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使用模式

原材料被提取，转化为工程材料和商品材料，并制造成产品。在使用后，它们被处理掉或通过重复使用、再制造或循环利用重新回到经济中。材料使用的可持续性有三个组成部分:1)资源消耗率与资源总存量之间的关系;2)提供基本服务的资源使用效率;3)从经济中泄漏并影响环境的资源比例。前两个主题反映了资源供应的可持续性，而第三个主题影响了生态系统的可持续性。美国是自然资源的主要使用者，包括化石燃料和材料。

1900-2014年美国非燃料材料消费¹

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• 从1910年到2014年，美国原材料(非化石燃料或食品)使用量增长是人口增长的3.14倍。^1，2，3
• 从1970年到2005年，美国的总材料消耗(包括燃料和其他材料)增长了62%，2017年达到60亿公吨，仍比1970年的材料消耗水平高出12%。⁴
• 2017年，美国人均物质消费总量(包括燃料)为18.6公吨，比欧洲高出42%。⁵
• 在1996年至2006年增长了30%之后，2006年至2010年全球金融危机之后，美国的原材料使用量下降了33%。¹
• 包括石头、砾石和沙子在内的建筑材料约占原材料使用量的四分之三。¹
• 在上个世纪，随着美国经济从农业转向工业生产，可再生材料的使用急剧下降，从占总材料重量的41%下降到5%。⁶
• 全球储量与产量的比率是矿物供应充足的一个指标;它的范围从几个世纪(铝、铬、铁、锂、铂、磷矿)到几十年(铜和金)。⁷
• 稀土元素(REEs)是一组用于金属合金、电池和催化剂的17种元素，其中74%用作催化剂。^7、8稀土元素的替代品是可用的，但效果较差。⁷2021年，中国控制了60%以上的稀土产量。⁷

原材料使用强度

• 物质使用强度是指单位经济产出消耗的物质数量，通常用一个国家的国内生产总值(GDP)来衡量。¹⁰在过去几十年里，美国的国内加工产出，即国内经济产生的材料和排放的总重量，每单位GDP下降了约44%，与其他工业化国家相似。¹¹
• 美国经济消耗的材料中有44%被添加到长期(+30年)的国内库存中，2%的库存在2-30年之间，39%的库存在2年以内，剩下的15%被回收回经济中。¹¹
• 在国内库存中剩余不到30年的材料中，73%被释放到大气中(主要是通过化石燃料燃烧)，18%被处理在受控区域(如垃圾填埋场、尾矿库)，剩下的9%直接通过陆地、水或多种途径分散到环境中。¹¹
• 初级金属(铝除外)的使用强度有明显下降，而塑料的使用继续增长。¹²
• 美国经济中使用的材料的组成变得不那么密集，也就是说，更少的钢铁和更轻的金属、塑料和复合材料。¹³

1980-2014年美国选定材料的使用强度^1、9

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所选产品的材料组成^{14日,15日,16岁}

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环境影响

• 据估计，2017年，美国丢弃的塑料中只有8%被回收。另有2%“泄漏”到环境中，通常以轮胎磨损和合成纺织品产生的微塑料的形式存在，由于对生物的影响和对人类健康的未知后果，这在全球范围内日益受到关注。¹⁷
• 煤矿和采石场(包括煤炭，但不包括石油和天然气)占美国土地面积的0.3%，其中60%用于挖掘，其余用于处理覆盖层和其他采矿废物。¹⁸
• 随着高品位储量的枯竭，金属的质量正在下降，导致提取和加工矿石所需的能源增加，从而导致更多气体的释放，导致气候变化和酸雨。¹⁹
• 2020年，原生金属和金属采矿业的有毒物质排放总量占30亿磅的53%。^20.
• 2019年，美国产生了超过3400万吨受《资源保护与恢复法案》(RCRA)监管的危险废物，最大的来源是化学制造业(58%)和石油和煤炭产品制造业(15%)。²¹
• 2018年，初级金属行业消耗了1.5四分之二(1四分之二= 10¹Btu)能源;非金属矿物(石材、粘土、玻璃、水泥)制造使用0.8四方;化学制造使用7.1四分之一;石油/煤炭产品使用4.2四桶(美国总消费量为101.2四桶)。^22、23
• 自2000年以来，工业部门与能源相关的二氧化碳排放量下降了24%，主要原因是美国经济从能源密集型制造业的结构性转移。²³
• 人类健康风险来自材料生命周期内的排放和残留物。在许多情况下，污染物的排放已从历史水平大幅减少，例如，金矿开采释放的汞、油漆排放的挥发性有机化合物以及汽油燃烧产生的铅。²⁴然而，在2020年，超过22.6万吨铅和铅化合物被释放;88%来自金属采矿，而金属生产和电力公用事业分别占5%和0.6%。^20.已经引入了新的化学物质，它们在环境中持续存在、生物积累(在食物链中向上移动)和/或有毒，例如，用于消费品中使塑料柔软灵活的邻苯二甲酸盐。²⁴

美国城市固体垃圾回收，1960-2017²⁵

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解决方案和可持续行动

• 节约材料:“减少、再利用、再制造和回收。”2012年，美国回收和再制造行业创造了超过68.1万个就业岗位，税收收入超过54亿美元。²⁶2018年，美国32.1%的城市固体垃圾被回收用于回收和堆肥，从垃圾填埋场和焚化炉中转移了9300多万吨材料。²⁵
• 改变产品的材料成分:使用毒性低、易于回收、能耗低的材料来制造产品。市面上有超过1.93亿种化学品。²⁷
• 降低材料强度:技术进步可以帮助降低产品的原材料强度，同时使产品更轻、更耐用。如今的铝饮料罐比30年前轻了38%，这使得用同样数量的铝可以生产出更多的罐头。²⁸饮料罐还使用平均73%的回收铝制成，与使用原始材料相比，能源需求和温室气体排放大幅降低。²⁹
• 促进产品管理:适当的政策和规管架构可协助确保产品制造商有责任以环保意识管理退休产品。欧盟关于废弃电气和电子设备(WEEE)的法规规定，适当收集和处置WEEE的目标要增加85%。^30.它还制定了生产者延伸责任(EPR)政策，旨在将生命周期环境影响的责任从政府转移到生产者。³¹
• 鼓励使用可再生材料生物基材料，如聚乳酸(PLA)，一种可生物降解的聚合物，可以提供类似于石油基塑料的性能。制造这些材料可能需要更少的能源，排放更少的温室气体，但种植原料所需的土地和化学品的使用可能会产生不利的环境后果。³²