Transcript 11月24日
環境科学A（髙島） 先週の出席カードから．．． 高知県宿毛市や静岡市はナンセンスです！ バイト先はゴミの分別してません。でも業者 が回収しています。どうなるの？ 回収業者にもよるのですが、基本的に回収 業者が分別作業をしているハズです。 名古屋市内M大学の悪い事例：割れたガラ スは不燃ゴミ、割れていないビーカー類は 指定ゴミ（専門業者が有料で回収）、余った ビーカーやフラスコを．．． 環境科学A（髙島） 先週の出席カードから．．． 授業の内容が、生物や化学で聞いたような 話が多く出てきたので．．． 「面白かった、興味が持てた」と言う意見 もあれば．．． 「難しかった、退屈だった」と言う意見もあ りました。 わからない用語などがあったら書いてくだ さいね。 理系の用語：補足 酸化：酸素と化合すること。または水素が脱 離すること。 還元：酸素が脱離すること。または水素と化 合すること。（酸化の逆） 酸化 硫化水素 H2S 気体窒素 N2 硫黄粒子 S 硫酸 H2SO4 亜硝酸 HNO2 硝酸 HNO3 還元 酸化と還元は必ず同時に起きる （何かが酸化された＝何かが還元されている） 例：硫化水素が硫酸に酸化され、硝酸が窒素に還元 理系の用語：補足 従属栄養生物：（他の生物が生産する）有機物 を栄養源として生育する生物。人間も従属栄養生 物の一つ。 従属栄養生物である細菌：従属栄養細菌 独立栄養生物：生育に有機物を必要としない。 炭素源として（従属栄養生物のように有機物を使 用せず）二酸化炭素を利用して生育する。 独立栄養生物である細菌：独立栄養細菌 亜硝酸菌、硝酸菌、脱窒菌、硫黄酸化細菌、硫酸還元 菌は（一部従属栄養のものもいるが）ほとんどが独立栄 養細菌 地球環境における窒素の循環 （2.硝化） 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 pH 5.5～8（中性付近）の好気的条件で生育 アンモニアがないと生育できない （種類にもよるが）生育速度は1～2日 地球環境における窒素の循環 （2.硝化） エネルギー源 亜硝酸 炭素源 CO2 有機物 硝酸菌 亜硝酸 酸素 硝酸 エネルギー pH 6～8（中性付近）の好気的条件で生育 亜硝酸がないと生育できない （種類にもよるが）生育速度は2～3日 地球環境における窒素の循環 （3.脱窒） エネルギー源 硫化水素 炭素源 CO2 気体窒素 硫化水素 硝酸 硫酸 脱窒菌 pH 6～8（中性付近）の嫌気的条件で生育 （好気性のものもいる） アンモニア → 亜硝酸 → 硝酸 → 窒素 → アンモニア 金魚や熱帯魚などの飼育に使われる生物濾過フィルター や飼育用底石：亜硝酸菌と硝酸菌が使用されている 排泄物 → アンモニア（有害） → 亜硝酸（有害） → 硝酸（無害） → 窒素（無害） 地球環境における硫黄の循環 エネルギー源 硫化水素 炭素源 CO2 有機物 硫黄酸化細菌 硫化水素 酸素 硫黄粒子、硫酸 エネルギー 酸性～中性付近の好気的条件で生育 硫化水素がないと生育できない （種類にもよるが）生育速度は2～3日 地球環境における硫黄の循環 エネルギー源 無機物 炭素源 CO2 硫酸還元菌 硫化水素 無機物 硫酸 酸化物 pH 7～8.6（中性付近）の嫌気的条件で生育 硫酸がないと生育できない 有機物の排出を硫黄循環の観点で見てみると．．． 硫黄を含んだ有機物が排出される 分解される過程で硫化水素が発生 DOによる自然酸化や、好気性の硫黄酸化細菌の作 用で硫化水素が硫黄粒子、硫酸に酸化される。 DOが消費されて嫌気的条件に 嫌気性の硫酸還元菌が硫酸を硫化水素に還元する。 （悪臭の発生、下水管内で酸欠） 環境科学A（髙島） 水圏の汚染と物質循環 水圏における汚染被害事例 アオコの発生とその被害 アオコ（青粉）とは？ 主に富栄養化の進行した湖沼等に発生する Microcystis（マイクロシスティス、ミクロキスチス）と いうラン藻類 ・（光合成によりDOが増大） ・湖沼や河川に青緑色マット ・カビ臭の発生 ・浄水過程における濾過障害 ・毒素 の生産 アオコの毒素による被害 1878年：有毒ラン藻類による動物の被害（初めて の報告） オーストラリア、北アメリカ、南アフリカなどで報告 相次ぐ 1995年：西宮市におけるカルガモの大量死 1996年：人工透析に使用した水道水汚染による 死亡事例 （カルアルシンドローム：ブラジル） 2002年8月：昭和区隼人池でコイなど大量死 原因の解明と予防法の確立が急務 アオコの対策法は？ 富栄養化した湖沼に発生することは間違いないが、 発生メカニズムは完全には解明されていない。 窒素化合物やリン化合物を排出しない 水域を滞留させないようにする（流れを作る） 発生したアオコを回収する（ポンプ、回収船） 流動化装置 エアレーション（曝気、空気供給）装 置 アオコ回収船 青潮も赤潮もアオコも．．． 有機物の排出による富栄養化が主な原因 水流があまりない、滞留した水域で発生 ・有機物を流さない（発生源対策） ・干潟を作る（自浄作用の起こる場所をつくる） ・噴水や階段の設置： 水流の発生、かき混ぜ効果 酸素の供給（自然酸化、好気性微生物による分解） （視覚的効果、マイナスイオン効果） 平成15年10月19日 名古屋市天白区天白川 環境科学A 自然界の掃除屋さん 干潟の役割 干潟の役割 干潟：潮の満ち引きによって水に浸かったり（冠水） 干上がったり（干出）するのを繰り返す場所 干潮時 満潮時 干潟 海 陸地 波浪の影響を受けにくい穏やかな入江や湾内で、砂泥 を供給する河川が流入する場所に多く発達する。 干潟における物質循環 干潟の役割 淡水性の生物と、海水性の生物の両方が生育している。 砂泥中には土壌を住処とする生物もいる。 それらの生物を補食する生物（鳥、陸上の動物、魚）も やってくる。 土壌および水と大気が触れあうので酸素が供給され やすく、好気性の生物が活動し易い環境である。 干潟では有機物、栄養塩類など様々な物質が 分解・補食されている（干潟は自然の浄化槽） 干潟の役割 ある干潟で、海に1日に流入する窒素2.4トンの内の1.3ト ンが干潟で取り除かれていると言う報告もある。 しかし、人間が利便性を求めた結果．．． 港湾整備、護岸整備、臨海工業地帯の建設、リゾー ト開発などによって、干潟が減少している。 人の手によって干潟を形成して、生物を呼び戻せないか？ → 人工干潟の造成 干潟の役割 人工干潟 通常の護岸 ↓山砂・海砂等 コンクリート 防波堤 潜堤 生物を“持ってくる”のではなくて“呼び込む”自 然の再生力を利用した、よりナチュラルな方法 広島県の尾道糸崎港では周辺の自然干潟で の7割の生物種が確認 地盤沈下、台風による浸食、砂の供給と排出 のバランスなどの課題も残る 自然環境を保全するために 今、何が起きているのか？（現状把握） 何故、そうなってしまったのか？（原因解明） それを防ぐにはどうすれば良いのか？（解決策） 今後、そうならないためには？（事前対策） 対策による影響はないか？（アセスメント） を慎重に検討・実施しなければならない。 環境科学A 水圏の汚染と物質循環 名古屋市内の事例 環境科学A ＜コレが出る！テスト問題＞ ヘドロの溜まった河川で卵のような臭いが発生し、 川底から気泡が発生していた。悪臭対策として河 川のDOを高めたところ、河川が白濁してしまった。 この事例で ・なぜ悪臭が発生したのですか？ ・なぜDOを高めたら白濁したのですか？ ・この河川をきれいにするにはどのような対策を施 せば良いですか？ ・その対策前後で、河川のpH、DO、BOD、CODは どのように変化しますか？ について、論述してください。 199X年 名古屋市堀留下水処理場 名古屋市堀留下水処理場（名古屋市中区：ラ ンの館の隣）新堀川の最上流に位置する 堀留下水処理場の処理水は新堀川に流される 新堀川には周辺部のドブ川が流れ込んでおり、 一部生活排水が直接流されていた（当時） 新堀川：堀川との合流部（七里の渡し付近）か ら6km弱と海からの距離が短い流れの緩やか な河川 199X年 名古屋市堀留下水処理場 温泉のような卵の臭いがする 川の底泥から気泡が発生 硫化水素が発生している 川の上層部：溶存酸素濃度大 川の中層部・低層部：溶存酸素極小 有機物が堆積 有機物が分解 され酸素消費 嫌気微生物の 作用で硫化水 素が発生 199X年 名古屋市堀留下水処理場 そこで．．．好気的条件にすれば嫌気微生物が活動しない （硫酸還元菌） 曝気（空気を供給） 高酸素濃度の 水を排出 溶存酸素で硫化 水素が酸化され、 白濁した 新たな公害が発生してしまった！ 199X年 名古屋市堀留下水処理場 嫌気的条件下では、硫酸還元菌の作用により硫化水 素が発生する → 好気的にするため酸素供給 → 硫黄粒子が生成して白濁してしまった。 ある一つの物事を防止するために講じた手段が新た な害を生じさせた 講じる手段の影響評価（アセスメント）は不可欠 ちなみに今回の事例では．．．堆積物の物理的除去、 流れ込むドブ川の水質浄化が効果的 環境アセスメント（環境影響評価） 大規模事業計画（空港、工場建設、博覧会etc.） その事業のためには何が必要？ （森林伐採、海岸の埋立etc） その作業による周囲への影響は？ （生態系の変化、水質の変化、騒音etc.） 事業施工前の策定段階から、環境への影 響を総合的に判断すること。 大規模プロジェクトでは必ず行われている 市場も大きくビジネス性も高い 環境科学A（髙島） 出席カードを前に提出してください レポートも受け取ります。 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こと。