环境材料研究进展    ○武汉化工学院   孙家寿    环境材料，从环境保护的角度出发，是指在设计、制造、加工、使用失效时均必须考虑环境、生态、资源等问题的一类材料；从材料学科分类看，它是一种与环境协调的特殊功能材料。有关人士认为，环境材料应是对人类生存环境负荷最小的材料，要求资源和能耗最小，生产中环境污染最小，使用后再生性最大，对生存环境影响最小，并对使用者的健康没有影响。因此，环境材料具有“节约资源、减少污染且易回收并再生利用”的三大特点。    自从１９９２年日本的山本良一教授提出环境材料的概念以来，围绕这一主题，国际上开展了广泛的研究。１９９２年在日本举办的环境与材料研讨会，统一了对环境材料的解释。１９９３年８月，国际材料联合会（ＩＵＭＲＳ）在日本东京召开了１９９３年国际材料联合会先进材料国际会议，其主题是地球环境问题与材料。１９９４年１０月在日本筑波召开了国际生态平衡学术会议，其主题是研究讨论环境材料的评价方法。１９９４年１１月在北京召开的’９４秋季中国材料研讨会上，重庆大学正式提出了“环境意识材料的概念和研究内容”。强化环境意识，一方面要改造现有材料，另一方面要开发新的材料，使之与环境有良好的协调性。１９９５年在我国西安召开了第一次国际环境材料学术会议。我国８６３新材料研究计划中，亦将环境材料列为重大项目之一。因此，环境材料正在成为国际上一个新的研究领域。    一、环境材料的研究内容    从环境的角度研究材料的成分、结构、工艺、性能与用途及其环境负担之间的关系，是环境材料的主要内涵，因而环境材料学不仅有其独特的研究对象，而且还有明确的研究方法。日本科学技术振兴会提出环境材料研究的主要内容有３个方面：    １．生态平衡解析评价    （１）综合系统分析法；（２）材料的生态平衡改造基础。    ２．材料的循环利用设计技术    （１）钢材循环利用的微调控制；（２）利用废物制造普通合金的基础；（３）复合材料循环利用的设计。    ３．自然复合材料技术    （１）利用生物反应合成高分子的设计；（２）生物磷灰石复合材料的研制；（３）利用木材制作复合材料的研究；（４）生物体模拟化学的分离浓缩工艺。    二、环境材料的研究方法    １．生态系统的概念和评价体系的确定    ２．研究物质循环的两种方法（１）自然界物质循环体系的利用（开路循环）；（２）人工物质循环体系的利用（闭路循环）。    ３．循环材料技术体系（１）材料、工艺流程设计；（２）物质流动体系的整改；（３）物质循环工艺技术的发展。    重庆大学则提出环境材料研究内容的３个层次：    ①环境材料科学的基础研究，包括材料的开发、应用、再生过程与生态环境间相互作用和相互制约关系的理论研究；    ②环境材料学应用的研究，包括具有最低环境负荷的材料工程学和替代技术的基础；    ③环境材料学的评价系统。生态环境与材料相互作用的程度和生态环境对材料的开发、应用、再生过程及其结果的负担程度、评价方式和评价标准。    三．环境材料与绿色设计    环境材料的设计主要有：环境材料的评估技术，容易再循环材料的设计及环境绿色设计。所谓“绿色设计”是指为环境而进行的设计，即要求在设计产品时必须按环境保护的指标选用合理的材料、结构和工艺；在制造和使用过程中降低能耗，不产生毒副作用及有利于拆卸和回收，并保证产生最少的废弃物。实质上是一种对产品从“摇篮到坟墓”的全过程控制设计，与环境材料的评估技术“寿命全程评价”（简称ＬＣＡ）有许多相似之处。寿命全程是指来自自然资源，经过加工成材料，供人类使用之后又回到自然这样一个封闭的流动过程。因此，环境材料与绿色设计有着许多联系。经绿色设计出来的产品称为“环境标志产品”。这种产品在国外市场上，即使价格比同类商品价格高２０％～３０％，其销路亦极佳。因此国外十分重视研究和开发这种产品。武汉化工学院的有关专家根据绿色设计原理，在利用低品位氧化铜矿生产硫酸铜的过程中，提出了“溶铜沉铁酸浸，化学浓缩结晶制硫酸铜的绿色工艺”。选用环境材料及合理的工艺结构，并把降低能耗和保护生态环境与保证产品的性能、质量和成本都作为同等重要的指标。因此该工艺与传统的工艺相比较，一是不用蒸氯等而节省了大量能耗，消除了废气的产生；二是采用溶铜沉铁剂