概要:
本講義では，水環境の状態を工学的に評価・管理する場合や，上下水道などの水処理装置を設計・運転する場合に，必要となる化学，物理，微生物の基礎知識を習得する。本科の水環境工学Ⅰ及びⅡ，土木・建築実験（環境実験）で学習した水環境や水処理に関する基礎知識をさらに深く理解し，実務に応用できる専門的基礎知識を身につけることを目標とする。
授業の進め方・方法:
毎回の講義の後に演習レポートを行って，内容の理解度・到達度を評価する。前学期末試験を行う。
注意点:
試験の成績60%，平素の学習状況等（演習レポート）を40%の割合で総合的に評価する。実務に応用できる専門基礎知識として，水環境や水処理に関する化学，物理，微生物の理解の程度を試験等において評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
環境化学 [1]：イオン，物質の状態変化，気体の性質（全圧と分圧）を理解する。 |
イオン，物質の状態変化，気体の性質（全圧と分圧）が理解できる。
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| 2週 |
〃 [2-3]：溶解度，溶液濃度，沸点と凝固点，浸透圧を理解する。 |
溶解度，溶液濃度，沸点と凝固点，浸透圧が理解できる。
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| 3週 |
〃 [2-3]：溶解度，溶液濃度，沸点と凝固点，浸透圧を理解する。 |
溶解度，溶液濃度，沸点と凝固点，浸透圧が理解できる。
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| 4週 |
〃 [4-5]：化学平衡と溶解度積，酸と塩基，緩衝溶液について理解する。 |
化学平衡と溶解度積，酸と塩基，緩衝溶液が理解できる。
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| 5週 |
〃 [4-5]：化学平衡と溶解度積，酸と塩基，緩衝溶液について理解する。 |
化学平衡と溶解度積，酸と塩基，緩衝溶液が理解できる。
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| 6週 |
〃 [6]：酸化と還元，反応速度論について理解する。 |
酸化と還元，反応速度論が理解できる。
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| 7週 |
環境微生物 [7-8]：酵素反応速度，拮抗阻害，代謝と自由エネルギーについて理解する。 |
酵素反応速度，拮抗阻害，代謝と自由エネルギーが理解できる。
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| 8週 |
環境微生物 [7-8]：酵素反応速度，拮抗阻害，代謝と自由エネルギーについて理解する。 |
酵素反応速度，拮抗阻害，代謝と自由エネルギーが理解できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
〃 [9-10]：微生物の増殖過程，比増殖速度，増殖収率について理解する。 |
微生物の増殖過程，比増殖速度，増殖収率が理解できる。
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| 10週 |
〃 [9-10]：微生物の増殖過程，比増殖速度，増殖収率について理解する。 |
微生物の増殖過程，比増殖速度，増殖収率が理解できる。
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| 11週 |
環境物理 [11-12]：総括酸素移動容量係数，反応槽内の液体混合特性について理解する。 |
総括酸素移動容量係数，反応槽内の液体混合特性が理解できる。
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| 12週 |
環境物理 [11-12]：総括酸素移動容量係数，反応槽内の液体混合特性について理解する。 |
総括酸素移動容量係数，反応槽内の液体混合特性が理解できる。
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| 13週 |
〃 [13-15]：凝集，沈殿，ろ過，活性炭吸着理論，イオン交換，膜分離を理解する。
毎回の講義の後に演習レポートを行って，内容の理解度・到達度を評価する。
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凝集，沈殿，ろ過，活性炭吸着理論，イオン交換，膜分離が理解できる。
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| 14週 |
〃 [13-15]：凝集，沈殿，ろ過，活性炭吸着理論，イオン交換，膜分離を理解する。
毎回の講義の後に演習レポートを行って，内容の理解度・到達度を評価する。
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凝集，沈殿，ろ過，活性炭吸着理論，イオン交換，膜分離が理解できる。
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| 15週 |
〃 [13-15]：凝集，沈殿，ろ過，活性炭吸着理論，イオン交換，膜分離を理解する。
毎回の講義の後に演習レポートを行って，内容の理解度・到達度を評価する。
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凝集，沈殿，ろ過，活性炭吸着理論，イオン交換，膜分離が理解できる。
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| 16週 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 化学(一般) | 化学(一般) | 水の状態変化が説明できる。 | 2 | 前1 |
| ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル-シャルルの法則を説明でき、必要な計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 気体の状態方程式を説明でき、気体の状態方程式を使った計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 原子のイオン化について説明できる。 | 2 | 前1 |
| イオン式とイオンの名称を説明できる。 | 2 | 前1 |
| イオン結合について説明できる。 | 2 | 前1 |
| 共有結合について説明できる。 | 2 | 前1 |
| 自由電子と金属結合がどのようなものか説明できる。 | 2 | 前1 |
| 気体の体積と物質量の関係を説明できる。 | 3 | 前1 |
| 化学反応を反応物、生成物、係数を理解して組み立てることができる。 | 3 | 前4,前5 |
| 化学反応を用いて化学量論的な計算ができる。 | 3 | 前4,前5 |
| 質量パーセント濃度の説明ができ、質量パーセント濃度の計算ができる。 | 3 | 前2,前3 |
| モル濃度の説明ができ、モル濃度の計算ができる。 | 3 | 前2,前3 |
| 酸・塩基の定義(ブレンステッドまで)を説明できる。 | 2 | 前4,前5 |
| 電離度から酸・塩基の強弱を説明できる。 | 2 | 前4,前5 |
| pHを説明でき、pHから水素イオン濃度を計算できる。また、水素イオン濃度をpHに変換できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 中和反応がどのような反応であるか説明できる。また、中和滴定の計算ができる。 | 3 | 前4,前5 |
| 酸化還元反応について説明できる。 | 2 | 前6 |
| イオン化傾向について説明できる。 | 2 | 前13 |
| 金属の反応性についてイオン化傾向に基づき説明できる。 | 2 | 前14 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 環境 | 水質指標を説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| 水道施設（取水・導水・浄水・送水・配水・給水等）を理解している。 | 2 | 前13,前14,前15 |
| 浄水の単位操作（凝集・沈澱凝集等）を理解している。 | 3 | 前13,前14,前15 |
| 浄水の単位操作（濾過・殺菌等）を理解している。 | 3 | 前13,前14,前15 |
| 生物学的排水処理の基礎(好気的処理)を説明できる。 | 2 | 前11 |
| 下水処理施設の設計を理解き、かつ計算できる。 | 3 | 前11 |
| 溶解度について理解している。 | 2 | 前2 |
| 化学平衡について理解している。 | 2 | 前4 |
| 反応速度について理解している。 | 2 | 前6,前7,前8 |
| 反応速度を理解し、計算ができる。 | 3 | 前6,前7,前8 |
| 微生物の定義（分類、構造、機能等）を理解している。 | 2 | 前9,前10 |
| 物質循環と微生物の関係を説明できる。 | 2 | 前9,前10 |
| エネルギー獲得機構を理解している。 | 2 | 前9,前10 |
| 増殖速度、収率を理解している。 | 3 | 前9,前10 |
| 酵素反応速度を理解している。 | 3 | 前9,前10 |
| 自由エネルギーを理解している。 | 2 | 前9,前10 |