環境科学A（髙島） 環境科学Aでは論述式のテストを学期末（試験期間内）に行います。 レポートとテストの評価点に出席点を加えた総合評価で成績を決定します。 成績評価は？ レポート 10点×3 テスト 70点 出席点 12点

授業で使用しているスライド Microsoft PowerPointで作成しています。 PowerPointを持っていなくても、PowerPoint 2003　Viewer（新しくなりました） で閲覧と印刷は可能です。 クリックして「保存」 → ダブルクリックしてインストール 古いバージョンのPowerPoint Viewerが入っている場合は、アンインストールしてから。

先々週の出席カードから．．． 肌ヌカ（米ヌカ）って環境に良いものだとばかり思ってた。 植物には問題ないの？ →　特に問題ありません。栄養満点！ 「生物も自然環境も栄養をたくさんとればいいってものではないんですねぇ。何事もホドホドが良いってことですかね。」 プレバイオティクスのイヌリンって購入できるんですか？　→　ネットで購入可能です。（購入希望者は声をかけてください）

先々週の出席カードから．．． 大腸菌って食べても大丈夫なの？ 世の中には善玉菌も悪玉菌もいます。 善玉菌：ビフィズス菌（整腸作用）など 悪玉菌：大腸菌（下痢）など＜海水浴場の清潔度の指標＞ クマムシは死ななかとですか？　ヒロシです。 120度の高温でも液体窒素の中でも、真空でも生きていられるのに、半年で死ぬとです。

先々週の出席カードから．．． イベントで電気自動車を見ましたよ！ 豊田市の小型電気自動車共同利用システム 燃料電池自動車 平成15年10月26日 ITSフェスティバル（オアシス21）

洗剤が環境を汚すので．．． 洗剤の消費量をReduceでき、廃油のRecycleでもある、手作り石けんを沢山つくるのが良いことなんですよね？ 手作り石けんは返って環境を汚染する可能性があるので注意！ 廃油と苛性ソーダから手作り石けんができます 苛性ソーダは強アルカリ性の劇物なので、環境への負荷は多大なものです。作り方（方法、pHなど）に注意しよう！

自然界は、自浄作用と自濁作用がバランスを取り合っている。 先々週の出席カードから．．． 自濁作用って何ですか？ （主に外的要因の影響で）自然界において、自浄作用と反対の方向に物事が作用すること。 赤潮、青潮、アオコ、植物の異常繁茂、昆虫の異常発生、バクテリアの異常繁殖 etc. 自浄作用 自濁作用 自然界は、自浄作用と自濁作用がバランスを取り合っている。

環境科学A 水圏の汚染と物質循環 地球環境における炭素、窒素、硫黄の物質循環 参考書　第1章　(1.4など)

我々が目指すべき社会は．．． Reduce, Reuse, Recycle 等の“R”を意識した循環型社会 環境に放出された物質は、物理的、化学的、生物学的作用によって形態を様々に変化する。 （A → B、　固体 → 液体　など） 時には自浄作用となり、時には自濁作用となる。 有害 → 無害 も 無害 → 有害 もある。　

化学物質の環境中の動態 生物圏 生分解・生物濃縮 大気圏 水圏 土壌 底質 物質の使用形態、廃棄方法、その物質の物理的性質（沸点、融点など）、化学的性質（pH、反応性など）に応じて大気圏、土壌、水圏へ分配される。 その場所で変換、分解、濃縮、移動する。

一般に（人体に対する）無影響濃度で評価される。 化学物質の危険度評価 一般に（人体に対する）無影響濃度で評価される。 アルコール（エタノール）や食塩にも致死量は存在する。 サリン：致死量は体重1kg当たり 0.01 mg 青酸カリの数百倍：非常に強い毒性を持つ では、サリンは環境汚染物質なのか？ サリンは環境中で容易に分解される 環境中にほとんど残留しない サリンは環境汚染物質ではない

逆に毒性が低くて環境への残留性の高いものは ・周辺に影響を及ぼす時間が長い ・人間に多く摂取される可能性が高い 化学物質の危険度評価 逆に毒性が低くて環境への残留性の高いものは ・周辺に影響を及ぼす時間が長い ・人間に多く摂取される可能性が高い 非常に危険な環境汚染物質になる可能性がある。 肌ヌカ：毒性はほとんどない 大量に排出すると赤潮やアオコが発生 化学物質の環境中の動態を明らかにすることは、毒性を評価するのと同じくらい重要なこと。

化学物質の動態（残留性） その物質が残留するかどうか ・自浄作用を受けるかどうか ・分解されるかどうか 分解に影響を及ぼす因子 ・微生物の代謝活性 どんな微生物がどのくらい生育しているのか？ ・化学物質の特性 反応性、親水性or親油性、微生物との相性 ・環境要因 環境のpH、温度、塩濃度、土壌の水分

化学物質の環境中の動態 年 化学物質 残留性（ ） BHC 16 DDT 21 エンドリン リンダン パラコート 6 ピクロラム 5 物理的、化学的、生物学的要因が絡み合って、その物質の動態（固体・液体・気体、化学反応）が決まり、その物質の残留期間も決まる。 化学物質 残留性（　　） BHC 16 DDT 21 エンドリン リンダン パラコート 6 ピクロラム 5 シマジン 20 2,3,6-TBA 4 年

難分解性の物質は環境中で濃縮作用を受けることがある。 化学物質の動態（濃縮） 難分解性の物質は環境中で濃縮作用を受けることがある。 ・生物濃縮 汚染物質を含んだ水 水だけしか排出されない → 体内で物質濃度上昇 ・非生物濃縮 汚染物質を含んだ水 水中の県濁物質に吸着・凝集 沈殿、凝集して濃度上昇

化学物質の動態 環境中で物質は、化学的、物理的、生物学的な様々な作用を受け、形態を変化させながら地球を循環している。 化学物質の環境中の動態を明らかにすることは、毒性を評価するのと同じくらい重要なこと。 物質の循環を明らかにすることは、環境汚染の原因解明と対策に不可欠なもの。

地球環境における炭素循環 炭素：地球上で最も存在量の多い元素 無機物：炭（すみ：石炭・活性炭・シャープペンシルの芯） ダイヤモンド、二酸化炭素 有機物：炭水化物、タンパク質など動植物の身体そのもの、石油に含まれる様々な化合物 人間をはじめとする生物に取って最も必要な元素の一つであり、工業的な応用も幅広い。

地球環境における炭素循環 ・地球上での長期的（数万年以上）な炭素循環 空気中に放出される二酸化炭素の主生成源は火山活動 ↓ 発生した二酸化炭素は雨水や地下水に溶けて炭酸になる ↓ 炭酸が石灰岩などの岩石を溶かす［浸食］ 温度差や湿度差によって岩石が少しずつ崩れる［風化］ ↓ 炭酸と岩石から溶け出した（または海水中に存在する）カルシウムと結合：炭酸カルシウム等の炭酸塩（地圏に存在する炭素の25％）となって地殻に戻る

長期的な炭素循環 雨 風化・侵食 海 マントル プレート CO2 二酸化炭素 CaCO3 炭酸カルシウム Ca2+ カルシウムイオン 炭酸イオン 長期的な炭素循環

地球環境における炭素循環 ・地球上での短期的（数年～数百年）な炭素循環 空気中に放出される二酸化炭素の主生成源は海洋からの放出と陸上生物や分解者の呼吸 ↓ 海水から放出された二酸化炭素のほぼ同量が再び海水に吸収される（吸収の方が数%多い） ↓ 陸上で呼吸によって発生した二酸化炭素のほぼ同量が生物の光合成によって有機物へ変換される ↓ 有機物は微生物、動植物に利用される（食物連鎖）

短期的な炭素循環 化石燃料の燃焼 人為的作用 CO2 二酸化炭素 吸収 放出 呼吸 動物、分解者 光合成 植物 メタン発酵 メタン CH4 堆積 動植物遺体 植物プランクトン 呼吸 光合成 海 動物プランクトン 堆積 陸地 化石燃料（石油・石炭など） 短期的な炭素循環

地球環境における短期的な炭素循環 海洋から放出される二酸化炭素の量と海洋に吸収される二酸化炭素の量は、ほぼ等しい（吸収が数％多い） 動物や分解者が発生する二酸化炭素の量と植物が光合成で吸収する二酸化炭素の量は、ほぼ等しい。 人為的作用（化石燃料の燃焼）が無ければ二酸化炭素が増加することはない。 海洋が吸収しているので極端な温度上昇は防がれていると考えられている。

炭素循環のなかの生物による変換 無機物 酸化物 酸素 エネルギー 1.炭素固定 （二酸化炭素を吸収して身体の一部にすること） ・光をエネルギーとして二酸化炭素を固定する光合成 高等植物、藻類、シアノバクテリア、光独立栄養細菌 (光化学系Ⅰ,Ⅱ、カルビン回路、TCA回路) ・無機物の酸化によってエネルギーを得る化学合成 独立栄養細菌 有機物 炭素源 CO2 エネルギー源 還元型無機物 （H2S etc.） 独立栄養細菌 無機物 酸化物 酸素 エネルギー

独立栄養細菌 微生物種 生息場所 硝化細菌、亜硝酸菌硝酸菌 土壌、海洋 硫黄酸化細菌 温泉、沼地、海洋 鉄細菌 水田、沼地、みぞ 水素細菌 エネルギー生成反応 生息場所 硝化細菌、亜硝酸菌硝酸菌 2NH3 + 3O2 → 2HNO3 + エネルギー 2NO2 + O2 → 2NO3 + エネルギー 土壌、海洋 硫黄酸化細菌 2H2S + O2 → 2S + 2H2O + エネルギー 2S +3O2+2H2O → 2H2SO4+エネルギー 温泉、沼地、海洋 鉄細菌 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 　→ 2Fe2(SO4)3 + 2H2O + エネルギー 水田、沼地、みぞ 水素細菌 2H2 + O2 → 2H2O + エネルギー カルボキシドバクテリア 2CO + O2 → 2CO2 + エネルギー

炭素循環のなかの生物による変換 2.分解 光合成・化学合成で固定された炭素は補食により動植物に移動（食物連鎖） 呼吸によって大気に戻る二酸化炭素を除くと、残りは動植物遺体 昆虫・微生物によって分解（最終過程の主役は微生物） 好気的条件下では、 炭素 → 二酸化炭素 の変換（呼吸） 嫌気的条件下では、 炭素 → メタン(CH4) の変換（発酵） メタン細菌：水素をエネルギー源として生育。廃水処理槽、湖沼、汚泥中、反すう動物の胃など嫌気的な場所に居る。 メタンの温暖化効果は二酸化炭素の約20倍 BOD増加 → DO減少 → メタン増加→ 地球温暖化

改めて肌ヌカの放出は．．． 肌ヌカにはリン、窒素、糖質、脂肪分、タンパク質が含まれている お米のとぎ汁を排出すると．．． 糖質、脂質、タンパク質が蓄積し、ヘドロになる リン、窒素濃度が高くなり、富栄養化が進行する ヘドロが分解される過程でDOが減少する 嫌気性微生物が繁殖し、メタンが発生する 地球が温暖化する

未来の燃料！？メタンハイドレート ガスハイドレート（水和物） 水とメタンや二酸化炭素などの気体の混合物に高い圧力をかけると整列した水の隙間に気体が取り込まれた結晶ができる。 天然に存在するガスハイドレートのガスは95％がメタン（陸上では永久凍土の下、海域では沿岸部の大陸斜面の海底下） 日本周辺にも、日本が消費している天然ガスの100年分以上の量が存在する 天然ガスやメタンハイドレートを燃やしたときの硫黄酸化物や窒素酸化物（大気汚染の要因）の量が石油や石炭と比べて少ない

Coffee Break: 違った視点の意見（説） 地球の温暖化は二酸化炭素のせいではない！？ 平均温度 二酸化炭素量 時間 地球の温暖化と二酸化炭素の増加に相関系があることは紛れもない事実である。 ・地球の温暖化によって生物活動が活発になる ・生物の固体数も増加し、呼吸量も増加する ・（二酸化炭素の増加によって地球が温暖化したのではなくて）地球が温暖化したから二酸化炭素が増加した （卵が先か、鶏が先か？）

出席カードを前に提出してください 環境科学A（髙島） 第二回レポートも提出してください。 E-mailアドレス、HP-URLなど書ける人は書いてください。 最終講義までに全てのレポートを提出しないものは単位を認定しないので特に注意するように！