サイエンスジャーナル

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2008年11月

癌に効果!「ナノバブル」「マイクロバブル」小さな泡の不思議

 ナノバブルで癌細胞が減少

 2008年11月28日の報道ステーションで、「癌細胞が減少する」というナノバブルの実験結果が報道された。多くの人があの番組を見ていて、報道ステーションには問い合わせが殺到した。  

私も見ていて、番組では「オゾンナノバブルを通すと癌細胞が70%減少した」「牡蠣の殺菌に使うと効果が上がった」「カマボコなど食品に混ぜると食感がよくなった」など紹介したが、中でも驚いたのは「塩分濃度1%、酸素ナノバブルの中で、淡水魚のコイと海水魚のタイがいっしょに泳いでいる」という不思議な映像であった。



 報道ステーションのホームページを見るとナノバブルは株式会社REO研究所が開発したとのこと。そちらのホームページを見るとくわしいことが分かる。

参考HP 株式会社REO研究所 → http://www.reo-ri.co.jp/index.html


 ナノバブルとは何か?

 ナノバブルはナノ単位の大きさの気泡。水の浄化作用、生体への活性化の作用がある。発生時に気泡の直径が10マイクロメートル(100/1mm)〜数十マイクロメートル以下が「マイクロバブル」、気泡の直径が数百ナノメートル〜10マイクロメートル(100/1mm)以下で「マイクロナノバブル」、さらに数百ナノメートル以下の微細な気泡になると「ナノバブル」という。

 ナノバブルは直径が1μm( 1マイクロメートル:100万分の1メートル)以下の超微細な気泡であり、通常はマイクロバブル(直径が50μm以下)が水中で縮小する過程において生成するが、物理的に極めて不安定であるため、通常は短時間で消滅する。

 ところが、REO研究所と独立行政法人産業総合技術研究所は、電解質イオンを含む水の中でマイクロバブルを瞬時に圧壊させることで、ナノバブルの製造と安定化に成功した。マイクロバブルの圧壊の過程で水中のイオン類が気泡周囲に濃縮することで、静電気的な反発力を生じて、気泡が完全に消滅することを抑制していると考えられる。(参考:REO研究所)


 マイクロバブルとは何か?

 マイクロバブル は微細な気泡の事。直径 50μm 以下の気泡になると、通常の気泡とは、異なった性質が現れる。これまで食品の洗浄、殺菌への利用や船舶の摩擦抵抗減少の研究が注目されていた。

マイクロバブルオゾン:難溶解性であるオゾンでマイクロバブルを作ることにより、水中に溶解させる。これによって、水中のウイルスや雑菌などの殺菌を行う。残存性のない強力な殺菌が行える。
船舶への応用:船体と海水の間に、マイクロバブルを流すことにより、船体への摩擦抵抗を減らし省エネルギー化を行う。 (出典:Wikipedia) 

参考HP 小さな気泡の不思議な世界 → http://staff.aist.go.jp/m.taka/index.html
 

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高温度計 「熱電対」「バイロメーター」とは何か?

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よい鉄の作り方
製鉄所では鉄をつくる。鉄鉱石から鉄をつくるにはどうするのだろうか?  

簡単にいえば、鉄鉱石に含まれる様々な酸化鉄から酸素を除去して鉄を残す、還元反応を行う。アルミニウムやチタンをつくるばあいに比べて、化学的に小さなエネルギー量で反応が進むことが、これだけ鉄を普及させる要因になった。しかし、この工程には比較的高い温度(千数百度)を長時間保持することが必要なため、古代文化における製鉄技術の有無は、その文化の技術水準の指標の1つとすることができる。

鉄をつくるのに何度まで高温にするのだろうか?
鉄を溶かし、純鉄にするためには1536℃以上の高温が必要である。それ以下の温度では構造や性質の違う鉄になる。鉄911℃以下ではフェライト、911–1392℃はオーステナイト、1392–1536℃はデルタフェライトと呼ばれる。

それにしても1536℃もの高温どうやって測るのだろうか?

現在、製鉄所で使われる、高温度計には「熱電対」と「バイロメーター」がある。

熱電対とは何か?
異なる材料の2本の金属線を接続して1つの回路(熱電対)をつくり、ふたつの接点に温度差を与えると、回路に電圧が発生する現象がおきる。この現象は、1821年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベックによって発見され、ゼーベック効果と呼ぶ。金属の反対側を導線でつなげば電流が発生する。この電流の大きさで温度を測ることができる。
 
起電力は、組み合わせる金属の種類と両接点の温度差には依存するものの、構成するふたつの金属の形状と大きさには関係しないため、この現象を利用した多くの温度検出端が開発され。一般にこの現象を利用した温度検出端を熱電対という。 

よく使われるのは、白金と白金ロジウム合金を使うもので、1500℃くらいまで測れる。タングステンとその合金のような融点の高い金属の熱電対を使えば、2500℃位の高い温度も測定できる。

問題点としては、熱が熱電対を伝わって逃げるので、指示温度は実際の温度よりも低くなるので、測定温度を補正する必要がある。また、白金族は触媒作用があるので、熱電対の表面をフッ化カルシウムなどで薄く皮膜する。また製鉄所では高温のため、熱電対はすぐに溶けてしまうため、連続測定には適していない。

このため使われるようになったのが、バイロメーターである。

バイロメーターとは何か?
バイロメーターとは、光高温度計ともいう。物質を熱すると光を放つ。その光の色は温度が低いときは赤っぽく、高くなると青くなり、もっと高くなると白く輝く。
この光の性質により温度を測ることができる。

 

パイロメーターは、光学装置と検出器からなり、光学装置で熱放射を検出器のある焦点に集める。熱放射を感知し測定する非接触装置であり、物体の表面温度を測定するのに用いられる。熱電対のように接触させる必要がないため、溶けずに、しかも連続して温度を測定できる。
 

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温度・熱物語 温度と熱はどこが違うか?

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初めて温度計を作ったのは誰?
1592年、寒い暖かいの度合いを初めて表そうとしたのはイタリアのガリレオ・ガリレイだったと考えられている。ガリレイは空気の熱膨張の性質を利用して初めて温度計を作った。しかし、彼の温度計は気圧などの影響を受けてしまい、実際に温度を定量的に表すことはできなかった。 

1702年、水を基準として、初めて目盛付き温度計により数値によって温度を表現しようとしたのはデンマークのオーレ・レーマーである。 レーマーは水の沸点を60度、水の融点を7.5度とする温度目盛を作成した。温度目盛を作成するにはこのような任意の2点の定義定点が必要となる。この後、多くの独自の温度目盛りが作成された。

1714年、ポーランドのガブリエル・ファーレンハイトによって、水銀を用いた「華氏温度計」が作られ使用されるようになった。

1730年、スウェーデンのアンデルス・セルシウスによって作成された摂氏温度目盛により、現在使われているような水の沸騰点が100℃の「摂氏温度計」ができた。

1821年 - トーマス・ゼーベックが「熱電対」を発明。
1864年 - アンリ・ベクレルが「パイロメータ」の原理を発見
1885年 - Calender-Van Duesenが 「白金抵抗体温度計」を発明。
1892年 - アンリ・ルシャトリエが「パイロメーター」を製作。

温度と熱はどこが違うか?
かつては温度と熱というのはほとんど同じ概念を示していた。 温度と熱の違いにはじめて気が付いたのは、スコットランドの物理・化学者。ジョゼフ・ブラックと考えられている。

1761年、彼は氷が融解している最中は熱を吸収しても温度が変化しないこと(潜熱)を発見した。つまり、熱をいくら加えても、温度が上がらない場合がある(定点の発見)。

また温度の違う同質量の水銀と水を混ぜる実験を行い、それぞれ水と水銀の温度変化にある定数を掛けた値が常に等しくなる熱容量を発見した。これらの実験により温度と熱が別であることが確立した。

熱力学の第2法則
1824年、フランスのニコラ・レオナール・サディ・カルノーは熱機関の効率には熱源と冷媒の間の温度差によって決まる上限があることを発見した。このことから熱力学第二法則についての研究が進んでいった。

熱力学第二法則によれば外部から仕事がなされない限り、熱エネルギーは温度の高い物体から温度の低い物体にしか移動しない。 すなわち温度とは熱エネルギーが自然に移動していく方向を示す指標であるといえる。

1848年イギリスのウィリアム・トムソンは熱力学第二法則に絶対零度の概念を導入した。絶対零度のとき、古典力学的な意味での熱運動は全て停止する。

原子、分子レベルにおける温度の意味については、イギリスのジェームズ・クラーク・マクスウェルの気体分子運動論によって初めて明らかになった。つまり、温度が高いほど高いエネルギーを持つ原子や分子の割合が大きくなり、原子や分子の持つ平均エネルギーの大きさも増加する。

量子論と熱力学とエネルギー
量子論が確立してくると、古典的な統計熱力学は量子統計の近似であることが明らかとなった。 古典論においては絶対零度(0 K)においてあらゆる粒子は運動を停止した最低エネルギー状態をとることになるが、量子論においては粒子は0 Kにおいても零点エネルギーを持ち静止状態とはならない。

絶対零度においても古典論では数万 Kにも相当するような大きなエネルギーを持つ粒子が存在し、温度を古典論のように単純に粒子のエネルギーの大きさの目安とすることはできない。 しかし、温度が分子のエネルギー分布の仕方を表す指標であることは古典統計と変わっていない。(参考:Wikipedia)
 

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1キログラム物語 1kgはどうやって決められたか?

 「1kg」はどうやってきめられたか?

 前回は「1m」はどうやってきめられたかを学んだ。おさらいをすると現在の「1m」は光の速さで、真空中を約3億分の1秒に進む距離(正確には1秒の299 792 458分の1)として定義されている。  

では1kgはどうやって決められているのだろうか?「1kg」はなんと、毎年重くなったり軽くなったりしている!...というのはご存知だろうか?



 といってもその量は、極々わずかなので私たちの生活に問題はない。1メートルだったら、いつ誰が計測しても変わることのない光の速度を基準にしているが、1kgは「国際キログラム原器」という物体の質量を基準にしているから、このようなことが起きる。物体は物質でできており、物質は他の物質を吸着したり、反応したりするからだ。

 実際にフランスにある「国際キログラム原器」の質量は、表面吸着などの影響により年々増加している。その量は年に0.1µg程度と見られている。1980年代に42年ぶりに国際キログラム原器の洗浄が行われた。これにより国際キログラム原器の質量は約60µg減少した。これは1キログラムの6×10-8倍に当たるので、現行の国際キログラム原器による定義の精度は8桁程度ということになる。

 2007年9月、国際キログラム原器が50µg軽くなっている事が判明した。“50µg”とは指紋が付いた分に相当するという。同時に作られた複製品には異常がなく、また厳重保管されているのに、なぜこのような状態になったかは未だに不明だという。


 国際キログラム原器とは?

 国際キログラム原器はプラチナ(白金)90%、イリジウム10%からなる合金でできており、直径・高さともに39mmの円柱である。フランス・パリ郊外セーヴルの国際度量衡局に、二重の気密容器で真空中に保護された状態で保管されている(世界のすべての質量計測の基準であるので、万一にも錆などにより質量が変化しては困る)。国際キログラム原器の質量は "Le Grand Kilo" と呼ばれる。

 国際キログラム原器を元に40個の複製が作られて各国に配布・保管されており、約10年ごとに特殊な天秤を用いて国際キログラム原器と比較されることになっている。日本には1889年に複製のうちの1つ (No.6) が配布され(日本到着は翌1890年)、日本国内ではこれをキログラムの基準に使用している。この日本国キログラム原器は現在、茨城県つくば市の独立行政法人産業技術総合研究所に、国際キログラム原器と同様の容器内に保管されている。日本国キログラム原器は国際キログラム原器に比べて0.170mg重いことが分かっている。


 当初の定義

 1キログラムの当初の定義は「1リットルの水の質量」である。当初案の定義では、「大気圧下で氷の溶けつつある温度(すなわち0度)における水について」となっていたが、その後、水の体積は温度依存することが分かり、結果として定義は、1790年に「最大密度(=液温摂氏4度)における蒸留水1立方デシメートル(1リットル)の質量」と定義された。しかし、水の密度は気圧と温度に影響され、気圧にはその因子に質量が含まれている。すなわちこのキログラムの定義には循環依存が含まれていることになる。


 普遍的な物理量による定義へ

 他のSI基本単位は普遍的な物理量に基づく定義に改められているのに対し、キログラムだけが人工物に依存する単位として残ってしまった。人工物による定義では、経年変化により値が変化し、また、焼損や紛失のおそれもある。1970年代から、普遍的な物理量によるキログラムの定義が検討されてきた。

 現在の定義に変わる新しい定義の候補として、アボガドロ定数やプランク定数などを用いた各種の提案がある。

 その中で最も有力なのが、一定個数のケイ素 (Si) 原子の質量をキログラムとするという原子質量標準である。アボガドロ定数の値をより正確に求めることができれば、そこからケイ素1キログラムに含まれるケイ素原子の数を決定することができる。ケイ素が採用されたのは、ケイ素が不純物を含まない単結晶を作りやすいからである。現在、国際度量衡委員会 (CIPM) が中心となって、各国の研究機関でケイ素を用いてアボガドロ定数の不確かさを少しでも小さくするための研究が行われている。

 現在のアボガドロ定数の値 NA = 6.022 141 5(10)×1023 mol-1(CODATA2002年推奨値。括弧内は標準不確かさ)には、7桁目に不確かさがある。現行の定義による精度は8桁なので、あと1桁精度を上げることができれば、キログラムの定義を原子質量標準に置き換えることができる。なお、アボガドロ定数のCODATA2002年推奨値は、日本の産業技術総合研究所(産総研)とドイツの物理工学研究所 (PTB) によって報告されたもので、各研究機関からの報告の中で最も信頼性が高いとして2002年の推奨値に反映されたものである。


 「グラム」ではなくなぜ「キログラム」か?

 ところで、なぜグラムではなくキログラムが、SI基本単位とされたのだろう?

 フランスにおいて1790年当時フランス王ルイ16世の号令の元、新しい時代の度量衡としてメートル法を策定すべく、主に科学者達で構成された委員会が結成された。当時その委員会において、質量単位のモデルとして1メートルの10分の1で構成された立方体の升に入った水の質量、すなわち1リットルの大気圧下で氷の溶けつつある温度(0度)における水について、grave(グラーブ、記号G)と名称が与えられた質量単位を標準とする事が提案された。その語源はgravity(重力)から由来したものである。

 当初はこのgrave(グラーブ)が質量の基本単位として原器が作られる予定であった。またこれを元として、1graveの1000分の1を別の質量単位名でgramme(グラム)ないしgravet(グラベト)、また1graveの1000倍を別の質量単位名を用いてtonne(トン)ないしbar(バー)と称するように名称が考案されたりもした。

 そしてやがて来るフランス革命の波に襲われ、科学者達の研究は途中で中断するのだが、その後、新しい革命政府が樹立されると再びメートル法が注目されるようになった。しかしそのフランス革命の後、質量の単位は大きな転機を迎える事となる。


 フランス革命の影響

 1795年の(暫定)メートル法制定当初、革命後の共和政府が当初の質量の基本単位をgrave(グラーブ)から、その1000分の1を表すgramme(グラム)へと変更したのである。

 理由は諸説あるが、有力な説の一つとして、1graveという大きさの質量が当時、メートル法以前の昔から使われてきたいくつかの質量の旧単位と比較しても、大きな単位であるということがある。その為フランスの科学者達は、グラーブは日常的に使う質量単位としては大き過ぎるであろうと危惧し、フランス共和政府と共に、質量の基本単位は1グラーブの1000分の1である1グラムを質量標準として使用すべきであると決定したという説があるが、真相は定かではない。

 しかしながら質量標準を1グラムとすると非常に使い勝手が悪く、とりわけ1グラムを定義した原器を作るにはあまりにも小さすぎた。そこで共和政府は基本単位とした1グラムの1000倍、即ち当初の予定通り1graveの質量原器を作る事を決めた訳であるが、その名称が使われる事はなくグラムの1000倍を表す為に接頭辞のキロ (k) をつけた名称、"キログラム (kg)"の名前を冠した原器を作る事と決めた。

 これはあくまでも質量の基本単位をグラムにした事に起因する。こうして当初の質量単位grave(グラーブ)の名称は姿を消すのである。

 これが後の1799年に作成された"確定キログラム原器"となった。こうしてメートル法制定当初、長さの単位をm(メートル)、質量の単位をg(グラム)とした基本単位が出来上がった。しかし、メートルとグラムとではその規模が異なる。


 CGS単位系とMKS単位系

 すなわち、グラムで量られる質量を持つものはセンチメートル台の大きさであることが多く、逆にメートルで測られる大きさを持つものはキログラム台の質量を持つことが多い。そのため、メートルの代わりにセンチメートルを採用し、センチメートル・グラム・秒を基本単位とする単位系が構築されるようになった。これがCGS単位系である。

 しかし、電磁気学の発展に伴い、CGS単位系では不都合が生じるようになった。CGS単位系を元に電磁気学の単位を作ると、値が大きくなってしまう。これは、電磁気学の現象を記述するには、センチメートル・グラムでは小さすぎるということである。そのため、科学で使われる単位系の主流はメートル・キログラム・秒を基本単位とするMKS単位系へと移行した。また上記に記された1889年のキログラムの新定義により、それ以降のメートル法において質量の基本単位としての礎を築いた。MKS単位系を更に発展させた国際単位系 (SI) においても、キログラムが基本単位として引き継がれている。(出典:Wikipedia) 



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1メートル物語 1mはどうやって決められたか?

 世界標準・鉄道のレール幅「1m43.5cm」

 先日の日本テレビ「開局55周年記念番組古代ローマ大発掘スペシャル」は、ためになる番組であった。その中で印象に残ったのが「道路」についての話。現代社会になくてはならない交通網の原点「道路」を、世界で最初に構築したのが「ローマ街道」だった。2000年以上前に作られた地球2周分にも及ぶ壮大な街道網は、優れた建築構造と交通システムを併せ持っていた。

 ローマ街道には、現代の日本に欠かすことのできない“ある文化”のルーツが存在していた。このローマ街道には数千年もの間馬車が通っていたため、わだちが刻まれている。その幅は「1m43.5cm」で、これは日本の新幹線のレールの幅が同じである。これは1825年にイギリスの鉄道技術者が世界初の蒸気機関車のレール幅を「1m43.5cm」にしたことが始まりだとされている。



世界中の鉄道がローマ馬車の車幅にならって造られたものだというのはおどろきである。ところで、この「1m43.5cm」で使われている長さの単位m(メートル)は何を基準に決められたのだろう?


 経線の長さによるメートル

 メートルが初めて規定されたのは1791年、フランスにおいてだった。前年の3月に国民議会議員であるタレーラン=ペリゴールの提案によって、世界中に様々ある長さの単位を統一し、新しい単位を創設することが決議された。当初はイギリスとの協同で進める予定であったが、この事業はフランス革命の一環であり(各地での度量衡の単位が異なることは、打破すべき旧体制−アンシャン・レジーム−のひとつであった)、同様の革命が自国にも波及することを恐れたイギリスの参同が得られず単独で行うことになり、フランス科学アカデミーに委員会が設けられた。

 自然科学に根拠を持ったものでなければ世界で共通に使ってもらえないということで、委員会では以下の3つの案が検討された。

1.地球の北極から赤道までの子午線の長さの1,000万分の1
2.赤道の周長の4,000万分の1
3.北緯45度の地点で、半周期が1秒になる振り子の紐の長さ
これらはほぼ同じ長さであるが、その元となったのは、ヨーロッパ各地で使われていた、キュビットの2倍のダブルキュビットに由来する単位であった。

 第3案は、地球の重力が場所によって異なることと、長さの定義に時間を使わなければならないということで却下された(ただし、現在のメートルの定義には秒が使われている)。第2案も、赤道上には海上区間や熱帯地域が多く測量が困難ということで採用されず、委員会は第1案を国民議会に答申した。それを受けて、1791年3月の国民議会で1案が正式に採用された。


 困難を極めた測量

 1795年、ニコラ・ルイ・ド・ラカーユの測定値に基づいて暫定的に「メートル」の長さを定め、黄銅製の仮の原器を作成した。1792年より、北極から赤道までの長さを実際に測量することとなった。しかし、その長さを実際に測量するのは不可能に近いので、パリを通過する同一経線上にあるフランス北岸のダンケルクからスペイン南岸のバルセロナまでの長さを三角測量を繰り返して計測し、その長さと両都市の緯度差から北極から赤道までの長さを求めることとした。

 測量が行われたのがフランス革命の直後でまだ政情が不安定であったこと、スペインもフランスと対立していたこと、さらにほとんどが山岳地帯であったことから測量は困難を極めた。スパイと間違われて逮捕されたり、命を落したりした者もいた。測量には7年かかり、1798年に終了した。この測量結果を元にしてメートルの長さが正式に定められ、1799年に白金製の正式な「メートル原器」が作成された。

 この原器は、国立史料館に保管されたことから「アルシーブ(Archive)のメートル」と呼ばれる。質量も、このメートルを基準として、1立方デシメートルの水の質量が1キログラムと定められた。これに時間の単位秒を加えて新たな単位系メートル法が作られた。


 メートル原器によるメートル

 1870年、全世界の単位をメートル法に統一するメートル条約を締結するための会議で、単位系の基準はメートル原器とすると定められたので、メートルと地球の経線の長さとの直接の関連はなくなった。1875年にメートル条約が締結された。日本は1886年(明治19年)にこの条約に加入した。メートル条約を受けて、各国で使用するためのメートル原器が30本作られた。

 このメートル原器は白金90%、イリジウム10%の合金で、発案者の名前から「トレスカの断面」と呼ばれるX字形の断面をしている。両端附近に楕円形のマークがあり、その中に3本の平行線が引かれていて、0℃のときの中央の目盛り同士の間隔が1メートルであると定められた。30本のうち、"No.6"の原器が「アルシーブのメートル」の長さに最も近かったため、これを「国際メートル原器」とした。

 1889年の第1回国際度量衡総会において他の原器がくじ引きで条約加盟各国に配布され、国際メートル原器との差が伝えられた。例えば日本に配布されたものは"No.22"で、国際メートル原器との差は0.78 µmである。


 普遍的な定義へ

 国際メートル原器という「物」を基準にした定義では、メートル原器の紛失、焼損などのおそれがある。さらに、国際メートル原器と比較しなければメートルを決めることができない。そのため、どこにいても1メートルの長さを現示することのできる普遍的な定義が求められるようになった。また、メートル原器によるメートルの長さにも問題があった。測量技術の進歩により、再度地球の経線の長さを計ってみると、本来なら10 000 000メートルとなるはずの北極から赤道までの長さが10 002 288メートルであることがわかった。また、基準となる目盛り線自体に幅があるため、その幅分だけ誤差が生じることになる。

 普遍的でより精度の高いメートルの定義として光の波長を使用するという発想が、ジェームズ・クラーク・マクスウェルの1873年の著書『電磁気学』の中で初めて示されている。1892年、国際度量衡委員会は光の波長を用いた長さの基準の研究をアルバート・マイケルソンに依頼しており、彼は自身の考案した干渉計でカドミウムから出る赤色の光の波長を求めて、光の波長を元にしたメートルの定義が可能という研究結果を発表した。どの原子を使用すれば良いかの議論の末、1960年の第11回国際度量衡総会において、「クリプトン86原子の準位2p10と5d5の間の遷移に対応する光の真空中における波長の1 650 763.73倍に等しい長さ」という新しい定義が採択された。

 その後、光速度の測定精度が高まったこと、長さの測定精度が時間の測定精度と比べて劣っていたことから、1983年の第17回国際度量衡総会において、光速度を基準とする現在の定義が採用された。現在、「1メートル」とは、1秒の299 792 458分の1の時間(約3億分の1秒)に光が真空中を伝わる距離として定義されている。(出典:Wikipedia)


参考HP Wikipedia「メートル」・日本テレビ「開局55周年記念番組古代ローマ大発掘スペシャル」 → http://www.ntv.co.jp/rome/etc/005.html
 

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みんなで楽しくできる「水生生物調査」 「水質調査」のいろいろ

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環境省の全国水生生物調査
国土交通省や環境省の行う水質調査は、我が国の水資源を守る上で大切なはたらきをしている。水質調査の方法にも色々あって、環境省の行う水生生物調査による水質調査は、小中学生から一般の方も参加でき、川の中で遊びながらできる水質調査である。私も何度か参加したことがある。 

やり方は簡単で、指標生物の図鑑を見ながら、その川にどの生物が何匹いるか数え、記録用紙に記録する。生息する生物の種類によって1.きれいな水(水質階級�T) 2.少しきたない水(水質階級�U) 3.きたない水(水質階級�V) 4.たいへんきたない水(水質階級�W)の4つに分ける。(ただし、この「きたない水」という表現は疑問で、例えばタイコウチが棲む環境がきたない水と評価される。)



他には記録用紙に日時・場所・天気・水温・水深・流速・におい・透明度などを記録する。結果はインターネットの登録画面から報告できる。申し込みは所定の様式に記入し、都道府県の環境対策課に申し込む。問い合わせ先や調査方法は次のページを参照されたし。

環境省「全国水生生物調査のページ」 →
 http://w-mizu.nies.go.jp/suisei/suisei.html

さて水質調査には他にどんな方法があるのだろうか?

水質汚濁防止法に見る水質調査
環境省、水環境総合情報サイトを見ると、水質汚濁防止法による健康項目として、人の健康被害を起こすおそれのある有害物質(化学物質)として、26項目の元素や化合物を調査。それ以外には生活環境項目として、一般的な水質汚染を測定評価するための9項目が設定されており、定期的に調査している。

生活環境項目とは、特定の物質を指定するのではなく、一般的な水質汚染を測定評価する。すなわち、pH、DO、BOD、COD、油分(n-HEX)、大腸菌群数、SS、全窒素、全リンの9項目である。これらの項目は、「水質指標」ともいわれている。水域ごとに測定している項目が異なる。生活環境項目は、水質測定を開始した昭和46年度には7項目の設定であったが、その後、全窒素と全燐が追加された。

pH
水素イオン濃度指数のことで、主として、水の成分の指標として用いられており、水に何らかの化学物質がイオン状態で溶けこんでいる状態では、酸性か、アルカリ性を示す。酸性はpH7未満、中性はpH7、アルカリ性はpH7を超えた値である。

水質が酸性、あるいはアルカリ性になると、水利用の支障があるほか、水中に生息する生物に影響を及ぼす。

DO
水中に溶けている酸素量のことで、主として、有機物による水質汚濁の指標として用いられており、水中に溶ける酸素量は、水温に比例し、水温15度の時に約9mg/lで飽和状態となる。最もきれいな水ではほぼ飽和状態。やや汚染された水では5mg/L以上。非常に汚染された水ではゼロないし微量になるとされている。

BOD
Biochemical Oxygen Demandの略称で、主として、水中の有機物などによる汚れの量を測ったもので、その汚れを微生物が酸化分解するために必要とする酸素の量で表したものであり、特定の物質を示すものではない。単位は  mg/L または mg-2/L だが、通常 mg/L と略される。一般に、BODの値が大きいほど、その水質は悪いと言える。

COD
Chemical Oxygen Demandの略称で、湖沼及び海域の、主として、有機性物質による水質汚濁の指標として用いられている。水中の被酸化性物質量を酸化するために必要とする酸素量で示したものである。代表的な水質の指標の一つであり、酸素消費量とも呼ばれる。

BODとの違いは、CODが有機物と無機物、両方の要求酸素量であるのに対し、BODは生物分解性有機物のみの酸素要求量であるという点である。また、CODは30分〜2時間程度の短期間で求めれるのに対し、BODは長い時間を要するため、CODがBODの代替指標として用いられることもある。

油分(n-HEX)
油分(ノルマルヘキサン抽出物質量)は、主として、無機性及び有機性の油分による汚染の指標として用いられている。特に海域では、オイルタンカーからの排水・事故による汚染が問題となっている。

大腸菌群数
大腸菌群数は、主として、人または動物の排泄物による汚染の指標として用いられている。水中から大腸菌が検出されることは、その水が人または動物の排泄物で汚染されている可能性を意味し、赤痢菌などの他の病原菌による汚染が疑われる。

SS
Suspended Solid(浮遊物質量)の略称で、主として、水の濁りの原因となる、水に溶解しない固体成分(浮遊物)による汚染の指標として用いられており、河川及び湖沼でのみ環境基準が適用される。

全窒素、全リン
全窒素・全燐は、湖沼や内湾などの閉鎖性水域の、富栄養化の指標として用いられている。水中では、窒素(リン)は、窒素イオン(リンイオン)、窒素化合物(リン化合物)として存在しているが、全窒素(全燐)は、試料水中に含まれる窒素(リン)の総量を測定するものである。

 

水生生物ハンドブック
刈田 敏
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環境ホルモン―水産生物に対する影響実態と作用機構

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「水質汚濁防止法」 我が国の水はどのように守られているか?

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石油よりも大切な水資源
これからの時代、石油よりも水が重要になるという。現に世界で紛争の起きている地域を見ると水不足で干ばつが続き、作物が育たない地域で起きているケースが多い。

地球は「水の惑星」とも言われているほど、水が豊富な星だが、その内訳を見てみると、海水などの塩水が97%。残り3%の淡水のうちの2%は氷河などの氷。残りの1%もほとんどが地下水で、人間が使える淡水は、地球上の水全体のわずか0.008%しかないそうだ。

地球上の水のわずか0.008%に、人間や陸上動物のほとんどが依存して生活している。この100年間に人間は8倍近く水を使うようになった。人口は3倍程度にしか増えてないので、1人あたり使う水は飛躍的に増えた。このままでいくと、2025年には80億人中50億人もの人が水不足に陥る計算になる。(テレビ朝日地球危機「2008」より)

我が国の豊かな水資源を守れ!
幸いにも我が国は豊かな森、温暖湿潤な気候にめぐまれ、水資源の豊富な国であるが、これは明日も安全とは限らない。これまで水資源はどのように守られてきたのだろうか?

国土交通省では、昭和33 年から一級河川(直轄管理区間)において水質調査を実施しており、毎年調査結果をとりまとめて公表している。平成19年(1月〜12月)の全国一級河川109水系1,117地点における水質状況では、BOD(またはCOD)値が環境基準を満足している地点の割合は88%と過去最高であり、ダイオキシン類についても、水質環境基準を満足した調査地点の割合は99%で、底質環境基準は全ての調査地点が満足した。水質はよくなっていることが分かる。

環境省、水環境総合情報サイトを見ると、我が国の貴重な水資源の状態を知ることができる。具体的には水質汚濁防止法により、健康項目として、人の健康被害を起こすおそれのある有害物質(化学物質)として、26項目の元素や化合物を設定。また生活環境項目としては、一般的な水質汚染を測定評価するための9項目が設定されており、環境省を中心にして定期的に水質調査を行っている。

水質汚濁防止法とは何か?
1970年(昭和45年)にできた法律で、最近では2004年(平成16年)に改正された。我が国の水資源を守るための法律である。

工場及び事業場から公共用水域に排出される水の排出及び地下に浸透する水の浸透を規制するとともに、生活排水対策の実施を堆進すること等によつて、公共用水域及び地下水の水質の汚濁(水質以外の水の状態が悪化することを含む)の防止を図り、もつて国民の健康を保護するとともに生活環境を保全し、並びに工場及び事業場から排出される汚水及び廃液に関して人の健康に係る被害が生じた場合における事業者の損害賠償の責任について定めることにより、被害者の保護を図ることを目的とする。(第1条)

健康項目に設定されている化学物質とは?
カドミウム(Cd)、全シアン(CN)、鉛(Pb)、六価クロム(Cr(VI))、砒素(As)、総水銀(Hg)、アルキル水銀、有機リン、PCB(ポリ塩化ビフェニル)、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,3-ジクロロプロペン、チウラム、シマジン、チオベンカルブ、ベンゼン、セレン(Se)、硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素、硝酸性窒素、ふっ素(F)、ほう素(B)である。

生活環境項目に設定されている測定評価とは?
生活環境項目には、特定の物質を指定するのではなく、一般的な水質汚染を測定評価するための9項目が設定されている。すなわち、pH、DO、BOD、COD、油分(n-HEX)、大腸菌群数、SS、全窒素、全リンの9項目である。これらの項目は、「水質指標」ともいわれている。水域ごとに測定している項目が異なる。生活環境項目は、水質測定を開始した昭和46年度には7項目の設定であったが、その後、全窒素と全燐が追加された。

参考HP 国土交通省「平成19年全国1級河川水質調査
環境省「水環境総合情報サイト」 → http://www2.env.go.jp/water/mizu-site/
 

水質調査法
半谷 高久,小倉 紀雄
丸善

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水環境調査の基礎
新井 正
古今書院

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アユの稚魚発見!日本一汚い「大和川」とは何か?

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日本一汚い「大和川」とは?
大和川(やまとがわ)は、奈良平野の中央と大阪府を流れ、大阪湾に注ぐ一級水系の本流。奈良県桜井市の北東部、貝ヶ平山(かいがひらやま、標高822m)近辺を源流としており、上流部では初瀬川と称される。

大和川が大阪平野に入り、石川と合流する場所では、古来からたびたび起きる水害に悩まされていた。このため大和川流域の人々は、何度も川筋を替えようとした。古くは788年に和気清麻呂が治水工事を行った記録がある。大和川が現在の川筋になったのは1704年のことである。

現在、奈良県などで下水道普及が遅れているなどの原因で、日本で最も水質が悪い河川とされる。しかし、今年11月19日、国土交通省大和川河川事務所が、孵化したばかりのアユの稚魚が24匹見つかったと発表した。

国土交通省の「全国一級河川の水質調査」
大和川の水の汚れを示す数値はピーク時の4分の1になり、水質は徐々によくなっているようだ。産卵場所も昨年初めて確認されている。一昔前の公害などで汚染された川のイメージは日本から消えつつある。このままみんなの協力で、環境にやさしい国を目指したい。ところで水質や川の汚れは何を持って決めているのだろうか?

国土交通省では昭和33年から一級河川(直轄管理区間)において水質調査を実施している。河川の水質は生活環境の保全に関する環境基準項目のうち、BOD(生物化学的酸素要求量)を調査した。全国の1級河川で大和川は平成17年から3年連続ワースト1位のままであるが、過去20年で大幅な改善が見られる。(BOD:20年前13.3mg/L→10年前9.2 mg/L→現在4.7 mg/L)

国土交通省で水質調査したBOD(生物化学的酸素要求量)とは何だろう?

BOD(生物化学的酸素要求量)とは?
生物化学的酸素要求量(Biochemical oxygen demand)は、生物化学的酸素消費量とも呼ばれる最も一般的な水質指標のひとつであり、主に略称のBODが使われている。

水中の主に有機物などによる汚れの量を測ったもので、その汚れを微生物が酸化分解するために必要とする酸素の量で表したものであり、特定の物質を示すものではない。単位は  mg/L または mg-2/L だが、通常 mg/L と略される。一般に、BODの値が大きいほど、その水質は悪いと言える。

BODの対象物質とは?
BODとして測定される物質は、有機物だけではない。無機イオンやアンモニアなども含まれる。

有機物:生物現象により酸化分解されるものの大部分が有機物であり、BOD測定の主たる目的である。だが、種類・性質ともに極めて多様なため、他の有機物測定方法(CODやTOCなど)の値と一致しないことが多い。特に排水処理設備や排水の環境負荷を評価する場合は十分把握しておく必要がある。

糖類や有機酸などはバクテリア内に速やかに吸収され、おおむね48時間以内に大半が酵素反応によって酸化分解されるため、含有量のほぼすべてが捕捉される。デンプン、タンパク質、脂質などは加水分解による低分子化過程を経るため吸収されるまで時間が掛かり、またバクテリアの種類や共存物質により分解速度が影響されやすい。含有量の30〜70%が捕捉される。
 
溶解性の低い物質や、ベンゼン化合物、プラスチック類など生分解性の低い物質は、BODとしてほとんど(20%からそれ以下)捕捉されない。
 
無機物:硫化物、亜硫酸イオン、鉄(II)など還元性の物質。測定値に含まれないよう対処しても、量や共存物質、操作によっては影響する。
 
アンモニア:試料中に硝化菌が多い場合、硝化作用を受けて亜硝酸や硝酸へ酸化される過程で酸素が消費される。

関連するニュース
「日本一汚い川」大和川、3年連続アユを確認


「日本一汚い川」と言われる1級河川の大和川(大阪、奈良)で孵化(ふか)したばかりのアユ24匹が見つかり、国土交通省大和川河川事務所が19日に発表した。同川での天然アユの確認は3年連続。

見つかったのは14日早朝。同事務所と大阪府、大阪市立大が10月から調査を続け、大阪府藤井寺市などで発見した。大和川の水質はよくなっており、産卵場所も昨年初めて確認されている。

水の汚れを示す数値はピーク時の4分の1になったが全国の1級河川では3年連続ワースト1位のまま。担当者は「アユがいる川にまでなった。順位は気にしないで」。
(asahi.com 2008年11月20日)

 

川に生きる―水危機の処方箋
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CCSに利用!CO2を高効率で吸収する「かんらん岩」とは何か?

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不思議?CO2を吸収する岩石発見!
米コロンビア大の研究チームが温室効果ガスの二酸化炭素(CO2)を高い効率で吸収する岩石が世界各地にあり、地球温暖化対策のCO2地下貯留(CCS)技術に応用できる可能性があることを突き止めた。そんな岩石があるのだろうか?

研究チームによると、この岩石は「かんらん岩」でCO2を吸収して石灰岩などに変わる性質がある。だが、そのためには「かんらん岩」が地表に露出して空気に接触する必要があると考えられていた。 ところが、中東オマーンで道路工事で掘り出された石灰岩の仲間を分析したところ、かんらん岩が地下水に溶け込んでいたCO2を吸収してできていたことがわかった。

 

「かんらん岩」をCCSに利用できる?
このため、空気に直接接触していない、「かんらん岩」もCO2の吸収に使える可能性があり「地表近くのかんらん岩をボーリングし、CO2を溶かした水を注入すれば、低コストのCCS実現につながる」と考えている。温水を使えば、吸収効率はかなり高まるという。

そんな不思議な性質のある「かんらん岩」とは何だろうか?またなぜCO2を吸収し、石灰岩になるのだろう?

「かんらん岩」とは何か?
かんらん岩(橄欖岩、peridotite) は火成岩(深成岩)の一種で、SiO2成分に乏しい超塩基性岩に分類される。主にカンラン石からなり、そのほかに斜方輝石、単斜輝石などを含む。化学組成は (Mg,Fe)2SiO4。Mn、Ni、Ti を少量含む。斜方晶系。比重は3.2〜3.8。モース硬度は7。

超塩基性岩とは、ケイ酸(SiO2)の含有率が45%以下の火成岩と、それに由来する変成岩をまとめて呼んでいる。主なものは、ハンレイ岩、カンラン岩等の火成岩とその変成岩の蛇紋岩。これらの岩石には酸化マグネシウム・酸化鉄が多く含まれ、酸化カルシウムが少ない特徴がある。

なぜこうした、酸化カルシウムの少ない「かんらん岩」から石灰岩ができるのだろう?

「かんらん岩」から石灰岩ができる理由
調べてみるとカンラン岩は地球内部のマントルの上部にある岩石の一つだそうだ。それが地殻変動により、地殻の一部を破って上昇するとき、まわりの成分を溶かしてその成分を取り込みながら、マグマになる。

マグマになった「かんらん岩」はマントルの一部だったときとは成分が異なる。各成分を比較すると、マントルでは多いMgOがマグマでは大幅に減少し、 FeOはほぼ同じ、その他の元素ではマグマの方が増加している。特にAl2O3やCaOは大幅に増加している。

このため「かんらん岩」に多くなったCaO成分がCO2と結びつき、CaCO3に変化すると考えられる。地中でCaO成分が増えるのは、地殻中の石灰岩を溶かして取り込むからではないだろうか?

石灰岩は通常は古代ののフズリナ(紡錘虫)、ウミユリ、サンゴ、貝類、石灰藻などの生物の殻(主成分は炭酸カルシウム)が堆積してできる。このような石灰岩のでき方は珍しい。

関連するニュース
CO2を高効率で吸収する岩石、応用の可能性 米大研究


温室効果ガスの二酸化炭素(CO2)を高い効率で吸収する岩石が世界各地にあり、地球温暖化対策のCO2地下貯留(CCS)技術に応用できる可能性があることを、米コロンビア大の研究チームが突き止めた。米科学アカデミー紀要に論文を発表した。

この岩石は「かんらん岩」。CO2を吸収して石灰岩などに変わる性質がある。だが、地殻変動で地表に露出して空気と接触した場合に限られると考えられていた。

ところが、同チームが中東オマーンで道路工事で掘り出された石灰岩の仲間を分析したところ、かんらん岩が地下水に溶け込んでいたCO2を吸収してできていた。

この結果、空気に直接接触していないかんらん岩もCO2の吸収に使える可能性がある。チームは「地表近くのかんらん岩をボーリングし、CO2を溶かした水を注入すれば、低コストのCCS実現につながる」としている。温水を使えば、吸収効率はかなり高まるという。

かんらん岩は普通、地下20キロ程度より深いところにあるが、オマーン、パプアニューギニア、ギリシャ沿岸部などでは地表近くにも多くある。

ただ、CCS実現にはCO2パイプラインの敷設なども必要で、技術的課題は多いとみられる。(asahi.com 2008年11月17日) 

 

名まえしらべ 岩石・鉱物 (名まえしらべ) (名まえしらべ)
木村 一成,坂本 隆彦
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川原の石ころ図鑑
渡辺 一夫
ポプラ社

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割り箸はエコ? 間伐材利用の「ペレットストーブ」原油高で人気

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間伐材利用の割り箸はエコ?
使い捨ての「割り箸」は資源の無駄使い、森林を伐採しCO2を増加させる...。そんな話を聞き、マイ箸を持参する人たちも増えたと聞く。松屋フーズなど「割り箸」を使わず、再利用できる箸を使用する飲食チェーン店も多い。割り箸は環境に良くないというイメージがある。  

一方で割り箸は、間伐材や木材加工時における捨てられるゴミ(廃材)から割り箸を作るので、資源の有効利用である。また、収益を植林に利用すれば「カーボンニュートラル」にもなる...。という意見も最近よく聞く。どちらが本当なのだろうか?

たしかに国内産の「割り箸」を使う分には森林破壊への影響はほとんど無い。しかし現実は海外から安い輸入品に押され、日本で使われている割り箸の9割以上は中国からの輸入品である。

輸入品の多くは、割箸などを製造するために伐採した材木を用いており、森林伐採が進む方向にある。このため環境問題への影響が指摘されており、中国でも2006年11月より資源保護政策の一環として輸出関税10%が付加されるようになった。やはり現状は環境によくないようだ。

間伐材利用のペレットストーブ人気!
間伐材といえば、間伐材を利用したペレットストーブの売れ行きが好調で、生産が追いつかない状態だ。これは地球温暖化対策として岩手県が補助制度を導入して普及を目指したもの。盛岡市の専門店では、売り上げが前年比2.5倍を記録。全国で2倍超、北海道では3倍だという。

ペレットストーブ木質ペレットを燃料とするストーブのことである。木質ペレットとして間伐材を用いることで、地球温暖化対策に貢献するなど、環境問題から注目されていた。ところが一般家庭向きのペレットストーブは、昨年度販売数は伸びず、補助金が打ち切られたばかりであった。

それが今年の原油高により、市民の購買意欲を一気に押し上げた皮肉な現象。「環境対策より財布の中身」と言える状況に県の担当者は、ストーブの普及を喜びながらも複雑な表情である。(参考:毎日新聞 11月14日)

ペレットストーブとは何か?
ペレットストーブ(pellet stove)とは木質ペレットを燃料とするストーブのことである。スウェーデンなど北欧に製造メーカーがあり欧米各国で普及していたが、日本国内でも1990年代後半頃から製造を試みる中小メーカーが現れ普及しつつある。

ペレットストーブは木くずや間伐材を粉砕し、小さな円筒形に固めたペレットを燃料にする。間伐材の利用促進や非化石燃料を用いることで地球温暖化対策に貢献するなどの環境問題から注目されるとともに、灯油小売価格の高騰などの追い風もあり普及しつつある。

煙突が必要な従来型のダルマ型、小判型ストーブもあるが、ペレット自動供給装置付きのFF(Forced draft balanced Flue stove)式(煙突を屋外に設置し、排気や吸気を行う方式)ファンヒーターも存在する。燃えかすや灰がほとんどでないため、日々の掃除はほぼ不要である。

機器が大きいこと、火力が強く微妙な火力調整が苦手なことが欠点であり、日本の都市部の住宅にはあまり使われないが最近少数だが都市部でも段々使われるようになったり、販売店や専門店では原油が100ドル最高値に近づこうとした際に問い合わせや見積もり依頼が相次いでいる。また少数ではあるがペレットストーブの購入者に助成金あるいは補助金を設ける自治体が存在する。(出典:Wikipedia) 

 

火のある暮らしのはじめ方―七輪、囲炉裏、ペレットストーブ、ピザ窯など

農山漁村文化協会

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薪ストーブライフNo.4
薪ストーブライフ編集部
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蘇れ!絶滅危惧種「アマミノクロウサギ」 国内初クローン胚完成

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絶滅危惧種を救え!
世界中で寿司ブーム。マグロを食べる人が多くなり、クロマグロの乱獲が問題となっている。今やマグロは絶滅危惧種である。国際会議ではマグロの漁獲制限が決められるそうだ。そこで注目されているのが養殖マグロ。昔はマグロの卵から養殖するのは夢であったが、現在は可能となった。

マグロの完全養殖に成功したのは近畿大学である。今回、同じ大学の生物理工学部の細井美彦教授(52)の研究グループが、鹿児島県の奄美大島と徳之島に生息し、絶滅が心配されている特別天然記念物アマミノクロウサギのクローン胚をつくることに成功した。

同グループは、環境省から提供された死んだアマミノクロウサギの耳の一部から細胞を取り出し、その核を、核を除いた実験用ウサギの未受精卵に注入してクローン胚を完成させた。絶滅危惧種のクローン胚完成は国内初。

現在、クローン胚は代理母ならぬ代理ウサギに移植し妊娠を待っている。妊娠する確率は低いが、妊娠すれば30日ほどでクローンアマミノクロウサギが生まれるという。 ウサギの出産に成功すれば、今後種の絶滅を防ぐ技術に発展する可能性がある。

これからは養殖マグロや、クローンアマミノクロウサギのように、絶滅が心配される動物については、人間が生物数をコントロールしていく時代がくるのかもしれない。

アマミノクロウサギとは?
アマミノクロウサギ(奄美野黒兎、Pentalagus furnessi )は、奄美諸島の奄美大島と徳之島だけに生息する、ウサギ科 アマミノクロウサギ属の動物である。アマミノクロウサギ属にはアマミノクロウサギ1種のみが属している。耳が短く、後足も短いため、外見はウサギらしくない。500万年前から160万年前までの鮮新世から変わらない、最も原始的なウサギとされる。

アマミノクロウサギは谷川に面した山の斜面などに巣穴を作り、通常1頭で生活している。昼間は巣穴に隠れているが、夜になると巣を出て、植物の新芽、草、若木の樹皮などを食べる。

子どもは4〜5月に生まれる。一回の出産で通常1頭、時には2頭が生まれる。母親は、自分の巣穴から離れたところに育児専用の巣穴を作り、そこで出産を行う。子どもは育児専用の巣穴に隠され、母親は一晩に一回、そこを訪れ授乳を行う。アマミノクロウサギの母乳は非常に濃いため、一日に一回の授乳で子どもは十分育つことができる。育児専用の巣穴を離れる際、母親は入り口を埋め戻し、外敵から見つからないようにする。

アマミノクロウサギは、奄美大島と徳之島の孤立した環境におり、ハブ以外には特に天敵がいないため、数百万年にわたり変わらぬ生態を続けてきたと考えられている。これらの島のうち、奄美大島にはハブ退治のためにマングースが人為的に移入されて定着し、アマミノクロウサギの生存を脅かしている。また徳之島ではマングースは定着していないが、野犬・野猫などの移入動物によって捕食される観察例がある。それと両島共に車に遭遇した事故も報告されている。(出典:Wikipedia)

関連するニュース
絶滅危惧のアマミノクロウサギ、クローン胚完成 近畿大


鹿児島県の奄美大島と徳之島に生息し、絶滅が心配されている特別天然記念物アマミノクロウサギのクローン胚(はい)をつくることに、近畿大生物理工学部の細井美彦教授(52)=生殖生物学=の研究グループが成功した。同グループによると、絶滅危惧(きぐ)種のクローン胚完成は国内初。種の絶滅を防ぐ技術に発展する可能性がある。

現在、実験用ウサギの卵管に移植し、妊娠を待っている。同グループによると、妊娠する確率は数%だが、妊娠すれば30日ほどでクローンアマミノクロウサギが生まれるという。

同グループは、環境省から提供された死んだアマミノクロウサギの耳の一部から細胞を取り出し、その核を、核を除いた実験用ウサギの未受精卵に注入してクローン胚を完成させた。

死んだ個体から生きた細胞をどうやって取り出すかが課題で、最初は筋肉を使って失敗。血液が少なく腐食が進みにくい耳で試したところ、成功した。

「代理母出産」をめざし、9月下旬からクローン胚を実験用ウサギの卵管に移植した。細井教授は、アマミノクロウサギとは近縁種にあたるため、移植回数を重ねれば妊娠する可能性が高いとみている。妊娠が確かめられれば、ウサギを動物園に移して出産させる。細井教授は「この技術で繁殖ができるようになれば、自然繁殖が難しくなったときの個体数回復策のひとつになり得る」と話す。

一方、クローン技術で希少種を救うことについては「環境への長期的な影響がわからず慎重にすべきだ」といった指摘もある。

アマミノクロウサギはウサギの中でも最も原始的な特徴を残す種とされる。体の毛は灰色で、耳が短い。自然林の伐採や交通事故、マングースなどによる捕食で数が減り、環境省のレッドデータブックで絶滅危惧種に指定されている。生息数は奄美大島で2千〜4800匹、徳之島で200匹前後と推定される。

海外では、ウシ科のガウルなど、生息環境の悪化や伝染病で数が減った希少種をクローン技術で誕生させた例がある。しかし、出産数時間後に死亡するなど課題も多い。(asahi.com 2008年11月18日) 
 

世界初!マグロ完全養殖―波乱に富んだ32年の軌跡(DOJIN選書21) (DOJIN選書 21)
林 宏樹
化学同人

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南の島の自然破壊と現代環境訴訟―開発とアマミノクロウサギ・沖縄ジュゴン・ヤンバルクイナの未来
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関西学院大学出版会

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「カロリーオフ」と「ノンカロリー」「カロリーゼロ」の違いは何か?

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「カロリーゼロ」は本当にセロ?
飲み物を買うとき気になるのはカロリーだ。炭酸飲料は体によくないという人もいるが私は好きだ。しかし、カロリーは気になるので「カロリーゼロ」や「カロリーオフ」、「ノンカロリー」の炭酸飲料をよく購入する。

売る方も一目で分かりやすいように、商品名「ZERO」などのようにすぐにわかる表示が目を引く。メーカーの話によると、私たちは飲み物を決めるときに0.5秒という短さで決めるそうで、一瞬で分かる商品名が大事だという。

ところが、今朝のテレビの特集で、食品の「カロリーゼロ」表示はカロリーゼロでなくてもよいという。いったいどういうことなのだろうか?

(お徳用ボックス) ノーカロリー コカ・コーラ 350ml×24本

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ペプシ ネックス カロリーゼロ 500ml*24本

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そして「カロリーオフ」や「ノンカロリー」「カロリーゼロ」という表示は何を基準に決められているのだろうか?

「エネルギーに関する強調表示」とは?
調べてみると「カロリーオフ」とは、100mlあたり、20kcal以下のものをいう。また、「ノンカロリー」や「カロリーゼロ」とは、100mlあたり、5kcal以下のものをいう。「健康増進法」の「エネルギーに関する強調表示の種類及び基準」により定められている。

さらに、アルコールにもゼロ表示がある。これは、これはどうなのだろうか?

それは「ノンアルコールビール」。ノンアルコールだから、味がビールっぽくて、アルコールは入っていないのかなと思っていたのだが、実は酒税法上アルコール濃度1%以上の飲料がお酒と分類されており、1%未満は清涼飲料水になるため、ノンアルコールと呼んでも良いという。

ちなみに「ジュース」とは果汁100%のものだけをいう。果汁5%未満無果汁とされ、果実の絵表示もしてはいけない。

私は知らなかった。今度から、「ノンカロリー」「カロリーゼロ」「ノンアルコール」は本当にゼロなのかしっかり成分表示を見て購入したい。

「健康増進法」とは何か?

我が国における急速な高齢化の進展及び疾病構造の変化に伴い、国民の健康の増進の重要性が著しく増大していることにかんがみ、国民の健康の増進の総合的な推進に関し基本的な事項を定めるとともに、国民の栄養の改善その他の国民の健康の増進を図るための措置を講じ、もって国民保健の向上を図ることを目的として施行された法律。

清涼飲料水のカロリーゼロ・ノン・レス・オフ表示(100ml当たり)

栄養成分 ノン〜レスなど「含まない」旨の表示……未満  低減控えめカットなど「低い」旨の表示……以下
熱  量
脂  質
飽和脂肪酸
糖  質
ナトリウム
コレステロール
5kcal
0.5
0.1g
0.5
5mg
5mg
40kcal (20kcal
3g   (1.5g)
 1.5g   (0.75g)
 5g   (2.5g) 
120mg (120mg
 20mg  (10mg)

果樹飲料とは何か?

名称 ジュース 果汁100%のものだけ名称を使用できる
ジュースドリンク 果汁 50%以上のものは使用可
表示 生、新鮮、フレッシュ 一切禁止
特選、精選、高級、デラックス、スペシャル等
医薬的表現
純正、純粋、ピュア 果汁100%のものだけ可
栄養飲料、健康飲料、美容飲料等 原則禁止
(果汁50%以上又はビタミンCを強化したものは説明文中に「栄養」、「健康」、「美容」等の文字の表示は差し支えない)


表示

果汁5%以上100%未満 果実から果汁の雫が落ちる等の描写禁止
果実のスライス等の描写禁止  
果実5%未満(無果汁) 果実の絵禁止。図案化した絵は可

参考HP 厚生労働省「エネルギーに関する強調表示の種類及び基準」

 

安全な食品の選び方がわかる本―食品表示のここをチェック!
阿部 絢子
PHP研究所

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わかる食品表示[基礎とQ&A]
垣田 達哉
商業界

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ダメ!絶対!広がる大麻汚染 「大麻」の正体に迫る!

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広がる「大麻汚染」
大麻汚染」が止まらない。芸能人や力士など、特別な人たちだけかと思っていたら、慶応大や早稲田、同志社大など有名大学の学生らが大麻取締法違反(所持)容疑で逮捕された。

テレビの特集番組では、白昼堂々と大麻の売人から購入する一般人の姿を見た。最近ではインターネットで種子を購入し、自宅で栽培するケースも増えているという。何で常識ある(?)大人や大学生の多くが犯罪と知りながら、いとも簡単にルール違反してしまうのだろうか?

「大麻」に実害はないのか?
経済的に多少、ゆとりがあり、人生に目的を持たない人たちが、手を染めるケースが多いようだ。「外国では違法でない国もある」「種子の販売だけなら合法」「タバコより身体に悪くない」という俗説も気を許す原因だ。

実際、害はないのだろうか?というとそんなことはなく、知人に勧められ大麻を吸ったある女性は「心と体がふわっと軽くなり、ストレスや疲れが吹き飛んだ」と錯覚。吸引する回数が増えると、吸った直後に自宅マンション4階から飛び降りた。「吸ったら死にたくなり、やけになった」。全身6カ所を複雑骨折しながらも命は取りとめたという。

生きる目標を持てないというのも問題だ。何かで人の役に立ち、命を燃やす生き方を見つけることが重要に思う。それにしても簡単に種を手に入れ、栽培し増やすことができるという「大麻」とはいったいどんな植物なのだろうか?

びっくり!「大麻」の意外な正体
調べてみてびっくり。「大麻」の正体は麻の袋とか麻ヒモ、通気性に優れる麻のスーツなどの衣服で使われている「」と同一の植物だ。私は「麻」というと身近で、環境にもやさしいイメージを持っていた。そればかりか、「麻の実」は七味唐辛子などに入っており、平気で食べている。しかも「麻」という植物も普通に見られる植物で、北海道などでは雑草化しているらしい。

たが、この「麻」の葉や花にはテトラヒドロカンナビノール(THC)が含まれ、これをヒトが摂取すると陶酔する。植物を乾燥した物(通称マリファナ)や、植物から作られた樹脂(通称ハシシ)はTHCを含有しており、これが規制薬物の対象とされる。日本に自生する「麻」にも1%以下のTHCが含まれている。

もちろん産業用の「麻」と嗜好用の「麻」は品種が異なる。外国産の嗜好用の「麻」ではTHCが10%も含有しているものもある。日本に自生する「麻」ではTHC含有量は少ないが、大麻取締法により、麻を栽培する者は、都道府県知事の免許を受けなければならない。たとえ野生のものであっても、葉っぱ1枚採取してはいけないので注意が必要だ。

「大麻」とは何か?


「麻」のこと。中央アジア原産とされるアサ科属で一年生の草本で、大麻(たいま)または大麻草ともいう。この植物から採れる麻薬を特に大麻(マリファナ)と呼ぶ。雌雄異株。高さ2-3m、品種や生育状況によりさらに高く成長する。

「麻」は生育が速い一年草であり、生育の際に多量の二酸化炭素を消費し、繊維質から様々な物が作れるため、地球規模での環境保護になるという意見もあり、再認識されつつある。

歴史
古代から人類の暮らしに密接してきた植物で、世界各地で繊維利用と食用の目的で栽培、採集されてきた。種子(果実)は食用として利用され、種子から採取される油は食用、燃料など様々な用途で利用されてきた。20世紀初頭より、米国や日本を始めとしたほとんどの国で栽培、所持、利用について法律による厳しい規制を受けるようになる。

成分
栽培植物としては非常に急速に成長する。葉・花・果実には薬効がある。特に、葉や花に含まれるテトラヒドロカンナビノール(THC)は人体に作用し、摂取すると陶酔する。

植物を乾燥した物(通称マリファナ)や、植物から作られた樹脂(通称ハシシ)はTHCを含有しており、ロシア、アフリカ、オーストラリア、ヨーロッパの一部を除く世界中で規制薬物の対象とされる。 医療目的としても価値があり、古くから果実は麻子仁(マシニン)という生薬として用いるほか、葉や花から抽出した成分を難病患者に投与する方法も研究されている。

品種
産業用のアサと嗜好用のアサは品種が異なる。前者については、陶酔成分が生成されないよう改良された品種が用いられる。また、品種が同じでも用途に応じて栽培方式が違う。前者は縦に伸ばすために密集して露地に植えられる方式が主であるが、後者は枝を横に伸ばすために室内栽培が多い。

日本国内で栽培される大麻のほとんどが栃木県産で、その用途は主に麻布であり、トチギシロ(栃木白)という改良品種である。この品種はTHCをほとんど含んでいないとされている。栃木県はトチギシロの種子の県外持ち出しを禁止している。

生態
大麻は北海道では雑草に混じって普通に自生している。だが野生のものであっても違法であるので、葉っぱ1枚でも採取をしてはいけない。警察は大麻が自生している土地の所有者に除草を呼びかけているが除草されることは極めて稀だという。また、大麻は北海道に限らず、日本各地に自生しており、毎年、各地域の保健所や自治体によって自生大麻の刈り取りなどの撲滅活動を行っている。その弊害としてアサカミキリといった昆虫が環境省の準絶滅危惧に指定されるなどの生態系に影響を及ぼしている。(出典:Wikipedia)
 

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渋谷で爆発事故!「火薬」と「爆薬」の違いとは何か?

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11月12日渋谷で爆発事故
11月12日お昼頃、東京渋谷で爆発事故があった。場所はイベントを行う会社。ここでは映画撮影用などに使う、銃の火薬を詰める作業をしていたという。爆発現場の建物には大きな穴があいた。火薬類取締法では、火薬の製造や貯蔵をする場合は原則、国や都道府県の許可が必要と定めているが、会社代表の横山さんは未届けで火薬を扱っていたもようだ。

全国火薬類保安協会の吉田隆司・業務課長によると「爆発の映像を見る限り、少なくともキロ単位の火薬を保管していたと思われる」と指摘。業界関係者によると、特殊効果で使用する火薬は、拳銃1発当たり0.05グラム前後と微量。多くても、数キロの火薬しか保管しないのが一般的という。今回の爆発は相当な量になる。なぜこれほどの爆発が起きたのだろうか?(参考:毎日新聞 11月13日)



ところで火薬と爆薬の違いは何だろうか?

「火薬」と「爆薬」の違い
火薬類取締法によると、火薬とは、推進的爆発の用途に供せられるもので、黒色火薬、無煙火薬等が該当する。爆薬とは破壊的爆発の用途に供せられるもので、起爆薬、ニトログリセリン、ダイナマイト等が該当する。

火薬も爆薬も爆発はするが、衝撃波が起きるかどうかで区別する。火薬の爆発は爆燃という。いわゆる花火などの燃え方。衝撃波は伴わない。爆薬の爆発は爆ごうという。衝撃波を伴う。破壊的な作用がある。

代表的な火薬と爆薬 その成分


黒色火薬 
黒い火薬。硝酸カリウム(硝石)75%、硫黄10%、木炭15%で混ぜたもの。恐らく世界で最初の火薬で、今でも花火などで使われる。黒色火薬は煙が大量に出るという欠点があるため、銃の発射薬に用いると自分の場所がすぐにばれてしまう。

無煙火薬
従来の黒色火薬が着火時に大量の煙を放出する(有煙火薬)ことに対し、発煙防止のために発明された火薬をいう。ニトログリセリン、ニトロセルロース、ニトログアニジンの3つが基剤となる。

ニトロセルロースは古くは脱脂綿などの繊維を濃硝酸と濃硫酸の混酸によりニトロ化することで製造されていた。ニトロセルロースだけを原料に用いたもの、ニトロセルロースとニトログリセリンを用いたもの、3つの物質を用いたものの3種類に大別できる。それぞれ、シングルベース火薬、ダブルベース火薬、トリプルベース火薬と称される。

ダイナマイト
ノーベルが発明した爆薬。ダイナマイトニトログリセリンを主剤とする爆薬の総称で、アルフレッド・ノーベルが最初に発明したのはニトログリセリンを珪藻土にしみ込ませたものである。現在だは、社団法人火薬学会の規格で6%をこえるニトロゲル(後述のブラスチングゼラチン)を含有する爆薬の総称と規定されている。

TNT
TNTとは2,4,6-トリニトロトルエンの略称である。衝撃や熱に対してきわめて鈍感、毒性が少ない、金属を腐食しない、など優れた特性を持つため、爆薬として広く用いられている。火薬の代表として、核爆弾の威力を表す単位「TNT換算」に使用されている。TNT火薬は前述のとおり衝撃や熱に対し鈍感であるため、導火線では爆発しない、爆発させる時はTNT本体に雷管を埋め込んで起爆させて爆発させる。

ニトログリセリン
ニトログリセリン(nitroglycerin)は示性式 C3H5(ONO2)3 と表される有機化合物。爆薬の一種であり、狭心症治療薬としても用いられる。

加熱や摩擦によって爆発するため、爆薬としてダイナマイトの原料になる。ニトログリセリンは低速爆轟を起こしやすいため、衝撃感度が高く小さな衝撃でも爆発しやすい。そのため、アセトン、水などと混ぜて感度を下げるか、ニトロゲル化して取り扱う。

アジ化鉛
アジ化鉛とは鉛の窒化物で爆薬として使用される。 現在ではDDNPへの移行が進みあまり使用されなくなっているがDDNPに比べて熱に強いため耐熱雷管などには現在でも起爆薬として使用されている。 実際に雷管に使用する場合には着火性を良くする為にトリシネートやテトラセンを混合する。

近年では鉛による環境汚染の問題から忌避されるようになり、使用されなくなりつつある。

DDNP
ジアゾジニトロフェノール (diazodinitrophenol)、略称DDNPはジアゾ化合物に分類される化学物質である。爆薬である。酢酸、アセトン、濃塩酸など多くの溶媒に溶けるが、水には溶けず、常温であれば水中では起爆しない。主に雷管用起爆薬として使われて、他の起爆薬にたいして安全性が高く、威力も大きいので、多用される。発火点180℃。      (参考:Wikipedia「火薬」) 
 

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微生物の99%は未知!「金」などレアメタルをつくる細菌とは?

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「金」などレアメタルを集める細菌
工場排水に含まれる「」や「プラチナ」などの希少金属(レアメタル)を、微生物の「鉄呼吸」を利用して回収する方法を、大阪府立大の小西康裕教授らが開発した。

従来の方法では水溶液に電流を流して化学反応を起こさせるなど、煩雑な工程が必要だった。「鉄呼吸」を利用する方法では、レアメタルの濃度が低くても回収でき、時間も短く作業も簡略化できる。

具体的には、200ppmの金イオンが溶けた水溶液の実験では、30分でほぼ全量の金を回収できた。同じ濃度の排水1トンならば、200グラムの金を回収できる計算だ。また金のほか、プラチナや、パラジウム、ロジウムの計4種類が回収できた。

99%の微生物のはたらきは未知
微生物のはたらきは、まだまだわかっていないものが多い。私たちは現在、食品や医薬品産業を中心に、多種・多様な微生物を利用しているが、これらは自然界に存在する全微生物の1%にも満たない。残りの99%の微生物は自然界に存在するものの、分離する方法がわからずほとんど手つかずのままである。

細菌発見された深海の微生物の中には、高温・高圧で光や酸素もないところで、硫化水素を利用して有機物をつくる「化学合成細菌」がいた。また地中からは二酸化炭素を利用してメタンを生成する「メタン細菌」が話題になった。そして今回は「」を集める細菌である。微生物の可能性はすごいものだ。

いったいレアメタルを集める微生物のしくみはどうなっているのだろうか?

金属を集める「鉄呼吸」のしくみ
こう考えると難しそうだが、実は世界中の鉄鉱石をつくったのも微生物であることがわかっている。約35億年前、地球の海の中に光合成を行う「ストロマトライト」があらわれ、大気中の酸素濃度が増え始めた。この時海中には鉄 Fe2+ が溶けていたが空気中の酸素で酸化され(電子を奪って)Fe3+ に変えた。

このはたらき「鉄呼吸」を行ったのが「鉄細菌」であった。Fe3+ は水に対する溶解性に乏しいため水酸化第二鉄Fe(OH)3として、海水から析出し沈殿する。水酸化第二鉄が脱水すると赤鉄鉱Fe2O3となる。こうして長い年月をかけて、現在の鉄鉱石の鉱脈ができたといわれる。今回は「鉄細菌」の「鉄呼吸」を他の金属に応用したのだ。

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レアメタル回収に微生物 「鉄呼吸」活用、割安お手軽


還元細菌の断面。金の粒子が細胞の膜の間に取り込まれている=小西教授提供

工場排水に含まれる金やプラチナなどの希少金属(レアメタル)を、微生物の「呼吸」を利用して回収する方法を、小西康裕・大阪府立大教授らが開発した。従来の方法より作業時間が短く、費用も少なくて済むという。企業にも共同研究を呼びかけ、実用化をめざす。

希少金属は、パソコンや携帯電話に不可欠だが、埋蔵量が少なく、価格が高騰している。

小西さんらは、海や川にすむシワネラ・オネイデンシスとシワネラ・アルジェという微生物のユニークな性質に着目した。これらの生物は呼吸の際、酸素の代わりに泥の中の鉄イオンを取り入れ、別の鉄イオンにして体外に出す性質をもつ。

この「鉄呼吸」をレアメタルの回収に活用できないか研究を進め、鉄の代わりにレアメタルのイオンを取り込み、体内で金属粒子に戻させることに成功した。200ppmの金イオンが溶けた水溶液の実験では、30分でほぼ全量の金を回収できた。同じ濃度の排水1トンならば、200グラムの金を回収できる計算だ。

金のほか、プラチナや、排ガス浄化用の触媒に使われるパラジウム、ロジウムの計4種類が回収できた。

排水からレアメタルを回収する手法はいくつかあるが、大半は、水溶液に電流を流して化学反応を起こさせるなど、煩雑な工程が必要だ。「鉄呼吸」を利用する方法では、レアメタルの濃度が低くても回収でき、時間も短く、作業も簡略化できるという。

金属工場の排水には、鉱石の精錬作業で取りきれなかったレアメタルが多く含まれている。

小西教授は「基礎技術はほぼ確立できた。排水の中で微生物が流出しない工夫を進め、実際に工場で利用できるようにしたい」と話す。(asahi.com 2008年11月10日)
 

古細菌の生物学

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生活習慣を見直そう!朝の光でつくる快眠物質「メラトニン」とは?

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「基本的生活習慣」は大切
東海大学体育学部・小澤治夫教授の講演を聞く機会があった。演題は「学力・体力・気力の向上は生活習慣の立て直しから」。内容は「生活習慣」の大切さを訴えたものだが、全国の小・中学生にアンケートをとり、その結果から生活習慣を自己管理する「ライフマネジメント」の大切さをわかりやすく教えてくれた。

具体的には、まず「朝食」。朝食を食べない生徒が増えている。朝食を食べない生徒は1日を通して体温が低い。体温が低いと意欲がわかず、学力も体力も低くなる。アンケートによると体力がない生徒は、シャワーを浴びるけど風呂に入らない夜の外出が多く、就寝時間が遅く(1時〜2時)、朝食の欠食率が高い、毎日の排便がないなど、すべてに相関関係があるということがわかった。

「心・技・体」の「心」は?
小澤氏の講演は、自ら体力を自慢するだけあって、パワーがあふれていたし、アンケートをもとにしていたので説得力があった。基本的生活習慣の大切さを、改めて教えられた。ただ、物足りないなと思ったのは「心」からのアプローチが皆無であったことである。

氏のいう「風車理論」では、朝早い目覚め→朝食をしっかり→毎日排便→体調良好→授業・部活に意欲→力を出し切る→夕食をしっかり→心地よい疲労→十分な睡眠→朝早い目覚めとなる。その通りである。サルでもこの通り生活すれば健康に生活できる。昔の修身の教科書のようだ。夜勤の人はどうなるのだろう?

そこに「」はない。やはり人間なのだから、自分の心の意志でこの「風車」を動かしたいものだ。それには生き甲斐であり、自己使命感であり、感謝・反省をし、他から大いなる力を借りるということもある。「生活習慣」はもちろん大切な要素ではあるが、「他にも大切な要素がある」ということは述べておきたい。

ところで講演で「メラトニン」という言葉を聞いた。この物質、体内でつくられ、心地よい睡眠をとるために必要なんだそうだが、どんな物質であろう。

快眠物質「メラトニン」とは?
メラトニンは脳の松果腺から分泌されるホルモン。ヒトにおけるメラトニンの血液中濃度は昼に低く夜に高いリズムを示し、睡眠と関連している。脳の松果体の他、植物などにもごく微量であれば見出される。また、化学合成で製造できる。 抗酸化物質として働き体内の酸化を押さえるはたらきもある。

朝起きて光を浴びることが重要。光を浴びてから14〜16時間後に分泌され、体温を下げ、しだいに眠気を誘う作用がある。日中に太陽光を十分に浴びないと、夜にメラトニンは分泌されにくく、眠りづらくなる。

快眠のために「早起き-早寝早起き」?
よくある失敗が、いきなり早寝をして早起きすること。メラトニンが分泌される時間は決まっており、その日の朝に起きた時刻で眠りに入る時間が決まる。いつも午前7時に起きている人は午後10時ごろ眠たくなるのが普通。早起きの必要がある日は、前日に早起きすれば早く眠れる
 
寝つけないからといって、お酒を飲む人も多い。アルコールは確かに寝つきをよくするが、早朝に覚醒作用が働いて睡眠が浅くなる。頻繁にトイレに行きたくなることもあって(利尿作用)睡眠の質は低下する。日中も30分ほどでいいので外へ出た方がよい。曇り空でも、夜になってメラトニンが増えてくる。

現代人は夜、テレビやコンビニエンスストアの照明など、明るい光に囲まれて暮らしている。夜の強い光は、逆にメラトニンの分泌が妨げられる。

参考 Wikipedia「メラトニン」・朝日新聞「快眠生活 10/18/・10/25・11/1」 
 

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「歳差運動」 黄道12星座と星占いの星座はなぜ違う?

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黄道と黄道12星座
黄道とは天球上の太陽の見かけの通り道のこと。黄道の読み方はこうどう、おうどうどちらでもよい。

太陽は昼間は見えないが、ある星座の前を横切るように移動している。昼間でも星が出ているというのは、皆既日食の時にわかる。

太陽はどんな星座を移動するのだろう?それが星占いでおなじみの黄道12星座である。つまり、いて座、やぎ座、みずがめ座、うお座、おひつじ座、おうし座、ふたご座、かに座、しし座、おとめ座、てんびん座、さそり座である。

太陽はこれらの星座を1年かけてゆったり移動する。星座を通る時期は1月1日にはいて座、2月1日にはやぎ座、3月1日はみずがめ座、4月1日うお座、5月1日おひつじ座、6月1日おうし座、7月1日ふたご座、8月1日かに座、9月1日しし座、10月1日おとめ座、11月1日てんびん座、12月1日さそり座である。

黄道12星座と星占いの星座の違い
この星座を通過する日付を見ると星占いの日付と違うことに気がつく。この理由は何だろう?

星占いの星座の日付は次の通りである。いて座(11/22〜12/21)、やぎ座(12/22〜1/19)、みずがめ座(1/20〜2/18)、うお座(2/19〜3/20)、おひつじ座(3/21〜4/19)、おうし座(4/20〜5/20)、ふたご座(5/21〜6/21)、かに座(6/22〜7/22)、しし座(7/23〜8/22)、おとめ座(8/23〜9/22)、てんびん座(9/23〜10/23)、さそり座(10/24〜11/21)。 
 
正解は地球が歳差運動をしているからである。歳差運動とは何だろう?

歳差運動とはコマの首振り
歳差運動とは地軸の首振り運動のことで、コマの首振り運動に似ている。地球は地軸を中心に、単に西から東に回転しているだけでなく、地軸自体も円を描きながら回転している。この動きはゆっくりしているのでふだんは気づかない。約25800年に1回という遅さである。

歳差運動があると具体的に何が違うのだろうか?

古代ギリシャと現代日本の星空比較
現在の星占いの12星座が固定したのは古代ギリシアの時代、紀元前250年ころであったと考えられている。そのころの星座を想像してみよう。紀元前250年1月1日の元日。真夜中に南の空を見上げるとやぎ座が南中している。このとき、いて座は南から西に30°の方向に見える。

ところが現代日本、2008年1月1日になると様子が一変する。真夜中、南の空にはいて座が南中しており、やぎ座は南から30°東に輝いて見える。

これが歳差運動で起きる現象である。25800年に360°とは、約72年に1°という小さな変化である。よく気がついたなと思うが、何と紀元前150年にはわかっていた。それほど昔の天文学者は毎日、正確に天体を観測していたのだ。

天文学(占星術)の始まり
古代の天文学は現在の天体観測を中心とした天文学と違って、生活のバイオリズムを計る星占い(占星術)と“混然一体”となっていた。天文学は現在のイラクにあたる、チグリス川とユーフラテス川の間のメソポタミアで生まれた。

歴史では今から約11000年前ごろから、この地で農耕が始まったとされる。農耕とともに暦が発達。紀元前3500年前ごろにメソポタミア文明が始まり、暦は太陰太陽暦を用い、1週間を7日(七曜)とした。暦と共に天文学(占星術)も発達。メソポタミアの遺跡からは、黄道12星座を記したものが発見されており、黄道12星座の原型はこのころつくられたと考えられている。

この星座は古代エジプトを通じて古代ギリシアに伝わり、ギリシア人たちは自分たちの神話体系にこれを取り入れるとともに、自分たちでもさらに新しい星座を設定した。

歳差運動の発見
歳差運動を最初に発見したのは、紀元前150年頃のギリシャの天文学者ヒッパルコスである。彼は黄経180度・黄緯0度にほぼに近い位置にあるおとめ座のスピカを使い、皆既月食の時に月とスピカの角距離を測った。

日食や月食は黄道と白道の交点でしか起こらないので、日食・月食時の月や太陽は必ず黄道上にいる。従ってこの時のスピカとの角距離は、そのままスピカと月または太陽との黄経の差になる。ヒッパルコスはこの黄経の差を、彼の時代より約150年前のティモカリスが作った星表と比較して、黄経の値が変わっていることを発見した。

現在では地球の地軸がコマの首振り運動のような回転をしているために春分点・秋分点が黄道に沿って少しずつ西向きに移動する現象が起きていることがわかっており、このことを指して歳差(さいさ)と呼ぶ。この歳差の周期は約25800年である。(出典:Wikipedia)
 

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日本人初!ママさん宇宙飛行士 山崎直子さん2010年宇宙へ

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ママさん宇宙飛行士 家庭と宇宙両立
初のママさん宇宙飛行士・山崎直子さんのスペースシャトル搭乗が決まった。宇宙飛行士になってから9年目、地上で他の宇宙飛行士のサポートをしながらチャンスをうかがってきた。

宇宙飛行士という危険な仕事を選びながら、結婚・出産を経験し、子育て家事、訓練の両立に成功。ついに念願がかなった。もちろんまわりの方達の手助けもあったと思うが、人間の可能性を広げる勇気ある選択であるし、素晴らしいことだと思う。

予定では再来年の2010年2月に打ち上げる、米スペースシャトル「アトランティス」に搭乗する。宇宙機構の日本人飛行士として飛び立つのは、毛利衛、向井千秋、若田光一、土井隆雄、野口聡一、星出彰彦の各飛行士に続く7人目。日本人女性としては、向井さんに続き2人目となる。

山崎直子宇宙飛行士について
山崎さんは70年生まれ、千葉県出身。東大大学院で航空宇宙工学を学んだ後、宇宙開発事業団(現・宇宙機構)に就職、日本の宇宙実験棟「きぼう」の開発にも従事した。99年にISSに滞在する日本人宇宙飛行士の候補に選ばれ、2006年2月には、米航空宇宙局(NASA)のスペースシャトルの搭乗運用技術者(MS)にも認定されていた。

宇宙飛行士候補に選ばれてから9年。その間に結婚、出産を経験した。長女優希ちゃん(6)は、「こんどはママが乗るんだね。おめでとう」と祝福してくれた。「育児、家庭、仕事……大変だったときもあったし、これからもそれが続く。一度にすべてのことはできないので、優先度を考えてうまくやりくりしたい。試行錯誤です」

予定では2010年2月打ち上げ、国際宇宙ステーション(ISS)に約14日間滞在し、ISS建設の最終段階に立ち会う。国際宇宙ステーション(ISS)で長期滞在を予定している野口聡一さん(43)と宇宙で会うことになる。さらに訓練に磨きをかけて、元気な姿で無事に帰ってきてほしい。

山崎直子宇宙飛行士のフライトミッションとは?
フライトミッション(STS-131/19A)とは、国際宇宙ステーション(ISS)組立てミッションの一つで、補給物資(実験ラック1台、クルー備品など)を搭載した多目的補給モジュールを輸送し、ISSへ取り付けた後、これらの補給物資をISS内に搬入し、回収物資(ESAペイロードなど)を同モジュールで地上に持ち帰る予定。

具体的な山崎宇宙飛行士の役割は、ロボットアーム操作技術など、各クルーの技量や経験を踏まえ、今後決定する。

2010年完成予定「国際宇宙ステーション(ISS)」とは?
国際宇宙ステーションは、地上から約400km上空に建設される巨大な有人施設。1周約90分というスピードで地球の周りを回りながら、地球や天体の観測、そして実験・研究などを行う。完成後は、10年間以上使用する予定。

宇宙ステーションの主な目的は、宇宙だけの特殊な環境を利用したさまざまな実験や研究を長期間行える場所を確保し、そこで得られた成果を活かして科学・技術をより一層進歩させること、そして、地上の生活や産業に役立てていくことにある。

さまざまな機能を持つ国際宇宙ステーションは、構成パーツ(部分)を40数回に分けて打ち上げ、宇宙空間で段階的に組み立てていく。打ち上げに使われるのは、ロケットやスペースシャトルなど。組み立ては「ロボットアーム」の操作や、宇宙飛行士の船外活動(宇宙空間に出て作業すること)によって行われる。

最初の構成パーツ”FGB”は1998年11月20日にロシアのバイコヌール宇宙基地から打ち上げられ、宇宙ステーションの建設がついに始まった。宇宙ステーションが完成するのは2010年の予定。(出典:JAXA) 

関連するニュース
山崎直子さん、2010年に宇宙へ 日本人女性2人目


宇宙航空研究開発機構は11日、2010年2月に打ち上げられる予定のスペースシャトル・アトランティスに宇宙飛行士の山崎直子さん(37)が搭乗すると発表した。国際宇宙ステーション(ISS)に約14日間滞在し、ISS建設の最終段階に立ち会う。

宇宙機構の日本人飛行士として宇宙に飛び立つのは、毛利衛、向井千秋、若田光一、土井隆雄、野口聡一、星出彰彦の各飛行士に続く7人目。日本人女性としては、向井さんに続き2人目となる。

山崎さんは70年生まれ、千葉県出身。99年にISSに滞在する日本人宇宙飛行士の候補に選ばれた。2006年2月には、米航空宇宙局(NASA)のスペースシャトルの搭乗運用技術者(MS)にも認定されていた。(asahi.com 2008年11月11日)  

参考HP JAXA 宇宙飛行士 → http://iss.jaxa.jp/astro/yamazaki/index.html

 

英語が苦手なヒトのためのNASAハンドブック サイトの使い方から宇宙・航空機関連の貴重な画像の探し方まで (サイエンス・アイ新書 63)
大崎 誠,田中 拓也
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「ファイトレメディエーション」「バイオレメディエーション」とは何か?

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海水でも育つ植物?
驚いたことに海水程度の塩水でも育つ野菜がある。それは何だろう?  

正解はアイスプラント。アイスプラントは塩味のする新野菜として、近年、佐賀県を中心に栽培されている。ハマミズナ科メセンブリアンテマ属の植物。名前の由来は氷ったような植物に見えることから。南アフリカ原産。

耐塩性が高い塩生植物の一つであり、海水と同程度の塩化ナトリウム水溶液中でも水耕栽培が可能である。 さらに、生活環が半年程度と比較的短く、栽培も容易なため植物の耐塩性研究におけるモデル生物と考えられ学術的な注目も高い。塩害で問題になっている土地の、塩分を取り除く植物としても注目されている。

ファイトレメディエーションとは?
このように塩害などに汚染された土壌を、植物や微生物を使って広範囲にわたって浄化することを「ファイトレメディエーション」という。

タバコなどは土壌に含まれるカドミウムなどの重金属を根から吸い上げて葉にためこむ能力が高く、汚染された土壌を広範囲にわたって浄化することができる。

バイオレメディエーションとは?
また重油等で汚染された土地において、その土地に常在する、またはや外来のバクテリアによる重油の分解を促進させるため、窒素や硫黄肥料を施用することにより、 油流出の浄化を図るような場合がある。

このように植物や、菌類・微生物に限らず、生物のつくる酵素なども使って、土壌を浄化することをまとめて「バイオレメディエーション」という。

植物には他にも不思議な性質を持つものがある。

不思議な植物の超能力
ハーブなどの薬用植物は、口に入れると苦みや、辛みを感じる植物がある。これらの植物が持つ成分は、動物などに食べられないよう身につけたもの。このような特殊な成分を持つ植物は自分の身を守ることができるため、進化の過程で有利であったという説もある。

ある植物は虫に食べられることでその虫の天敵を呼び寄せる“におい物質”を出すものがいることも分かり、その物質で農薬をできるだけ使わずに害虫を駆除しようという試みも始まっている。

エネルギーや食糧問題に応用
エネルギーや食糧などの問題を解決する手段として、いま植物が持つ能力に注目が集まっている。

海中で光合成を行っている海藻の能力に注目し、海苔の光合成の遺伝子を他の植物に組み込んで光合成の能力を高め、二酸化炭素の吸収量を増やすことで温暖化対策に役立てようという研究も進んでいる。

さらに、植物の細胞壁にあるセルロースという成分を使い、環境に負荷が少なくて丈夫な素材、「植物性プラスチック」が開発されるなど、最新のバイオテクノロジーで植物から新たな素材を生み出している。

バイオレメディエーションとは? バイオレメディエーション(bioremediation)は微生物や菌類や植物、あるいはそれらの酵素を用いて有害物質で汚染された自然環境(土壌汚染の状態)を、有害物質を含まない元の状態に戻す処理のことである。  

バイオレメディエーションの典型例は、劣化した有機塩素化合物のような特定の土壌汚染物質を、微生物によって処理するような場合である。より一般的なアプローチの例としては、重油等で汚染された土地において、その土地に常在する、またはや外来のバクテリアによる重油の分解を促進させるため、窒素や硫黄肥料を施用することにより、 油流出の浄化を図るような場合がある。

概要と適用
自然界で作用しているバイオレメディエーションファイトレメディエーション(Phytoremediation)は何世紀にも渡り利用されてきた。例えばファイトレメディエーションによる農地の塩分除去などは古くから行われてきた方法である。 微生物を用いたバイオレメディエーション技術はGeorge M. Robinsonにより初めて包括的に紹介された。彼はカリフォルニア州サンタマリアの石油エンジニア助手であった。彼は1960年代の空き時間を汚らしい壺や様々な微生物の混合物と過ごした。

バイオレメディエーション技術は一般に現場型と 施設型に分類できる。 現場型バイオレメディエーションはその場所における汚染された物質の処理を指し、原位置浄化と呼ばれる。一方施設型は別の場所で処理するために汚染された物質を除去するものを指す。バイオレメディエーション技術の例としてはバイオベンティング, landfarming, バイオリアクター, 堆肥化, bioaugmentation, ファイトレメディエーション, biostimulationなどがある。(出典:Wikipedia)

 

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11月の天体観測 立冬 西に「木星と金星」東に「オリオン座」 

ニュースで学ぶサイエンス!このブログでは、最新科学情報をくわしく調べ、やさしく解説!科学がわかります。
11月7日立冬
今日は寒かった。気がつけば立冬が過ぎていた。立冬は11月7日。二十四節気の1つ。初めて冬の気配が現われてくる日。暦便覧では、「冬の気立ち始めて、いよいよ冷ゆれば也」と説明している。暦の上では、この日から立春の前日までが冬となる。

この日、驚いたことに沖縄では30度を超える真夏日になった。沖縄気象台によると、那覇市で最高気温が30.8度、伊是名村で31.1度を記録するなど、各地で2日連続の「真夏日」となった。那覇市の最高気温は1927年の統計開始以来、11月としては過去最高。平年より5.4度高く、8月下旬並みの陽気となった。沖縄に住みたくなった。

木星と金星を見よう
寒くなって美しくなるのが夜空。だんだんと空気が乾燥してくると、光をさえぎる水蒸気が少なくなって、澄み切った空に美しい星が観察できる。11月になると冬の代表的な星座「オリオン座」が東の空にのぼってくる。

日没後しばらくたって空が暗くなってきた頃、南西の空に明るく輝く星が2つあることに気がつく。低い位置でとても明るく輝く星は、「宵の明星」金星で、明るさはマイナス4等。金星よりも少し空の高い位置に見えるのが太陽系最大の惑星「木星」。金星に比べると少し暗めですが、明るさはマイナス2等台。金星は11月下旬には、日没30分後の高度が20度を超え、もっと見やすくなる。

11月の上旬には「おうし座流星群」が極大、巨大な流星が見られるかもしれない。おうし座流星群(おうし群)は、エンケ彗星の残した星屑が地球に落ちてきたもの。この残骸は大きいので大きな火球を飛ばす。活動は10月半ばから11月末までの長期に及び、11月上旬頃に最も出現数が多くなる。しかし、出現数はあまり多くなく、1時価に数個〜10個ぐらい。

11月の主な天文現象
上旬 この頃おうし座流星群が極大
2日 海王星が留
3日 文化の日
6日 上弦
7日 立冬(太陽黄経225度)
13日 満月
17日 この頃しし座γ流星群が極大 (近年の活動はほぼ終息した)
20日 下弦
22日 小雪(太陽黄経240度)
23日 勤労感謝の日
26日 水星が外合
28日 新月 天王星が留  

参考HP 国立天文台 ほしぞら情報 
 → 
http://www.nao.ac.jp/hoshizora/index.html
 

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