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環境科学
笑気の沙汰 ● 環境科学 だけであった。しかし、この物質は環境的には大変重要な物 笑わせるわけではない、笑気ガスの正体 質なのである。 筆者がカナダのカルガリ大学で博士研究員をしていたとき 世の中に歯科医院に行くのが好きな人はめったにいないと のボスが、超音速旅客機のオゾン層への影響の研究で有名な は思うが、その原因は恐らく歯を治療してもらうときの痛さ ジョンストンの弟子にあたる人で、その研究室でフロン代替 であろう。現在は麻酔技術も進歩し、あまり痛い思いをしな 物をテーマにした研究を始めることになった。そして、いず くても済むようになってはきたが、それでも恐怖のために嘔 れ書くことになる論文に使えそうな、オゾン層についての文 吐反射が酷くて治療にならない患者もいるという。そのよう 献を物色していたときに N 2 Oと再会した。不勉強でそれまで な患者には、痛みへの恐怖心を和らげ、不安を取り去るため 全く知らなかったのであるが、この物質は対流圏ではきわめ に、笑気（Laughing Gas）と酸素の混合気体を使用する笑気 て安定で、成層圏に到着すると酸素原子と反応してNOに変わ 麻酔が施されている。 る。このNOがO 3 の分解反応を触媒するので、N 2 Oはオゾン 笑気の正式名は一酸化二窒素（慣用名：亜酸化窒素、N 2 O） 層破壊物質なのである。大気中のN 2 Oの濃度は19世紀後半か で、1772年にプリーストリーが発見した。この気体を吸入す ら急速に増加しているので、本来は規制の対象になるはずで ると軽く酔ったような感じになることから、眉唾な話ではあ あるが、当時は人工化学物質であるクロロフルオロカーボン るが、パーティなどを盛り上げるために使用されていたそう 類がオゾンホールの犯人扱いされていたために大して注目も で、映画「リーサルウェポン４」には笑気パーティのシーン されずにいた。 があるという。1795年にはデービーがこの物質に麻酔効果が この窒素酸化物が環境問題の主役として登場してきたのが あることを発見した。今ではどこの歯科医院にも笑気入りの 地球の温暖化についての議論の場である。今の日本では温暖 黒色のガスシリンダーが、あまり患者の目につかない所に置 化といえば、CO2 がやり玉に挙げられるが、京都議定書では規 いてある。ちなみに、N 2 Oが笑気と呼ばれるのは、吸入した 制の対象となる３種の非人工化学物質の一つとして、N 2 Oが ときに笑いたくなるような愉快な気分になるからではなく、 CO 2 と並んで挙げられている。一酸化二窒素の温暖化指数は 麻酔効果によってひきつった顔が笑っているように見えるか 310とかなり大きく、少量でも温暖化を加速させる非常に危険 らだそうである。 な物質なのである。 「気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ） 」の最新の報告 人為起源の危険物質N2O 書（2007）には、 〔１〕2005年のN 2 Oの大気中濃度は319ppb で、産業革命前と比べると18％ほど高く、 〔２〕過去数10年間 56 一酸化二窒素は大気汚染の元凶である窒素酸化物の仲間で の増加率は0.8ppb／年でほぼ一定で、 〔３〕現在のN 2 O 排出 あるが、化学の世界ではあまり目立たない存在で、以前は高 量の約40％が人為起源で、農業と牧畜、廃棄物処理が主要な 校化学の教科書の「倍数比例の法則」の説明で一度出てくる 放出源であると記されている。 世 界 を 解 【環境科学】 く 笑う 社会学研究科教授 御代川貴久夫 Kikuo Miyokawa 窒素は植物の生育には欠かせない元素である。植物に必要 は全体の約2.2％と大変小さく、しかも年々減少している。食 な窒素分は、マメ科植物に寄生して空気中の窒素を固定する 糧の大半を海外に依存している日本では、農業に関連する温 バクテリアなどによって供給される。またいったん動植物に 室効果ガスの問題を気にしなくても済むのである。しかし、 取り込まれた窒素分は、動植物が死んだときに好気性の硝化 ＯＥＣＤ加盟の先進国で農業が主要な産業である国では全く 細菌によって亜硝酸塩や硝酸塩に変化し、これらの塩は嫌気 状況が異なる。たとえば、オーストラリア（2006）とニュージ 性の脱窒菌によってN 2 OやN 2 に変化する。すなわち、窒素は ーランド（2005）の最新の温室効果ガス放出インベントリー バクテリアを媒介にして大気と生物の間を循環しているので では、農業部門からの温室効果ガスの排出量はそれぞれ全体 ある。このような窒素サイクルによって植物の摂取できる窒 の16％および48.5％を占め、基準年（1990）と比べるとほぼ 素分には一定の制限があるために、窒素の固定量が事実上、 横ばいか、10％以上も増加していると報告されている。この 人口の制限要因の一つであった時代が長く続いていた。この ままでは温室効果ガスの排出量を減らすには飼育するウシや 制約を取り外し、人口増加への道を切り開いたのが、1840年 ヒツジの頭数を減らす以外に方法がないということになる。 のリービッヒの植物の成長理論と1914年のハーバーとボッシ 事実、食糧農業機関の統計によれば、牛肉・羊肉の生産量は ュによるアンモニア合成法の開発である。この方法の開発に 温室効果ガスの削減義務のある先進国ではすでに減少し始め よって植物の生育に必要な窒素肥料が必要なだけ入手できる ているという。 ことになり、20世紀後半の人口爆発が可能になったのである。 漁業は牧畜と比べると温室効果ガスの排出量が小さく、動 現在の人口を支えるのに必要な食糧を生産するには、窒素肥 物性たんぱく質の供給源として、牧畜の理想的なオルタナテ 料の使用は避けられないために、土壌からの温室効果ガスの ィブであり、漁獲高も年々増加する傾向にある。ただし、海 排出削減にはどうしても限界がある１）。 面漁業は長年の乱獲が祟って年々漁獲高が減少しており、養 一方、動物性たんぱく質の供給源である牧畜では、家畜の 殖漁業による漁獲高の増加分が、海面漁業の減少分を補てん 排せつ物の硝化・脱窒によって、かなりの量のN 2 Oが大気中 する形になっている。しかも、養殖漁業は、漁獲高の90％近 に放出される２）。ただし、牧畜では、消化管内発酵でCH 4を くを中国が占めており、今後の拡大の余地はきわめて大きい。 多量に放出するウシやヒツジといった反芻動物が厄介な存在 現在の養殖漁業が環境的に健全な形で行われているとは言い となっている。 難いが、発展途上国における動物性たんぱく質の需要に応え るためには、牧畜業を拡大するのではなく、持続可能で生態 ウシのゲップが温暖化を加速 学的に健全な方法に基づく、漁業資源を活用する仕組みを作 りだしていく必要がある。 ウシやヒツジの家畜化は先土器新石器時代に中東地方で始ま アースポリシー研究所のレスター・ブラウンは近著『プラ ったとされているが、家畜化が可能になった最大の理由は反芻 ンＢ3.0』で、養殖漁業の問題点を指摘した後に、インドと中 動物とヒトは食糧が競合しないことである。ヒトのもつ消化酵 国で行われている粗飼料を用いたウシの飼育を優れた方法と 素では、β−グルコシド結合を切断できないために、我々は草 して紹介している。その意図は判然とはしないが、彼のよう や木の主要な成分の一つであるセルロースを栄養とすることは な著名な環境問題の専門家が温暖化への影響が大きい牧畜を できない。一方、反芻動物はセルロースの消化酵素はもたない 奨励するなどとは、とても「正気の沙汰」とは思えない。 が、反芻によって細かく砕かれた繊維分（セルロース）が、胃 の中の共生細菌などによってブドウ糖へと分解される。最近で は、穀類や骨粉を食べたり、ビールを飲んだりするウシもいる １）日本の温室効果ガス放出インベントリー（2006）では、水稲とお ことはいるが、食糧という面では反芻動物は人類にとってまこ 茶を除く一般の作物では肥料中の窒素分1kgから6.2 gのN 2 Oが とに都合の良い存在なのである。ところが繊維分が分解される 過程で多量の C H 4 が発生するために３）、文字通り、ウシの 「げっぷ」によって温暖化が加速されることになる。 日本では、農業部門 ４）からの温室効果ガスの排出量（2006） 発生するとされている。 ２）家畜一頭から平均で約120g／年のN 2 Oが排出される。 ３）I PCCのガイドラインによれば、羊および水牛一頭からのCH 4 排 出量はそれぞれ4.1および55kg／年である。 ４）IPCCのガイドラインでは牧畜は農業分野に含まれている。 57