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全球变暖对策
工程概要
全球变暖是什么
全球变暖对策
活动方针
温室效应气体缓和策略
抑制一氧化二氮的产生
二氧化碳的吸收

全球变暖对策

活动方针

  全球变暖对策大致可分为抑制暖化的“缓和”(mitigation)和向暖化“适应”(adaptation)这两个。对于人为的温室效应气体排出可采用缓和策略,而对已发生的现象采用适应策略。
  缓和全球变暖是指抑制其起因物质温室效应气体的发生,消减大气中温室效应气体浓度。虽然现在也正通过各种各样的自主性努力和政策进行着缓和对策,但对抑制暖化来说却完全不够,温室效应气体的排出量还正在继续增加。
  在IPCC4次评价报告书中预测今后20~30年期间的缓和努力将具有很大的影响力,并且指出从早期且强力的气候变动对策中所得到的利益将远远高于其对策所付出费用,大规模且迅速的对策是必要的。也就是说,不迅速进行对策的而带来的损失将是极大几乎无法挽回的。

  在发达国家,现在也正为暖化对策进行着各种各样的努力,并得到了一定的成果。但是全球暖化问题正表面化和长期化,而且由于近年的世界性经济低迷,使得经济成长被优先,所以暖化对策正在形式化。政府的能源政策、产业界的节能和能源效率化的未来展望也在进行着,但不管哪个都是优先经济活动,所以不能成为本质性的对策。为回避核电的风险,可持续能源受到注目,从家庭到大规模设施虽然都在使用太阳能发电,但这些都是因为有高额电费回购制度,抑制温室效应气体的意识低下。在市民生活中也是,虽然环境意识和对可持续能源的关心变高,节能产品等的利用正在扩大,但不能放手产业界所提供的便利丰富的生活,所以还达不到温室效应气体的消减。
  全球变暖对策中温室效应气体消减,必须要是两立的可持续的对策,既要将大气中温室效应气体浓度消减到适当值,又要为营造健全的市民生活而使经济成长。因此强烈需要国际性框架和国家水平的强力措施,但最重要的还是市民每个人都不要只追求眼前的方便和丰富性,要以合理的价值观行动。


温室效应气体缓和策略

  要抑制温室效应气体的发生,降低大气中的浓度,需要知道温室效应气体的性质。在温室效应气体中占大部分的二氧化碳,由于会因化石燃料的燃烧而产生,所以需要减少其发生源的能源(发电、热、动力)、产业、运输、家庭等各部门中消费量的对策,再加上节能、碳固定等广泛领域的技术面及政策面的对策,使社会整体减少温室效应气体的排出,构筑低碳社会,这才是基本。这些的努力现在正通过国际性框架在进行着政策、企业、家庭的自主性努力,并期待着更进一步强化。
  我们JWG将实行在水边能做的再生地球本来所持有的物质循环机能,并更进一步强化·补充其机能的暖化防止对策。

  在海洋等大面积水域里,由水面溶入二氧化碳,然后被海藻类等吸收,将碳固定化并排出氧,此为全球变暖适应对策。但是,如果水中的亚硝酸NO2-N和硝酸NO3-N等蓄积形成富营养化现象的话,就会产生有二氧化碳约300倍温室效应的一氧化二氮N2O的危险。而且,在一般的活性污泥法生物处理的排水处理设施中,废水中的氨氮NH4-N会变为亚硝酸NO2-N和硝酸NO3-N而蓄积从而产生一氧化二氮。抑制从富营养化水域和排水处理设施中排出一氧化二氮,此为可在水边进行的全球变暖缓和对策。


抑制一氧化二氮(N2O)的产生

  一氧化二氮具有二氧化碳约300倍的暖化效果,所以抑制其产生是很重要的。但一氧化二氮是在氨氮NH4→亚硝酸NO2·硝酸NO3→氮N2的氮循环过程中产生的,所以还没有确立有效的对策技术。氮的循环根据好氧·厌氧条件和硝酸菌·脱氮菌存在的不同而不同,所以难以掌握一氧化二氮是否产生和其程度,其对策方法也各不一样。一氧化二氮人为性的发生源有使用氮肥料的农地和污水中含有氨氮的排水处理设备等。
  在公共下水处理设备和畜产污水处理设备等中的有机物处理一般是通过活性污泥法进行,在活性污泥处理槽中进行曝气分解有机物。污水中含有的氨氮通过曝气利用活性化的硝化细菌由亚硝酸NO2到硝酸NO3。由于这个亚硝酸NO2和硝酸NO3在曝气槽内的蓄积就产生了一氧化二氮N2O。拥有生物氮处理工序的排水处理设备中,通过在后工序设置厌氧槽,可使硝酸NO3分解到氮N2以除去氮,但是在曝气槽中会产生一氧化二氮N2O。而且曝气槽产生的剩余污泥中也会产生一氧化二氮N2O,如果污泥成厌氧状态的话也会产生甲烷CH4

  一氧化二氮N2O产生的原理在河流和湖泊中也是同样的。流入河流和湖泊中的氨氮通过水中的氧而被硝化,以亚硝酸NO2·硝酸NO3的形式蓄积。另外,由于农业废水和生活排水中也存在硝酸NO3,所以硝酸NO3会被蓄积在水域中产生一氧化二氮。而且如果水底部呈厌氧状态的话还会产生甲烷CH4。
  为抑制一氧化二氮的产生,就要不让亚硝酸NO2和硝酸NO3蓄积在水中。要使硝酸NO3分解到氮的话,和生物性氮处理一样,需要在厌氧状态下的脱氮菌。在活性污泥处理槽中创造出厌氧状态使脱氮菌活性化的话,氨氮NH4→亚硝酸NO2·硝酸NO3→氮N2的这个反应就能迅速进行,抑制一氧化二氮的产生。



★利用碳素纤维抑制一氧化二氮的产生

  碳素纤维水质净化材通过利用附着在碳素纤维大表面积上的微生物的活动来分解去除有机物和氮·磷等营养盐类。将碳素纤维放入水中后会散张开形成碳素纤维团,在表面呈好氧条件而附着硝化细菌,在内部呈厌氧状态则附着脱氮菌。因此,氨氮通过表面的硝化细菌被硝化成硝酸,再通过内部的脱氮菌从硝酸分解为氮和水,而氮则扩散到大气中。碳素纤维生物膜内因存在有好氧条件的硝化菌和厌氧条件的脱氮菌,所以可迅速进行氮分解反应,抑制温室效应气体一氧化二氮的产生。
  同样,在河流和湖泊的水质净化中通过利用碳素纤维水质净化材,可迅速除去水中的氨氮和硝酸等中的氮,不仅可以得到较高的氮去除效果,而且还可抑制温室效应气体一氧化二氮的发生。



二氧化碳的吸收

  二氧化碳在地球上物质循环,是对氧的供给和植物生长所必要不可缺的气体。因此二氧化碳的缓和策略不仅是要抑制发生,而且还要提高和氧的循环机能,所以利用树木和植物的吸收来消减是很重要的。地球以前被森林所覆盖,东南亚、中南美、中非等大规模的热带雨林吸收二氧化碳并供给氧气。但是由于产业革命以后的经济发展和人口增长带来都市开发、农地开拓和森林采伐,使森林荒废,二氧化碳吸收和氧气供给的机能降低。近年,虽然为了使其再生而努力植树,但由于大规模开发带来森林面积减少,在新兴国引起严重的大气污染,遮挡阳光,要回复到从前地球所具有的二氧化碳吸收能力是不可能的了。


・在海洋的二氧化碳吸收

  人为增加的二氧化碳会溶入到海水中。但是二氧化碳会使海水酸性化,强烈妨碍形成生物外壳和骨骼的碳酸钙的生成,给海洋生物带来恶劣影响。因此,需要让较浅水域的植物浮游生物和海藻及海草类吸收才行。能照到阳光的浅水域中存在的那些光合作用植物,可以通过光合作用吸收二氧化碳,固定碳并排出氧气。

  大海占地球表面积的70%,所以这宽广的海水水面所溶入的二氧化碳量也是巨大的,大海所具有的碳循环机能受到期待。但是植物浮游生物和海藻及海草生育在阳光能照到的大海的极浅的部分,所以利用光合作用的基础生产只有海洋的极少部分才能进行。这水深浅于50m的海(浅滩·海岸·海滨)的面积仅仅只有海洋总面积的0.6%。而海洋基础生产的大部分却是在这仅有的浅海进行,如果这个浅海的环境恶化的话,海洋的基础生产量将大大减少。



★海洋森林再生项目

  近年,随着都市化和农地开拓的进行,在河流源流区域建设水坝,在下流流域进行护岸等河流整治,使得大地的矿物质难以流出到海洋中。再加上矿物质供给源的森林由于无计划的森林采伐和林业的衰退、整治不周而荒废了。森林孕育的矿物质铁供给不到大海中,使海藻类无法繁殖,光合作用机能低下。
  从这样的现状来看,再生海藻及海草类的“海洋森林”并进一步使其增加,可提高海洋所具有的物质循环机能,正是一个全球暖化对策。海洋森林的再生,可成为鱼类等生息处的藻场,保全海洋生态系统,也有助提高捕鱼量。

藻场再生工程

  碳素纤维几乎都是由碳制作的,生物亲和性高且表面积大,所以具有海藻类孢子易着床且不易脱离的特性。因此,如果在海中设置由碳素纤维制造的米拉碳纤海草的话,海水中的孢子体会迫不及待的着床,作为种苗成长。如果海水的孢子体较少或没有的情况,可在米拉碳纤海草上安装海草种丝使其发芽。将米拉碳纤海草作为种苗可使海藻在海中发芽成长,创造海中森林。
  另外,由于米拉碳纤的生物亲和性,鱼类很喜欢在此产卵,所以米拉碳纤海草林可成为鱼类的育儿基地形成藻场。由于贝类等也是喜欢,所以牡蛎、海鞘类等种苗的形成后,会促进产卵而且生长的既快又大,提高水产品的捕捞量。如果碳素纤维和铁一起安置的话,由于电负性的不同会溶出矿物质成分的铁离子,海藻类将更进一步发育成长,同时给鱼贝类带来好的影响,提高海产品生产性。

米拉碳纤+C



出处)本网页的图表根据日本环境省、GIO日本国立环境研究所温室效应气体调查办公室及JCCCA日本全国防止全球变暖活动推进中心的公开数据作成。

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