化学物質汚染：原因、結果、例 - 環境

化学汚染は負の効果を引き起こし、その品質を変える化学物質の環境への導入です。汚染物質はそれ自体が有毒であるか、環境内の他の物質と反応してその特性を変化させる可能性があります。

化学汚染物質は、有機および無機起源の固体、液体、および気体である可能性があります。その分野と作用レベルは、その溶解性と反応能力などの多くの要因に依存します。

水の化学汚染。ソース：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Discharge_pipe.jpg

このタイプの汚染は、天然または人工起源の化学物質によって発生する可能性があります。環境の化学汚染に対処する主な関心は、環境への化学物質の人為的寄与に関連しています。

化学汚染源は、国内、商業、輸送、産業、鉱業、農業活動など、さまざまです。

化学物質汚染は、地球上の生命に対する最も深刻な脅威の1つと考えられています。化学汚染物質の多くは野生生物や人間に有毒であり、他の汚染物質は水、空気、土壌の特性を変化させます。

化学汚染によって引き起こされるいくつかのプロセスは、地球温暖化のように非常に深刻です。もう1つの深刻な問題は、環境への重金属の放出です。

水生生物のいないボゴタ川（コロンビア）のストレッチやメキシコ湾のデッドゾーンなど、世界中で多くの化学物質汚染の例があります。

特定の生物群への影響としては、両生類の個体数が減少するケースがあります。別の例は、食品の品質と公衆衛生に対する化学汚染の影響です。

よく知られている例は、日本の水俣湾の魚介類の水銀流出による汚染です。これは、小児神経学的症候群（水俣病）の流行と成人の深刻な症状を引き起こしました。

化学汚染への解決策は多様であり、予防と修復または修復を含みます。予防には、環境に配慮した新しい経済的および社会的開発モデルの実施が必要です。

そのためには、あらゆる形態の化学廃棄物、固形廃棄物、ガス排出、都市および産業廃水を管理する必要があります。

汚染物質の性質や環境に応じて、さまざまな技術的代替手段を使用して化学汚染を改善します。物理的修復は、汚染物質を除去またはブロックするか、化学物質を中和または分解するための化学反応によって適用されます。

特徴

ルイジアナ（米国）の油汚染。出典：米国沿岸警備隊

-化学汚染物質

特定の環境システムの平均化学組成に偏差または変化を引き起こす物質です。この変化は、環境が人間に提供する利点を量的または質的に影響します。

-溶解度

各化学汚染物質は、その溶解度に基づいて特定の媒体に対して優勢な親和性を持っています。たとえば、CO2は主に大気に影響を与えますが、脂肪や有機溶剤に可溶な有機塩素（DDT）は生物に蓄積します。

-汚染物質の性質

ほとんどの農薬、ダイオキシン、炭化水素などの有機化学汚染物質があります。他の化学汚染物質は、重金属の場合と同様に無機物です。同様に、いくつかの汚染物質は、多くの洗剤のように混合した性質を持っています。

化学的特性

各化学汚染物質の作用様式と影響は、その化学特性によって異なります。それらは、それらの親和性および反応能力を決定するそれらの分子構造によって与えられる。

-化学汚染物質の影響

毒性および生物蓄積性

化学的汚染物質は直接毒性があり、細胞、組織、または臓器への影響により、傷害または死亡を引き起こす可能性があります。この効果は累積的である可能性があり、個人および栄養連鎖に沿って発生します（生体内蓄積）。

彼らは生態学的プロセスを変える

一部の汚染物質は、富栄養化を引き起こす有機栄養素などの生態学的プロセスを変化させることにより、その効果を発揮します。藻やバクテリアの人口爆発を引き起こし、水中の酸素含有量に影響を与えるのは、水域の栄養素の増加です。

混合効果

リン酸洗剤などの一部の化学物質は、有毒であり、富栄養化などの生態学的プロセスを誘発することにより、二重の影響を及ぼします。

原因

- 都市

排水

現代の都市は、家庭と職場の両方で無数の化学物質を使用しています。これらのほとんどは、下水システムの廃棄物として、または大気に転用されることになります。

市内のすべての家庭では、洗剤、油、脂肪、消毒剤、および有機性残留物（食品廃棄物や人間の排泄物を含む）を下水に取り入れています。作業場では、プリンターや文房具など、環境に化学物質を与える要素である使い捨てカートリッジも発生しています。

ガーナ沖のプラスチック汚染。ソース：ムンタカ・チャサント

固形廃棄物

都市の中心部、特に過密状態の大都市では、大量のゴミが発生します。これらの廃棄物が適切に管理されていないと、汚染化学物質が環境に混入する可能性があります。

- 交通手段

都市および都市間の交通

自動車はガス、燃料残渣、油脂を環境中に排出します。これらは、大量の二酸化炭素（CO2）と一酸化炭素（CO）、窒素酸化物、二酸化硫黄、鉛、その他の元素を生成します。

一酸化炭素は、少量でも非常に有毒なガスであり、割合が低いと、環境中で酸化されてCO2を形成します。

水生輸送

貨物輸送と漁船は、微量の燃料、石油、有機性廃棄物で水域を汚染しています。タンカーから海に流出する事故は定期的に発生するため、関連する事例は石油の輸送です。

-産業

冶金産業

この産業は、溶解炉で大量のエネルギーを使用し、温室効果ガスを放出しています。さらに、生産廃棄物はその排出物に重金属を寄与します。

織物産業

それはそのプロセスで様々な化学物質を使用し、大量の廃棄物を生成するため、最も汚染された産業の1つです。中国の繊維産業からの排出物から、塩素化アニリン、ペルフルオロオクタン酸、クロロニトロベンゼンなどの製品が検出されています。

これらの物質は水生生物に悪影響を及ぼし、一部は発がん性があります。

製紙業

紙の漂白プロセスは塩素を使用し、ダイオキシン、水銀、およびその他の汚染物質を生成します。

熱電産業

ほとんどのCO2大気汚染は、熱電産業での石炭の燃焼に起因します。このプロセスは、環境水銀および重金属一般の主要な発生源の1つです。

製薬業界

近年、環境中に新しい汚染物質が検出され、新興汚染物質と呼ばれています。これらの中には、人間用と動物の健康に使用される薬物の両方があります。

これらの製品は、製薬業界からの廃棄物、医療廃棄物、または耐用年数が終了した製品として環境に入ります。

-油と副産物

石油生産

従来の石油生産では、化学物質で汚染された、いわゆる掘削または抽出泥が発生します。主な化学汚染物質は、炭化水素と重金属です。

フラッキングや水圧破砕などのガスと残留油の抽出に使用される現代の技術は、特に汚染されています。岩石を溶解して土壌や水を汚染する抽出を促進するために使用される600種類の化学物質。

精製と誘導体

石油精製は、特に炭化水素や重金属によって、プロセス全体を通じて残留物の形で化学汚染を引き起こします。その後、生成された製品も環境を汚染することになります。

-鉱業

鉱業は、水銀やヒ素などの化学汚染物質を使用することにより、環境に最も悪影響を与える活動の1つです。

金鉱採掘

露天掘りの金鉱山では、ヒ素は水圧破砕プロセスと共に使用され、金を岩から分離します。これには、断片化された岩から土壌と水に放出されるヒ素と他の重金属の両方が組み込まれています。

-農業と育種

集中農業

現代の農業は、肥料や農薬などの化学物質を大量に使用しています。適用された肥料の40％以上が植物によって使用されず、水源に浸出されます。

肥料は、亜硝酸塩、硝酸塩、重金属を提供します。たとえば、有機リン酸塩肥料の場合はカドミウムです。農薬に関しては、農業は除草剤、殺虫剤、殺ダニ剤、殺菌剤などのさまざまな汚染化学物質を使用しています。

育種

集中的な動物生産システムは、主に排泄物や動物の残骸などの有機性廃棄物を発生させます。この点で最も汚染されているシステムの1つは豚の生産です。

主な化学汚染物質

-産業および燃焼ガス

二酸化炭素（CO2）

有機物や化石燃料の燃焼の副産物として、また好気性呼吸の過程で生成されます。呼吸と燃焼の両方で、炭素は酸素と反応し、ガスとして放出されます。

有毒ガスではありませんが、大量に含まれると大気に悪影響を及ぼします。成層圏に到達すると、紫外線のフィルタリングに関与するオゾン層（O3）を破壊し、地球温暖化の一因となります。

また、酸性雨の形で水とともに沈殿する炭酸（H2CO3）を生成する光化学反応にさらされます。

二酸化窒素（NO2）および亜酸化窒素（NO）

窒素酸化物（NOx）は、自然（火山噴火）と人工の供給源の両方から生成されます。後者には、化石燃料の燃焼と固形廃棄物の燃焼があります。

対流圏に入ると、窒素酸化物は水蒸気、OHラジカル、対流圏オゾン（O3）と反応して硝酸（HNO3）を生成します。この酸は後に雨水で沈殿し、いわゆる酸性雨を形成します。

二酸化硫黄（SO2）

二酸化硫黄の主な人為的発生源は、特に熱電プラントでの石炭の燃焼です。SO2は、対流圏における光化学反応の一部でもあります。

この物質は、OH、HO2、CH3O2ラジカル、水、オゾン、過酸化水素（H2O2）および金属酸化物と反応する可能性があります。その結果、雨水と一緒に沈殿することにより、酸性雨の一部である硫酸（H2SO4）が形成されます。

公衆衛生への影響については、SO2は基本的に呼吸器系に影響を与えます。

- ヘビーメタル

化学汚染物質として機能するさまざまな重金属とそれらを生成する複数の人間の活動がありますが、最も関連性の高いものは次のとおりです。

鉛

これは、パイプ、電池、ガラスの製造において、放射線防止バリアおよび他の多くの用途として使用されています。1985年までは、オクタン価（テトラエチル鉛）を増やすためにガソリンのアンチノック成分でした。

塗料の成分でもあったため、古い建物とその破片は鉛汚染の原因となっています。さらに、土壌汚染物質としての鉛は作物に吸収され、そこから人間に摂取されます。

吸入されてヒトに鉛中毒を引き起こす可能性のある空気中の汚染粒子。それは子供たちの発達遅延と大人の神経学的問題を引き起こします。

水星

殺菌剤や塗料など、頻繁に使用される多くの化合物に含まれる元素です。しかし、環境水銀の最大の発生源は、燃料として石炭を燃やすことです。

また、金などの一部の金属の抽出における採鉱にも使用されます。毒性の高い生体蓄積性化合物であり、神経系や内分泌系に影響を与える可能性があります。

カドミウム

この化合物は自然界には遊離形ではありませんが、金属（銅、亜鉛）の製錬中に人間から放出されます。また、化石燃料（石炭、石油誘導体）からも環境に排出されます。

また、電池やPVプラスチックの製造、リン酸肥料にも使用されます。カドミウムは土壌や水を汚染し、栽培植物に吸収されて蓄積されます。

たとえば、カドミウムで汚染された土壌はココアを汚染し、それがチョコレートに移行します。

砒素

ヒ素による土壌と水質の汚染は、自然または人工の汚染源に起因する可能性があります。後者には、鉱業、薬品、ラッカー、ワニス、セラミック、その他の製品があります。

ヒ素は非常に毒性の高い生体蓄積性化合物であり、神経の問題、腎臓病、さらには死を引き起こします。

-農薬

それらは、雑草や害虫を駆除するために明確に処方された化合物です。これには、有機と無機の両方の性質の異なる多数の化合物が含まれます。

これには、殺虫剤（昆虫を駆除するため）、殺ダニ剤（ダニ用）、殺菌剤（病原菌）および除草剤（雑草に対して）が含まれます。細菌感染症では抗生物質が適用されます。

除草剤

たとえば、綿（Gossypium barbadense）では、除草剤と殺虫剤の両方のさまざまな製品を散布する多数の飛行機の飛行が適用されます。世界的に生産されている農薬の10％がこの作物に使用されています。

殺虫剤

殺虫剤は影響を与える昆虫の種類に関してあまり選択的ではないため、作物の近くの地域の生物多様性に深刻な被害をもたらします。実際、現代の深刻な問題の1つは、農薬の作用によるミツバチ（受粉者）と他の膜翅目個体数の減少です。

-洗剤と界面活性剤

これらの製品は、衣服、台所用品、床、または洗浄が必要な物体を汚す脂肪やその他の化合物を除去するために合成されています。それらは、家庭と職場の両方で、さまざまなプレゼンテーションやモダリティの下で使用されます。

それらは、異なる物質の表面張力と化学結合を破壊するように設計されています。いったん目的を達成すると、それらは一般に排水路に行き着き、排水が適切に処理されない場合、水源に行きます。

影響

自然環境に入ると、生体膜に影響を及ぼし、有益な水生微生物の数を減らします。これらの微生物は害虫駆除剤および分解者として機能するため、これは栄養連鎖を変化させます。

また、魚や両生類にも影響を与え、幼魚やオタマジャクシの死や変形、成人の皮膚病を引き起こします。

-油脂

動物性および合成の脂肪だけでなく、植物性および合成油も生産されます。これらの製品は、調理や医療用途から機械の潤滑まで、さまざまな目的に使用されています。

したがって、それらはガス交換を妨げ、水の酸素化に影響を与える連続した表面層を形成します。さらに、鳥の羽毛に浸透させることにより、断熱効果を無効にし、死に至ります。

-ダイオキシン

それらは、特に燃焼が塩素の介入に関係している様々なプロセスで生成されます。石油製品の燃焼は、ダイオキシンの別の重要な発生源であり、特に埋立地でのプラスチック廃棄物の燃焼です。

結果

-大気の乱れ

地球温暖化

人為的活動によって生成されるCO2、Nox、SO2、メタンなどのガスは、いわゆる温室効果を引き起こします。場合によっては、紫外線の透過を減少させる原因となるオゾン層を破壊します。

さらに、それらは長波の熱放射が宇宙に出るのを防ぎます。その結果、産業革命以来、地球の平均気温は徐々に上昇しています。

酸性雨

酸性雨は、対流圏で生成された酸が雨水に混入することによって引き起こされます。農業や水域に影響を与える土壌を酸性化するのは、5.6より低いpHの降水量です。

場合によっては、土壌の酸性化によりアルミニウムが放出され、植物に利用可能になり、毒性が生じます。この化合物は水域にも運ばれ、水生動物に影響を与えます。

-生態系の劣化と生物多様性の喪失

水生生態系

河川、湖、海、海は、化学汚染の影響をますます受けています。重金属、オイル、ダイオキシンを放出するプラスチック、有機および無機物質を運ぶ未処理の排水は水を汚染します。

肥料と農薬は富栄養化プロセスを生み出し、デッドゾーンを作り出します。

陸域生態系

土壌と水の化学汚染は植物に影響を与え、栄養連鎖を通じて生態系全体に広がります。殺虫剤は自然の昆虫の個体数を減らし、酸性雨は両生類のような敏感なグループに影響を与えます。

生物蓄積

生体内蓄積とは、動物が摂取したときに組織に蓄積する有機化合物に可溶な化学物質を指します。食物連鎖では、これは毒素の濃度が指数関数的に増加することを意味します。

たとえば、昆虫は除草剤で処理された葉を消費し、その分子を体内に蓄積します。それからカエルは多くの昆虫を消費し、より多くの毒を蓄積します。

最終的に、猛禽類はいくつかのカエルを消費し、毒性分子のさらに高い濃度に達します。

生物蓄積の影響を受けやすい化学物質には、除草剤（DDT、エンドリン、パラチオンなど）、難燃剤（PBB、PBDE）、水銀、その他の重金属があります。

-食料生産と品質の低下

食糧の生産

土壌が汚染されると、低品質の作物の収量または生産量が減少します。汚染された水で水をやることは、これらの野菜を消費するときに深刻な健康リスクです。

漁業やその他の海洋および河川製品は、水の化学的汚染の影響を深刻に受けています。魚の個体数は減少しており、甲殻類、二枚貝、軟体動物も同様です。

食品汚染

農薬の取り扱いが不十分なため、または食品の準備と取り扱い中に、食品の化学汚染がフィールドで発生する可能性があります。

植物製品は、汚染された土壌に吸収されることにより、重金属で汚染される可能性があります。飼育されている動物の組織には、生物蓄積性の化学汚染物質が含まれている場合があります。

魚や甲殻類などの海洋食品は水銀で汚染されている可能性があります。

食品の準備中に、洗浄剤による化学汚染または防腐剤の過剰使用が発生する可能性があります。いくつかのプラスチック容器は、それらが含む液体にダイオキシンを組み込むことができることが指摘されています。

-飲料水の減少

飲料水はますます希少な資源であるため、その品質を保証する必要があります。化学物質による汚染は、水質に深刻な影響を与え、人体に有毒となります。

重金属、洗剤、炭化水素または他の有毒物質による水の汚染は、それを消費に使用できなくします。一方、有毒な汚染物質を除去するための水の浄化にはコストがかかります。

-公衆衛生上の問題

ほとんどの化学汚染物質は人間やペットの健康問題を引き起こします。ヒ素や水銀の摂取などの場合、結果は致命的となる可能性があります。

例

-川と海のデッドゾーン

水の化学的汚染はさまざまなプロセスを生み出し、最終的には大規模な地域で命を奪います。

1つの要素は、重金属、難燃剤、洗剤などの一部の無機化学物質の直接的な毒性です。別の要因は、有機化合物の取り込みによって引き起こされる富栄養化です。

たとえば、ボゴタ（コロンビア）のような川には、生息域が検出されない広範囲にわたっています。これは、未処理の都市および産業排水からの化学汚染によるものです。

同じことは、ミシシッピ川の河口にあるメキシコ湾の広い地域で発生します。この場合、肥料と残留農薬のトンの貢献の結果として。

-化学汚染と両生類

問題

ここ数十年の間、両生類の個体数、特にヒキガエルとカエルの減少の警告がありました。この現象は、動物の先天性奇形の出現を伴います。

両生類の影響の考えられる原因には、生息地の化学汚染があります。両生類の約17％が化学的汚染の脅威にさらされていると推定されています。

生理学的基盤

両生類は、主に彼らの皮膚呼吸のために、空気と水中の汚染物質の存在に非常に敏感です。つまり、これらの動物は化学物質の刺激作用に非常に敏感な皮膚を通して酸素交換を行います。

-水俣病（日本）

1932年から1968年にかけて、チッソの会社は、塩化水銀を触媒として使用してアセトアルデヒドと塩化ビニルを製造していました。この会社は適切な処理をせずに廃水を海に捨てました。

水俣病（日本）。出典：http://en.wikipedia.org/wiki/User:Bobo12345

水俣湾の住民は、地域から汚染された魚を消費し、彼らの体に水銀を蓄積しました。20世紀の50年代に、水俣の沿岸地域で小児神経症候群が検出されました。

調査の結果、この状態の原因は水銀で汚染された魚介類の摂取によるものでした。

水銀は妊娠中の母親に影響を与え、子供に不可逆的な神経障害を引き起こしました。2009年までに、10,000を超える症例と2,271人の犠牲者が確認されました。

この事件から、水銀による環境汚染を防止するための国際協定である水俣協定が生じた。

-水銀汚染の他のケース

水銀汚染の他の流行例が発生しました。日本（1965）では、アセトアルデヒド生産会社から廃棄物が阿賀野川（690人の犠牲者）に投棄された。

カナダ（1862-1970）では、パルプ工場が水銀の放出を引き起こし、先住民の町（Grassy Narrows）で中毒を引き起こしました。イラク（1970）では、約1万人が死亡し、他の人々はメチル水銀で処理された小麦を消費することで脳の損傷を被りました。

ソリューション

-予防

化学汚染物質の環境への排出を防ぐことは、化学汚染を解決する最初の手段です。これには、教育、法的、技術的な側面を含む対策の複雑なプログラムが含まれます。

良心と法律

化学物質汚染、その原因、結果、解決策に関する意識を高める必要があります。一方、汚染物質の排出を制限し、制裁するには、適切な法的命令が必要です。

技術要素

削減、再利用、リサイクルの原則から始まる廃棄物管理計画を作成する必要があります。これは、産業プロセスの効率を高め、開発への持続可能なアプローチを意味します。

排出されるガスをろ過し、廃水と固形廃棄物を適切に処理するためのいくつかの技術的な選択肢があります。

-修復

化学物質による汚染が発生した場合は、復旧または修復措置を講じる必要があります。使用する技術は、化学物質の汚染の性質と汚染された環境によって異なります。

大気汚染

限られた場所を除いて、汚染された空気に対する効果的な改善策はありません。この場合、汚染源を排除して、生態系自体がそれ自体を規制できるようにすることだけが可能です。

水質汚染

汚染された水は処理プラントで浄化することができ、ナノテクノロジー（ナノバブル）は現在、水を汚染除去するために適用されています。

土壌汚染

土壌はまた、物理的および化学的修復プロセスの両方を受けることができます。これらは現場で、または土壌塊をそれに適した場所に移動することによって適用できます。

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化学物質汚染：原因、結果、例 - 環境 - 2025

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