身近な環境保全 ●BOD(Biochemical Oxygen Demand: 生物化学的酸素要求量) 水の中の有機物を微生物が分解するときに使う酸素の量→微生物が 分解できる汚染物質の量。BODの値が高いほど水の汚れがひどい。 ●BODの値が高いと: ①汚染物質を餌として微生物が繁殖しやすい。→ 酸素不足のため水 中生物が窒息死する。 ②湖沼や海に赤潮やアオコ(水の華)が発生(植物プランクトンの異常 発生)③悪臭の発生に増え、したり、水道の水が臭くなる。 ●水の汚れが大きい → 水に溶けている酸素が微生物によって消費さ れつくしてしまう → 嫌気性微生物による有機物の分解 → 悪臭の発 生。 ●家庭排水: 川や湖などのBOD量の 3/4。 1 家庭からのBOD発生量 (g/人/日) 2 ごみ減少のための実践 身近なところから環境問題に取り組む人が増えている。 「現在の生活水準が下がっても循環型社会に移行すべき」 52.9% 内閣府、2009 家庭で水汚染防止 ●固形物は下水に流さないでゴミとして出す。食べかすなどをそのまま流す とBODが大幅に上がる。 ●油は特にBODが大きい。 ●大匙一杯の油のBODは、1人が1日に出す生活排水の全BODとほぼ 等しい。 ●使い済みの天ぷら油を5百ml流すと、魚が住める水質にするには、風呂 桶 330杯分もの水が必要。 ●大さじ1杯のマヨネ-ズでも、風呂桶12杯の水で薄める必要がある。 ●鍋や皿を洗うときも、油や食べかすは紙などでふき取って除いてから洗う。 ●食用油はできるだけ使い切る。余った場合には新聞紙、油凝固剤を使って 固めて可燃物ゴミとして出す。 ●有機物は、燃やしても河川に流しても、最終的には同じ量の二酸化炭素と 水になる。しかし、燃やす方が途中での害が少なく環境を悪くしない。 汁物は土に染み込ませて土壌微生物に分解させる。 ●洗濯のときに、使う洗剤の量を適切にする。 4 環境保全のための工夫や努力 環 境 保 全 へ の 関 心 5 リサイクル ●エネルギー リサイクル対精錬 アルミニウム缶 スチ-ル缶 ガラス瓶 3% → つぶしてもよいからリサイクル 35% 10% 成型に40% → 壊さずに再利用 ● 廃棄物利用では 「1%の不注意が99%の善意を無駄にする」 飲食店の残飯も、タバコの吸殻があると養豚にも使えない。 透明な瓶の中に茶色の瓶が1本混じると、資源としての価値がな くなる。 ●"Think globally, act locally" 「地球規模で考え、身近なことで行動する」ことが必要。 6 日本でのリサイクル率 率 量 環境省HPより 7 食品ゴミのリサイクル率 飼料や燃料として再利用 エコを実践する理由 エコを実践している: 82%; 高年齢ほど高い(60歳台では90%) 住信SBIネット銀行 土壌汚染 ● 足尾鉱毒事件: ●足尾銅山からの銅イオンと硫酸イオンとが農地を汚染 ●精錬所から出る硫黄酸化物による木の枯死 ●現在の土壌汚染: ● 工場跡地等の土壌汚染 → 浄化責任は汚染者 + 現在 の所有者 → 汚染された土地は買い手がない ●日本: 検査が必要なところは44万ヶ所以上 ● アメリカ: 50万カ所の土壌汚染 10 土壌汚染調査と有害物質の基準値超過件数 土壌汚染対策法(2003)では、土地所有者が調査し対処する 環境省 水俣病 (1953年) ●工場廃液による世界最大の公害事件 → 死亡患者数約千名、公害患者認定者数約2千2百名 ● HgSO4 (アセトアルデヒド合成の触媒) → MeHgCl MeHgMe 塩化メチル水銀 ジメチル水銀 ●有機水銀の濃縮率: 1-10万倍: 環境中での有機水銀の濃度は低い。 ⇒生物濃縮で人体に有害な濃度になる。 ● 食物連鎖による生物濃縮: 微生物⇒小さな魚 ⇒ 大きな魚 ⇒ 人間 ● R-SH (システイン残基) + MeHgCl → R-S-HgMe ● -SH 基をもった化合物: メルカプタン(Mercaptan: Mercury + capture) ●有機水銀は脳血液関門を通過できる → タンパク質もメルカプタン → 脳の神経細胞(再生不可)のタンパク質を変性 → 脳の機能障害 12 食物連鎖による生物濃縮の例 13 イタイイタイ病、ヒ素公害 ●イタイイタイ病 富山県神通川下流(上流に三井金属神岡鉱山) 出産回数の多い中・高年の女性がかかる奇病(大正時代初期~) カドミウム(水、土→米)の作用により、骨のカルシウム分が失われ て起こる骨軟化症 骨が折れると痛い→イタイイタイ病 ●土呂久ヒ素公害ヒ素化合物(特に酸化ヒ素): 毒薬として有名。発ガ ン性。 森永ヒ素ミルク中毒事件(1955): 粉ミルクの亜ヒ酸塩、乳児1万2 千人が中毒。 土呂久ヒ素鉱山:土呂久地域 40 世帯の住民の 50 年間の平均寿命は 39 才。1990年に和解。 地下水調査:有機塩素に次ぐ汚染物質はヒ素(98)。 14 環境ホルモン ●環境ホルモン(内分泌かく乱化学物質): ●動物のホルモンの作用に影響を与える物質(WHO は、67種の物質を指定) ●つくるつもりがなくてもできてしまうもの: ダイオキシンなど ●有用物質からのもの: PCB、DDT、BHC、有機スズ、プラスチッ ク類の添加物、洗剤の分解生成物。 ●野性動物への影響 ●ほ乳類: フロリダパンサーの生殖器異常 ●海棲ほ乳類: 生殖器の異常、個体数の減少、免疫力の低下 ●鳥類: ハゲワシやアジサシの卵の孵化率低下。カモメのオスのメス化 と卵の殻が薄くなる ●は虫類:ワニの生殖器に異常 ●魚類: オスのメス化 ●貝類: イボニシのメスの生殖器に雄の生殖器が付く 原因物質も判明。 15 ヒトへの影響 ●野性動物に起こることは人間にも起こり得る? ●性器の発育不全(イヌイット) ●乳児の低身長、免疫力低下(母乳中の有機塩素化合物の濃度が高い) ●精巣腫瘍、子宮内膜症、乳ガンの増加。精子数の減少(?)。 ●卵子の細胞分裂時(胎児): ホルモンの影響が大きい ●乳児: 暴露量が多い。 ●飼料に女性ホルモンを加える → 家畜がよく太る。牛の乳の出がよくなる 女性ホルモンと類似作用をもつ合成化学物質を飼料に混ぜる → 乳量増加、肉 量増加、肉質向上。 ●女性の性的早熟化の促進(米) 8歳時の生理: 48%(黒人)、15%(白人) ●日本: 64種類の環境ホルモン疑惑物質で、人体への明確な影響はない 長期の影響は分からない。環境ホルモンとして作用しうる化学物質は約2千種 類 16 男児の出生比率の低下 環境ホルモン(環境汚染物質の一種)は、女性ホル モンと類似の作用をする。男性の精子数の減少。 2007年度人口動態調査 喘息の子供の割合 学 校 保 健 統 計 喘息の子供が20年で3倍も増加。免疫系疾患(喘息やアレルギーな ど)が増えているのは環境汚染物質(環境中の化学物質)のせい? アレルギー疾患の増加 日本では3人に1人がアレルギー症: 感染への抵抗力が低下 橋本雅夫 農薬 ●農作業を楽にし、収量を高め安定にし、品質を高める。現代の農業には 不可欠。 ●もし農薬を使わなければ、食料生産は3割以上は減少し、多数の餓死者 が発生する。 ●日本での登録農薬は約4百種類。世界的には約千種類。 ●使用量が一番多い農薬は除草剤: 農作業の労力を大幅に減らす。 ●農薬は適当なものが適量、適当な方法で使われる必要がある。 ●化学兵器との関係が深い。 第1次世界大戦: 毒ガスの使用開始。 第2次世界大戦: 化学兵器の大大的研究。多数の化学物質の毒性が、 まず昆虫で調べられた → 多くの殺虫剤が生まれた。 ●環境庁が環境ホルモンの可能性があるとした67種の化学物質うち、40 種がかつての農薬。 ●ポストハ-ベスト農薬: 農薬の使われ方で最も問題が多い。 20 ポストハ-ベスト農薬 ●ポストハ-ベスト: 収穫後の農産物の品質を維持するための処置 ●ポストハ-ベスト農薬: ポストハ-ベストのための農薬の使用がよく行われる。発ガ ン性の疑いがあるものもある。 ●殺虫剤: 害虫から穀類や豆類を守る ●殺菌剤(カビ防止剤): 穀物、野菜、果物の腐敗やカビを防ぐ。微生物が多い地域で 養殖されるエビ。 ●例: アメリカ東海岸→パナマ運河→日本ルートでの穀物輸送。(高温多湿。6週間。 →殺虫剤が必要) 特に大豆には、虫が付きやすい。 ●殺虫剤の濃度: 発生した害虫が死ぬ程度に高い必要。 ●青果物も殺菌剤を使うと長持ち。 ●成育段階で散布された農薬: 雨で流される、太陽光線で分解される、成育で表面積が 増えて密度が減る、穀物類は鞘(さや)に守られている → 摂食時の農薬量が低下 ●ポストハ-ベスト農薬はそのまま残る。 ●外国の規制値には高いものがある。← 発生した虫やカビが死ぬ必要があるから。 ●日米レモン戦争(1975): 発癌性と催奇性の疑いのあるカビ防止剤 OPPとTBZ(農薬) を柑橘で取り締まった → 米国の抗議で、食品添加物として認可。 国際的な基準に合わせる必要 → 日本でもポストハ-ベスト農薬を認可。 ●食品の鮮度表示: 製造年月日→ 使用期限(賞味期限) 製造年月日表示が貿易障壁になる(遠い国から運ぶと時間がかかる→ 表示が製造年月 日だと、輸入食品は不利) 21 原子力発電 ● 世界: 432基; 発電容量 3億8,915万6,000 kW (2010); 総エネルギ-の 6%、発電量の 14%。 ● 日本: 55基 4,958万kW、総エネルギ-の 7%、発電量の約 29% (2010) ● 長所: ① エネルギー源の多様化 → 原油価格高騰で原子力発電が再評価② 二酸 化炭素発生量が少ない ● 問題点: ① 事故:東京電力福島第一原子力発電所; 2011.3.11 東日本大震災(M9)で の大津波(15 m)⇒ 全電源喪失 ⇒ 炉心融合、水素爆発 ⇒ 85京 Bqの放射 性物質の放出(事故レベル7(深刻な事故)); スリーマイルス(1979 米、レベル5 ); チェルノブイリ(1986 ソ連、レベル7) ② 放射性廃棄物の蓄積 ③ 生成するプルトニウムからの核兵器 ● 百万 kW の原子力発電は30 トン/年の使用済核燃料(極めて強い放射能)を 出す → 日本では、1万数千トンが蓄積 → 長期保存 22 電力源ごとの二酸化炭素排出量 化石燃料 発電量当りの二酸化炭素発 生量が少ない。 23 被曝量とがん発生リスク 目 盛 ス ケ ー ル が 違 う こ と に 留 意 がん細胞は毎日五百個位生成。放射線で酵素による修復能力が弱まる? 被曝の健康への影響 原発廃棄物の放射能の経年変化 百万年 プルトニウム239の半減期=2万4千年。高レベル放射性廃棄物 は数万年の隔離保管が必要。毎年、ドラム缶で1200本発生。 26 高レベル放射性廃棄物 ●使用済核燃料の再処理(困難、これから開始): ウランとプルトニウムの回収 ●高レベル放射性廃棄物 → ガラス固化体 ●数万本のガラス固化体の蓄積 → 毎年1000~2000本ずつ増加 → 2030年には約7万本 ●プルトニウム239 の半減期は2万4千年 → 数万年の長期管理が必 要 → 地下管理の予定だが、危険性もある。候補地は未定。 (文明の歴史は6千年 ) ●低レベル放射性廃棄物: 多量。300年間は隔離保管。ドラム缶百万 本程度蓄積。 ●廃炉:一基につき3万 m3 以上の放射性廃棄物 ●原子力発電: 「トイレのないマンション」。今の世代が未来の世代へ 残す負債 27 使用済み核燃料の貯蔵量(09) 貯蔵容量の 2/3 が使用済み 原子力をどう考えるか ●ソ連のチェルノブイリの原発事故(1986): 広島型原爆 35 分の放射性物 質 → 500万人が被ばく → ヨーロッパでの反原発 ●高速増殖炉: ウランの使用効率を数十倍に高める。技術的に困難。 「もんじゅ」はナトリウム漏れで運転中止のまま。 ●発電コスト: 廃炉の費用を含めないと、火力発電よりも低い ●原子力をどう考えるかは、エネルギ-危機が予測される未来には、現在 以上に重要な問題。 ●日本の電力事情: 発電所の稼働率= 60% 夏の 13 時頃には、発電余力はそれほどない。 ピ-ク時の需要を減らす工夫が必要。 ●時間的な変動への対応能力: 最高は水力発電。最低は原子力発電。 ●「持続可能な発展」は可能か? 科学・技術の役割とその限界、ライフスタ イルの変更。 29 科学・技術と社会(1) ●現代社会: 科学・技術で支えられている。 ●現代の課題解決には、科学・技術の劇的な進歩が不可欠だ。 ●「持続可能な発展」: 科学・技術の進歩だけでは実現不可。→ ライフスタイルの変更が必要。 ●科学や技術と社会との関係をどう考えるか。 ●科学・技術の最も重要な機能: 人類の物質生活を豊かにすること ●貧しい時代と貧しい社会での科学・技術観: 科学・技術への期待大。 ①太平洋戦争後の日本 ②宮沢賢治(作家、詩人、教師、農業技術者)の科学・技術観 → グスコーブドリの伝記 30 31 ダイオキシン ●ダイオキシン: 有機塩素化合物、強い発ガン性や奇性発生性 ●被害例: ベトナム戦争での「枯れ葉剤」(不純物としてダイオ キシン)→約2万人の障害児。有機塩素系除草剤製造工場の爆発 (伊、1976)→新生児の大部分が女児。 ●カネミ油症事件(1970): PCBが混入した米ヌカ油を食べた 人。患者数は1万4千人、死者29名。PCB中毒ではなく、不純 物として含まれていたダイオキシン類が最大の有毒成分。 ●ポリ塩化ビニルや食塩など塩素を含んだ化合物を800℃以上で 燃やすとできる。焼却炉の規制強化で発生量が減少。 ●人体へは90%以上が食べ物から。特に近海魚と母乳に多い(生 物濃縮)。体内では脂肪組織に溜まりやすい。 32 米国と日本の農薬の残留許容値 の比較例(単位:PPM) 33 有機塩素化合物 ●有機塩素化合物: 天然物には10種類ていど(海水中にはCl- が多い)→ 生物に炭素-塩素結合の合成・切断酵 素がない(例外:一部の微生物) → 殆どの生物は有機塩素化合物を合成も分解もできない。→ 生物に苦手な物質 ●有機塩素化合物の性質: ①環境中でも生体内でも安定で分解されにくいので残留性が高い。 ②水に溶けず脂肪に溶けやすい → 生物濃縮されやすく脂肪や内臓に蓄積されやすい。 例: DDT濃度(対海水中濃度比) 動物プランクトン 約1万倍 魚 数十万倍 鳥類 数百万倍 ③発ガン性や奇性を発生させる性質や生殖異常を起こさせる性質が強いものがある。 日本で使用禁止 :DDT, BHC, PCB 使用中:トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン(半導体洗浄、ドライクリ-ニング) 地下水汚染で障害児(トリクロロエチレン、米、1980)。 ● DDT(殺虫剤): 安定(散布後半分が分解するのに百年) → 長期間の効力維持 → マラリア蚊の駆除に威力。 パナマ運河: ラリア感染率を80% 以上から10% 以下に下げて完成。 DDTの使用禁止: 食料飢饉、マラリア蔓延の危険性 34 世界の原発数 35 エネルギー源の可採量 偏在していない 環 境 省 ホ ー ム ペ ー ジ よ り 36 環境ホルモンの特徴 ●ホルモン: ●ホルモンレセプターに結合して、作用をあらわす。 ●体内で合成され、体内で分解される ●環境ホルモン: ●同じ。合成化学物質であり、分解されずに蓄積される。 ●ごく微量でも有効: ダイオキシンも1兆分の1の濃度で有効。(ホルモンでも同じ) (100 万tの水に1g、「百mプ-ルに落ちた一滴の物質」) ●超微量測定技術(1990年代)が環境ホルモンの存在を明らかにした。 ●人間の血液中: 数百種類の化学物質がある。 化学物質過敏症患者: 化学物質の量がある限界量以上で発症。 (米では人口の10~15%) ●合成化学物質: 千五百万種。20万種が環境中に拡散 ●環境ホルモン(生殖への影響と次世代への影響)、化学物質過敏症患者の増加 → 合成化学物質とどう共存するのか。 ●対策: 廃棄物を出さず産業を循環型にする → 循環型社会 「容器包装リサイクル法」、「建設リサイクル法」、「廃棄物処理法」、「家電リサイクル 法」、「食品リサイクル法」、「資源有効利用促進法」、「グリーン購入法」 37 問題 ① 「食物連鎖」と「生物濃縮」について説明せよ。 ② 「食物連鎖」および「生物濃縮」と水俣病との関係につ いて述べよ。 ③ 有機塩素化合物による環境汚染が懸念されている。生物 からみて、有機塩素化合物がもっている特色を3つ書け。 ④ ポストハ-ベスト農薬はなぜ使われるのか。 ⑤ 外国のポストハ-ベスト農薬の規制値には高いものがあ る。なぜ高い必要があるのか。 ⑥ 原子力発電の利点を2つ述べよ。 ⑦ 原子力発電の問題点を4つ述べよ。 38 問題 ①ダイオキシンは、どのようなプロセスで発生し、ど のような作用を示すのか。 ②環境ホルモンがもつ性質を3つあげよ。 ③ホルモンと環境ホルモンが似ている点を2つ、違う 点を2つ述べよ。 ④右回転(時計回り)の変化球が、右方向へ曲がる理 由を、図を書いて説明せよ。 ⑤空気より重い飛行機がなぜ空中に浮くのか。 39 16 水質、土壌汚染 ① 「廃棄物利用では 、1%の不注意が99%の善意を無駄にする」 とはどのようなことか。具体例で説明せよ。 ② リサイクルという観点から、アルミ缶、スチール缶、ガラス瓶の特色を述べよ。 ③ 「食物連鎖」と「生物濃縮」について説明せよ。 ④ 「食物連鎖」および「生物濃縮」と水俣病との関係について述べよ。 ⑤ 有機塩素化合物による環境汚染が懸念されている。生物からみて、有機塩 素化合物がもっている特色を3つ書け。 ⑥ 生物の炭素ー塩素結合をつくる能力と分解する能力についても述べよ。 ⑦ ポストハ-ベスト農薬はなぜ使われるのか。 ⑧ 外国のポストハ-ベスト農薬の規制値には高いものがある。なぜ高い必要が あるのか。 40 EPR(Energy Profit Ratio ) EPR: 発生エネルギー量/発生に必要な消費エネルギー量 少ないエネルギー消 費で発電できる 41 世界のエネルギー消費見通し 原子力は今後も使われ続ける → 放射性廃棄物も増え続ける 42 我々ができる環境対策 ① 日本の二酸化炭素排出量の動向を、産業部門、家庭部門、運輸部門、業務 部門(おフィスなど)に分けて説明せよ。 ② われわれができる地球温暖化対策を5つ述べよ。 ③ 自動車の使い方でできる省エネにはどんなものがあるか。 ④ 「待機電力」とはどのようなものか。また、それを減らす方法を述べよ。 ⑤ 冷蔵庫の使い方でできる省エネにはどんなものがあるか。 ⑥ 「Think globally, act locally.」とはどのようなことか。 ⑦ 環境配慮設計では、どのようなことが考慮されるか。10項目書け。 ⑧ BOD(生物学的酸素要求量)とはどのようなものか。 ⑨ 河川や湖水でBODの値が高いとどのようなことが起こるのか。 ⑩ 使い済み食用油を、燃やした場合と河川に流した場合とで、最終的な二酸 化炭素量を比較せよ。 ⑪ 使い済み食用油を、燃やした場合と河川に流した場合とで、環境への影響 を比較せよ。 ⑫ 鍋や食器に残った油類は、どのように処理することが望ましいか。 43 科学・技術と社会(2) ●科学・技術の役割: 物質生活を豊かにする; 過去と現在 の生活水準の比較で分かる。 ●科学・技術発展の必要性: 貧しい国々でほど高い。しかし、現実は逆傾向。 ●科学・技術は生産力の核心 → 富と利潤を生み出す力 → 豊かな国々でだけ発達し、その国々をさらに豊かに する(貧富の格差の拡大)。 → 少数の豊かな人々だけで世界の富と資源の大部分 を消費 ●この矛盾どう和らげるか: ①政治の力。 ②先進国の産業空洞化 → 途上国へ産業移転 44 45
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