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1、1材料与材料与环境环境 2008200820092009 学年第二学期期末论文考试试卷学年第二学期期末论文考试试卷 评分标准评分标准 A 卷 B 卷课程名称：课程名称： 材料与环境材料与环境 课程代码：课程代码： ENVI.01ENVI.01 开课院系：开课院系：_ _环境科学与工程系环境科学与工程系_ _ 考试形式：课程论文考试形式：课程论文姓姓 名名： 学学 号号： 专专 业业： 题题 号号1 12 23 34 45 56 67 78 8总总 分分得得 分分一、论文要求一、论文要求1、从论文题目中“任选一题” ，要求围绕题目及其涉及论点进行系统和全面的资料查阅、整理，并撰写成文。2、课程论
2、文的具体要求：中心明确。 内容系统全面，层次清晰，文字、语言通顺。 内容和观点合理正确，逻辑推理和结论严谨。 论文书写格式规范，包括题目、作者、中英文摘要、关键词、正文和参考文献等；标题：小三号字，加粗；其余部分：五号字；1.5 倍行间距；用 A4 纸。 参考文献书写格式规范、统一，并在正文中的相关引用位置注明，根据在文章内出现的先后顺序排列，不得大段落、长篇幅照抄文献内容。 论文要求独立完成，有自己的想法和观点，不得抄袭他人成果。 二、论文题目二、论文题目1论述木材在其整个生命周期内对环境的意义。2从环境角度论述橡胶产品长寿命化的意义。3举例论述金属材料长寿命化对节能减排、以及可持续发展的意
3、义。 （ 装 订 线 内 不 要 答 题 ）2木材在其整个生命周期内对环境的意义木材在其整个生命周期内对环境的意义摘要摘要：木材是公认的环保材料，使用量大，用途广，与环境有着不可分割的联系。本文将以木材的整个生命周期为线索，探讨木材和木材工业对生态环境和生活环境的意义。关键词关键词：木材；生态环境；木材工业；生活环境Abstract：Wood is recognized as eco-friendly materials. It is widely used on a large scale, which is connected with the environment. We will d
4、iscuss the meaning of wood and timber industry to eco-system and living environment throughout the life cycle of wood.Keywords: wood, eco-system, timber industry, living environment引言引言：木材是人类社会最早使用的材料，也是自然界到处都有的最丰富的生物材料之一。木材是一种天然的复合材料，其主要成分为纤维素、半纤维素及木质素。是一种直到现在还一直被广泛使用的优秀生态材料。木材用途广泛，消费量大。木材是四大基础材料（钢
5、材、水泥、木材、塑料）中唯一可再生的材料。1木质材料具有优良的环境学特性，在新材料的层出不穷的今天，木材并不能完全被其他材料所替代，在环境学方面仍占有极重要的地位。但是木材与木材工业也并非完美。本文从木材的整个生命周期生长阶段、加工阶段、使用阶段、废弃阶段讨论木材对环境的意义。1.生长阶段生长阶段森林被誉为“地球之肺” ，是地球的生态系统，也是重要的自然资源。在形成木材的全过程，树木在生态效益中发挥着固定二氧化碳、氧气供给、水土保持、益于健康等多种重要功能。从林地上植树造林到树木砍伐是树木的生长阶段。【2】二氧化碳是造成温室效应的罪魁祸首，对森林的破坏无疑加重了这一症结。这与下面的的反应息息相
6、关：6CO2+6H2O C6H12O6+6O2光合作用将二氧化碳转化为糖类，而糖类聚合成高分子化合物纤维素和半纤维素，从而也是形成木材的主要高分子物质。为人类提供了可再生的永续利用的生物质和生物质能。由此可以看出光合作用使树木吸收的二氧化碳以有机物的形式储存起来，固定在树木的各个部分，木材是树木全部生物量中碳素储存最多的寄存体（碳汇） 。【2】从幼龄到成熟，树木要经历十几年、几十年的时间，因树种、生长条件和培育措施而异。在其生长的生命周期内，也是树木吸收二氧化碳、转换成有机碳和固定在生命体内的过程。通常将这一过程称为碳沉降。【2】树木能过滤粉尘，使空气中的气流含尘量迅速下降；树木杀菌效果明显，
7、许多树木生长过3程中会分泌杀菌物质，杀死空气中的各种病原菌；树木还能蓄水，调节气候，吸收有毒物质，防风沙，保持水土。乱砍滥伐会破坏环境，这是人类自身错误行为带来的灾难。六千年前，中国陕西甘肃一代山清水秀，绿草如茵，但是长时间无节制的砍伐使这一带成了秃山荒水。人类保护森林资源而采取的一些错误手段也会好心办坏事。我国是个林木资源短缺的国家。据预测，到 2010 年我国木材总耗将达到 2.7 亿 m3，年缺口量将达到 6000 万 m3，届时我国的人均年耗木材也只能提高到 0.31 m3，而目前世界的人均年耗木材0.65 m3，发达国家为 1.16 m3，发展中国家为 0.47 m3，相比之下，差距
8、甚远，木材供不应求。天然林保护工程实施后，更加剧了我国木材供应总量的不足，同时也加剧了木材供需的结构性矛盾。【3】在这种情况下人工林工程在 20 世纪迅速兴起。然而人工林在经济上的巨大成功，在付出了必须的经济成本的同时，还付出了人们不愿正视的，具有隐性特征的且难以计量的环境代价：只注重经济效益而不注意生态环境效益的人工林经营措施（如单一树种大面积营造纯林）所造成的严重病虫害、地力衰退、水土流失、景观单调、树种单一、生物多样性差等生态环境损失。在 20 世纪人工经营森林资源的过程中，由于在培育目标和育林措施上过分重视和强调短期生产力和生产效益而导致了诸多的生态环境问题，诸如人工林区的植物以及其他
9、生物多样性严重下降，抵御不良环境与病虫害的能力下降，人工林生态系统对人为干扰的恢复和适应能力下降，人工林林地突然因养分消耗过大和频繁的人为干扰时土地生产力出现下降。【4】我国的人工林地力衰退问题较为严重，杉木是我国的主要传统造林树种，杉木连栽将导致地力衰退、产量下降、病虫多发，对其发生机制的研究仍在进行中，目前还未有结论性的意见。木材的生长阶段对生态环境具有上述意义，对于改善人们的生活环境也发挥了中要作用。树木家族中有很多成员能够分泌杀菌素，杀灭空气中的各种病菌；有些还能吸收化工生产排放的有毒气体、滞留烟尘粉尘，消除对人有害的噪声污染。树木茂密的树冠能够给人提供阴凉，其蒸腾作用将从地下吸收的水
10、扩散到周围的空间中，调节湿度。2.加工阶段加工阶段木材的加工阶段是一个污染环境的过程，但是木材工业是大规模的日用品工业，人类的生产生活处处都离不开木材产品。木材是四大基础材料中唯一可再生的材料，在节能减排、减缓气候变暖以及作为储量有限、日渐减少的化石能源的替代能源和创造就业机会等方面均有重要作用，社会各界将从木材工业的振兴中受益。【1】下面探讨木材的加工过程对环境究竟具有那些方面的影响。2.1 固体废弃物污染【5-6】4木材加工阶段会产生实体剩余物（木段、锯屑、刨花等） ，还有化工废渣、废水处理泥渣、燃料废渣等。都会造成固体废弃物污染。2.2 水污染【5-6】主要是人造板的工艺水污染，一般木材
11、工业废水含有木材可溶物、胶粘剂、酚类、甲醛液体和其他防腐剂、废油等。木材工业中，水作为溶剂、稀释剂、纤维载运体等，被大量消耗并排出，所以木材工业既是用水大户，也是水污染大户，其中以人造板工业的水污染最为严重。在生产过程中，除工艺废水，还有大量清洗废水。另外，废水中还含一定数量的胶粘剂残余物，木材防腐处理中含砷废水对人体有致癌作用。2.3 有机挥发物污染【3，5，6】木材中有机挥发物包括焦油、树脂、脂肪酸等，这些物质在高温加工，如干燥、热压时挥发，随着废气排出。木材加工生产中和木制产品使用过程中不断释放的甲醛直接对生产者和消费者的健康构成危害，脲醛树脂的游离甲醛问题已经受到世界各国的高度重视，各
12、国纷纷制定甲醛释放限量标准。2.4 粉尘污染【5】粉尘污染也是木材工业中的一个严重污染问题，粉尘以木屑、木粉为主，还有少量的碳氢化合物和游离的二氧化硅，人造板表面加工处理中的砂光粉尘污染严重。在 2001 年，全国具有 794万 m3中密度纤维板生产能力和 286.77 万 m3的刨花板产量，每年需加工处理 1069 余万 t 的植物纤维类原料碎料，并产生 142.3 万 t 的锯屑砂光木粉等废料，危机人类健康和生态环境。在一定程度上，粉尘对环境的污染也称为制约我国木材加工和人造板企业发展不可忽略的因素。2.5 电磁辐射【3】木材加工过程中的电磁辐射污染，是高频感应、高频介质加热、微波和红外辐
13、射等电磁波加热技术对周围环境产生的危害较大的污染。木材工业虽然会对环境产生危害，但相比钢铁、造纸等其他行业，木材工业是环境污染相对较小的行业。所以，木材工业利用对生态环境具有贡献，使生态环境负荷较低。研究表明，将各种材料在生产和制造过程中消耗的能量、碳素排放量和产品中的碳素储藏量进行比较，结果发现，天然木材生产和加工能耗最少，而碳素储藏量却最高；其它木质材料和碳素排放量比天然木材高，但碳素储藏量却与木材相近。工业生产过程中，不仅消耗能源，排放出二氧化碳，还会排出其它地球环境负荷物质（如废气、废水、固体垃圾等） 。木材与塑料、钢材比较，其加工过程中地球环境负荷物质排放量较少。可见，与其它工业相比
14、，木材在加工过程中的环保效应仍有显著的优势。53.使用阶段使用阶段 木材使用阶段对生态环境和生活环境的意义是以工业制品的形式体现出来的。木构架结构的环境效益高。建筑的平均寿命在 50 年左右，而被拆除的建筑垃圾如何处理一直是破坏城市生态环境的主因之一，人工合成材料只有很少一部分可以回收再利用，大部分成为无法分解的环境污染源。铝和铁等在制造时会放出大量的碳素，但木材在加工过程中很少放出碳素，相反木材在不燃烧、不腐朽的情况下仍可以固态的形式固定碳素。树木在采伐后作为木材使用，将生长过程中储存的二氧化碳没有全部释放，而是固定在木材或其制品中。木材工业制品如替代金属、塑料等对地球生态环境的贡献较大。随
15、着金属加工和石化工业的发达以及森林资源的减少，木材的节约、代用被推崇为一种时尚。如住宅大量使用铝材和塑料制品，会使环境负荷加大。用木材替代塑料和金属制品进行建筑和其他应用，则可减少碳素放出，也可减少废弃物。【6】由木制品构成的环境称为木质环境。环境以其物理的或化学的特性作用于人，人则以感官为媒介产生某些特殊感觉，从而引起人的生理的或心理的活动，这被称为感觉特性。8下面是木材对于调节人们的生活环境的意义：3.1 香味9海南岛的降香黄檀和印度黄檀具有名贵香气，该书中木材含具有香气的黄檀素，宗教人士常用此种木材制成小木条作为佛香。千年古镇的木结构建筑及各种木制品依然保持优良的环保性能，当人们走进寺庙
16、，依然可以嗅到木材的香气。木结构住宅以及用实木加工的家具制品和室内装饰同样给人以温馨的感觉。3.2 调节温度木质住宅在暑夏时隔热，寒冬时保温，那是因为木质墙壁可以缓和因外部气温变化引起的室内温度变化。木质房屋构造和钢筋混凝土相比，其构造物的热容量、热阻抗、通气性等有很大的差异。【8】3.3 调节湿度木材具有良好的调湿性能。室内湿度会随室内温度变化而变化，而室内木材量多时，室内湿度几乎保持不变。木质材料是调湿性十分高的材料当空间湿度增大时, 材料开始吸湿当空间湿度降低时, 材料放湿,从而缓和了空间湿度的急骤变化，在住宅内壁由原来的木材、纸、席子等演变成非吸湿性的丙纶壁纸、混凝土, 其结果会引发生锈、结露
