環境科学

https://qpcrbk.es.uec.ac.jp

■主題
エネルギー問題と環境問題を適切に理解し、科学・技術の知識を使って真に有効な対策をもたらす方向性や未来の技術について学ぶ。分子科学の基本原理や測定法への意識が身につき、電子機器や材料・エネルギー開発における着眼点が分かる。

■達成目標
エネルギー問題と環境問題を科学的に理解できるようになること。
1. エネルギーを生み出す方法として、化石燃料や燃料電池における化学反応、核反応、太陽光や水風力などの自然エネルギーによる方法を知り、環境汚染について理解を深める。
2. 環境を守るためのあたらしい技術を、社会的な側面に照らし合わせながら、研究者や技術者として役立つように具体的に理解すること。

特になし

高校の物理と化学

■教科書
「現代の化学環境学」 御園生誠, 裳華房 (2017).
「環境年表」国立天文台編, 丸善.

■参考書
「分子科学者がやさしく解説する地球温暖化Q&A 181」 中田宗隆著, 丸善(2024).
「環境科学の基礎」 第2版, 岡本著, 東京電機大学出版局(2011).
「地球環境テキストブック 環境科学」 吉原著, オーム社(2011).
「化学―物質・エネルギー・環境」 第4版, 浅野, 荒川, 菊川 共著, 学術図書(2008).

板書を中心として教科書と補助的な資料を用いて進める。
配布資料は各自で2穴ファイル等に綴じて下さい(画面で見るのではなく)。
1. 現代の環境問題
2. 背景
3. 環境問題の考え方
4. 大気
5. 土地・水
6. 生活圏
7. エネルギー資源(1次エネルギー、2次エネルギー)
8. エネルギー資源(化石エネルギー、再生可能エネルギー、原子力)
9. 材料資源(有機系、プラスチック、合成繊維)
10. 材料資源(バイオマス系、金属系、無機系、希少元素)
11. グリーン化学
12. 化学物質
13. 廃棄物処理(循環型社会、再資源化)
14. 環境触媒(排ガス、光触媒、水処理、膜分離)
15. 地球温暖化対策(低炭素化、エネルギー効率、コスト)

担当教員は物理化の専門家である。分子やその集合体に関する実験と、分子軌道に関わる理論計算(分子シミュレーション)を日常的に行い、化学反応と反応生成物、触媒や電池などの機能材料を研究している。真空装置や電子機器に関する専門知識を使うため、ナノテクノロジーなどの産業分野にも関わっている。研究者としては、研究成果を論文雑誌や学会に発表することが実務経験といえる。原子や分子を扱う化学者としての実務経験を活かしながら環境科学を紹介する。

講義でノートをとって要点を抑え、さらに理解するために教科書を利用する。分からない点や説明が足りないと感じる部分は、図書館を利用するなどして調べたり、知人や教員に相談したりして解決する。

■評価方法
授業内演習、期末試験をもとに、以下の配点で総合的に評価する。

成績評価(100%) = 授業内演習(30%)+ 期末試験(70%)

■評価基準
・大気圏、土壌、水圏の特徴と相互関係について説明できる
・エネルギー資源について統計をもとに科学的な判断ができる
・材料資源の種類や循環を説明できる
・環境科学の現在と将来について自分なりの展望を述べることができる

東1号館 1階 113号室、月曜5限。この時間に都合が付かない場合でも、質問等にはできる限り相談に応じますので、気軽にお訪ねください。

環境科学は新しい学問分野であり、新しい成長産業(電気・水素自動車、情報)や政策・経済(炭素税、SDGsなど)につながっているといえる。化学はこれまでにプラスチックなどの石油製品や肥料の合成などを可能にし、私たちの世界を豊かにした。そして21世紀では、エネルギー資源の枯渇や私たち自身を脅かす環境問題の解決のため、新たな期待と責任を担う見込みである。例えば、化学の力で太陽電池、燃料電池、発光ダイオード(LED)などを開発し、エネルギー問題に具体的な対策を示している。また、地球温暖化や環境汚染の問題に対しては、物質の測定法や化学反応性の知識が中心的役割を担っている。本講義では、様々な物質の個性とその応用を俯瞰しながら、現代の環境問題に対する化学の役割を考える。

ギリシャ時代から発展してきた化学は、物質観や哲学に大きな影響を与えてきた。現代でも生命の理解は化学なくしては成り立たず、情報機器や量子技術も化学と強く結びついている。地球上のエネルギー枯渇や環境の問題, 難病の克服などの諸問題に対して, 化学は今後も具体的解決策を与えてゆくと考えられる。