摘要：為推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，分析了在環(huán)境工程中綠色材料的選取原則與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，探討了如何通過合理選擇綠色材料提高工程的環(huán)保性和資源利用效率。分析認(rèn)為，環(huán)境工程中綠色材料的選取應(yīng)遵循環(huán)境友好、資源可持續(xù)和性能適用的原則，能夠有效降低能源消耗、減少污染排放、延長(zhǎng)設(shè)施壽命以及降低長(zhǎng)期維護(hù)成本。為提高綠色材料的應(yīng)用效果，應(yīng)該根據(jù)具體工程需求合理選材，加大研發(fā)投入，完善回收體系，并加強(qiáng)全生命周期管理。

關(guān)鍵詞：碳達(dá)峰；碳中和；綠色材料；環(huán)境工程

中圖分類號(hào)：TU50 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）02-0-03

Selection and Application of Green Materials in Environmental Engineering under the Background of “Dual Carbon”

LIU Yu

（Heilongjiang University of Engineering， Harbin 150000， China）

Abstract： To promote the achievement of the “dual carbon” goal， this paper analyzes the selection principles and application advantages of green materials in environmental engineering， and explores how to improve the environmental friendliness and resource utilization efficiency of engineering through reasonable selection of green materials. Analysis suggests that the selection of green materials in environmental engineering should follow the principles of environmental friendliness， resource sustainability， and performance applicability， which can effectively reduce energy consumption， pollution emissions， extend facility lifespan， and lower long-term maintenance costs. To improve the application effect of green materials， it is necessary to select materials reasonably according to specific engineering needs， increase research and development investment， improve the recycling system， and strengthen full lifecycle management.

Keywords： carbon peak; carbon neutrality; green materials; environmental engineering

隨著全球氣候變化日益嚴(yán)峻，低碳轉(zhuǎn)型成為全球各國(guó)的重要議題。為應(yīng)對(duì)氣候變化，推動(dòng)綠色發(fā)展，我國(guó)政府在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中指出，構(gòu)建生態(tài)文明體系，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型[1]。此外，《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》強(qiáng)調(diào)，加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展[2]。環(huán)境工程作為建設(shè)領(lǐng)域的重要組成部分，對(duì)資源消耗、能源利用和環(huán)境污染有著直接影響。隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，綠色材料在環(huán)境工程中的應(yīng)用逐漸受到重視。綠色材料不僅符合可持續(xù)發(fā)展理念，還能有效降低環(huán)境污染和碳排放，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)。因此，如何在環(huán)境工程中科學(xué)選取和應(yīng)用綠色材料，成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要課題。研究分析綠色材料在環(huán)境工程中的選取原則、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并提出如何提高其應(yīng)用效果的相關(guān)建議，以推動(dòng)綠色低碳工程的發(fā)展。

1 雙碳背景下環(huán)境工程中綠色材料選取的原則

1.1 環(huán)境友好原則

在“雙碳”目標(biāo)的背景下，環(huán)境友好性成為綠色材料選取的重要原則之一。這一原則要求選取的材料在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中應(yīng)具備較低的碳足跡。例如，生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量減少溫室氣體排放、降低能源消耗，并避免使用有毒有害的化學(xué)物質(zhì)。綠色材料的降解性能也需要符合環(huán)境要求，能夠在生命周期結(jié)束時(shí)以安全、無(wú)害的方式處理。

1.2 資源可持續(xù)原則

“雙碳”背景下，環(huán)境工程中的綠色材料選擇應(yīng)堅(jiān)持資源可持續(xù)原則。這一原則要求材料的選取不僅要考慮資源的節(jié)約，還要注重材料的再利用能力。綠色材料應(yīng)優(yōu)先選擇來源廣泛且可再生的原材料，如竹、木、再生鋼鐵等。其原因是這些材料在生產(chǎn)過程中能夠有效減少對(duì)自然資源的消耗。對(duì)于有限資源，綠色材料應(yīng)盡可能減少其使用量，或通過技術(shù)創(chuàng)新提高資源的利用效率。

1.3 性能適用原則

在環(huán)境工程中，綠色材料的選取不僅要考慮其環(huán)境友好性和資源可持續(xù)性，還須與工程要求相匹配。性能適用原則強(qiáng)調(diào)材料的技術(shù)適配性和實(shí)用性。即使材料具備優(yōu)秀的環(huán)保特性，若無(wú)法滿足工程在強(qiáng)度、耐久性、施工便捷性等方面的基本需求，也難以實(shí)現(xiàn)其綠色價(jià)值。因此，選材時(shí)必須綜合考慮綠色材料在不同環(huán)境條件下的表現(xiàn)。

2 環(huán)境工程中應(yīng)用綠色材料的優(yōu)勢(shì)

2.1 降低能源消耗，促進(jìn)資源循環(huán)利用

綠色材料能夠大幅減少工程項(xiàng)目的能源消耗，并通過資源循環(huán)利用，推動(dòng)環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，從而為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。在環(huán)境工程中應(yīng)用綠色材料可以有效降低能源消耗并促進(jìn)資源的循環(huán)利用。例如，使用高效節(jié)能的綠色建筑材料，如高性能玻璃、隔熱保溫材料等，可以降低建筑物的能耗。這些材料通常具有較好的隔熱、隔音、防潮性能，能夠保持建筑室內(nèi)溫度的穩(wěn)定，減少外部環(huán)境對(duì)建筑能源消耗的影響[3]。在水處理工程中，使用綠色材料如陶瓷膜和高效過濾材料，有助于減少水處理過程中能源的消耗，提高水資源的利用效率。

2.2 減少污染排放，保障公眾身心健康

綠色材料的應(yīng)用有助于顯著減少環(huán)境污染排放，進(jìn)而保障公眾的身心健康。在建筑工程中，使用低揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds，VOCs）涂料等建筑材料能夠減少室內(nèi)空氣污染，避免對(duì)居民的健康產(chǎn)生潛在危害。在城市污染嚴(yán)重的區(qū)域，某些建筑材料，如綠色屋頂和綠色墻體，不僅能夠改善建筑能效，還能通過其自然過濾和凈化功能降低大氣污染物的濃度。此外，使用透水性混凝土等材料，可以有效改善城市雨水排放問題，減少積水與內(nèi)澇，避免水污染對(duì)居民健康的影響。在道路建設(shè)中，采用綠色路面材料，如再生橡膠瀝青，不僅可以解決廢棄橡膠的堆放問題，還能有效降低道路使用過程中揚(yáng)塵的排放。

2.3 延長(zhǎng)設(shè)施壽命，降低長(zhǎng)期維護(hù)成本

綠色材料在環(huán)境工程中的應(yīng)用具有延長(zhǎng)設(shè)施壽命和降低長(zhǎng)期維護(hù)成本的顯著優(yōu)勢(shì)。例如，使用聚氯乙烯或不銹鋼等高性能的耐腐蝕性材料，在水處理和污水管道工程中能夠顯著延長(zhǎng)管道的使用壽命，減少腐蝕、老化等導(dǎo)致的管道破損和更換。在建筑工程中，使用如自修復(fù)混凝土等新型綠色材料，能夠有效延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。自修復(fù)混凝土能夠通過吸水膨脹材料修復(fù)裂縫，從而減少建筑物因裂縫帶來的安全隱患和維護(hù)費(fèi)用[4]。同時(shí)，綠色材料的應(yīng)用可以減少對(duì)資源的過度消耗，降低重復(fù)施工對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。在能源設(shè)施建設(shè)中，使用耐高溫、耐腐蝕的綠色材料，有助于提高設(shè)備的耐用性，減少設(shè)備的頻繁更換，節(jié)省生產(chǎn)和運(yùn)輸成本。

3 提高環(huán)境工程質(zhì)量的綠色材料選取與應(yīng)用策略

3.1 依據(jù)具體工程需求，合理選擇綠色材料

為提高綠色材料在環(huán)境工程中的應(yīng)用效果，環(huán)境工程項(xiàng)目部門應(yīng)根據(jù)具體工程的功能需求和環(huán)境特性來選擇合適的綠色材料。首先，每個(gè)環(huán)境工程項(xiàng)目的需求都不盡相同，材料的選擇必須考慮其在特定環(huán)境下的適用性和性能。例如，在濕氣較重的水處理設(shè)施中，材料的防水性和耐腐蝕性顯得尤為重要，使用具有優(yōu)異防水性能和化學(xué)穩(wěn)定性的綠色材料，如玻璃纖維增強(qiáng)塑料（Glass Fiber Reinforced plastics，GRP）或陶瓷膜，能夠有效保證工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與高效運(yùn)行。其次，對(duì)于高溫環(huán)境下的能源工程或工業(yè)設(shè)施，應(yīng)選擇能夠耐高溫、抗氧化的綠色材料，如高溫合金、耐高溫陶瓷等，這些材料能改善工程設(shè)備的耐久性，減少維護(hù)頻率[5]。最后，綠色材料的選擇應(yīng)考慮其在施工過程中的便捷性和工程的經(jīng)濟(jì)性，避免盲目追求環(huán)保性能而忽視材料成本與施工效率。

3.2 加大研發(fā)資金投入，創(chuàng)新開發(fā)綠色材料

只有不斷加大研發(fā)投入、優(yōu)化綠色材料技術(shù)，才能確保其在實(shí)際工程中發(fā)揮最大效益，為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供支撐。首先，隨著科技的不斷進(jìn)步，新型綠色材料層出不窮，項(xiàng)目部門需要積極關(guān)注并引入這些創(chuàng)新材料，以提升工程的環(huán)保性能和可持續(xù)性。例如，開發(fā)具有自修復(fù)功能的混凝土材料，可以有效延長(zhǎng)建筑設(shè)施的使用壽命，減少維護(hù)成本；應(yīng)用納米材料增強(qiáng)材料的耐用性和環(huán)保性，能在提升材料性能的同時(shí)，降低其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。其次，除引進(jìn)現(xiàn)有的成熟綠色材料外，項(xiàng)目部門還應(yīng)鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和材料供應(yīng)商進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)綠色建筑、綠色水處理、綠色交通等領(lǐng)域的材料研發(fā)，解決實(shí)際工程中面臨的技術(shù)瓶頸和挑戰(zhàn)。最后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)行業(yè)間的合作，通過技術(shù)交流和聯(lián)合研發(fā)，加速綠色材料的創(chuàng)新和應(yīng)用推廣，進(jìn)一步提高環(huán)境工程中的綠色材料應(yīng)用效果。

3.3 完善材料回收體系，推動(dòng)材料回收利用

為提高環(huán)境工程中綠色材料的應(yīng)用效果，項(xiàng)目部門應(yīng)完善材料回收體系，確保綠色材料使用期滿后能夠順利進(jìn)行回收與再利用。首先，在項(xiàng)目實(shí)施階段，應(yīng)制定清晰的回收流程與標(biāo)準(zhǔn)，確定回收材料的種類、回收途徑以及處理方式。例如，在建筑工程中，采用如再生混凝土、鋼鐵等可回收的建筑材料，并設(shè)計(jì)可拆卸的建筑結(jié)構(gòu)，便于材料的回收利用。其次，項(xiàng)目部門應(yīng)與回收企業(yè)和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作，發(fā)展高效的回收技術(shù)和設(shè)備，以提升回收效率并減少材料在回收過程中的損耗。最后，應(yīng)鼓勵(lì)在項(xiàng)目中使用可回收性強(qiáng)、使用周期較長(zhǎng)的綠色材料，從源頭上降低材料浪費(fèi)。

3.4 加強(qiáng)綠色材料全生命周期管理

為提高綠色材料在環(huán)境工程中的應(yīng)用效果，項(xiàng)目部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綠色材料的全生命周期管理。首先，綠色材料的選擇應(yīng)從其生命周期的角度開展，包括生產(chǎn)、使用、維護(hù)以及廢棄階段的環(huán)境影響。在材料采購(gòu)階段，項(xiàng)目部門需要確保所選材料不僅符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，還要考慮其使用周期中的資源消耗、能源使用、維護(hù)需求等因素。選擇再生混凝土和低碳環(huán)保鋼材等具有較長(zhǎng)使用壽命、低維護(hù)需求且可持續(xù)回收的綠色材料，減少生命周期內(nèi)的資源消耗和維護(hù)頻率。其次，項(xiàng)目部門需建立完善的綠色材料數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)估材料的性能、使用狀況及其環(huán)境影響。再次，項(xiàng)目部門應(yīng)加強(qiáng)材料的維護(hù)與保養(yǎng)管理，延長(zhǎng)材料的使用壽命，減少中途更換對(duì)資源和環(huán)境的浪費(fèi)。最后，在材料的廢棄和處置階段，應(yīng)制定科學(xué)的回收與處置計(jì)劃，確保廢棄材料能夠得到妥善處理和再利用。

4 結(jié)論

綠色材料在環(huán)境工程中的應(yīng)用具有重要的戰(zhàn)略意義，不僅能夠有效推動(dòng)資源節(jié)約和污染減排，還能顯著提升工程的可持續(xù)性與經(jīng)濟(jì)效益。隨著“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)，綠色材料將在環(huán)境工程中發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。隨著相關(guān)回收技術(shù)不斷創(chuàng)新和政策支持力度持續(xù)加強(qiáng)，綠色材料的應(yīng)用將變得更加廣泛和高效，進(jìn)一步推動(dòng)環(huán)境工程領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型，促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2024-12-18

基金項(xiàng)目：2022年度黑龍江省藝術(shù)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目“黑龍江高校創(chuàng)意設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑研究”（2022B056）；黑龍江工程學(xué)院2023年度新工科（新文科）研究與實(shí)踐項(xiàng)目“新文科視域下基于學(xué)科交叉的應(yīng)用型藝術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新舉措”（XGK2023111）。

作者簡(jiǎn)介：劉宇（1980—），男，黑龍江安達(dá)人，碩士，副教授。研究方向：產(chǎn)品設(shè)計(jì)及環(huán)境設(shè)計(jì)。