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