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第1章 绪论1

1.1环境材料的起源和定义1

1.1.1环境材料的历史起源1

1.1.2环境材料的定义3

1.2环境材料的研究意义4

1.2.1材料科学产生的必然性4

1.2.2自然界对人类行为的反作用5

1.2.3环境材料是21世纪材料领域重要的发展需求6

1.3环境材料的研究内容6

1.3.1环境材料的理论研究7

1.3.2环境材料的应用研究9

1.4环境材料的发展趋势10

阅读及参考文献13

思考题13

第2章 材料对环境的影响15

2.1材料在国民经济中的作用15

2.2材料与资源、环境的关系17

2.3材料加工和使用过程中的资源和能源消耗19

2.3.1全球资源和能源现状19

2.3.2中国资源和能源现状21

2.3.3材料加工和使用过程中的资源消耗22

2.3.4材料加工和使用过程中的能源消耗22

2.4固、液、气态污染物的排放24

2.4.1大气污染物24

2.4.2水体污染物的形成与排放26

2.4.3固态污染物的形成与排放28

2.5其他环境影响29

2.5.1全球温室效应29

2.5.2区域毒性水平31

2.5.3臭氧层破坏32

2.5.4电磁波污染32

2.5.5噪声污染33

2.5.6放射性物质污染33

2.5.7光污染33

阅读及参考文献34

思考题34

第3章 材料环境影响的评价技术36

3.1常见的环境指标及其表达方法36

3.1.1能耗表示法36

3.1.2环境影响因子37

3.1.3环境负荷单位37

3.1.4单位服务的材料消耗37

3.1.5生态指数表示法38

3.1.6生态因子表示法38

3.2材料的环境影响评价方法与标准38

3.2.1 LCA的起源39

3.2.2 LCA的定义41

3.3 LCA的技术框架及评价过程42

3.3.1目标和范围定义42

3.3.2编目分析43

3.3.3环境影响评价45

3.3.4评价结果解释47

3.4常用的LCA评价模型48

3.4.1输入输出法48

3.4.2线性规划法48

3.4.3层次分析法49

3.5 LCA应用举例50

3.5.1建筑瓷砖的环境影响评价50

3.5.2聚氨酯防水涂料生产过程的环境影响评价52

3.5.3用层次分析法评价一般材料的环境影响53

3.6 LCA的局限性55

3.6.1应用范围的局限性55

3.6.2评价范围的局限性55

3.6.3评价方法的局限性56

3.7材料的环境性能数据库58

3.7.1建立材料环境性能数据库的基本原则58

3.7.2常用环境数据库介绍58

阅读及参考文献60

思考题61

第4章 材料的资源效率理论62

4.1材料的资源效率62

4.1.1资源概述62

4.1.2材料生产的资源效率64

4.2材料流分析65

4.2.1材料流理论概述65

4.2.2材料流分析的研究框架和主要指标66

4.2.3材料流分析的基本方法67

4.2.4材料流分析理论的应用实践71

4.3资源保护和综合利用76

阅读及参考文献78

思考题78

第5章 材料的生态设计80

5.1材料产业的可持续发展80

5.1.1可持续发展概述80

5.1.2材料产业的可持续发展82

5.2材料的生态设计84

5.2.1生态平衡84

5.2.2生态设计的理念、原则及要素85

5.2.3生态设计的方法87

5.3生态设计案例分析88

5.3.1 Ecosystems Brand的家具设计88

5.3.2家电行业的生态设计90

阅读及参考文献92

思考题93

第6章 材料的环境友好加工及制备94

6.1降低材料环境负担性的技术94

6.1.1避害技术95

6.1.2污染控制技术97

6.1.3再循环利用技术99

6.1.4补救修复技术103

6.2清洁生产技术104

6.2.1定义104

6.2.2清洁生产的理论基础105

6.2.3清洁生产的主要内容106

6.2.4实现清洁生产的途径108

6.3清洁生产技术的实践110

6.3.1钢铁工业清洁生产技术110

6.3.2水泥工业清洁生产技术112

阅读及参考文献114

思考题115

第7章 材料工业生态学116

7.1工业生态学的起源116

7.2工业生态学的基本原理117

7.3工业生态学的研究方法119

7.3.1工业代谢120

7.3.2生命周期评价120

7.3.3投入产出分析121

7.3.4生态工业评价指标122

7.3.5为环境设计122

7.3.6产业共生123

7.4工业生态学的应用案例：凯隆堡生态工业园124

阅读及参考文献125

思考题126

第8章 环境治理材料127

8.1大气污染治理材料127

8.1.1大气污染及其控制技术127

8.1.2过滤材料128

8.1.3吸附材料130

8.1.4催化材料132

8.2水污染治理材料142

8.2.1水污染及其处理技术142

8.2.2氧化还原型水污染治理材料143

8.2.3沉淀分离型水污染治理处理材料147

8.2.4稀释中和型水污染治理材料149

8.2.5膜材料150

8.3其他污染控制材料153

阅读及参考文献156

思考题157

第9章 固体废弃物中有价元素的回收利用技术159

9.1固体废弃物及资源化利用159

9.1.1固体废弃物的分类159

9.1.2固体废弃物的危害160

9.1.3固体废弃物资源化利用及管理现状161

9.2几种主要固体废弃物资源化利用162

9.2.1报废汽车的资源化利用162

9.2.2报废电子电器的资源化利用169

9.2.3废旧电池的资源化利用175

阅读及参考文献182

思考题185

第10章 有毒有害元素的替代技术186

10.1背景及政策186

10.1.1 RoHS和WEEE指令187

10.1.2中国的RoHS法规及实施进程189

10.2有毒有害元素替代材料的研究和应用进展191

10.2.1无铅焊料191

10.2.2无毒塑料稳定剂195

10.2.3汞、铬等的替代材料200

阅读及参考文献204

思考题207

第11章 纯天然材料208

11.1木材的开发和利用208

11.1.1木材的结构和性质208

11.1.2木材的环境特性209

11.1.3木材改性及应用210

11.1.4木材深加工及应用213

11.2竹材的开发和利用213

11.2.1竹材的结构与性质214

11.2.2竹材的加工利用214

11.3石材的开发和利用216

11.4其他天然材料的开发和利用218

11.4.1稻壳218

11.4.2秸秆219

11.4.3其他天然资源的综合利用220

阅读及参考文献223

思考题225

第12章 仿生物材料226

12.1仿生物材料的环境性能226

12.2天然生物材料的组成228

12.2.1结构蛋白质228

12.2.2结构多糖及生物软组织229

12.2.3生物复合纤维230

12.2.4生物矿物230

12.3仿生物材料的制备与应用232

12.3.1生物陶瓷及其复合材料232

12.3.2组织工程材料235

12.3.3仿生智能材料236

阅读及参考文献237

思考题237

第13章 环境降解材料239

13.1概述239

13.1.1可降解塑料的研究背景239

13.1.2可降解塑料的定义及发展历史240

13.2可降解塑料的分类241

13.2.1光降解塑料242

13.2.2生物降解塑料243

13.2.3光-生物共降解塑料247

13.3材料的环境降解机理247

13.3.1光降解机理247

13.3.2生物降解机理249

13.3.3光-生物共降解机理250

13.4生物降解材料的应用趋势及发展前景251

阅读及参考文献254

思考题254

第14章 绿色包装材料255

14.1概述255

14.2包装材料的分类256

14.3包装材料的环境影响及其评价258

14.3.1包装材料对环境的影响258

14.3.2包装材料的环境影响评价259

14.4绿色包装材料的设计和加工技术262

14.4.1绿色包装的概念262

14.4.2绿色包装材料的设计262

14.4.3绿色包装材料的加工处理技术264

14.5绿色包装材料的开发和应用266

14.5.1绿色包装替代材料267

14.5.2绿色包装改性材料268

14.5.3绿色包装新材料的开发及应用269

阅读及参考文献272

思考题273

第15章 生态建材275

15.1建材与环境275

15.1.1建材对环境的影响276

15.1.2环境污染对建材及建筑物的影响278

15.2生态建材280

15.3典型的生态建材产品282

15.3.1生态水泥282

15.3.2生态混凝土284

15.3.3生态建筑286

15.4环境友好装饰材料286

15.4.1建筑涂料287

15.4.2壁纸墙布290

15.4.3绿色地板290

15.4.4贴面胶合板292

15.5环境功能玻璃292

15.5.1热反射玻璃293

15.5.2高性能隔热玻璃293

15.5.3自动调光玻璃293

15.5.4隔音隔热玻璃294

15.5.5电磁屏蔽玻璃294

15.5.6抗菌自洁玻璃294

15.6建筑卫生陶瓷294

15.7辅助建材及建材化学品295

15.8固体废弃物在建筑中的应用297

15.8.1工业固体废渣在建筑材料中的综合利用297

15.8.2非金属矿产品与生态建材300

15.8.3生态型化学建材301

阅读及参考文献302

思考题303