環境工学

https://www.fedu.uec.ac.jp/ee

************* 主題および達成目標 (Topic and Goals) *************

東北地方での津波と原発事故により「環境」と「エネルギー」「科学技術」に対する国民意識は劇的に変わった。それまでは、基本7公害の脱却から始まった国内法規の整備、国際条約締結といった社会生活からの側面と、環境に対する科学技術への期待と根本的な意識改革の面からの環境が大半であった。しかし現在、科学技術自体に向けられる懐疑の目を意識せざるを得ない。
この講義では、1)身の回りの「環境」に対する法規、ISO14001規格をはじめとして、2)環境問題の矛盾や疑問点、3)エネルギー消費社会に対する科学的な解析、資源、エネルギーに立脚した各種技術の学習とそれらの総合的な理解を主題とする。熱力学の内容も学習する。省エネルギーや、カーボンニュートラル(低炭素・脱炭素化)に向けたこれからの環境について、例えば太陽エネルギーで水から水素へとエネルギー変換するクリーンエネルギーサイクルを考えるように、環境改善に結びつく科学技術を資源とエネルギー両面から考察し、実際に社会生活にあてはめて考えていくことできるようになるのが達成目標である。

The Tohoku region's tsunami and nuclear accident significantly impacted public awareness of "environment," "energy," and "science and technology." Previously, environmental concerns primarily focused on social aspects, such as national laws and regulations (starting with eliminating the "basic seven pollutants") and public expectations regarding environmental science and technology. However, the recent events have caused skepticism towards these fields.
This course will explore: (1) Laws and regulations concerning the environment, including the ISO 14001 standard. (2) Contradictions and questions surrounding environmental issues. (3) A comprehensive analysis of energy consumption, resources, and various energy-related technologies, including some basic thermodynamics principles. The course aims to equip students with the ability to: (1) Analyze the environment and environmental improvement practices (both resource and energy perspectives) through a critical lens of science and technology. (2) Apply this knowledge to real-world scenarios, like considering how solar energy can be used to create hydrogen for a more energy-efficient and carbon-neutral society.

「化学熱力学」:物質の性質、変化を例えばスペクトルのようにエネルギー変化で考えることが必要。

Chemical Thermodynamics: It is necessary to consider the properties and changes of substances in terms of energy changes, such as through the use of spectroscopy.

事前知識を必要としないが、できれば、固体物理学、半導体工学と化学熱力学に興味と関心を抱いていること。

Prior knowledge is not required, but an interest in and curiosity about solid-state physics, semiconductor engineering, and chemical thermodynamics is helpful.

環境の課題をレポートとして提出してもらい、内容に関しての討論を行う。
授業の進め方は、原則として毎回PPTを用いて講義し、必要に応じプリントを配布する。

Students will submit reports on environmental issues, and the content of the reports will be discussed. The class will be conducted using PPT presentations every time, and handouts will be distributed as needed.

************* 授業の実施形式について(Classes) *************

※講義の資料を閲覧するには、Wifiへ接続できるノートPCなどを持参してください。
Note: Please bring a laptop PC that can access WiFi to class.

授業の形式は、基本的に、Choo(7回)と宮下(7回)となる。
講義は対面でおこないますが、必要時に授業がオンラインやオンデマンドで行うこともある。

In general, the classes will be Choo (7 classes) and Miyashita (7 classes), respectively.
Depending on student requests and the need, classes may be held online or on demand.

************* 講義予定は以下の通り(Course Schedule)*************

第1回: 導入・概要説明(Introduction)- 宮下、Choo
第2回: 環境関連法規(Environment and related laws)- Choo
第3回: 社会経済と環境(Social economy and environment)- Choo
第4回: 地球環境における科学と汚染(Global environment and pollution)- Choo
第5回: 二酸化炭素CO2と環境 1(Carbon dioxide and environment 1)- Choo
第6回: 二酸化炭素CO2と環境 2(Carbon dioxide and environment 2)- Choo
第7回: エネルギーと環境(Energy and Environment)- Choo
第8回: 原子力(核分裂と核融合)エネルギー(Fission and Fusion energy)- Choo
第9回: 二酸化炭素の回収と貯蔵技術 (Carbon capture and storage technologies)-宮下
第10回: エネルギー変換・省エネルギーデザイン(Energy conversion and Energy saving designs) - 宮下
第11回: 再生可能エネルギー 1(Introduction to renewable energies-Part 1)- 宮下
第12回: 再生可能エネルギー 2 (Introduction to renewable energies-Part 2) - 宮下
第13回: 水資源と汚水処理技術(Water resources and wastewater treatment technologies)- 宮下
第14回: サステナブル社会の開発に向けた工学 (Engineering for the development of a sustainable society) - 宮下
第15回: 最終レポート(Final Report)

※授業の進行によって変更することもあります。
*Subject to change depending on the progress of the class.

*講義時間以外の学習としては、PPTを公開するので復習に活用すること。
*大学の内外、自分の住んでいる町、社会、など日夜生活を送っている中で、「環境」という言葉が対象となる事象は、身の回りに様々存在するはずです。きっかけを大事にして「科学技術」「工学」を「環境」の切り口で考えてみてください。興味を持って自ら調べていくうちに「学習」ができているはずです。マスコミやインターネットで検索した報道を安易に鵜呑みでなく、つぶさに、そして批判的に検証し、「本物」の情報を見極めるように努力してください。間違った知識が氾濫する中で、更に偽者を増幅することのないように。

* The lecture slides (PPT) will also be available for your review.
* Throughout your daily life, both on and off campus, you'll encounter countless environmental issues. Consider how "science and technology" and "engineering" can contribute to addressing these challenges. As your interest grows, research these topics to deepen your understanding. Be critical of information you encounter in the mass media or online. Don't simply believe everything you read. Instead, examine reports closely and critically to identify reliable sources. Resist the temptation to accept incorrect information, as it only amplifies false narratives.

毎回の授業のクイズ・課題(60%)を課します。
講義後に行う発表かレポート(40%)評価の合計で成績を評価します。
※出席が授業回数の70%に達することを前提条件としている。
※必要に応じて試験を行う。

以下の理解を持って合格の最低基準とします。
(1) 環境が資源、特にエネルギーと密接に関連すること。
(2) 環境保全最優先の理念に基づく考え方で技術と環境の考察ができること
(3) 環境技術の幾つかを説明できること
(4) クリーンなエネルギーなどと水の重要性が理解できること。
(5) 研究・開発者に要する(基礎的)問題発見能力、情報活用能力、解析・解釈能力が十分涵養されたこと。

Grading:
- Quizzes and assignments for each class will constitute 60% of your grade.
- Grades will be based on the sum of the presentation or report evaluation given after the lecture (40%).

Attendance:
- Regular attendance is required to reach 70% of the class sessions.

Examinations:
- Examinations may be administered at the instructor's discretion.

Minimum Criteria for Passing:
- A clear understanding of the following is essential for passing the course: The close relationship between the environment and resources, particularly energy.
- The ability to critically evaluate technology and its environmental impact, prioritizing environmental preservation.
- An ability to explain several examples of environmental technologies.
- An understanding of the importance of clean energy, water, and other environmental resources.
- Sufficiently developed (basic) skills in problem-finding, information utilization, analysis, and interpretation, as required for researchers and developers.

相談のある場合は、電子メ-ルなどで事前にアポイントを取ってください。

Please schedule an appointment in advance by email or phone if you have any questions or concerns.

環境に対する考え方をテーマにしたい。科学的、技術的な側面を中心にして、社会的な側面によりシフトした考え方を重視した、下手をすると、技術的、エネルギー的には後向きと取られる配慮をすべき時代になっていると思います。本当に価値ある高価格の代物が「環境」には必要なのです。価値の低いものを高価格で騒ぎ立てていたバブルのつけをどうやってはねのけるか。科学技術でどこまでカバーできるか。これが21世紀の重要なテーマの1つです。

安きに走るとツケが回って来て、高い買い物になることが良くわかります。自分勝手な生活が自分のみならず、他人、社会、地球にツケをまわすことになり、必ず代償を求められることになるのです。「他人」の自分勝手の代償を払わされる時代に入っています。身の回りの身近な環境改善技術について考える機会に是非なって欲しいと希望します。

The Need for a Shift in Environmental Thinking, specifically focusing on the need to balance scientific and technological solutions with consideration for the social aspects. While advancements in these areas are crucial, neglecting the social dimension could be misinterpreted as a regression in technology and energy use. Truly valuable and cost-effective solutions are essential for environmental protection. How can we overcome the "bubble economy" mentality, where low-value items were inflated in price? To what extent can science and technology contribute to addressing environmental challenges? These are crucial questions for the 21st century.

As the saying goes, "you get what you pay for." Similarly, a life focused on personal gain ultimately comes at a cost – not only for ourselves, but for others, society, and the environment. We are entering an era where we will face the consequences of past selfishness, not just our own but also that of others. This is a time to embrace responsibility. I encourage you to explore readily available environmental technologies that can make a positive impact in your daily life.

By working together, we can build a more sustainable future for ourselves and for generations to come.

理系内容を中心とし、環境法規、ISOなど文系にも通用する内容を扱います。理系内容は、情報理工学域で必須の概念である物理学、半導体工学や熱力学の知識を使って環境問題を考えていきます。その際に実際にエントロピー、エンタルピーの意味が理解できるはずです。

This course focuses on scientific concepts, but also covers topics relevant to humanities, such as environmental regulations and ISO standards. In the scientific component, we will use concepts essential to the field of information and engineering, such as physics, semiconductor engineering, and thermodynamics, to examine environmental issues. Through this process, you will gain a true understanding of the concepts of Entropy and Enthalpy.