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〜基礎・ヘルスケア・環境浄化・先端応用技術〜
[コードNo.07NTS172]

■体裁/ B5判・560頁
■発行/ 2006年 8月 10日
(株)エヌ・ティー・エス
■定価/ 41,040円(税込価格)

水は液体・固体・気体それぞれの状態に特性がある。それをいかに利用するかということで、機能材料としての水の応用が各方面で展開されている。
本書は、水の基礎的な特性と機能について記述し、各種各方面の応用を網羅したハンドブックである。

発刊の言葉・書評
水は各分野に関係があるため、水に関する技術書は“海洋深層水”“機能水”“水浄化技術”など数多く出版されている。しかしながら、水を物質・材料としてとらえ、それら水の特性・機能をどのようなニーズに対応させるかについての成書は数少ない。
本書は水の基礎的知見と重要技術・先端技術を横断的に取り上げ、水にかかわる研究・開発技術者の方々に専門分野はもちろんのこと関連する分野の技術情報を的確につかめるように編集委員会を設置し、各方面の編集委員の意見をとりまとめ編集したものである。
本書ではまず、水の基礎的物性を明らかにしたうえで、磁気・電磁波・紫外線・化学・生物処理水、赤外線、電解水、膜分離技術、超臨界水などの応用技術をまとめている。
さらに、現在、水とのかかわりで非常に大きな関心がもたれている“ヘルスケア”について、人間の健康と暮らし・予防医学・皮膚と水についての基礎的知見をまとめ、酸性電解水・引用アルカリ性電解水の検証と応用、温泉治療・スポーツドリンクの効用・味覚センサーによる水評価など注目される技術についても取り上げている。
水における先端応用技術では、昨年の愛知万博の展示や今春開かれた京都の国際会議での発表で注目を浴びた可視光光触媒による水の完全分解や水と光触媒による都市温暖化緩和などを取り上げ、さらにテラヘルツ、モザイク荷電膜、加熱水、凍結処理、切削研削油剤代替、ESR分析、マイクロバブルオゾン水の農業への利用などが解説されている。
水環境浄化技術では紫外線や光触媒による最新の浄化法、農業における光触媒を利用した水浄化などの重要技術についてもとりあげ、また、水資源と水質管理についてもふれられている。
以上のような内容の水の成書はこれまで上梓されていないので、本書は水に関係している研究者・技術者・営業技術者はもちろん、これから水を勉強する方々にも役立つものと考えている。
平成18年7月吉日 編集代表 OHT技術士事務所長 工学博士、技術士(電気・電子) 大森豊明

[編集委員会](五十音順)
代表・委員 大森豊明OHT技術士事務所所長
  委員長 五十部誠一郎(独)農業・食品産業技術総合研究機構・食品総合研究所食品工学研究領域・製造工学ユニットユニット長
    委員 クロップ・アンドレヴェオリア・ウォーター・ジャパン(株)総務部部長
    委員 野坂芳雄長岡技術科学大学物質・材料系教授
    委員 藤井高任ネスレ栄養科学会議事務局長
    委員 吉村昇秋田大学工学資源学部電気電子工学科教授

[企画・編集]
技術教育出版有限会社

[執筆者一覧](執筆順)
大森豊明OHT技術士事務所所長
岩田和佳兵庫県立大学生命理学研究科客員研究員
佐野洋摂南大学薬学部教授
野坂篤子長岡技術科学大学物質・材料系産学官連携研究員
吉村昇秋田大学工学資源学部電気電子工学科教授
鈴木雅史秋田大学工学資源学部電気電子工学科助教授
吉野潔岩崎電気(株)光応用開発部ソフトエンジニアリング課主査
西本右子神奈川大学理学部助教授
三浦邦夫ヴェオリア・ウォーター・システムズ・ジャパン(株)水処理営業部部長
五十部誠一郎(株)農業・食品産業技術総合研究機構・食品総合研究所食品工学研究領域・製造工学ユニットユニット長
佐古猛静岡大学工学部物質工学科教授
岡島いづみ静岡大学工学部物質工学科共同研究員
實川節子ロレアル研究所マネージャー
原一茂ロレアル研究所マネージャー
Chantal Fanchonロレアル研究所マネージャー
Gabrielle Soreロレアル研究所マネージャー
佐々木敏(株)国立健康・栄養研究所栄養疫学プログラムプログラムリーダー
北洞哲治国際医療福祉大学附属熱海病院内科教授
藤山佳秀滋賀医科大学内科科学講座教授
岩沢篤郎昭和大学藤が丘病院組織培養室主任
岡崎稔日本ポール(株)取締役(ウォータープロセス担当)
Florence ConstantM.D. Ph.D., Nestle Waters M.T., Vittel, France
Denis BarclayPh.D., Nestle Nutrition, Vevey, Switzerland <(英訳)熊澤夏子>
後藤達男岩手大学名誉教授(理学博士)
西村純二九州大学生体防御医学研究所免疫病態学分野教授
岡田昭次郎(株)日本グレーン研究所取締役会長
今井大介(株)日本グレーン研究所主任研究員
村岡功早稲田大学スポーツ科学学術院教授
都甲潔九州大学システム情報科学研究院教授
フィリップ・ニスパリ第一大学教授 <(仏訳)山本三春>
堂免一成東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻教授
前田和彦東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻博士後期課程
砂田香矢乃東京大学先端科学技術研究センター産学官連携研究員(特任助教授)
入江寛東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻講師
橋本和仁東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻教授/先端科学技術研究センター所長
杉戸善文大日精化工業(株)技術研究センター副部長
伊與田浩志大阪市立大学大学院工学研究科機械物理系専攻講師
野邑奉弘大阪市立大学大学院工学研究科機械物理系専攻教授
宮脇長人石川県立大学生物資源環境学部食品科学科専攻教授
塚本真也岡山大学大学院自然科学研究科、工学部副学部長教授
下山雄平室蘭工業大学教育研究支援機構教授
福元康文高知大学農学部教授
西村安代長崎総合科学大学講師
橋詰和人日本テクニカル(株)取締役
藤嶋昭神奈川科学技術アカデミー理事長
中島哲人千葉県立柏中央高等学校教諭
深山陽子神奈川県農業技術センター経営情報研究部主任研究員
野坂芳雄長岡技術科学大学物質・材料系教授
岩崎達行岩崎電気(株)光応用開発部ソフトエンジニアリング課課長
石橋良信東北学院大学工学部環境土木工学科教授
若林明子淑徳大学国際コミュニケーション学部教授
一戸正憲WERI水環境研究所
内藤康行(株)ウェルシィ公共事業推進部部長

詳細目次
第1章 総論:水の特性・機能とその応用

1まえがき
2機能材料
2-1機能材料(Functional Material)とは
2-2シーズおよびニーズからみた機能材料
2-3機能材料の今後の展望
3水機能材料
3-1水機能材料(Water Functional Material)とは
3-2水機能材料のシーズ
3-3水機能材料のニーズ
4むすび
第2章 水の特性と機能

第1節水の物理的特性
1水の基本的な物理的性質
2水の組成
3水分子の構造
4水分子の水素結合
4-1水素結合
4-2氷の構造
4-3水の構造
5水の表面張力とぬれ
第2節水の化学的特性
1水の解離
2プロトン移動と水
3水和
3-1イオンの水和
3-2糖、アルコールの水和
3-3疎水性水和
3-4生体高分子の水和
4コロイドと水
第3節水の吸着特性
1はじめに
2金属酸化物上の吸着水
3細孔内の水
4高分子膜中の水
第3章 水の特性・機能とその応用技術

第1節磁気処理水の応用
1はじめに
2磁気処理水による防錆
3磁気処理水によるホウレンソウ栽培
4おわりに
第2節電磁波技術の水分野への応用
1まえがき
2電磁波とは
3電磁波における光の位置づけ
4電磁波における電波の位置づけ
5電磁波の特徴
6電磁波エネルギーの水分野への応用
7あとがき
第3節赤外線技術の水分野への応用
1まえがき
2赤外線(infrared)とは
3赤外線に関する諸法則
4赤外線放射源
5赤外線の特徴
6赤外線計測技術
6-1赤外線センサーとは
6-2赤外線センサーの種類とその特徴
6-3赤外線センサーの適用
7赤外線エネルギーの水分野への応用
8赤外線技術の水分野への応用の展望
第4節紫外線処理水の応用
1はじめに
2紫外線について
2-1紫外線
2-2紫外線ランプ
3紫外線による水の殺菌
3-1紫外線による水中の微生物の不活化
3-2紫外線殺菌の実際
4紫外線による水処理
4-1紫外線による水処理の原理
4-2紫外線による促進酸化処理法の特性
4-3紫外線による水処理の実際
5まとめ
第5節電解水の応用
1電解水とは
2医療分野での電解水の使用
3食品・農業・水産・畜産分野での電解水の利用
4まとめ
第6節上下水道への膜分離技術の応用
1はじめに
2膜の種類と適用範囲
3膜分離技術を使った上下水道処理
3-1浄水施設への適用
3-2下水高度処理施設への適用
4おわりに
第7節化学処理水の応用
1各論
1-1オゾン水
1-2キセノン水
1-3脱気水
1-4シーマロックス添加水
1-5金属還元水
1-6海洋深層水
2生物に対する機能水の評価方法
2-1アオミドロの表層微小管について
2-2水の物性を変化させた機能水の例
2-3溶質を変化させた機能水の例
2-4今後の展望
第8節生物処理水の応用
第9節超臨界水の物性とその応用技術
1はじめに
2超臨界水の物性
3超臨界水利用技術
3-1亜〜超臨界水による有機物の加水分解
3-2有機廃棄物のガス化・水素製造
3-3超臨界水酸化による完全・クリーン燃焼
4おわりに
第4章 水と健康・アメニティー

第1節化粧水(化粧品)と水技術
1緒言
2皮膚と水
2-1皮膚の構造
2-2皮膚中の水
2-3皮膚モデル
3皮膚における水の働き
3-1海水と皮膚
3-2鉱泉水と皮膚
4結語
第2節予防医学における水の役割と重要性
1はじめに
2必須生体成分としての水
3飲水量と摂取源の概要
4飲水量と癌
5飲水量と腎結石
6飲水量と尿路感染症
7飲水量と便秘
8飲水量とその他の健康問題
9水に含まれるミネラルなどと健康問題の関連
10おわりに
第3節飲用アルカリ性電解水の検証と応用
はじめに
1アルカリイオン水とは
1-1アルカリイオン水の生成原理
1-2アルカリイオン水の効能効果
2アルカリイオン水の今日的検証
2-1物性安全性試験
2-2動物安全性試験
2-3臨床試験
2-4結論
3応用と展望
第4節酸性電解水の殺菌作用
1はじめに
2酸性電解水と消毒剤との違い
3酸性電解水の殺菌効力の考え方
4手洗い・医療機器・食品衛生への応用
4-1手洗い
4-2内視鏡スコープの洗浄消毒
4-3透析装置の洗浄消毒
4-4食品衛生への応用
5さいごに
第5節日本におけるミネラルウォーターの現状
1日本の水道水はおいしいか
2ミネラルウォーターとはどんな水なのか
3国産品と輸入品には、どのような差があるのか
4水道水を見直そう
第6節人間の健康と暮らしにおける水の役割
1はじめに
1-1人間に必要な水分量
2水分補給と認知機能
3水分補給と身体遂行能力
3-1水分補給と持久力運動遂行能力の臨床試験
3-2水分補給と熟練運動技能の臨床研究
4水分補給と生活習慣病
4-1尿路結石症
4-2尿路感染症
4-3便秘
4-4高血圧症と心臓血管病
4-5体重過多と肥満
5高齢者における水と健康
6ミネラルウォーターに含まれるカルシウムの栄養学上の重要性
6-1カルシウム含有量の多い水
6-2カルシウム含有率の高いミネラルウォーターのカルシウムの生体利用効率
6-3カルシウムを多く含むミネラルウォーターと骨の健康
7まとめ
第7節温泉化学について
第8節温泉の生体作用と関節疾患の温泉治療
1はじめに
2温泉の定義
3温泉の生体作用
3-1物理作用
3-2薬理作用
3-3殺菌作用
3-4統合的生体調節作用
4関節疾患と温泉療法
4-1関節リウマチ
4-2他の炎症性関節炎
4-3変形性関節症
5おわりに
第9節自然鉱石による水処理
1はじめに
2本邦における主な薬石
3麦飯石
3-1鉱物学から見た麦飯石
3-2麦飯石の相当品
3-3麦飯石と水とのかかわり
3-4麦飯石の効能に影響する因子
3-5麦飯石セラミックスの効能
4おわりに
第10節スポーツドリンクの効用
1はじめに
2スポーツドリンクが効果的と思われる根拠
2-1GERへの影響
2-2小腸での液吸収への影響
3スポーツドリンクの効用
3-1脱水・熱障害予防に対する効果
3-2電解質濃度に対する効果
3-3血糖値およびパフォーマンスに対する効果
3-4運動時の中枢性疲労抑制および運動後の疲労回復に対する効果
4おわりに
第11節味覚センサーによる水評価
1はじめに
2味覚センサーの原理と基本特性
3コーヒー牛乳=麦茶+牛乳+砂糖
4おいしい水
5水質センサー
6展望
第12節水の姿とパワー
第5章 水における先端応用技術

第1節水分解のための可視光応答型非酸化物系光触媒の開発
1緒言
2金属酸化物と(オキシ)ナイトライド
3タンタル系(オキシ)ナイトライド
4オキシサルファイド
5窒化ゲルマニウム(Ge3N4)による水の完全分解
6(Ga1-xZnx)(N1-xOx)固溶体による可視光照射下での水の完全分解
第2節水と光触媒による都市温暖化緩和
1はじめに
2光触媒建築材料
2-1光誘起親水化反応
2-2光触媒建築材料-セルフクリーニング効果-
2-3防曇効果
3建物冷却システム
3-1都市温暖化
3-2建物冷却システム
3-3光誘起親水性と冷却効果
3-4実証試験
4おわりに
第3節センサー技術とテラヘルツ技術の水分野への応用
1まえがき
2電磁波とは
3センサー技術とは
4100 mm〜1,000 mm(1 mm)の波長帯の電磁波は光なのか電波なのか
5センサー技術の水分野への応用
6テラヘルツ技術とは
7テラヘルツ技術の水分野への応用
8むすび
第4節モザイク荷電膜とその応用
1はじめに
2モザイク荷電膜による塩透過の原理
3モザイク荷電膜の機能を発現させる基本的要件
4モザイク荷電膜の作製方法
4-1これまでの作製方法
4-2モザイク荷電膜作製のコンセプト
4-3モザイク荷電膜の作製方法
5モザイク荷電膜の特性
5-1溶質の透過流束
5-2電解質と非電解質の透過流束および分離性(a)
5-3体積流束
6モザイク荷電膜の応用例
6-1アスパルテームの脱塩
6-2高分子量物質の脱塩
6-3染料の脱塩
7モザイク荷電膜の特長とその利用
8おわりに
第5節過熱水蒸気の特徴と利用技術
1はじめに
2基礎と定義
2-1過熱水蒸気と水の状態変化
2-2空気と水蒸気
3過熱水蒸気の一般的特性
3-1一般的性質と特徴
3-2凝縮から蒸発への反転過程
3-3逆転点温度と熱放射性
4装置化と利用技術
4-1食品加工への利用と応用
4-2装置化
5おわりに
第6節水の凍結処理による分離・濃縮技術
1はじめに
2凍結濃縮法の原理
3従来の凍結濃縮法-懸濁結晶法
4新しい凍結濃縮法-界面前進凍結濃縮法
4-1界面前進凍結濃縮法の原理
4-2界面前進凍結濃縮法の理論
4-3極限分配係数
4-4界面前進凍結濃縮法のスケールアップ
5界面前進凍結濃縮法の応用
6おわりに
第7節水による切削・研削油剤の代替技術
1はじめに
2切削・研削油剤の廃液処理問題
3電気防錆加工法のアイデア創案
4電気防錆加工法の各種加工法への適用
5電気防錆加工法における完全防錆電流値の決定
6電気防錆加工法の加工性能
7電気防錆加工法と他の加工法の比較
第8節ESRによる水の分析技術
1前置き
2高磁場高周波(HFHF)ESR
3植物試料における水の分布とゆらぎ
4動物筋肉繊維における構造水
5脂質膜における傾斜極性と水の分布構造
第9節マイクロバブルオゾン水の農業への利用
1はじめに
2マイクロバブルの性能試験
2-1マイクロバブルの酸素溶解濃度
2-2マイクロバブルオゾン水製造装置の性能試験
2-3マイクロバブルオゾン水の作物に対する安全限界濃度の確認
2-4スモモの病害虫防除に関する試験
3養液栽培におけるマイクロバブルオゾン水の利用
4臭化メチル代替技術の確立検証
5マイクロバブルオゾン発生装置の仕様の概略
6マイクロバブルオゾン水発生装置による基礎試験
6-1空気溶解性能の確認(DO値)
6-2マイクロバブルによるオゾンおよび酸素溶解性能の確認(溶存オゾン値・溶存酸素値)
第6章 環境と水資源

第1節酸化チタン光触媒による水処理-装置の試作と各種水処理法の検討
1はじめに
2分解速度を左右する因子
3光触媒水処理装置の実際
3-1光触媒担持目開きPTFEシート往復運動の水処理装置
3-2水が下に流れる積層フロー式光触媒水処理装置
3-3太陽光併用の光触媒水処理装置
3-4酸化チタン光触媒担時プリーツフィルタによる畜産し尿の脱色
4まとめ
第2節農業における光触媒を利用した水浄化
1はじめに
2有機質培地を用いた養液栽培における排出培養液浄化
3農薬廃液処理
4おわりに
第3節水の光触媒による反応
はじめに
1水の酸化と還元
2光触媒による水の反応
2-1光触媒による反応
2-2OHラジカルの発生
2-3光触媒による過酸化水素の発生
2-4光触媒による・O2−と一重項酸素の発生
3光触媒よる水の分解
3-1これまでの研究のながれ
3-2光触媒による水の酸化
3-3光触媒による水の還元
3-4酸化還元光触媒結合系による水の分解
3-5水の完全分解のための光触媒
4光触媒における水の役割
第4節紫外線による水環境浄化技術
1はじめに
2紫外線による景観用水浄化
2-1紫外線による殺藻
2-2浄化原理および装置
3まとめ
第5節紫外線消毒の上下水道への適用
1上下水道における紫外線消毒導入の背景
2わが国での紫外線消毒の検討とクリプトスポリジウム禍
3紫外線消毒の動向
3-1ヨーロッパ諸国における紫外線消毒
3-2アメリカ・カナダでの動向
3-3わが国における対応
4紫外線消毒の上水道への適用
4-1紫外線処理の位置づけ
4-2浄水への適用上の提案
4-3他の消毒法とのかかわり
5紫外線消毒導入の方向性
第6節水の機能-生き物を生み育てる機能-
1はじめに
2水生態系とその機能
3食料としての水生生物
4都市域での水生生物の変化
5望ましい生態系とは
6わが国の水域は水生生物にとって安全か?
7環境リスク初期評価(環境省パイロット事業)
8生態リスク評価とは
8-1有害性を知るための試験方法
8-2試験結果からPNECの算出
9どんな対策が必要か
9-1河川改修
9-2外来種対策
9-3化学物質対策
10おわりに
第7節水資源と水質管理
1世界の水資源問題
1-1世界の水資源の現状
1-2水資源の質的な問題
2水の循環と水資源の賦存状況
2-1水の循環と水利用
2-2降水量
2-3水資源賦存量
3水資源の利用状況
3-1生活用水
3-2工業用水
3-3農業用水
4水資源と環境
4-1水質の現況
4-2水質保全対策
4-3安全でより良質な水の確保
第8節中国における水事業
1はじめに
2水ビジネス市場の群雄割拠
3外国企業との協調が中国の水事業を変える
4中国の水ビジネス戦略―アジア地区への布石
5今後中国の水ビジネスで期待される技術と投資案件「海水淡水化」
6最新外国企業動向
資料1 中国の水事業に関連する企業、設計会社およびコンサルタント会社
資料2 中国の水事業に係る会社紹介

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