環境
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はじめに
気圏
水圏
地圏
生物圏
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はじめに環境問題を考え、なるべく自転車で移動していますが、車の排気ガス、紫外線などを浴びています。もしかしたら、いつも車を乗っている人より短命になるかもしれません。また、カップラーメンの汁は、発癌性があるということで飲まずに捨てる人が多いと思います。この汁が、川や海を想像以上に汚染していることを知らなければなりません。このような身近な環境を考えるだけでも、悲しくなります。 環境問題に少しでも関心を持ってもらおうと思い、書きました。 環境に関しては、ほぼこれで終わりです。 技術の進歩により、データと環境との相互関係が変化します。基本を抑えておくことが重要だと思います。 気圏オゾンは、酸素原子が３つ結合した分子です。 オゾンは、強力な酸化剤なので、殺菌・漂白作用があります。 オゾンは、人間に有害です。 オゾンは、温暖化ガスです。 オゾンは、生産物として酸素を放出するため、クリーンエネルギーとして利用されています。 オゾン層は、成層圏に分布され、たった３ミリの厚さしかありません。 オゾン層は、外部からの紫外線を吸収し、地球に降り注がなくなる働きをします。このおかげで、生物は、陸上で生活できるようになりました。 オゾン層は、人間が発明したフロンやハロンなどによって、破壊されています。フロンやハロンの塩素原子が、オゾン分子と反応して、酸素を生成し、オゾン分子に戻らなくします。 オゾン層は、オゾン分子が循環しているため、数十年後には、回復するという予測があります。 温暖化ガスといえば、二酸化炭素と思い浮かびますが、その他にも、メタン、一酸化二窒素、フロン、代替フロン、オゾンがあります。これらの物質は、二酸化炭素をはるかに超える温暖化効果を示します。 地球に降り注いだ赤外線が地上を暖め、地球外に出で行きます。温暖化ガスは、その赤外線を空気中に留める働きをします。このおかげで、地球は、温和な環境となります。しかし、温暖化ガスが、増加すると、必要以上の赤外線を吸収し、地球温暖化を招いてしまいます。 酸性雨は、pH 5.6以下（二酸化炭素のほかにも自然からpHを下げる物質があるためpH 5.0以下）の雨を言います。 工場の排煙や、自動車の排気ガスにより、ソックスやノックスが、大気中に放出されます。ソックス、ノックスは、硫酸や硝酸となり、酸性雨として地上に降り注ぎます。 酸性雨の影響は、美術品の大理石を溶かし、湖や土壌などのが、酸性化します。 ある国で放出されたソックスやノックスが、大気中の偏西風に乗り、他の国に酸性雨を降らすため、酸性雨の問題は、一つ国の問題でなく世界全体の問題となっています。 生態系への影響はこちら。 CFC11 ウレタンの発泡剤・ビル冷房の冷媒 CFC12 自動車のエアコン・ビル冷房の冷媒 CFC113 電子部品の洗浄剤・ドライクリーニング CFC114 ポリエチレンの発泡剤・冷凍機の冷媒 CFC115 冷媒ショーケースの冷媒の原料 空中から降ってくるものとして、乾性沈着と湿性沈着があります。湿性沈殿着は、雨や雪などで、乾性沈着は、黄砂・粉塵などがあります。 オゾン層の破壊で、問題とされているのはUV-Bです。 UV-A (315～400nm) 可視光と変わらず無害
有害説も浮上（師範） UV-B (280～315nm) 突然変異・皮膚がん UV-C (100～280nm) 殺菌効果・地表に届かない 水圏
川や海に流れた金属の中で沈殿しにくい金属があります。その金属を吸収した魚を、人間が食べることにより障害が起こります。 水銀は、沈殿しますが、有機水銀は沈殿しないため、魚が吸収し、その魚を人間が食べることにより障害が起こります。これが、水俣湾の水俣病や阿賀野川の第二水俣病です。 カドミウムも、沈殿しにくいため、魚が吸収し、その魚を人間が食べることにより障害が起こります。これが、神通川のイタイイタイ病です。 川がどれだけ汚れているかを測るには、色々な方法があります。 BOD（生物化学的酸素要求量）は、試料水（ある川の水）を、微生物によって酸化分解を行わせ、消費した酸素量によっての汚濁量のことです。消費した酸素量が、多い時、試料水が汚れていることを示します。 COD（化学的酸素要求量）は、酸化剤（日本では、過マンガン酸カリウムが利用され、海外では、二クロム酸カリウムを利用されています。）によって酸化反応を行わせ消費した酸素量によっての汚濁量のことです。消費した酸素量が、多い時、試料水が汚れていることを示します。 その他に、水中に浮いている物質であるSS（浮遊懸濁物質量）や、水中に溶けている酸素量であるDO（溶存酸素量）、全窒素量であるT-Nや、全リン量であるT-Pをつかって河川の汚れを測ることができます。 生物濃縮には、呼吸などに直接的なものと食物連鎖の間接的なものがあります。生物濃縮は、後者の影響が大きいと思います。 捕食者は、被食者の約10倍の栄養を得なければなりません。したがって、捕食者は被食者の約10倍の化学物質を濃縮していることになります。鯨などの第４捕食者は、役10000倍の生物濃縮をすることになります。同様に、人間も有害な化学物質を生物濃縮によって高濃度で汚染されています。 海水は、表層水→深層水→湧昇流→表層水と循環しています。 表層水は、北半球は時計回りに、南半球は反時計回りに、海流が循環しています。表層水は、海中の生物による消費により貧栄養となっている？らしいです。 深層水は、水深2000？ｍ以上の海水を言い、低温で、循環が遅く、栄養に富んでいます。 湧昇流は、栄養が豊富でプランクトンが増殖し、良い漁業となっています。 表層水と深層水の循環は。かなりゆっくりなので、温暖化防止対策として、炭素固定に利用する計画（実行中？）があります。 海の深さが深くなると、上層で好気性微生物が酸素を使いきって、下層は、酸素がないため嫌気性微生物か生存しています。嫌気微生物は、上層から降ってくる死骸や糞を分解し、二酸化酸素・水・亜硝酸・硝酸を生成します。この生成物は、上層の好気性微生物や植物プランクトンに利用されます。 地圏
石油や石炭などの化石燃料がなくなりかけています。そこで、水力発電、原子力発電、太陽発電、風力発電に頼らなければなりません。しかし、原子力発電は、安全性の問題、太陽発電や風力発電などのクリーンエネルギーは、大規模の土地が必要で、エネルギー収率も悪いです。 日本の近海にも存在するメタンハイドレートが注目されていますが、メタンを精製する時の燃料をどうするか。もし、メタンが装置から漏れた場合に、地球温暖化を促進するのではないか。などの問題があります。 森林（成熟した森林）の伐採が、環境破壊を起こすことは間違いかもしれません。伐採した後、放置することが環境破壊を起こしていると思います。 成熟した木は、光合成量が多いけれど、呼吸量も多く、正味の光合成量（＝光合成量－呼吸量）は少なくなります。しかし、未熟な木は、成長するために正味の光合成量が成熟の木より多くなります。 森林をそのまま保持するより、森林を伐採し、その後、植林をすることが二酸化酸素量の減少する方法として適しているかもしれません。 ①有機リン化合物 スルチオン、パラチオン、アラチオンなどがあり、消毒や白アリ駆除に利用されてきました。 ②有機塩素化合物 DDTは、殺虫剤、PCBは、農薬に利用されてきました。 ダイオキシンの構造 ③有機錫化合物 トリブチルスズ（TBT）、トリフェニルスズ（TPT）、 TBTOは、フジツボや海草が船底に付着しないようにしています。 地殻は、上部マントル→玄武岩→花崗岩の順に重なっています。 プレートが、盛り上がって造山活動を行い、沈み込むと海溝を形成し、マグマが盛り上がって海嶺を形成します。 ①自然発生の沙漠化 緯度15～45度付近で、乾いた貿易風、海流、山脈の影響で元々、沙漠が広がっています。 ②人為発生の沙漠化 焼畑、農地、牧草地などの開墾によって、森林を伐採し、過剰な利用によって、地力が低下し、沙漠化が進行します。 土壌の形態は、おおまかに上から、礫、砂、シルト、粘土です。 シルトは、砂の物質を濾過する機能と、粘土の物質を物理的、化学的反応を行う機能があります。しかし、このシルトが、台風などの大雨で川に流れると、にごりが生じ、鮎など魚の生活環境を悪化させ、過度のストレスを与えるようになります。これが、冷水病を引き起こす一つの原因とされています。 生物圏
ツンドラが生育する永久凍土が、温暖化により溶けていることで、閉じ込められていたメタンが、大気中に放出され、温暖化を促進します。 植物は、気候に適応して生存しています。 温暖化などで、気候変動が激しく変動しています。 植物は、種子をある一定の距離しか飛ばせません。 もし、気候変動が、種子の飛ぶ距離を越えた時、植物は、適応できなくなり、絶滅するかもしれません。 また、温暖化により、植生が変動していく中で、寒帯に適応する植物は、生存する場所を失い、絶滅していくかもしれません。 |
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