AP Environmental Science · トピック 7
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大気汚染
この都市を見てください。建物は見えません、空気が見えるからです。今、調理火が部屋全体を煙で満たす台所に入ってみてください。今…
英語ナレーション・英語＋中文字幕 burning-in
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.A： 大気汚染物質の発生源と影響を特定せよ。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
大気汚染とは、大気中に存在する有害物質のことです。一次汚染物質は直接排出されます（一酸化炭素、窒素酸化物、二酸化硫黄、微粒子）；二次汚染物質は、大気中の反応によって形成されます（スモッグ中のオゾンなど）。これらの多くは、自動車、発電所、工業施設での化石燃料の燃焼に由来します。
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.B： 光化学スモッグの原因と影響、およびその削減方法を説明せよ。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
光化学スモッグは、自動車の排気に含まれる窒素酸化物や揮発性有機化合物が、日光によって反応し、地表レベルのオゾンを生成することで発生します。晴れて自動車の多い都市で最も深刻であり、肺に害を及ぼします。（地表レベルのオゾンは汚染物質であり、上空の保護層となるオゾン層とは異なります。）
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.C： 温度逆転と汚染との関係を説明せよ。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
温度逆転は、汚染物質を地表近くに閉じ込めます。通常は暖かい空気が上昇して汚染物質を遠ざけますが、逆転層では涼しい空気の上に暖かい空気層が存在し、それを覆い隠します。汚染物質が下部に蓄積し、特に谷部で危険なスモッグ現象を引き起こします。
| English | 日本語 |
|---|---|
| Air pollution/eə pəˈluːʃn/ | 大気汚染 |
| Primary pollutants/ˈpraɪməri pəˈluːtənts/ | 一次汚染物質 |
| secondary pollutants/ˈsekəndəri pəˈluːtənts/ | 二次汚染物質 |
| Photochemical smog/ˌfəʊtəʊˈkemɪkl smɒɡ/ | 光化学スモッグ |
| ozone/ˈəʊzəʊn/ | オゾン |
| thermal inversion/ˈθɜːml ɪnˈvɜːʃn/ | 温度逆転 |
| Particulate matter/pəˈtɪkjʊleɪt ˈmætə/ | 微小粒子状物質 |
| radon/ˈreɪdɒn/ | ラドン |
| asbestos/æsˈbestəs/ | アスベスト |
| catalytic converters/ˌkætəˈlɪtɪk kənˈvɜːtəz/ | 触媒コンバーター |
| scrubbers/ˈskrʌbəz/ | スクラバー（ガス洗浄装置） |
| electrostatic precipitators/ɪˌlektrəʊˈstætɪk prɪˈsɪpɪteɪtəz/ | 静電集塵器 |
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.D： $CO_2$および微粒子の天然発生源を説明せよ。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
化石燃料による大気中$\text{CO}_2$の増加は温室効果を強め、気候を温暖化させます。微粒子（微小な固体・液体粒子、PM2.5およびPM10）は肺の奥深くまで侵入し、呼吸器疾患や心臓病を引き起こし、視界を低下させます。
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-2 | STB-2.E |
|
STB-2.F |
|
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
室内の空気は屋外よりも汚染されていることがあります。一般的な室内汚染物質には、ラドン（地面からの放射性ガス、肺がんのリスク）、一酸化炭素、アスベスト、たばこの煙、カビ、塗料や家具からのVOCsが含まれます。換気と発生源の管理により暴露を減少させることができます。
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.G: 大気汚染物質が排出源でどのように削減されるかを説明すること。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
大気汚染は技術と政策によって削減されます。自動車における触媒コンバーター、煙突におけるスクラブバーおよび静電集塵機、清浄燃料、および排出制限を設定するクリーンエア法のような法律です。化石燃料の使用を削減することが根本原因への対処となります。
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.H: 酸性沈降を説明すること。
学習目標 STB-2.I: 酸性沈降が環境に与える影響を説明すること。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
酸性雨は、二酸化硫黄と窒素酸化物が大気中の水と反応して硫酸と硝酸を生成し、下流の遠くまで降り注ぐことで発生します。湖や土壌を酸性化させ（魚や木々に害を与え）、養分を浸出させ、建造物を腐食させます。$\text{SO}_2$および$\text{NO}_x$の排出を削減することが解決策です。
Acid rain forms when sulfur and nitrogen oxides dissolve into rain, dropping its pH well below the normal ~5.6. Each pH unit down is ten times more acidic.
| English | 日本語 |
|---|---|
| Acid rain/ˈæsɪd reɪn/ | 酸性雨 |
| noise pollution/nɔɪz pəˈluːʃn/ | 騒音汚染 |
| hearing loss/ˈhɪərɪŋ lɒs/ | 難聴 |
| stress/stres/ | 応力 |
| wildlife/ˈwaɪldlaɪf/ | 野生生物 |
持続的な理解 (STB-2)： 人間の活動は、大気に対して物理的、化学的、生物学的な影響を与える。
学習目標 STB-2.J: 騒音汚染を引き起こす人間の活動と、その影響を説明すること。
出典: College Board AP コースおよび試験説明書
騒音汚染とは、環境中に存在する望ましくない、あるいは有害な音を指す。主な発生源は道路交通、航空機、鉄道、産業、建設である。人間において、長時間または大音量の曝露は難聴、ストレス、睡眠不足、血圧上昇を引き起こす。また野生生物にも悪影響を及ぼす：動物がコミュニケーション、航行、配偶者探しに用いる音を覆い隠し、船舶による水中の騒音はクジラやイルカにとって特に有害である。防音壁、低ノイズエンジンと消音器、空港周辺のバッファーゾーンのような土地利用計画によって減少する。
演習例。 通常の雨のpHは約5.6であり、酸性雨のサンプルではpH 3.6となる。pHは10進対数スケールであるため、各単位は水素イオン濃度の$10\times$倍の変化を表す。したがって、pH 3.6は通常雨に対して$10^{(5.6-3.6)}=10^{2}=100$倍酸性である。この百倍もの増加が、酸性雨が葉、土壌、石灰岩を迅速に損傷させる理由である。
一歩ずつ進め、即時チェック付きの問題で学習します。
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