問題一覧
1
This chapter looks at the global problem of air pollution. (Personally, I consider the perfume department of a large department store at Christmas time the ultimate in air pollution, but I won't discuss that here.) I show you the chemical problems involved with air pollution, and I explain how air pollution is linked to modern society and its demand for energy and personal transportation.
この章は、大気汚染の地球規模の問題に着目する。(個人的には、クリスマス時期の大きな百貨店の香水売り場を大気汚染の究極だと考えているが、私はここでは議論しない)。私はあなたに大気汚染に関わる化学的な問題を示し、そして私はどのように大気汚染が現代社会とそのエネルギーと人の輸送に対する要求に関連しているかを説明する。
2
The air that surrounds the earth- our atmosphere - is absolutely necessary for life. The atmosphere provides oxygen (O₂) for respiration and carbon dioxide (CO) for photosynthesis, the process by which organisms (mainly plants) convert light energy into chemical energy; it moderates the temperature of the earth and plays an active part in many of the cycles that sustain life. The atmosphere is affected by many chemical reactions that take place or exist on earth.
地球を取り囲む空気、つまり大気は、生命にとって絶対に必要である。大気は、呼吸のための酸素（O₂）と、生物たち（主に植物）が光エネルギーを化学エネルギーに変換する過程である光合成のための二酸化炭素（CO₂）を供給する、それは地球の温度を和らげ、生命を維持する循環の多くでに積極的な役割を果たす。大気は、地球上で起こる、あるいは存在する多くの化学反応による影響を受ける。
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When few humans were on earth, mankind's effect on the atmosphere was negligible. But as the world's population grew, the effect of civilization on the atmosphere became increasingly significant. The Industrial Revolution, which gave rise to the construction of large, concentrated industrial sites, made man's effect on the atmosphere really significant.
地球上に人類がほとんどいなかった時は、大気に対する人類の影響は無視できた。しかし、世界の人口が増加するにつれ、大気に対する文明の影響はますます重要になった。大規模で集中させられた工業用地の建設を引き起こした産業革命は、大気に対する人間の影響を非常に重要なものとした。
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As humans burned more fossil fuels - organic substances such as coal that are found in underground deposits and used for energy the amount of carbon dioxide (CO₂) and particulates (small, solid particles suspended in the air) in the atmosphere increased significantly.
人々より多くのが化石燃料（地下の堆積物中に見つかり、そしてエネルギー源として利用される石炭などの有機物）を燃やすにつれて、大気中の二酸化炭素（CO₂）と大気中の微粒子（空気中に浮遊している小さな固体粒子）の量が著しく増加した。
5
Following the Industrial Revolution, humans also began to use more items that released chemical pollutants into the atmosphere, including hairsprays and air conditioners.
産業革命後、人々はまた、大気中に化学汚染物質を放出し、ヘアスプレーやエアコンなどを含むより多くの道具を使い始めた。
6
The increase in CO₂ and particulates, combined with the increase in pollutants, has disrupted delicate balances in the atmosphere.High concentrations of these atmospheric pollutants have led to a multitude of problems such as acid deposition, acidic rain that damages living things, buildings, and statues, and photochemical smog, the brown, irritating haze that often sits over Los Angeles and other cities.
CO₂と微粒子の増加は、汚染物質の増加と結びつけられ、大気中の繊細な均衡を崩した。これらの大気汚染物質の高い濃度は生物、建物、彫像に被害を与える酸性雨である酸性沈着や、よくロサンゼルスやその他の都市で発生する茶色く刺激的なもやである光化学スモッグなど、多くの問題を引き起こしている。
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The earth's atmosphere is divided into several layers: the troposphere, the stratosphere, the mesosphere, and the thermosphere. I want to focus on the two layers closest to the earth the troposphere and stratosphere - because they're the layers affected the most by humans. They're also the layers that have the greatest direct effect on human life.
地球の大気はいくつかの層に分けられる、対流圏、成層圏、中間圏そして熱圏。私は地球に最も近い2つの層に注目したい、つまり対流圏と成層圏である。なぜならそれらは、人々によって最も影響を及ぼされた層だからである。また、それらは人々の生活に直接大きな影響を与える層である。
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The troposphere lies next to the earth and contains the gases you breathe and depend on for survival. The troposphere is composed of about 78.1 percent nitrogen (N), 20.9 percent oxygen (O₂), 0.9 percent argon (Ar), 0.03 percent carbon dioxide (CO₂), and smaller amounts of various other gases.
対流圏は地表の隣にあり、あなたが呼吸し、生存のために依存する気体を含んでいる。対流圏は、約78.1パーセントの窒素（N2）、20.9パーセントの酸素（O₂）、0.9パーセントのアルゴン（Ar）、0.03パーセントの二酸化炭素（CO₂）、および、より少量の様々なガスで構成されている。
9
The troposphere also contains varying amounts of water vapor. These gases are held tight to the earth by the force of gravity. If a balloonist were to rise high into the troposphere, she would find the atmospheric gases much thinner due to the decreased pull of gravity on the gases. This effect indicates that the dense layer of gases held tight to the earth is more at risk from the effects of pollution.
対流圏にはまた、さまざまな量の水蒸気を含む。これらの気体は、重力によって地球に保持されている。もし気球乗りが対流圏まで高く昇ったならば、彼女は気体に対する重力による引力が減少するため、大気中の気体が非常に薄くなることに気づくだろう。この効果は、地球に強く保持されている気体の密集した層が、より汚染の影響からの危機に瀕していることを示している。
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The troposphere is the layer where weather occurs. It's also the layer that takes the brunt of both natural and man-made pollution because of its proximity to the earth.Nature pollutes the atmosphere to a certain extent - with noxious hydrogen sulfide (H₂S) and particulate matter from volcanoes, and the release of organic compounds from plants such as pine trees.
対流圏は天候が発生する層である。それはまた、地球に近接しているため、自然と人工の汚染の両方の影響をもろに受ける層でもある。自然は有る特定の範囲の大気を、火山からの有害な硫化水素（H₂S）や粒子状物質、そして、松などの植物からの有機化合物の放出によって、汚染している。
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But these pollutants have a minor effect on the troposphere. Humankind, on the other hand, pollutes the troposphere with a large amount of chemicals from automobiles, power plants, and industries. Acid rain and photochemical smog are some of the results of man-made pollutants.
しかし、これらの汚染物質は対流圏にわずかな影響を有する。人類は一方、対流圏を自動車、発電所、産業から大量の化学物質で汚染している。酸性雨や光化学スモッグは、人工汚染物質の結果の一部である。
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Above the troposphere is the stratosphere, which is where jets and high-altitude balloons fly. The atmosphere is much thinner in this layer because of the decreasing pull of gravity. Few of the heavier pollutants are able to make it to the stratosphere, because gravity holds them tight and close to the surface of the earth.
対流圏の上は成層圏であり、ジェット機や高高度気球が飛ぶ場所である。この層は重力の引力が小さくなるため、大気はとても薄い。重力が汚染物質をしっかりと地表近くに留めているため、ほんの僅かにより重い汚染物質しか成層圏に到達できない。
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The protective ozone layer resides in the stratosphere; this protective barrier absorbs a large amount of harmful ultraviolet (UV) radiation from the sun and keeps it from reaching the earth.
保護オゾン層は成層圏中に存在し、この保護障壁は太陽からの有害な紫外線（UV）を大量に吸収し、それを地球に到達することから引き留めている。
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Even though heavier pollutants don't make their way to the stratosphere, this layer isn't immune to the effects of mankind. Some lighter manmade gases do make it into the stratosphere, where they attack the protective ozone layer and destroy it. This destruction can have far-reaching effects on humans because UV radiation is a major cause of skin cancer.
より重い汚染物質は成層圏に到達しないとしても、この層は人類の影響を受けないということはない。いくつかの軽い人工の気体は成層圏まで進み、そこでそれらは保護オゾン層を攻撃して破壊する。この破壊は人間に広範囲にわたる影響を与えることがある。なぜなら紫外線は皮膚ガンの主な原因であるからだ。
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A chemical substance can be both a good guy and a bad guy. The only difference is where and in what concentration it's found. For example, a person can overdose on water if he drinks enough of it. The same goes with the ozone in the stratosphere. On one hand, it shields us from harmful UV radiation. But on the other, it can be an irritant and destroy rubber products (see "Breathing Brown Air: Photo - chemical Smog" for details).
化学物質は善人にも悪人の両方になることがある。唯一の違いは、それがどこに、どのような濃度で存在するかである。例えば、人はたとえ十分な水を飲んでいても、過剰摂取することがある。成層圏のオゾンも同じ事がいえる。一方では有害な紫外線から私たちを保護する。しかしもう一方では、それは刺激物となり、ゴム製品を破壊することがある（詳細は「褐色の空気を吸う：光化学スモッグ」を見よ）。
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The ozone layer absorbs almost 99 percent of the ultraviolet radiation that reaches the earth from the sun. It protects us from the effects of too much ultraviolet radiation, including sunburns, skin cancer, cataracts, and premature aging of the skin. Because of the ozone layer, most of us can enjoy the outdoors without head-to-toe protection.
オゾン層は、太陽から地球に届く紫外線のほぼ99％を吸収する。オゾン層は、日焼け、皮膚がん、白内障、皮膚の早期老化を含む、過度の紫外線の影響から私たちを保護する。オゾン層があるおかげで、私たちのほとんどは全身の保護なしで野外を楽しむことができる。
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How is ozone (0₃) formed? Well, oxygen in the mesosphere - the part of the earth's atmosphere between the stratosphere and the thermosphere (the layer that extends to outer space) is broken apart by ultraviolet radiation into highly reactive oxygen atoms. These oxygen atoms combine with oxygen molecules in the stratosphere to form ozone.
オゾン（O3）はどのようにして生成されるのか？成層圏と熱圏（宇宙空間に広がる層）の間の地球の大気圏部分である中間圏の酸素は、紫外線によって、反応性の高い酸素原子に分解される。これらの酸素原子は成層圏の酸素分子と結びついて、オゾンを形成する。
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Unfortunately, the ozone layer isn't a perfect defense. The following sections explain how the ozone layer is compromised.
残念ながら、オゾン層は完璧な防御ではない。次の節では、オゾン層がどのように傷つけられているかを説明する。
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As a society, humans release many gaseous chemicals into the atmosphere. Many of the gaseous chemicals rapidly decompose through reactions with each other, or they react with the water vapor in the atmosphere to form compounds such as acids that fall to earth in the rain.Besides forming acid rain, some of these chemicals also form photochemical smog.
社会として、人は多くの気体状化学物質を大気中に放出する。気体状化学物質の多くは、互いの反応を経て急速に分解する。あるいは、それらは大気中の水蒸気と反応して地面に降り落ち雨の中にある酸のような化合物を形成する。。酸性雨の形成に加えて、これらの化学物質の一部は光化学スモッグも形成する
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But these reactions occur rather quickly, and people can deal with them in a variety of ways, many of which are related to breaking the series of reactions that produce the pollutant by stopping the release of a critical chemical into the air.
しかし、これらの反応は幾分速く起こり、また人々は様々な方法でそれらに対処することができ、その多くは、大気中への危険な化学物質の放出を止めることで、汚染物質を生成する一連の反応をくい止めることと関係している。
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Some classes of gaseous chemical compounds are rather inert (inactive and unreactive), so they remain within the atmosphere and cause negative effects for quite a while.
ガス状化合物のいくつかの種類は不活性（不活性で反応性がない）であるため、それらは大気中に留まり、かなり長い間悪い影響を及ぼす。
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One such troublesome class of compounds is the chlorofluorocarbons, gaseous compounds composed of chlorine, fluorine, and carbon. These compounds are commonly called CFCs.
厄介な化合物の種類の一つはクロロフルオロカーボンで、塩素、フッ素、炭素からなる気体化合物である。これらの化合物は一般にフロンと呼ばれている。
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Because CFCs are relatively unreactive, they were extensively used in the past as refrigerants for such items as refrigerators and automobile air conditioners (Freon-12), foaming agents for plastics such as Styrofoam, and propellants for the aerosol cans of such consumer goods as hair spray and deodorants.
フロンらは比較的反応性が低いため、それらは冷蔵庫や自動車のエアコンの冷媒（フロン12）、発泡スチロールのようなプラスチックのための発泡剤、そしてヘアスプレーや脱臭剤のような民需品のエアゾール缶の噴霧剤として以前は広く使われていた。
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As a result, they were released into the atmosphere in great quantities. Over the years, the CFCs have diffused into the stratosphere, and they're now doing damage to it.
その結果、それらは大量に大気中に放出された。長年にわたって、フロンは成層圏まで拡散しており、そしてそれらは今なお成層圏に被害を与えている。
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Although CFCs don't react much when they're close to earth - they're pretty inert - most scientists believe that they react with the ozone in the atmosphere and then harm the ozone layer in the stratosphere.
フロンは地球に近いところではあまり反応しない(それらはかなり不活性である)が、ほとんどの科学者らは、フロンが大気中のオゾンと反応し、そしてその後成層圏内のオゾン層に害を及ぼすと確信している。
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The reaction occurs in the following way: 1. A typical chlorofluorocarbon, CF₂Cl₂, reacts with ultraviolet radiation, and a highly reactive chlorine atom is formed.
その反応は次のように起こります： 1.典型的なクロロフルオロカーボンであるCF₂Cl₂は紫外線と反応し、反応性の高い塩素原子が生成される。
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The reactive chlorine atom reacts with ozone in the stratosphere to produce oxygen gas molecules and chlorine oxide (CIO). This reaction destroys the ozone layer. If things stopped here, the problems would actually be minimal.
反応活性な塩素原子は成層圏のオゾンと反応し、酸素ガス分子と塩素酸化物（CIO）を生成する。 この反応はオゾン層を破壊する。もしここで事態が停止すれば、問題は最小限になるだろう。
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The chlorine oxide (CIO) can then react with another oxygen atom in the stratosphere to produce an oxygen molecule and a chlorine atom; the newly created oxygen molecule and chlorine atom are now available to start the whole ozone-destroying process all over again. So one CFC molecule can initiate a process that can destroy many molecules of ozone.
3.塩素酸化物（CIO）はその後、成層圏内の別の酸素原子と反応でき、酸素分子と塩素原子を生成する。新しく生成された酸素分子と塩素原子は、直ちにオゾン層を破壊する過程全体を開始するのにもう一度利用可能である。 従って、1つのフロン分子は、多くのオゾン分子を破壊する事が出来る過程を開始できる。
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When most people think about air pollutants, they think of such chemicals as carbon monoxide, chlorofluorocarbons, or hydrocarbons. Yet carbon dioxide, the product of animal respiration and the compound used by plants in the process of photosynthesis, can also be considered a pollutant if present in abnormally high amounts.
ほとんどの人が大気汚染物質について考えるとき、一酸化炭素、フロン、炭化水素のような化学物質について考える。さらに、動物の呼吸の生成物や植物が光合成の過程で使われる化合物である二酸化炭素も、もし異常なほど多量に存在すると、汚染物質とみなされることがある。
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In the late 1970s and early 1980s, scientists realized that the average temperature of the earth was increasing. They determined that an increase in carbon dioxide (CO₂) and a few other gases, such as chlorofluorocarbons (CFCs), methane (CH₄ , a hydrocarbon), and water vapor (H₂O), were responsible for the slight increase in temperature through a process called the greenhouse effect (so named because the gases serve pretty much the same purpose as the glass walls and roof of a green- house: keeping heat in). The gases themselves are called greenhouse gases.
1970年代後半から1980年代初頭に、科学者たちは地球の平均気温が上昇していることに気づいた。彼らは、二酸化炭素（CO₂）と、フロン（CFC）、メタン（CH₄、炭化水素）、水蒸気（H₂O）などの他のいくつかのガスの増加が、温室効果（気体は、温室のガラスの壁や屋根とまさに同じ効果を提供する、そのため、この名前が付けられた：熱を逃がさない）と呼ばれる過程を経た、若干の温度上昇の原因であると決定した。その気体自体は温室効果ガスと呼ばれる。
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Here's how the greenhouse effect works: As radiation from the sun travels through the earth's atmosphere, it strikes the earth, heating the land and water. Some of this solar energy is sent back (reflected) into the atmosphere as heat (infrared radiation), which is then absorbed by certain gases (CO₂, CH₄, H₂O, and CFCs) in the atmosphere.
温室効果がどのように機能するかは次の通りである。太陽からの放射が地球の大気中を通って進むとき、それは地球を照らし、陸地と水を加熱している。この太陽エネルギーの一部は、熱（赤外線）として大気中に送り返され（反射され）、大気中の特定の気体（CO₂、CH₄、H₂O、フロン）に吸収される。
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These gases, in turn, warm the atmosphere. This process helps to keep the temperature of the earth and atmosphere moderate and relatively constant, and as a result, we don't experience dramatic day-to-day temperature fluctuations. So, in general, the greenhouse effect is a good thing, not a bad thing.
これらの気体は、今度は大気を暖める。この過程は、地球と大気の温度を適度で比較的一定に保つのに役立ち、その結果、私たちは日々の劇的な温度変動を経験しない。したがって、一般的に温室効果は良いことであり、悪いことではない。
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But if an excess of carbon dioxide and other greenhouse gases are floating around, too much heat gets trapped in the atmosphere. The atmosphere heats up, leading to the disruption of many of the delicate cycles of the earth. This process is commonly called global warming or global climate change, and it's currently happening with the earth's atmosphere.
しかし、もし二酸化炭素やその他の温室効果ガスの過剰量があたりに漂っていると、過剰な熱が大気中に閉じ込められる。大気は熱くなり、繊細な地球の循環の多くを混乱に導いている。この過程は、一般的に地球温暖化または地球気候変動と呼ばれており、現在地球の大気で起こっている。
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Modern civilization depends on burning fossil fuels (coal, natural gas, or petroleum) for energy. People burn coal and natural gas to produce electricity, gasoline to run internal combustion engines, and natural gas, oil, wood, and coal to heat homes. In addition, industrial processes burn fuel to produce heat.
現代文明は、エネルギーを得るために化石燃料（石炭、天然ガス、石油）を燃やすことに依存している。人々は電気を作るために石炭や天然ガスを、内燃機関を動かすためにガソリンを、そして家庭を暖めるために天然ガス、石油、薪、石炭を燃やす。加えて、工業工程では熱を生産するために燃料を燃やす。
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As a result of all this burning of fossil fuels, the carbon dioxide level in the atmosphere has risen from 318 parts per million (ppm) in 1960 to 388 ppm in 2010. (For a discussion of the concentration unit ppm, see Chapter 9.). The excess carbon dioxide has led to an increase of about a half-degree in the average temperature of the atmosphere.
全てのこの化石燃料の燃焼の結果として、大気中の二酸化炭素濃度は、1960年の百万分の318(ppm)から2010年には388ppmに上昇した。(濃度の単位ppmについては第9章を参照）。過剰な二酸化炭素は、大気の平均温度の約0.5度上昇をもたらした。
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A half-degree increase in the average temperature of the atmosphere may not sound like much, but this global warming trend may have serious effects on several of the ecological systems of the world:
大気の平均温度が0.5度上昇するというのは、たいしたことではないように聞こえるかもしれない。しかし、この地球温暖化の傾向は、世界のいくつかの生態系に深刻な影響を与えることがある。
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The rising atmospheric temperature may melt ice masses and cause sea levels around the world to rise. Rising sea levels may result in the loss of coastal land (Houston may sink into the Gulf of Mexico) and make many more people vulnerable to storm surges (extremely damaging rushes of seawater that occur during very bad storms).
気温の上昇は氷塊を溶かし、世界中の海面を上昇させることがある。e海水面の上昇は、沿岸陸地の損失をもたらすことがあり（ヒューストンはメキシコ湾に沈むかもしれない）、そしてより多くの人々を高潮（とてもひどい嵐の間に発生する、非常に損害を与える海水の突進）にさらされやすくさせることがある。
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The increased temperature may affect the growth patterns of plants. The tropical regions of the world may increase and lead to the spread of tropical diseases.
上昇した気温は、植物の成長模様に影響を与えることがある。 世界の熱帯地域は増加し、熱帯病の蔓延につながることがある。
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Smog is a generic word people use to describe the combination of smoke and fog that's often irritating to breathe. The two major types of smog are >> London smog >> Photochemical smog
スモッグは、煙としばしば呼吸を刺激する霧の組み合わせを説明するために人々が使う一般的な単語である。スモッグの2つの主な種類はロンドンスモッグと光化学スモッグです。