日本における環境汚染の歴史は明治期の近代化政策に端を発する。戦後の工業復興やその後の好景気下にあって、それらは表面化し大きな社会問題となった。

年表｜環境汚染と対策

高度経済成長期に発生した公害のうち、特に被害の大きいものを「四大公害病」という。このうち、四日市ぜんそくを除く3つは水質汚濁によるものである。
社会問題となった公害を防止するために公害対策基本法が制定された。

詳細｜四大公害病

生活環境や自然環境の破壊は、私たちの生活の基本条件を脅かすことになる。健康と生活を守るため、憲法の幸福追求権や生存権を根拠として環境権が主張されるようになった。これに対し政府は、公害対策基本法を改正した環境基本法や環境影響評価法(環境アセスメント法)を制定した。

代表的な汚染物質について、それぞれの物質が人体に与える影響について解説します。

カドミウム

• 亜鉛族(12族)元素
• 原子番号48 元素記号Cd
• 発がん性のある金属

カドミウムは人体にとって有害な物質です。日本では骨がもろくなるイタイイタイ病を引き起こすことでよく知られています。カドミウムとその化合物は国際ガン研究機関(IARC)によって発がん性物質に分類されています。

生物濃縮

カドミウムは生物の体内に蓄積されます。人体では、30年もの間、体内に残留するとされています。このため、繰り返しカドミウムを含む生物を取り込むことでカドミウムが濃縮されていきます。よって長期にわたって毒性にさらされる危険性があります。

カドミウム中毒

カドミウムの人体への作用機序は次のようなものです。

腎機能障害に陥ると人体に様々な悪影響があります。

カドミウム中毒

• 急性
  悪寒や発熱、腹痛や下痢といった消化器系の症状
• 慢性
  全身のだるさや疲れやすさ、むくみのような症状
  腰や背中、手首の骨や関節の痛み、尿酸がたまることによる関節痛
  貧血

ヒ素

• 第15族元素
• 元素番号33 元素記号As
• 4つの同素体がある

ヒ素は天然にも広く存在し、古くは農薬や駆虫剤や防腐剤、また工業においても半導体やプリンターの生産過程で使用されてきました。しかし、ヒ素には毒性があります。ヒ素中毒とは、ヒ素の生体毒性によって生じる病態で、症状は多岐にわたりますが、重篤な場合は重要な代謝酵素が阻害され多臓器不全を生じることなどにより死に至ります。

ヒ素の毒性メカニズム

ヒ素は、必須の代謝酵素であるピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体をアロステリックに阻害することで細胞の寿命を縮める。ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体は、NAD+を利用したピルビン酸のアセチルCoAへの変換を触媒する酵素である。この酵素の阻害によって、細胞のエネルギーシステムが破壊され、アポトーシスが引き起こされる。

とまあ、難しい仕組みなので下にこれを理解するために必要な知識をまとめました。高校範囲の生物ですので生物を勉強するつもりの人は頑張ってみてください。

生物・生物基礎｜呼吸

勉強済み

酸素を用いて有機物を完全に分解し、ATP合成（エネルギーを取り出す過程）を呼吸と言います。細胞質基質で行われる解答系、ミトコンドリアで行われるクエン酸回路、そして電子伝達系の３つからなります。

呼吸全体の式

C₆H₁₂O₆＋6H₂O＋6O₂　→　6CO₂＋12H₂O＋38ATP

解糖系

細胞質基質で1分子のグルコースが２分子のピルビン酸に分解されます。この過程で2分子のATPと2分子のNADPが生じます。2分子のATPを消費してリン酸化が行われ、脱水素反応によって2NADH、脱リン酸化によって4ATPが合成されます。つまり、ATP2つとNADH2つを生産したことになります。

解糖系の式

C₆H₁₂O₆＋6NAD⁺　→　2C₃H₆O₃＋2NADH＋2H⁺＋2ATP

クエン酸回路

2分子のピルビン酸はミトコンドリアのマトリックスに入り、脱水素反応や脱炭素反応の作用をうけながら酸化され、8分子のNADH、2分子のFADH2と6分子の二酸化炭素に分解されます。この過程で2分子のATPが合成されます。この回路反応をクエン酸回路と言います。

クエン酸回路の式（グルコース1分子あたり）

2C₃H₄O₃＋6H₂O＋8NAD⁺＋2FAD　→　6CO₂＋8NADH＋8H⁺＋2FADH₂＋2ATP

電子伝達系

解糖系やクエン酸回路で生じたNADHやFADH2は、ミトコンドリアの内膜（クリステ）で酸化されます。この一連の過程を酸化的リン酸化と言います。

還元型補酵素から水素イオンと電子が分離し、シトクロムによって電子が伝達される。 H＋ポンプ（プロトンポンプ）がマトリックスから膜間腔へ水素イオンを能動輸送する。この結果、膜間腔とマトリックスの間に濃度勾配が生じる。 H＋が濃度勾配にしたがってATP合成酵素を通過する。このときATP合成酵素が回転し、ADPとリン酸を衝突させ、ATPを合成する。

この過程で、1分子のNADHあたり3分子のATPが、1分子のFADH2あたり2分子のATPが合成され、合計34分子のATPが合成されます。呼吸全体では34ATPが合成されます。

電子伝達系の式（グルコース1分子あたり）

10NADH＋10H⁺＋2FADH₂＋6O₂　→　10NAD⁺＋2FAD＋12H₂O＋34ATP

ヒ素中毒

• 急性
  吐き気やおう吐、腹痛や下痢のような消化器系の症状や意識障害
  けいれんや脱力といった神経系の症状、ショック、不整脈といった循環器系の症状
• 慢性
  肝臓や腎臓などの全身の臓器が障害される
  適切な治療が行われない場合、循環血液量が減少して死に至る

メチル水銀

• 水銀（Hg）がメチル化された有機水銀化合物
• 生物濃縮性が高い
• 塩化メチル水銀をはじめ、様々な毒性のある化合物を形成する

食物を通じて母親が大量のメチル水銀を体内に取り込むことによれ、おなかの中の胎児へ曝露した結果、胎児の神経の発達に影響すること、また、発育中の幼児が大量メチル水銀を体内に取り込むことによって神経の発達に影響することがあります。

中毒症状

• 急性
  流涎、おう吐、腹痛、下痢、頭痛、悪寒、しびれ、めまい、視覚・聴覚異常
  中枢神経への影響
• 慢性
  運動失調、歩行異常、四肢反射の異常、抹消知覚障害、感覚鈍麻

かつては、環境汚染といえばすなわち公害のことであった。特定地域の産業活動の結果として生じた問題であり、「企業が加害者で住民が被害者」という構図で捉えられた。

しかし、今日の環境汚染はむしろ大量生産、大量消費、大量廃棄といった社会のしくみや生活様式に由来するものが多い。すなわち、その構図は「私たちが被害者であり、また加害者でもある」というものである。

そのため、環境に関する今日の諸課題を解決するためには、個人レベルでの現状認識のパラダイムシフトが必要となる。

そして現在行われている、持続可能な暮らしのための環境問題を含めた包括的な取り組みにSDGs(持続可能な開発目標)がある。これは人類が直面する多くの課題に対して2030年までに達成すべき具体的な目標を定めたもので、17のゴールと169のターゲットから成る。2015年の国連総会において、全会一致で採択された。すなわち、全ての国が取り組まなければならない問題である。その実現のためには、私たち一人一人の理解とその実践が必要となる。

17のゴールのうち、特に環境問題と関連するものは以下の4つである。

• 12.つくる責任、つかう責任
• 13.気候変動に具体的な対策を
• 14.海の豊かさを守ろう
• 15.陸の豊かさも守ろう

12.つくる責任、つかう責任

大量生産・大量消費・大量廃棄という現在のライフスタイルは、資源の枯渇をもたらすだけでなく気候変動や環境汚染をも引き起こす。このことを理解した上で、一人一人が責任ある行動を取ることが求められている。

参考図書

改訂版現代社会(数研出版)
ニューステージ生物図表(浜島書店)

関連リンク集

水質汚濁・土壌汚染の歴史

NHK高校講座｜ライブラリー｜保健体育
公害が引き起こした悲しい歴史が｜ハイスクールタイムス
環境白書
令和元年版 環境・循環型社会・生物多様性白書｜環境省

汚染物質の人体への影響

環境中のヒ素とその健康影響｜国立環境研究所

こんにちの取り組み

持続可能な開発目標｜国連開発計画(UNDP)
持続可能な開発のための2030アジェンダ(外務省仮訳/PDF)