東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

　９月３日の江頭先生のブログで「水道水へのフッ素混入陰謀論」が紹介されていました。これはフッ素化学を専門とした私を挑発しているのではないかと存じます。この問題はいろいろとデリケートな問題が絡んでいるので、書き難いのですが，わたくし白ひげは黒ひげ先生の挑発にあえて乗りましょう。

　以下は拙書「研究室では「ご安全に！」」コロナ社(2018)に記した内容とかぶります。

　子供の虫歯予防のために小学校などの集団で「フッ素塗布」を歯科医により行います。「フッ素」を歯に塗ると表面が硬くなり，虫歯になりにくくなるというものです。同じように、水道水にフッ素を添加すればう歯の予防になると考えられています。

　さて、う歯（ムシ歯）予防の「フッ素塗布」（私はこのことばが大嫌いです。正確に「フッ化物塗布」と言うべきです）はそんなに有害でしょうか。歯科医や学校で行う子供へのフッ素塗布そのものの危険性（これは正確には有害性と呼ぶべきです）についてWeb検索をすると、危険性についての多くの主張を見つけられます。このようなWEB上で、フッ素塗布に反対する人の中には、反応性のまったく異なる「フッ化物塩」と「単体のフッ素」を混同し、あたかもフッ化物塩も高い反応性（酸化能力）を持つ、危険なもののように記載していることがあります。騙されないようにしてください。人体に必須元素である水素、窒素，炭素でも組み合わせでも猛毒の青酸になります。多くのフッ化物塩は「強い有害性」を有するものではありません。

　ただし、「フッ化水素 (HF)」は有害です。これは近年の半導体産業の進歩によりケイ素のエッチングに使われるフッ化水素酸の死亡事故例でも明確です。また、このようなフッ化水素酸による事故は海外のテレビドラマ（ER）でも題材にされたそうです（残念ながら私はまだ見ていません）。フッ酸は塩酸などに比べても比較的弱い酸ですが、「浸透しやすい酸」であるため危険です。そして、体内で生命維持に必要なカルシウムイオンを奪ってしまいます。同様に浸透しやすいギ酸も、比較的弱い酸ですが、皮膚に濃厚につくとケロイドになります。人体が代謝しない、でも浸透しやすい酸は危険です。

　さて、歯に塗布する量や濃度のフッ化物塩での急性毒性は考えにくいものです。学童のフッ化ナトリウムNaFの最小中毒量は5 mg/Kgと見積もられています[舟阪渡「弗素化学」南江堂（1963）pp97]。虫歯予防のために給食に添付する際、間違えて大量（予定の100倍）与えたために、嘔吐、下痢、腹痛の症状が見られたそうです。では慢性毒性はどうでしょうか。飲料水中に1.0ppm以上のフッ化物を含む地域の子供が15歳くらいまで飲用し続けると、「斑状歯」という歯のエナメル質の異常を起こすことがあるそうです。しかし、この斑状歯ではムシ歯になりにくいことから逆にフッ素塗布が生まれました。中国の広州市で1965年から水道水をフッ素添加したところ、1976年の調査でムシ歯は63.9%から27.5%に減りましたが、斑状歯が1.1%から47.2%に増えたそうです[里美宏「ちょっと待って！フッ素でむし歯予防？」ジャパンマシニスト(2006) p36]。

　今年の夏はとにかく暑い！などと思っていたころ、東京工科大学八王子キャンパスの体育館に隣接しているテニスコートのそばを通りかかると写真のような「霧吹き」を見つけました。ヒンヤリとした風が吹いてちょっといい気持ちでした。

　こちらの写真は横浜アリーナ。こちらにも同様の「霧吹き」がありました。

　これらは水を使って空気を冷やすための仕掛けです。

　前回、前々回と実験が失敗するとはどういうことか、を論じてきました。

　強度の高い物質など、実験で役に立つものができることが成功、その反対が失敗、というわけではない。実験に際して良いものができると予想していて、それが外れたのでないなら実験が失敗とは言わない。

　実のところ、良いものができると予想していて、それが外れたとしても必ずしも失敗とは言わない。なぜなら「この予想は間違っている」ことが分かることで新しい予想への発展があるからだ。

　という話運びだったのですが、これでは

　なるほど、予想が当たっても外れても実験は失敗じゃないのか。じゃあ、実験は失敗することなんて無いんだね。

と言われてしまいそうです。

　でも、実験を成功させるのはそれなりに大変です。予想は当たるか外れるかの二つに一つだ、というのは全知全能の神の目からはその通りなのですが、私たち人間にはもう一つの可能性「予想が当たったのか外れたのかよく分からない」があるからです。

　せっかく実験をしても「予想が当たったのか外れたのかよく分からない」状態になってしまうことこそが実験が失敗する、ということなのです。

　あれ、前回と同じタイトル？

　いえいえ、前回は

実験で予想が当たることを「失敗」とは言いません

ですが、今回は

実験で予想が外れることを「失敗」とは言いません

です。

　前回の記事を書いていてふと思ったのですが「実験は失敗だ」とか「実験の失敗によって...」などと普通に「実験」と「失敗」という言葉が結びつけられている様ですが、では実験が失敗するというのは具体的にはどんなことなのでしょうか。

　例えば、前回の「スライムを作製してゴムとの違いを調べよう」といういう実験の場合、スライムがゴムに劣っているという予想を立てて、実際にスライムを作ってみてゴムと比較した結果、強度が十分ではない、という結論に至りました。

　これは予測が当たった、だから実験は成功となります。

　では、もしも作製した「スライム」がゴムそっくりで全くゴムと見分けがつかない性質を示した、としたらどうだったのでしょうか。予想が間違っていたのだから実験は失敗？

　いえいえ、このケースも実験が失敗したとは言えないと思います。

　「フレッシャーズゼミ」は本学の一年生向けの授業です。「ゼミ」と名前にある様に研究室に10名程度の一年生が所属します。授業の受け方からは始まって図書館の利用方法などの手ほどきを受けるのですが、それは1年前期の始まりの頃のお話。後半は研究室単位で４～５名程度のグループをつくって自由にテーマを選んで調査や研究を行い、その成果を最後にポスター発表することになっています。

　ポスター発表が近づいたころ、私が担当する学生さんからポスター原稿が届きました。このグループは高校でも化学の実験としてよく取り上げれる「スライム」の歴史について調べていました。「スライム」はもともとゴムの代用品として開発された、という情報をもとに実際にスライムをつくってゴムと比較したのですが、やはりスライムにはゴムのような強度はありません。

　それはその通りでしょうが、その結果を受けてポスターでは「実験が失敗した理由は云々...。」とまとめられていたのです。

　先日の記事では一日でどのくらいの気温の変化があるかを調べました。八王子のアメダスデータで一日の最大と最小の温度差を調べたところ、この一年間での最大値は19.3℃と結構大きな値でした。

　では、同じことを気圧でやってみよう、というのが本日のお題なのですが、気温と違って気圧はちょっと難しいですね。

　まず、八王子のアメダスデータには気圧の項目がありません。八王子近辺で気圧まで測定しているのは東京（つまり気象庁）のデータとなります。東京のアメダスデータを昨年の8月1日から現在（2018年8月14日）まで収集して調べてみましょう。

　まず、気温と違って気圧はどのくらいの幅で変化するものか、感覚をつかむ必要がありそうです。平均気圧（海面値換算）の項目で調べてみました。

　平均気圧が高い方、トップ５はこちら。

1. 2018年03月07日 1034.2 hPa
2. 2018年01月14日 1028.3 hPa
3. 2017年10月06日 1027.9 hPa
4. 2017年10月05日 1027.5 hPa
5. 2017年10月16日 1026.8 hPa

いわゆる標準大気圧 1013hPa より2％ほど高い日がのあるのですね。

　次は低い方のトップ５です。

1. 2017年08月08日 990.6 hPa
2. 2017年10月23日 992.9 hPa
3. 2018年03月01日 993.7 hPa
4. 2017年08月09日 994.7 hPa
5. 2018年06月12日 995.8 hPa

こちらも標準大気圧と比べると2.2%低い値が見られました。どうやら平均気圧は標準大気圧から±2%程度の変動がある様です。

　さて、一日でどのぐらいの気圧変化があるか、ですがここで少し問題があります。温度については一日のうちの最高気温と最低気温のデータが提供されているのですが、圧力については「平均気圧」と「最低気圧」しかデータが無いのです

　冬物のクリーニング代15％OFF、という広告につられてクリーニング屋さんへ。「お急ぎですか？」と聞かれて「いやいや冬モノなんて雪でも降らない限り着ませんから、ゆっくりで良いですよ」と返したとき、ふと、「でも今年の気候なら降るかも？」とぼけてしまいました。これにははクリーニング屋さんも大いに受けてくれたのですが、さて今年の気候、例年と違って暑い日と寒い日が極端なように感じるのですが...。

　と、いうわけでアメダスで確かめてみましょう。八王子のアメダスで2017年の8月から日ごとの最高気温、最低気温のデータを集めることからスタート。2018年8月13日までのデータを表計算ソフトにコピーしました。

　まずは一日のなかでどのくらいの温度変化が起こるか見てみましょう。最高気温と最低気温の差をとってみると大きな順から

1. 2018年03月04日 19.3℃
2. 2018年04月09日 19.0℃
3. 2018年03月14日 18.3℃
4. 2018年03月15日 18.1℃
5. 2017年11月26日 17.0℃

　前回のブログで堺屋太一氏の著作「知価革命」を紹介しました。これは、知価とは知恵の値打ち、という意味であり、資源やエネルギーの有限性を感じ取った先進国の社会では知価を中心とした社会に劇的な変換が起こるだろう、と予測した書物です。

　さて、知価とは具体的にどのようなものなのでしょうか。この本が書かれた1985年ごろから話題になったのが「バブル景気」ですが、このバブル景気こそが「知価革命」だったのでしょうか。今回は「知価」と「バブル」の関係について考えてみたいと思います。

　まず、「知価」と「バブル」の類似点について考えて見ましょう。

　「知価」はかっこよさや使い勝手の良さなどデザインや設計という知恵によってモノやサービスに付加された価値のことです。モノの原料となる資源やサービスで消費されるエネルギーの量とはほぼ無関係に決まる価値であり、資源･エネルギーの限界を超えて経済が成長することを可能にします。

　「バブル」も資源やエネルギーと無関係に価格が上昇する現象です。バブルの対象になるのはモノやサービスなどの本来の価値ではありません。何かの切っ掛けで「将来値上がりするかも知れない」と期待して「今のうちに購入しておこう」と考える人が一定数を超えると実際に価格が上がる。それを見た他の人も「もっと値上がりする」と期待するのでさらに購入量が増える、というサイクルがくり返されて泡（バルブ）が膨れ上がる様に価格が上昇するのです。資源やエネルギーに支えられた本来の価値（ファンダメンタルズと呼ばれます）と比べて不釣り合いな価格がつくのですが、これが大きな規模で起これば経済全体が資源･エネルギーの限界を超えて成長することになります。

　先日、こちらの記事で茅方程式について紹介しました。

　茅方程式は図のような恒等式。経済規模（GDP)とCO₂排出量が比例していることを示していますが、その比例係数が必ずしも一定とは限らない。この比例係数を変えることができればCO₂を排出しなくても経済成長は可能だ、ということが分かります。

そう説明しました。その後、二つの比例係数について述べたのですが、今回考えてみたいのは二つ目の比例係数についてです。

　つまり、「Energy÷GDP」。一定のGDPを稼ぐために必要とされるエネルギーで、エネルギー消費原単位と呼ばれます。前回はこれを「省エネのことだ」と表現したのですが、これは少し狭い理解ではないか、と思うのです。

　エネルギー消費原単位の分子は消費されたエネルギー、分母はそのエネルギーで生産されたGDP、つまり価値を表しています。分母が一定ならエネルギー消費原単位を小さくすることは「同じ価値を」より「少ないエネルギー」で生み出すこと、つまり省エネのこと、となるわけです。

　その一方で分子である「エネルギー」を一定だと考えるとエネルギー消費原単位を小さくするにはより「大きな価値を生み出す」ことができれば良い、ということになります。ここでは価値をGDPで表現しているのですが、では価値あるいはGDPはどのように決まるものなのでしょうか。

　話題に困った天気の話でも、といいますが、最近は話題に困らなくても天気の話が口をついて出てしまいます。

暑いですねー！

　自分の子ども時代を思い出すと天気予報で「明日は30℃を越える」と聞くと暑い一日を覚悟した様に記憶しているのですが、あれは本当に日本のことだったのでしょうか。前前前世の記憶かも知れない、などと思ってしまうくらい、異常な暑さの日が続いています。

　さて、子どものころの記憶で暑さに関連して覚えているのが「不快指数」という指標です。まず名前のインパクトがすごい。不快指数という言葉を聞いただけで不快になるのですが、最近、あまり聞かなくなったように思います。

　そう思って不快指数について調べてみると日本気象協会（これは一般財団法人で気象庁とは別組織です）のサイトで以下の様にデータが公表されていました。不快指数の値とともに説明として

不快指数は、「日中の蒸し暑さ」を表し、数字が大きいほど蒸し暑く不快であると言えます。「70未満・70～74・75～79・80～84・85以上」の5レベルで、80以上はほとんどの人が不快に感じる暑さです。

と記されています。

　さて、不快指数とは具体的にどのように計算されているのでしょうか。