2010年1月17日
由于人口和消费继续增长,世界面临着重大挑战,而不可再生的化石燃料和其他原材料随着越来越多的速度耗尽。欧洲杯足球竞彩绿色工程是使用工程设计和分析解决这些问题的技术方法。
绿色工程的范围取决于一个人的角度和纪律,但它广泛地定义为在产品,过程和系统的设计和工程设计和工程中的所有生命周期阶段中最小化环境影响。1,2重要的是要认识到,绿色工程只是解决更大的可持续性问题的可能方法,包括环境,经济和社会方面。
绿色工程必然是跨学科,因此最好被认为是可以跨工程学科应用的一系列概念。也就是说,材料科学和工程的学科是一个焦点区域,因为设计的基欧洲杯足球竞彩本上一欧洲杯线上买球切都可以想象需要材料。因此,材料科学家和欧洲杯足球竞彩工程师有责任使用不仅满足设计要求的材料设计,而且还考虑环境,健康和社会影响。
产品的生命周期(通常可以在整个讨论中与“过程”或“系统”交换“产品”)是绿色工程材料考虑的关键概念。欧洲杯足球竞彩生命周期包括所需的所有输入和输出萃取到制造业到采用,最后处理。
对于任何给定的产品,原料从地球中提取,导致这些材料的耗欧洲杯足球竞彩尽以及废物,生态系统中断和能量使用。然后制造欧洲杯足球竞彩原料(精制,纯化,混合,形成,合金化,化学反应,形状等)以将它们转化为具有所需性能和性能的材料。在该步骤中,能量和化学品是具有固体,液体和气态输出到地面,水或大气的主要输入。许多产品的使用需要能量或燃料以及额外的化学品或材料进行维护。欧洲杯足球竞彩最后,在产品的使用寿命结束时,它通常由垃圾填埋场埋葬或焚烧来配置。在某些情况下,产品可能重复使用,堆肥或回收。这些处置方法中的每一个都带有潜在的环境影响。在生命周期阶段内部也需要进行运输。
生命周期评估(LCA)是一个强大的分析工具,具有许多在绿色工程中的用途。这种正式的纪律有具体的方法和国际标准(ISO 14040:2006和ISO 14044:2006)3.客观地量化产品的所有输入和输出的环境影响。LCA可用于比较不同产品的环境影响或给定产品的不同生命周期阶段。重要的是要理解,虽然可以使用当前的科学理解可以客观地量化输入和输出以及它们的环境影响,但基于这些结果的决策必须取决于各种环境类别的加权,因此是主观的。
如图1中示意性所示,通常为每个生命周期阶段输入和输出。为了比较产品之间的环境影响或给定产品的阶段,必须在环境影响方面量化输入和输出。对于复杂的产品,可能存在数百到数千个输入和输出。因此,必须仔细选择LCA的边界以平衡复杂性以准确性。
各种软件包和数据库允许彻底LCA所需的复杂分析。4,5欧洲杯足球竞彩材料科学家可以利用这些信息,即使没有进行LCA,也可以获得关于最常用工程材料的输入,输出和体现能量的数据。欧洲杯足球竞彩材料特定设计软件还可以提供有用的数据,例如材料的体现,储备,可再循环性或毒性,以考虑特定的环境影响而不进行全LCA。6.
实施绿色工程概念特别是材料科学对社会的益处是重大的,包括健康益处、改善环境质量和降低成本。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球明确地将环境以及经济和性能指标作为初始设计约束是至关重要的;如果及早考虑,许多难以补救的重大环境影响可以尽量减少。此外,在设计阶段早期应用绿色工程概念可以带来贯穿整个生命周期的效益。例如,由于更好的设计,在产品中使用更少的质量,将需要更少的原材料提取、更少的材料制造、更少的材料运输和更少的材料处理。在这个与几乎所有产品相关的例子中,材料质量的微小减少可能会有明显更大的生命周期环境效益,特别是对于大批量产品。
材料的绿色工程概念也应在任何生命周期阶段的设计阶段外应用。欧洲杯足球竞彩其中的实例包括用相似性能的替代材料替代,但较低的体现能量,更大的天然储备,较欧洲杯足球竞彩少的能量或化学密集的提取或制造,较低的毒性,更少的维护,更好的可回收性,或更长的耐用性。利用现有技术和创新的新思维,将这种思维的机会纳入我们周围。7,8
标准工程实践和教育的转型包括用于材料科学和工程的绿色工程概念,不会过夜。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球然而,鉴于潜在的好处,材料专业人员现在重要的是,现在开始这种过渡而不是稍后。欧洲杯足球竞彩只要考虑产品的材料,就会通过询问一些基本问题来开始:欧洲杯足球竞彩
1)从何处以及如何从环境中提取的材料?
生产这种材料的能源和化学要求是什么?
3)在其生命周期中使用/维护材料的输入/输出是什么?
4)当产品被处理时,材料的最终命运是什么?
这些基本问题的答案一般并不简单,应该导致一个仔细考虑材料选择的环境影响。欧洲杯足球竞彩
参考和进一步阅读
1.P. Anastas和J. Zimmerman,“通过绿色工程的12个原则进行设计”,环境科学与技术,37(5),2003,第94A - 101A页。欧洲杯线上买球
2.美国环境保护局(EPA)
3.国际标准化组织(ISO)
4.Pré顾问,www.pre.nl/simapro/
5.国际体育www.gabi-software.com/
6. CES Edupack,Granta Design Limited,http://www.grantadesign.com/education/index.htm.
7. P. Hawken,A. Lovins和L. H. Lovins,自然资本主义 - 创造下一个工业革命,后湾书,2000。
8. W. McDoNough和M. Braungardt,摇篮到摇篮 - 北点出版社提出了我们制造的方式,2002年。
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