第忍攀韩期 浙江大学学报（理学版） Vo.27.4 Journal of Zhej iang University(Sciences Edition) May 2000 文章编号：1008-9497(2000)04-0444-05 生态材料学的内涵探讨 洪紫萍 (浙江大学地球科学系，浙江杭州310028) 摘要：生态材料学是」门新兴学科，本文探讨了其内涵，包括历史观，定义，判据，研究任务，理论基础， 研究内容，生命周期评估，材料生命周期评估以及生态材料学各论 关键词：生态材料学；材料生命周期评估：材料 中图分类号：TB39 文献标识码：A HONG Zi-ping(Department of Earth Science,Zhej iang University,H angz hou 310028,China) A review on eco-materials science.Journal of Zhejiang U niversity(Sciences Edition),2000.27(3):444~ 448 Abstract:Eoomat erials science is a new and developing science.In this paper.the contents of science. including basis on theory.history by stages,definition,research contents,materials life cyde assessment(MLCA)and branch of eco-materials were systemat ically review ed. Key words:eco mat erials science:materials life cycle assessm ent:materials 1 引 言 生态材料学是一门生态学和材料学的交叉科学，也是面向21世纪的新学科.现代高科技的发 展有赖于材料科学的进步，而可持续发展又要求材料科学突破现有的思维.本文将对生态材料学的 理论及内涵进行探讨. 2生态材料学的回顾与前瞻 材料是社会进步的物质基础和先导，然而进入20世纪下半叶，现代社会的生产规模以空前速 度扩张，人类需求与生态环境之间矛盾趋于尖锐，虽然发展仍是硬道理，但人类已认识到应赋予材 料更多的内涵，即材料的可持续发展. 2.1生态材料的历史观：以生态学角度看材料学发展 原始生态材料时期：原始社会因为人口稀少，主要以天然资源为衣、食、住、行的使用材料，人类 的行为对自然生态系统基本不造成危害 准原始生态材料时期：农业社会人口虽有增加，但使用材料依然以天然资源和人工栽培、饲养 的生物为主要原料.人类逐步摆脱对自然界的依赖，出现了陶瓷、治金业.虽然生态系统个别组元 有短暂的扩张，但系统整体仍然可以长期维持 收稿日期：199909-21 作者简今：洪紫CI944人女删教授，击要W事出态环境面的研究hing House,All rights reserved.http:/WWw.c
第 27 卷第 4 期 2000 年 7 月 浙 江 大 学 学 报( 理学版) Journal of Zhej iang University( Sci ences Edition) Vol . 27 №. 4 May 2000 收稿日期: 1999-09-21 作者简介: 洪紫萍( 1944- ) , 女, 副教授, 主要从事生态环境方面的研究. 文章编号: 1008- 9497( 2000) 04- 0444- 05 生态材料学的内涵探讨 洪紫萍 ( 浙江大学地球科学系, 浙江 杭州 310028) 摘 要: 生态材料学是一门新兴学科, 本文探讨了其内涵, 包括历史观, 定义, 判据, 研究任务, 理论基础, 研究内容, 生命周期评估, 材料生命周期评估以及生态材料学各论. 关 键 词: 生态材料学; 材料生命周期评估; 材料 中图分类号: T B39 文献标识码: A HONG Zi-ping ( Dep artment of Earth S cience, Zhej iang University , H angz hou 310028, China) A review on eco-materials science. Jo urnal of Zhejiang U niversity ( Sciences Edition) , 2000, 27( 3) : 444～ 448 Abstract: Eco-mat eria ls science is a new and developing science. In this paper, t he co ntents of science, including basis o n t heo r y, histo ry by stages, definit ion, r esearch contents, mat erials life cy cle assessment( MLCA) and bra nch of eco-materials wer e systemat ically r ev iew ed. Key words: eco-mat erials science ; materials life cy cle assessm ent ; materials 1 引 言 生态材料学是一门生态学和材料学的交叉科学, 也是面向 21 世纪的新学科. 现代高科技的发 展有赖于材料科学的进步, 而可持续发展又要求材料科学突破现有的思维. 本文将对生态材料学的 理论及内涵进行探讨. 2 生态材料学的回顾与前瞻 材料是社会进步的物质基础和先导, 然而进入 20 世纪下半叶, 现代社会的生产规模以空前速 度扩张, 人类需求与生态环境之间矛盾趋于尖锐, 虽然发展仍是硬道理, 但人类已认识到应赋予材 料更多的内涵, 即材料的可持续发展. 2. 1 生态材料的历史观: 以生态学角度看材料学发展 原始生态材料时期: 原始社会因为人口稀少, 主要以天然资源为衣、食、住、行的使用材料, 人类 的行为对自然生态系统基本不造成危害. 准原始生态材料时期: 农业社会人口虽有增加, 但使用材料依然以天然资源和人工栽培、饲养 的生物为主要原料. 人类逐步摆脱对自然界的依赖, 出现了陶瓷、冶金业. 虽然生态系统个别组元 有短暂的扩张, 但系统整体仍然可以长期维持
第4期 洪紫萍：生态材料学的内涵探讨 445 非生态材料时期：工业化社会随人口激增，现代物质文明提高，生态系统总体流动增大（主要 是产业活动，材料的大量生产、消费、废弃与自然生态系统出现了尖锐的矛盾，按生态学法则，这些 因人为而引起的变化都对社会一经济一自然复合生态系统”造成破坏 生态材料时期：后工业化社会，材料将以社会一经济一自然生态-效益”的统一为着眼点，并 追求人类与生态系统的长远效益，生态系统内部材料的循环已进化成一种更有效的运转模式.对外 部支持系统只有较小的破坏作用， 这种分期是以当时社会行为的主流为依据，在漫长的历史过程中基本是渐进的演变，人口、资 源消耗呈线性增长，只是在20世纪尤其是下半叶才呈指数增长. 2.2生态材料学研究进展 1990年日本朱来科学技术学会”山本良一教授提出环境意识材料(Environmental conscious materials简称Ecomaterials)概念，认为21世纪材料应具有综合性能：即①人类活动领域的可扩展 性(Expandability of human's frontier));②环境调和性(Coexistability with ecoshere);③舒适性 (Optimizability for amenities).其可扩展性延伸到宏观的字宙、深海、微观的纳米空间、超洁净空间 等.1993年日本开始历时5年的环境意识材料研究发展计划.同时，美国和欧洲学者也提出绿色材 料(Green materials)、生态友好材Eco-friendly materials)等概念，但均处于发展阶段l 3 生态材料学概念 (1)定义：材料的定义为自然界中的物质，可为人类用于制造有用物品的，叫做材料.”随私有 制的出现，材料工业的发达，人们认识到资源和能源是有限的，而人源却随着时间推进在增加，因而 现代修改定义为：可为人类接受的，经济地制造有用器件的物质，叫做材料.到生态材料对可为 人类社会接受地”概念扩大其内涵，定义为与生态环境相适应的材料叫生态材料.”而研究生态材 料的科学叫生态材料学.” (2)材料的生态适应性判据：材料对环境的压力主要可分成4个方面：①直接对人类、生物造成 危害，例如影响健康、中毒等：②生活环境受到压力，例如景观、垃圾等：③破坏可再生资源的循环系 统：④对不可再生资源的大量消耗.因而判断材料生态适应性的必要条件可归纳为：①材料生产所 需能耗低：②材料生产过程无污染：③原料可再资源化：④不过度消耗资源：⑤使用后或解体后可再 利用：⑥可保证原料的持续生产：⑦废材的最终处理不污染环境：⑧对使用人的健康无危害 (3)生态材料学的研究任务：生态材料学是研究人类频繁产业活动（包括材料业对生态环境的 影响，并通过调控，使成为解决环境问题的有力手段.内容包括：①材料系统和自然系统、经济社会 系统的相互关系：②材料整个生命周期的生态环境影响，尤其是未来的潜在影响：③原有材料的生 态化和新材料生态化设计的共同规律 4 生态材料学的理论基础 生态材料学既然是一门交叉科学，就应与它的母体学科之间存在联系与继承关系，它的理论基 础为相关学科所揭示. (1)材料生态系统是以人为主体结构：自然生态系统是相当完善和协调的最佳结构系统，而材 料生态系统完全受人的支配 (2)材料生态系统是开放的生态系统：材料生态系统的主要生产者、消费者是人，是依靠从其它 生态系统大为的输八其产品和废弃物必须输八到其它生系统，自然生态系统有很强的维持系统
非生态材料时期: 工业化社会随人口激增, 现代物质文明提高, 生态系统总体流动增大( 主要 是产业活动) , 材料的大量生产、消费、废弃与自然生态系统出现了尖锐的矛盾, 按生态学法则, 这些 因人为而引起的变化都对“社会—经济—自然复合生态系统”造成破坏. 生态材料时期: 后工业化社会, 材料将以“社会—经济—自然生态- 效益”的统一为着眼点, 并 追求人类与生态系统的长远效益, 生态系统内部材料的循环已进化成一种更有效的运转模式, 对外 部支持系统只有较小的破坏作用. 这种分期是以当时社会行为的主流为依据, 在漫长的历史过程中基本是渐进的演变, 人口、资 源消耗呈线性增长, 只是在 20 世纪尤其是下半叶才呈指数增长. 2. 2 生态材料学研究进展 1990 年日本“未来科学技术学会”山本良一教授提出“环境意识材料( Environmental conscious materials 简称 Ecomaterials) 概念, 认为 21 世纪材料应具有综合性能: 即¹ 人类活动领域的可扩展 性( Ex pandability of humanps fr ontier) ; º 环境调和性( Co ex istability w ith ecosher e) ; » 舒适性 ( Optimizability fo r amenities) . 其可扩展性延伸到宏观的宇宙、深海、微观的纳米空间、超洁净空间 等. 1993 年日本开始历时5 年的环境意识材料研究发展计划. 同时, 美国和欧洲学者也提出绿色材 料( Green materials) 、生态友好材料( Eco-friendly materials) 等概念, 但均处于发展阶段 [ 1, 2] . 3 生态材料学概念 ( 1) 定义: 材料的定义为“自然界中的物质, 可为人类用于制造有用物品的, 叫做材料. ”随私有 制的出现, 材料工业的发达, 人们认识到资源和能源是有限的, 而人源却随着时间推进在增加, 因而 现代修改定义为: “可为人类接受的, 经济地制造有用器件的物质, 叫做材料. ”[ 3]生态材料对 “可为 人类社会接受地”概念扩大其内涵, 定义为“与生态环境相适应的材料叫生态材料. ”而“研究生态材 料的科学叫生态材料学. ” ( 2) 材料的生态适应性判据: 材料对环境的压力主要可分成 4 个方面: ¹ 直接对人类、生物造成 危害, 例如影响健康、中毒等; º 生活环境受到压力, 例如景观、垃圾等; » 破坏可再生资源的循环系 统; ¼对不可再生资源的大量消耗. 因而判断材料生态适应性的必要条件可归纳为: ¹ 材料生产所 需能耗低; º 材料生产过程无污染; » 原料可再资源化; ¼不过度消耗资源; ½ 使用后或解体后可再 利用; ¾可保证原料的持续生产; ¿ 废材的最终处理不污染环境; À 对使用人的健康无危害. ( 3) 生态材料学的研究任务: 生态材料学是研究人类频繁产业活动( 包括材料业) 对生态环境的 影响, 并通过调控, 使成为解决环境问题的有力手段. 内容包括: ¹ 材料系统和自然系统、经济社会 系统的相互关系; º 材料整个生命周期的生态环境影响, 尤其是未来的潜在影响; » 原有材料的生 态化和新材料生态化设计的共同规律. 4 生态材料学的理论基础 生态材料学既然是一门交叉科学, 就应与它的母体学科之间存在联系与继承关系, 它的理论基 础为相关学科所揭示. ( 1) 材料生态系统是以人为主体结构: 自然生态系统是相当完善和协调的最佳结构系统, 而材 料生态系统完全受人的支配. ( 2) 材料生态系统是开放的生态系统: 材料生态系统的主要生产者、消费者是人, 是依靠从其它 生态系统人为的输入, 其产品和废弃物必须输入到其它生态系统, 自然生态系统有很强的维持系统 第 4 期 洪紫萍: 生态材料学的内涵探讨 445
446 浙江大学学报（理学版） 第27卷 稳定性和自我调节能力，而材料生态系统是非独立的生态系统，对其它生态系统有很大的依赖性 所以自我调节能力相对较弱，是不稳定、单向的开放系统.人类主要通过定向地、有目的地向系统内 输入资源、能源，控制、引导系统变化，兴利避害，建立模拟生态系统的工业生态系统，予以强化 (3)材料生产是工业生态链的组成部分：工业生态链包括资源生产，相当于生态系统初级生产 者，包括材料的生产和加工生产则相当于生态系统的消费者，以无污染无浪费为目标.还原生产是 将副产品再资源化或无害化处理，相当于分解者，工业生态链间存在相互依存，相互影响，相互作 用的关系，所以更强调系统整体观，即整个生命周期对系统内外的影响. (4)生态材料的环境适应性：生态环境是无限滋生的，人类的经济活动必然要引起环境的变 化，但非必然引起生态失调，问题是否超过某一阈值，材料的生态化主要是杜绝不可逆、长久、致死 及非必然性的生态环境问题 5 生态材料学研究内容 (1)材料生命周期评估：基础数据的生产单位、国家、国际标准化，定量评估方法 (2)生态材料标准化：材料标准生态化研究及修订. (3)生态材料物流循环技术：①开路技术，以可再生资源为主的循环技术，人工模拟技术，例如 生物合成，天然材料复合技术.恒定性资源的利用.②闭路技术，以不可再生资源为主循环技术，包 括可再生材料设计，回收技术，代用技术等 (4)材料的性能与生态环境适应性内在规律研究. (5)生态材料的设计，材料生态化工艺~ 6生态材料评估 在近20年人们认识到资源、环境对材料工业的压力并提出各种对策.但基本上是根据实际或 感觉而制定的，这种模式是无计划的，例如反复提倡以塑代木”、以木代塑”，以至付出巨大代价 因而需要建立现代的、科学的、目标明确的材料评估体系.这种评估应当贯穿材料的整个生命周期， 并实现从传统材料到生态材料评估目标的转换[见图1]，这种评 功能第一 重视环境 估体系被称为材料生命周期评估(Materials life cycle 追求质量 质量适宜 assessment,M LCA). (1)生命周期评估的现状：1969年美国可口可乐公司对环境 耐久性 分解性 影响进行了评估研究，构筑了生命周期评估研究基础，1991年荷 大量消费 省能、省资源 兰莱典大学环境科学中心出版生命周期评估方法手册，美国环境 废弃 回收、再利用 毒物化学会发表了生命周期评估方法论，1993年国际标准化组 发生后处理 发生前预防 织设立环境管理技术委员会TC207]制定IS014000环境管理标 个别、特殊 通用 准，其中纳入生命周期评估”"TIS014040]作为支持性标准，也是 竞争 协调 环境管理标准关键措施之一刀 (2)生命周期评估的结构与方法：生命周期评估分4个有机图1传统材料到生态材料评估目 联系的步骤：①定义目标：②数据收集，亦称清单分析：③环境负 标的转换 载分析，亦称影响评估，即对人体和生态系统的影响进行分析与 评估：④改进评估.生命周期评估的基本结构见图2 环境负载评估方法有：⑦累计法，分析产品和材料客过程的环境负载，按生命周期进行累计综
稳定性和自我调节能力, 而材料生态系统是非独立的生态系统, 对其它生态系统有很大的依赖性, 所以自我调节能力相对较弱, 是不稳定、单向的开放系统. 人类主要通过定向地、有目的地向系统内 输入资源、能源, 控制、引导系统变化, 兴利避害, 建立模拟生态系统的工业生态系统, 予以强化. ( 3) 材料生产是工业生态链的组成部分: 工业生态链包括资源生产, 相当于生态系统初级生产 者, 包括材料的生产和加工生产则相当于生态系统的消费者, 以无污染无浪费为目标. 还原生产是 将副产品再资源化 或无害化处理, 相当于分解者, 工业生态链间存在相互依存, 相互影响, 相互作 用的关系, 所以更强调系统整体观, 即整个生命周期对系统内外的影响. ( 4) 生态材料的环境适应性: 生态环境是无限滋生的 , 人类的经济活动必然要引起环境的变 化, 但非必然引起生态失调, 问题是否超过某一阈值, 材料的生态化主要是杜绝不可逆、长久、致死 及非必然性的生态环境问题. 5 生态材料学研究内容 ( 1) 材料生命周期评估: 基础数据的生产单位、国家、国际标准化, 定量评估方法. ( 2) 生态材料标准化: 材料标准生态化研究及修订. ( 3) 生态材料物流循环技术: ¹ 开路技术, 以可再生资源为主的循环技术, 人工模拟技术, 例如 生物合成, 天然材料复合技术. 恒定性资源的利用. º 闭路技术, 以不可再生资源为主循环技术, 包 括可再生材料设计, 回收技术, 代用技术等. ( 4) 材料的性能与生态环境适应性内在规律研究. ( 5) 生态材料的设计, 材料生态化工艺[ 4～6] . 6 生态材料评估 在近 20 年人们认识到资源、环境对材料工业的压力并提出各种对策, 但基本上是根据实际或 感觉而制定的, 这种模式是无计划的, 例如反复提倡“以塑代木”、“以木代塑”, 以至付出巨大代价. 因而需要建立现代的、科学的、目标明确的材料评估体系. 这种评估应当贯穿材料的整个生命周期, 图 1 传统材料到生态材料评估目 标的转换 并实现从传统材料到生态材料评估目标的转换[ 见图 1] , 这种评 估 体 系 被 称 为 材 料 生 命 周 期 评 估 ( M aterials life cy cle assessment, M LCA) . ( 1) 生命周期评估的现状: 1969 年美国可口可乐公司对环境 影响进行了评估研究, 构筑了生命周期评估研究基础, 1991 年荷 兰莱典大学环境科学中心出版生命周期评估方法手册, 美国环境 毒物化学会发表了生命周期评估方法论, 1993 年国际标准化组 织设立环境管理技术委员会[ TC207] 制定 ISO14000 环境管理标 准, 其中纳入“生命周期评估”[ ISO14040] 作为支持性标准, 也是 环境管理标准关键措施之一 [ 7] . ( 2) 生命周期评估的结构与方法: 生命周期评估分 4 个有机 联系的步骤: ¹ 定义目标; º 数据收集, 亦称清单分析; » 环境负 载分析, 亦称影响评估, 即对人体和生态系统的影响进行分析与 评估; ¼改进评估 . 生命周期评估的基本结构见图 2. 环境负载评估方法有: ¹ 累计法, 分析产品和材料各过程的环境负载, 按生命周期进行累计综 446 浙 江 大 学 学 报( 理学版) 第 27 卷
第4期 洪紫萍：生态材料学的内涵探讨 447 合评估：②产业关联法，根据制造过程材料流制成关联 影响评估 或进评估 表，一般用于能源分析：③累计一产业关联复合法，针 清单分析 输入 对前二种方法的缺点，改进的方法：④指示物95法，是 被出 原料获取 根据9种环境负载指示物在欧洲年排放总量及对环境 业 的影响度制成指示物的加权系数，以达到评估简化、标能源 制造，加工 ·变水 准化89 (3)生命周期评估的作用：①多种产品的比较评 输送，分配 ·大气污染 估：②产品改进效果的评估：③为达到目标值对产品的 ◆固体废物 监控：④使用和再利用的指南：⑤为找出改进目标而对 原料 使用，再利用 产品的现状进行影响分析：⑥新产品的设计与开发 ◆其他有害物 (4)材料生命周期评估：生命周期评估是以产品为 中心进行材料的比较，在复杂的材料系统中组合，所以 回收 材料生命周期评估是产品生命周期评估(Product life 副产物 cy cle assessme,.即PLCA)的基础.产品生命周期的物 度物处理 流是基本是集约型，而材料的生命周期基本是扩散型 系统界面 的（见图3），同一材料由于使用范围不同，其使用寿命 图2生命周期评估的基本结构 和废弃方式亦不同，因而环境负载差异悬殊.材料的性 能与环境负载存在复杂的关系，开发、选择适合使用的材料需要同时评估材料的性能和环境负 载91，其评估结构如图4. 材料1 再循环 材料2一部件1一部件2一产品一输送一使用 送一处理 材料3一 产品的物流 树料4一材料6一部件3 材料5一 加工 产品1一处理 原料一提取—提取—提取 材料 机工—加工一产品2一处理 原料一提取 加工 、加工一产品3一处理 材料的物流 料一提取提取 加工一产品4一处理 料 加工一一一加工一加工一产品5一处理 料 、加工一产品6一处理 图3产品和材料的物流 MLCA评估方法是以LCA为基础，但区别在于①不设定具体的使用目的，②不设定回收废弃 和再循环的分析，③影响评估和改进评估要与材料的性能相协调. MLCA的作用为：①作为LCA的基础数据，②生态材料的设计依据，③通过数据反馈对传统 材料进行生态化改进， 7 生态材料学各论 在材料学中材料分类为金属、陶瓷未材高分子材钟复合材料.生态材料学主要研究各类的
图 2 生命周期评估的基本结构 合评估; º 产业关联法, 根据制造过程材料流制成关联 表, 一般用于能源分析; » 累计—产业关联复合法, 针 对前二种方法的缺点, 改进的方法; ¼指示物 95 法, 是 根据 9 种环境负载指示物在欧洲年排放总量及对环境 的影响度制成指示物的加权系数, 以达到评估简化、标 准化[ 8, 9] . ( 3) 生命周期评估的作用: ¹ 多种产品的比较评 估; º 产品改进效果的评估; » 为达到目标值对产品的 监控; ¼使用和再利用的指南; ½ 为找出改进目标而对 产品的现状进行影响分析; ¾新产品的设计与开发. ( 4) 材料生命周期评估: 生命周期评估是以产品为 中心进行材料的比较, 在复杂的材料系统中组合, 所以 材料生命周期评估是产品生命周期评估( Product life cy cle assessme, 即 PLCA) 的基础. 产品生命周期的物 流是基本是集约型, 而材料的生命周期基本是扩散型 的( 见图 3) , 同一材料由于使用范围不同, 其使用寿命 和废弃方式亦不同, 因而环境负载差异悬殊. 材料的性 能与环境负载存在复杂的关系, 开发、选择适合使用的材料需要同时评估材料的性能和环境负 载 [ 9, 10] , 其评估结构如图 4. 图 3 产品和材料的物流 M LCA 评估方法是以 LCA 为基础, 但区别在于¹ 不设定具体的使用目的, º 不设定回收废弃 和再循环的分析, » 影响评估和改进评估要与材料的性能相协调. M LCA 的作用为: ¹ 作为 LCA 的基础数据, º 生态材料的设计依据, » 通过数据反馈对传统 材料进行生态化改进 [ 11, 12] . 7 生态材料学各论 在材料学中材料分类为金属、陶瓷、木材、高分子材料、复合材料. 生态材料学主要研究各类的 第 4 期 洪紫萍: 生态材料学的内涵探讨 447
448 浙江大学学报（理学版） 第27卷 ①材料生命周期清单(Materials Life Cycle 环境负敏的评估方法 Inventory,MLCI),②化学组成、结构（金相组织， 环境负载评估的基础数据： 相，分子，原子，电子等)与环境负载的关系，例如 ·材料制造的物流 金属加入X成分，高纯度金属制造能源消耗最大， ·制造工艺 随X成分增加，治炼和再回收的环境负载量亦增 ·炎敦量 大，③材料可循环技术体系（设计，工艺） MLCA ·环境负被值 随LCA研究深入，按材料应用分类如包装材 章n4: 料、建筑材料、汽车材料等研究其材料生态化共同 规律，例如对建筑材料的评估指标为耐久性、循环 利用性、碳排放控制性、碳固定性、氯氟烃排放控 性能评估方法 制性、水气发散性、热、光、气、水控制性、自分解 材料性能的基础数据： 性.建筑材料生态化指向指标为①资源消耗最少 ·级度（袋劳观度，拉神强度…） 化：提高耐用年限，结构材料可循环利用，②环境 象44： 负载小的资源利用：例如木、石等，③存在自体对 图4材料生命周期评估的结构 环境影响最小化：表面绿化，材料质量确保等，④ 建筑与使用过程对环境影响最小化：省能，省资源，⑤建筑废弃时对环境影响最小化：可拆卸，可循 环利用等4 参考文献： [刂山田良一.！EEN91F[M.东京：日本实业出版社，1994. [2]Lanzavecchia,Giuseppe.Materials and Societ y[J].Adv Sci Technol.1995.4:3-10. [3 肖纪美.材料方法论[M].北京：治金工业出版社，1994. 4]Nii.Kazayoshi.Ecomat erials[J].T rans Mater Res Jpn,1994,18A:23-28. [古林英一.4：EEN考元方机】.机能材料，1996,16(1)：5-10. [日长井寿.#！EEH7FN金属[J刀.化学工业，1995,3：211-215 7]Harsch,Matthies.Life-cy de assessment[J].Adv Mat er Processes,1996.149(6):43-46. [8)吉冈完治，早见均.环境分析用产业连关表)LCA~适用J刀.日本)科学之技术，1994,35(273)：38-43. [9习原田幸明，山田良一.材料)环境负担性评价法：L℃)1フ 分析切可能性[刀.主℃)方， 1994.33(5):516-523. 10]Tukker A,Jasser A.S.Kleijin R.Material Suppliers and Industrial Metabolism[J].Environ Sci Pollut Res Int,1997,4(2):113-120. [1山原田幸明.#！EEμ1一17 分析[J].日本科学上技术，1994,35,273：50. [12八木晃一.材料开发之LCA[J】.工业材料，1996.2：30-36. [13)柴田清，早稻田嘉夫.素材制造、再生！AN综合评价交目的：寸石ッ提案[J刀日本金属学会志， 1997.6:494-501. [14长井寿.金属材料0 设计[J】.工业材料，1994,6：25-29. [15)木俣信行.建筑材料上 设计[】.工业材料，1994,6：64-71. (责任编辑石国华) 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.c
图 4 材料生命周期评估的结构 ¹ 材 料 生 命 周 期 清 单 ( M aterials Life Cy cle Inv entory , MLCI) , º 化学组成、结构( 金相组织, 相, 分子, 原子, 电子等) 与环境负载的关系, 例如 金属加入 X 成分, 高纯度金属制造能源消耗最大, 随 X 成分增加, 冶炼和再回收的环境负载量亦增 大, » 材料可循环技术体系( 设计, 工艺) [ 13] . 随 LCA 研究深入, 按材料应用分类如包装材 料、建筑材料、汽车材料等研究其材料生态化共同 规律, 例如对建筑材料的评估指标为耐久性、循环 利用性、碳排放控制性、碳固定性、氯氟烃排放控 制性、水气发散性、热、光、气、水控制性、自分解 性. 建筑材料生态化指向指标为¹ 资源消耗最少 化: 提高耐用年限, 结构材料可循环利用, º 环境 负载小的资源利用: 例如木、石等, » 存在自体对 环境影响最小化: 表面绿化, 材料质量确保等, ¼ 建筑与使用过程对环境影响最小化: 省能, 省资源, ½ 建筑废弃时对环境影响最小化: 可拆卸, 可循 环利用等[ 14, 15] . 参考文献: [ 1] 山田良一. ¾ ¦ Ê Ë N 9 ¹ F [ M] . 东京: 日本实业出版社, 1994. [ 2] Lanzavecchia, Giuseppe. Materials a nd Societ y[ J] . Adv Sci Technol, 1995, 4: 3- 10. [ 3] 肖纪美. 材料方法论[ M ] . 北京: 冶金工业出版社, 1994. [ 4] Nii, Kazayo shi. Ecomat erials[J] . T rans Mater Res Jpn, 1994, 18A: 23- 28. [ 5] 古林英一. ¾ ¦ Ê Ë N 考' 方[ J] . 机能材料, 1996, 16( 1) : 5- 10. [ 6] 长井寿. ¾ ¦ Ê Ë H 7 F N 金属[ J] . 化学工业 , 1995 , 3: 211- 215. [ 7] Harsch, Matthies. Life-cy cle assessment[ J] . Adv Mat er Pro cesses, 1996, 149( 6) : 43- 46. [ 8] 吉冈完治, 早见均. 环境分析用产业连关表N LCAX 适用[ J] . 日本N 科学H 技术, 1994, 35( 273) : 38- 43. [ 9] 原田幸明, 山田良一. 材料N 环境负担性评价法H 7 F N É µ 分析N 可能性[ J] . ^ F j " , 1994, 33( 5) : 516- 523. [ 10] T ukker A, Jasser A. S, Kleijin R. Ma terial Suppliers and I ndustrial Metabolism[ J] . Envir on Sci Po llut Res I nt , 1997, 4( 2) : 113- 120. [ 11] 原田幸明. ¾ ¦ Ê Ë µ Í —H É µ 分析[J] . 日本N 科学H 技术, 1994, 35, 273: 50. [ 12] 八木晃一. 材料开发H LCA[J] . 工业材料, 1996, 2: 30- 36. [ 13] 柴田清, 早稻田嘉夫. 素材制造、再生 ¦ À N 综合评价r 目的H 9 k § 提案[J] 日本金属学会志, 1997, 6: 494- 501. [ 14] 长井寿. 金属材料N 设计[J] . 工业材料, 1994, 6: 25- 29. [ 15] 木俣信行. 建筑材料H 设计[J] . 工业材料, 1994, 6: 64- 71. ( 责任编辑 石国华) 448 浙 江 大 学 学 报( 理学版) 第 27 卷