環境科学A 補講の日程決定！ ・名古屋キャンパス(水曜1,2限) 11月27日(土) 2限 0704教室 ・豊田キャンパス(水曜4限) 11月24日(土) 5限 851教室 どちらに出ても構いません。 先週の出席カードから．．． 先生はテレビ（お笑い）好きだ、間違いない！ → 強ちはずれてないですね(^_^) 進め！電波少年は知ってますが．．． → 好感触！、猿岩石、ドロンズ、…覚えてる？ 先生は生活の中でどのようなことを実践して いますか？ 先生は偽善者ですか？？？ ○マイバッグ持参して買い物に行きます。 ○割り箸やビニル袋、Refuse努力してます。 ○エコ製品、積極的に購入してます ×PETボトル飲料、良く買います。 ×近所のスーパーに車で買い物に行くことも 環境科学A（髙島） 先週の出席カードから．．． なんで二酸化炭素やメタンが増えると温暖 化が起きるの？ 気体が熱せ 熱エネルギー吸収 高エネルギー状態 られる。 が続く（熱が維持） 先週の出席カードから．．． 海水に吸収される方が数％多いと言っても、 それですべて補えるとは思えません。それ にその内に許容オーバーするんじゃない？ → その通りです。そうなりつつあります。 海洋からCO2が放出されるって？ → 温度と濃度の差によって移動します。 メタンハイドレート、溶けたら大変でしょ？ →その通りです！温暖化の懸念もあるので、 未来の燃料となるには課題も多いです。 先週の出席カードから．．． 無洗米を使っても結局ヌカが排出される →処理に要するエネルギーは少なくて済む http://www.musenmai.com 昨年から私の地元では超高温の焼却炉が できてゴミの分別をしなくてもよくなったんで すが、これってほんとに大丈夫なんです か？？？ 良い訳ありません！ただコスト的には一 番安くすむ現実もあり、不幸にもこのよう な自治体が増えているのも事実です。 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) 地球環境における窒素の循環 窒素(N: Nitrogen)： 生体内：核酸(DNA, RNA)，アミノ酸（タンパク質） （炭素と同様）生体にとって最も重要な元素の一つ 空気の主要成分（窒素80％、酸素２0％） 大気中の窒素の量：地上＆海洋中の生物が 保持する窒素の約4倍 地球環境における窒素の循環 （1.窒素固定） 気体窒素は非常に安定 他の物質と反応しにくい（例：お茶の窒素充填） 気体窒素から生物に利用されやすい形への変換の 4割は工業的な窒素固定（アンモニアなどに変換） 合成されたアンモニアは食品、火薬、肥料（硫安） など多用途に使用 地球環境における窒素の循環 （1.窒素固定） アンモニア合成（ハーバーボッシュ法）は高温 （500℃）、高圧（200気圧）条件下 生物が行う窒素固定は常温常圧 根粒菌 有機物、酸素 毛根 アンモニア アミノ酸 植物根の断面 根粒菌が侵入 し根粒を形成 共生関係 ・根粒菌の窒素固定：遊離細菌の10倍以上 ・マメ科の植物を植えると土壌が肥える ← 古代文明の頃 から知られていた 地球環境における窒素の循環 （2.硝化） 動植物の遺体が分解される際にアンモニアが生じる 動物の排泄物にはアンモニアが含まれている 土壌に添加される肥料はアンモニアが含まれている 微生物の作用によって亜硝酸に酸化される エネルギー源 アンモニア 炭素源 CO2 アンモニア 有機物 亜硝酸菌 （アンモニア酸化細菌） 酸素 亜硝酸 エネルギー 地球環境における窒素の循環 （2.硝化） 亜硝酸が微生物の作用によって硝酸に酸化さ れる（硝酸菌：亜硝酸菌と一緒に存在している） 微生物の作用によってアンモニアは最終的に 硝酸へと酸化される（これを硝化と言う） 硝酸は雨水によって流出しやすい 窒素化合物が過剰に流れ込むと富栄養化 地球環境における窒素の循環 （3.脱窒） 水圏や土壌に存在する硝酸が微生物の作用に よって気体窒素に変換されて大気に戻る 硝酸は強い酸：他の物質を酸化させる力がある 物質を酸化し、その際のエネルギーを得る 硝酸自体は還元される エネルギー源 硫化水素 炭素源 CO2 気体窒素 硫化水素 脱窒菌 硝酸 硫酸 地球環境における窒素の循環 （3.脱窒） ・大気中に放出される窒素：ほぼ脱窒によるもの のみ ・脱窒で放出される窒素の量と生物学的および 工業的窒素固定の量はほぼ等しい ・脱窒は海洋でも起きている ・海洋からの脱窒量と陸上からの脱窒量はほぼ 等しい 硝酸塩として蓄積 脱窒菌 アンモニア 窒素肥料 亜硝酸菌 硝酸菌 NO2－ NH3 亜硝酸 NO3－ 硝酸 人為的に発生 （化石燃料の燃焼） 従属栄養細菌 死骸 排出物 動物 取り込み 取り込み 窒素 生物的窒素固定， 工業的窒素固定等 枯れる 食べ物 N2 (N2O) 植物 地球環境における窒素の循環 地球環境における硫黄の循環 硫黄(S: Sulfur)：炭素や窒素と比べると存在量 は少ないが地球環境に大きく影響を及ぼす 地上に存在している硫黄の大半は岩石中 水圏では硫酸、気圏では硫化水素（温泉の卵 の臭い）の形で存在していることが多い 1.大気ｰ地上間の硫黄循環（10月6日のプリント参照） 大気へ放出される硫黄化合物で一番多いのは化石燃料 の燃焼による人為起源の二酸化硫黄 二酸化硫黄以外ではジメチルスルフィド（海の磯の香り）： この二種で90％以上 二酸化硫黄は酸化されて亜硫酸や硫酸となる 大気中で硫酸エアロゾルと言う微粒子を形成する 酸性雨の原因となる 二酸化硫黄 → 亜硫酸、硫酸 二酸化硫黄 → 亜硫酸、硫酸 硫酸エアロゾル 二酸化硫黄 酸性雨 硫酸エアロゾル 二酸化硫黄 酸性雨 ジメチルスルフィド 化石燃料の燃焼 火山活動 ジメチルスルフィド 海 ジメチルスルフォニオプロピオン酸 陸地 植物プランクトン 大気－地上間の硫黄循環 2.環境-生物間の硫黄循環 土壌中、水中の硫酸は植物や微生物の作用によって アミノ酸などに変換される（同化的硫酸還元） 植物は動物に補食される。動植物の遺体は分解過程 で硫化水素を発生する 硫化水素は硫黄酸化細菌の作用で硫酸に酸化される 硫酸は硫酸還元菌の作用で硫化水素に還元される （異化的硫酸還元） （化学）独立栄養細菌 光合成細菌 硫化水素 硫黄粉末 温泉など H2 S S(0) 硫黄鉱床 硫酸 H2SO4 硫酸還元菌 従属栄養細菌 死骸 排出物 動物 取り込み 取り込み 枯れる 食べ物 環境-生物間の硫黄循環 植物 地球環境における物質循環 炭素、窒素、硫黄に限らず、地球上では様々な物質 が循環している。 物質循環を図式的に表すと、矢印が続いて 戻ってくる。 ある物質が環境中に蓄積することなく、生成と 分解の両方が起きている。 外的要因（主に人為的作用）によって、循環の バランスが崩れ、特定の物質の存在量が多く なること、これが所謂、汚染と言える。 ミクロの（微視的な）世界でも循環型社会 を成立させなくてはいけない。 環境科学A 水圏の汚染と物質循環 水圏における汚染被害事例 東京湾（船橋港付近）に発生した青潮 原島、巧刀:“海の働きと海洋汚染”、裳華房(1997) 悪臭、深刻な漁業被害などが発生 1.青潮 青潮が発生していると硫化水素の臭いがする 硫化水素 自然界 ・温泉 ・河川の低泥 ・海底 海洋： 2.98×109 Kg / 年 人工的 ・下水、廃水 ・化学薬品製造プロセス ・金属処理の過程 陸上： 1.12×109 Kg / 年 硫化水素の毒性 濃度 数 ppm 20 ~ 100 ppm 症状 腐卵臭を感じる 目に刺激を感じる 数百 ppm 気道傷害、呼吸困難 800 ppm 30分以上曝露で致命的 ACGIH（アメリカ産業衛生専門家会議）： 許容濃度 15 ppm 日本産業衛生学会： 許容濃度 10 ppm 下水管で硫化水素が発生しての死亡事故も… 青潮の発生機構 有機物 プランクトン等由来の有機物 海面 海底に堆積 有機物が分解 （酸素消費） 有機物 + 酸素 → 二酸化炭素 + 水 溶存酸素、好気性バクテリアの作用 底層部に貧酸素水塊 温度高 温度低 青潮の発生機構 貧酸素水塊の浮上 ↓ 硫化水素（悪臭）が空気に触れ元素硫黄に酸化 硫黄粒子の生成 散乱： 乳白色～青緑色 風 青潮の対策法は？ 有機物を流さない（水を流す人の意識改革、河 川の浄化が必要） 干潟を作る（淡水・海水・大気が接触し合う干潟 は様々な生物が成育し浄化能力が高い） 空気（酸素）を供給し貧酸素水塊の生成を防ぐ （貧酸素水塊をくみ上げる） 堆積した有機物を取り除く 設置コスト、運用コストを考慮して対策を取る 海面上に発生した赤潮 ○：魚が増加 ×：有毒プランクトン発生,有機物堆積 赤潮の発生機構 リン化合物 窒素化合物 海面 有機物の分解による 窒素やリンの放出 富栄養化によるプランクトンの大幅な増殖 淡水 海水 淡水の流入により“潮目”ができ、プランクトンが濃縮される 赤潮の対策法は？ 有機物を流さない 干潟を作る 堆積した有機物を取り除く 堆積物の耕耘 補食細菌の導入 発生予測法の確立、環境のモニタリングが必要 （pH、DO、BOD、COD、TOC、海水温度、リン化合 物濃度、窒素化合物濃度などの定期的観測） 環境科学A（髙島） 出席カードを前に提出してください 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！
© Copyright 2024 ExpyDoc
