棉纤维及其应用摘要:文章介绍了木棉纤维的物理、化学性能，分析了其纺纱性能,并阐述了木棉纤维的应用领域。

关键词:木棉，纤维，;应用前言：木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维，属单细胞纤维,与棉纤维相同。

但棉纤维是种子纤维，由种子的表皮细胞生长而成的，纤维附着于种子上。

而木棉纤维是果实纤维,附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁细胞发育、生长而成。

木棉纤维在蒴果壳体内壁的附着力小，分离容易。

木棉纤维的初步加工比较方便,不需要象棉花那样须经过轧棉加工，只要手工将木棉种子剔出或装入箩筐中筛动,木棉种子即自行沉底,所获得的木棉纤维可以直接用作填充料或纺纱。

目前应用的木棉纤维主要指木棉属的木棉种、长果木棉种和吉贝属的吉贝种这3 种植物果实内的绵毛。

木棉纤维有白、黄和黄棕色3种颜色，一株成年期的木棉树可产5～8 kg的木棉纤维。

一直以来，木棉纤维因其长度较短、强度低合力差和缺乏弹性，难以单独纺纱，导致其在纺方面的应用具有很大的局限性。

但是木棉纤维光泽、吸湿性和保暖性方面具有独特优势，在崇天然材料的今天有良好的应用前景。

1、木棉纤维的基本性能1.1、物理性能木棉纤维的基本理化性能如表1表 1 木棉纤维的基本理化性能木棉纤维纵向外观呈圆柱型，表面光滑，不显转曲，光泽好。

截面为圆形或椭圆形，中段较粗，根端钝圆，梢端较细，两端封闭，截面细胞未破裂时呈气囊结构，破裂后纤维呈扁带状。

细胞中充空气，纤维的中空度高达80 %～90 % ,胞壁薄，接近透明，因而相对密度小，浮力好。

纤维块体在水中可承受相当于自身20～36倍的负载重量而不致下沉。

木棉表面有较多的腊质使纤维光滑、不吸水、不易缠结,防虫。

木棉纤维的相对扭转刚度为7115 ×10 - 4cN. cm2/ tex2,比玻璃纤维的还大，这会引起加捻效率降低。

因长度较短、强度低、抱合力较差,用棉或毛的纺纱方法难以单独纺纱，这是过去一直没有很好地应用木棉纤维的一大原因。

环境材料学知到章节测试答案智慧树2023年最新衢州学院第一章测试1.环境材料的出现标志着材料科学发展进入了一个新的历史时期。

（）参考答案:对2.能源材料是指用于产生能源或者改变能源状态的各种材料。

（）参考答案:对3.环境功能材料是包括：环境治理材料、环境修复材料、环境替代材料。

（）参考答案:错4.环境的可持续发展理论包括：清洁生产、再循环利用、降解、废物处理。

（）参考答案:错5.材料的提取、制备、生产、使用和废弃过程是一个资源消耗和环境污染的过程。

（）参考答案:对第二章测试1.生物材料使既是结构材料，又是功能材料。

（）参考答案:对2.生产过程中产生的SO2对环境可能产生水污染。

（）参考答案:错3.可燃冰属于可再生能源。

（）参考答案:错4.氯氟烃化合物是广泛应用于制冷、空调、电子清洗和化妆品等行业中的一类化工材料。

（）参考答案:对5.材料、能源、信息是现代高科技的三大支柱。

（）参考答案:对第三章测试C的局限性包括应用范围的局限性、评价理论的局限性以及评价范围的局限性。

（）参考答案:错2.线性规划法是一种最简单的、也是最常用的LAC系统分析方法。

（）参考答案:错3.层次分析法的机构可分为：目标层、准则层和方案层。

（）参考答案:对4.建立材料环境性能数据库的基本原则不包括服务性。

（）参考答案:错5.能耗这项单一指标在现今可以表示其对环境的影响。

（）参考答案:错第四章测试1.自然资源可分为三大类：恒定性资源、可再生资源、非再生资源。

（）参考答案:对2.广义来说，资源具有社会性、自然性和商品性这三个特点。

（）参考答案:对3.资源评价包括评价、管理、利用和监督几个方面。

（）参考答案:错4.二次利用的方法包括物理法、化学法这两种方法。

（）参考答案:错5.化学法是通过改变废物性质的一种回收利用方法。

（）参考答案:对1.可持续发展是指经济、社会、资源、和环境保护协调发展。

（）参考答案:对2.生态系统指的是生物体与环境相互作用而形成的一种机能系统。

环境材料学课后习题第1-5章第一章1-1 用自己的理解给出环境材料的定义环境材料是指那些具有满意的使用性能和可接受的经济性能，并在其制备、使用及废弃过程中对资源和能源消耗少，对环境影响小且再生利用率高的一类材料。

1-2 从人类的历史进程分析一下材料科学与技术的发展，找出材料与环境的关系。

在人类历史上，有许多时代都是以材料的发展来命名的，如远古时期的石器时代、青铜器时代和铁器时代、现代的高分子时代，都是由于材料科学和技术的发展而推动了历史车轮的前进。

同时就材料科学与技术本身的发展来看，也是随着历史发展的需要而诞生的，如20世纪60年代的半导体材料、20世纪70年代的能源材料、20世纪80年代的信息材料以及20世纪90年代的环境材料，他们都是应时代的要求、社会的需要而产生和发展起来的。

1-3 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。

冰箱内的全无氟制冷剂、可降解塑料、可食用包装袋、无溶剂涂料、生态水泥、环保建材、降解树脂、环境工程材料、天然资源环境材料、电磁波防护类材料、电子功能材料领域的毒害元素替代材料1-4 用自己的理解分析一下，环境材料的研究内容应该包括哪几部分。

包括材料的环境影响评价、生态设计及清洁生产、废弃物再生循环利用、环境材料关键技术、环境功能材料、环境友好材料、环境工程材料。

1-5 结合自己的体会，分析一下环境材料的未来发展趋势。

1. 材料的环境性能将成为21世纪新材料的一个基本性能，各种环境材料及绿色产品的开发将成为材料产业发展的一个主导方向。

2. 环境治理材料仍然是环境工程材料的主要研究内容，更高的性能、更长的寿命以及更低的成本成为新型环境治理材料必须具备的性质，环境修复替代材料和废弃物的自资源化研究也将成为环境工程产业的另一大热门。

3. 大力推广环境友好型的材料设计和制备工艺，开发环境友好型的新材料及绿色材料制品。

4. 功能化、智能化的环境功能材料在技术进步的带动下正渐渐走下“高端”的神坛，更好的耐久性能和经济性能将成为环境功能材料研究的主攻方向。

思考题高分子1102 何家兰 01211010502376-1 表达材料的环境影响有许多方法，试对这些方法加以讨论。

答：能耗表示法：用能耗这项单一指标来表达其对环境的影响。

环境影响因子：考虑了资源、能源、污染物、生物影响、区域性等因素。

环境负荷单位：用一个综合的指标（包括能源、资源、环境污染等因素来评价某一产品、过程或事件对环境的影响。

单位服务的材料消耗：在某一单位过程中的材料消耗量。

生态指数表示法：对某一过程或产品，根据其污染物的产生量及其他环境作用大小，综合计算出该产品或过程的生态指数，判断其环境影响程度。

生态因子表示法：综合考虑材料的使用性能和环境性能。

无量纲指标：环境负荷单位、生态指数表示法、环境影响因子。

6-2 以前的LCA技术框架，第4部分是关于环境改善的评价步骤。

1997年京都会议期间，TC 207委员会一致同意，删去LCA技术框架中环境改善评价过程，改为对评价结果的解释，以保护一些环保技术的知识产权。

根据你对LCA的理解，现有的技术框架是否完善，还应该进行怎样的改进？根据ISO14000系列标准，现在LCA的技术框架主要有目标和范围定义、编目分析、环境影响评价以及评价结果解释。

现有技术框架是不完善的，这也是LCA仍处于不停发展和改进的原因。

迄今为止，环境影响评价被认为是LCA中技术含量最高、难度最大，同时也是发展最不完善的一个技术环节，环境评价是一个典型的数学物理过程，经常要用到物理数学模型和方法。

不同的方法往往带有个人和社会的主观因素和价值判断。

所以在评价过程中，要清楚、详细地给出所用的数学物理方法、假设条件和价值判断依据。

6-3 选择一个你所熟悉的产品、事件或过程用LCA方法进行环境影响评价。

1、建筑瓷砖的环境影响评价：该瓷砖生产线的年产量为30万m2，采用连续性流水线生产。

所需原料有钢渣、黏土、硅藻土、石英粉、釉料以及其他添加剂等，消耗一定的燃料、电力和水，排放出一定的废气、废水、废渣。

第3次作业一、填空题（本大题共40分，共10小题，每小题4分）1.噪声主动控制又称有源噪声控制技术，是根据实施的。

2.空气的组成可分为、和组分。

3.按照处置对象和技术要求上的差异，土地填埋处置分为和两类。

4.生态系统之所以能保持相对的平衡状态，主要是由于生态系统内部具有一定限度的能力。

5.喷注耗散型消声器主要用于降低 ,它是从研究和实验研究中开发出的新型消声器。

6.辐射防护的目的主要是为了减少射线对人体的照射，具体方法有、和O7.固体废物处置可分为和两大类。

8.1993年我国颁布了《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）,规定噪声测点选在距居住区或工作建筑物、传声器高于地面的噪声敏感区。

9.塑料固化技术有两类：其一是 ,其二是。

10.噪声主动控制又称 ,是根据声波相消干涉的原理实施的。

二、名词解释题（本大题共30分，共5小题，每小题6分）1.浓度控制方式的概念2.城市功能的概念3.城市化的概念4.远期危害的概念5.城市垃圾的概念三、问答题（本大题共30分，共5小题，每小题6分）1.卫生填埋场主要包括哪些设施？2.简述环境与人体的平衡关系。

3.说明放射性废物的处理处置技术的特点。

4.简述苏州河环境综合整治工程的基本方针。

5.简述噪声普查时的测点布置原则。

答案:一、填空题（40分，共10题，每小题4分）1.参考答案：声波相消干涉的原理解题方案：噪声主动控制又称有源噪声控制技术，是根据声波相消干涉的原理实施的。

评分标准：全部填空题正确得分2.参考答案：恒定的可变的不定的解题方案：空气的组成可分为恒定的、可变的和不定的组分。

评分标准：全部填空题正确得分3.参考答案：卫生土地填埋安全土地填埋解题方案：按照处置对象和技术要求上的差异，土地填埋处置分为卫生土地填埋和安全土地填埋两类。

评分标准：全部填空题正确得分4.参考答案：自动调节的解题方案：生态系统之所以能保持相对的平衡状态，主要是由于生态系统内部具有一定限度的自动调节的能力。

1.环境工程学主要研究对象是什么“环境工程学”主要研究对象有：水质净化和水污染的防治和处理、大气质量净化和大气污染的防治和处理、固体废弃物污染的防治和资源利用、物理性污染的防治和处理、对自然资源的合理利用和保护、环境监测、环境质量的检测与评价。

2.去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法？各种方法的技术原理是什么？中和法（酸碱反应）、化学沉淀法（沉淀反应、固液分离）、氧化法（氧化反应）、还原法（还原反应）、电解法（电解反应）、超临界分解法（热分解、氧化还原反应、游离基反应等）、气提法，吹脱法，萃取（污染物在不同相之间的分配）、吸附法（界面吸附）、离子交换法（离子交换）、电渗析法（离子迁移）、混凝法（电中和、吸附架桥作用）3、简述土壤污染治理的技术体系。

（1）、污染土壤的生物修复方法。

（2）、污染土壤治理的化学方法。

（3）、增施有机肥料。

（4）、调控土壤氧化还原条件。

（5）、改变轮作制度。

（6）、换土和翻土。

4.简述废物资源化的技术体系。

焚烧（燃烧反应）、堆肥，沼气发酵（生物降解）、离子交换（离子交换）、溶剂萃取（萃取）、电解（电化学反应）、沉淀（沉淀）、蒸发浓缩（挥发）、湿式氧化、重力分选、离心分离、热解、微波热处理、破碎分选、气化发电、厌氧生物处理。

5.阐述环境净化与污染控制技术原理体系。

四大原理：隔离、分离、转化、稀释污染物处理工程的核心是利用隔离、分离、转化等技术原理，通过工程手段实现污染物的高效，快速去除6、一般情况下，污染物处理工程的核心任务是：利用隔离、分离和转化技术原理，通过工程手段，实现污染物的高效、快速去除。

试根据环境净化与污染防治技术的基本原理，阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。

首先对隔离、分选、转化的方式进行优选组合，再对装置进行优化设计和对操作方式和操作条件进行优化，最后对介质的混合状态、流体流态进行优化和对物质能量的迁移和反应速率进行强化，从而达到污染物高效去除的目的。

综合材料作业
根据综合材料，以下是一份综合材料作业的例子：
题目：探索环保产业的可持续发展
要求：
1. 分析环保产业的现状和发展趋势；
2. 探讨环保产业在解决环境问题和实现可持续发展方面的作用；
3. 提出具体的措施和建议，促进环保产业的可持续发展。

大纲：
Ⅰ. 环保产业的现状和发展趋势
A. 环保产业的定义和范围
B. 环保产业的发展现状分析
C. 环保产业的发展趋势分析
Ⅱ. 环保产业的作用
A. 解决环境问题
1. 污染治理
2. 资源循环利用
B. 实现可持续发展
1. 经济发展与环境保护的协同关系
2. 提高可持续生产和消费水平
Ⅲ. 促进环保产业的可持续发展的措施和建议
A. 政府的支持和引导
1. 制定相关法律法规
2. 提供财政和税收政策支持
B. 加强科技创新和人才培养
1. 鼓励科技创新和研发投入
2. 培养环保产业相关的专业人才
C. 促进产业协同和合作
1. 加强产业链协同发展
2. 建立环保产业联盟和合作机制
结论：
通过以上措施和建议，可以加快环保产业的可持续发展，形成产业与环境的良性循环，实现经济、环境和社会的可持续发展。

环境材料学作业1.用无害的技术和工艺替代有害和污染的工艺是减缓环境恶化的一项有效措施，试分析环环境替代材料的研究现状和发展趋势。

2.根据自己的理解给出环境材料的定义。

3.从人类的历史进程分析材料科学与技术的发展，找出材料与环境的关系。

4.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。

5.分析环境材料的研究内容应该包括哪几部分?6.环境材料是大学材料与环境两门学科之间的交叉学科。

如何从跨学科的角度来看待它发展环境材料。

7、根据你对可持续发展的理解，考虑如何实现（1）金属材料；（2）高分子材料；（3）无机非金属材料(选一种)的可持续发展，并提出几项可具体实施的技术措施。

8.工业生态学的本质是将自然生态自循环的概念引入工业生产过程，实现工业的良性循环环。

结合材料工业的特点，考虑材料生产在理想的生态工业过程中的地位和作用。

9.分析材料的环境影响须应用lca方法，分析资源效率要用到材料流理论。

这两种方法都它基于物质不朽和能量守恒的原理。

试着分析两者的异同。

10.从如何提高材料生产及使用的资源效率的角度，综述物质流分析方法的研究现状及发展趋势。

11.在f-10理论中，强调只有将资源和能源效率提高10倍，才能消除由于人口增长及经济规扩张对环境的负面影响。

为了在材料行业实现这一目标，您认为科技、管理和人才的比例如何，以及数据最重要的影响因素是什么。

12.你认为材料的生态设计应该从哪几个角度考虑，应包括哪些内容，请按重要性排序。

13.作为一名材料工程师，你的公司需要你去开发一种新材料，你将如何考虑这种新材料的环境绩效？14.从环保的角度分析一下，再生设计是属于末端治理还是初始端治理？15.与生态工业相比，清洁生产的局限性是什么？16.关注末端治理的主要问题是什么？17.选择一个你所熟悉的产品、事件或过程用lca方法进行环境影响评价。