環境調和型産業技術研究ラボ
社会実装研究チームの紹介
保高徹生 1）・宮川歩夢 2）・環境調和型産業技術研究ラボ

社会実装研究チーム 1）〜 11）

さらに，（4）技術の社会実装に関する研究では，環境調

１．はじめに

和ラボ内の社会課題を対象として，ガイドライン等の作成
環境調和型産業技術研究ラボ（以下，環境調和ラボ）社に基づく社会実装に取り組む．ここでは，環境調和型社会会実装研究チームでは，「環境調和型技術の社会実装に向実装研究チームとして取り組む研究をサブテーマ毎に一部けたプラットフォーム構築と実践」をテーマに，第 1 図紹介する．に示す４つのサブテーマ「（1）環境調和型浄化技術」
・「（2）
環境調和型モニタリング技術」
・「（3）融合を促進するプ

２．環境調和型浄化技術

ラットフォームの構築」
・「（4）技術の社会実装に関する研究」を設定して，技術開発および社会実装に向けた研究

国際／国内の社会・企業ニーズを把握した上で，産総研に取り組んでいる．メンバーは兼務も含めると 46 名と，が持つ環境技術及びその周辺技術を軸に，低コスト低環境環境調和ラボの４チームの中では最も多く，所属も地質調負荷型の汚染物質の吸着材を開発する．特に，放射性 Cs査総合センター，エネルギー・環境領域，材料・化学領域，や有機汚染物質，重金属等を対象とした次世代型有害物質

エレクトロニクス・製造領域，情報・人間工学領域，計量吸着剤の開発をはじめ，吸着材性能評価の高度化，鉱山廃標準総合センターと 6 領域に渡る．

水汚染微生物対策，土壌汚染微生物対策技術の開発を進め（1）環境調和型浄化技術，（2）環境調和型モニタリング

る．第 1 表に研究テーマとメンバーを示す．

技術では，社会課題に基づいた各種技術開発を進めるとともに，（3）融合を促進するプラットフォームの構築によ

また，重点課題である次世代型吸着材の概要を以下で説明する．

り，社会実装チームそして環境調和ラボ内の融合を図る．

図第1 1社会実装チームの構成
図 社会実装チームの構成
1）産総研 地質調査総合センター 地圏資源研究部門，2）産総研 地質調査総合センター 地質情報研究部門，3）産総研 計量標準総合センター 工学計測標準研究部門，4）産総研
計量標準総合センター 分析計測標準研究部門，5）産総研 計量標準総合センター 物質計測標準研究部門，6）産総研 計量標準総合センター 物理計測標準研究部門，7）産総研
エネルギー・環境領域 環境創生研究部門，8）産総研 エネルギー・環境領域 安全科学研究部門，9）産総研 材料・化学領域 ナノ材料研究部門，10）産総研 エレクトロニクス
製造領域 センシングシステム研究センター，11）産総研 情報・人間領域 人間情報インタラクション研究部門
キーワード：社会実装研究，環境科学，浄化，モニタリング，連携

350   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

環境調和型産業技術研究ラボ

第1表

社会実装研究チームの紹介

環境調和型浄化技術の研究テーマとメンバー

研究テーマ

メンバー

放射性 Cs や有機汚染物質等を対象と

川本徹 9)，田中寿 9)，南公隆 9)，Durga Parajuli9)，

した次世代型有害物質吸着剤の開発

髙橋顕 9)，臼田初穂 9)，保高徹生 1)

重金属等を対象とした次世代型有害物質吸着剤の開発
吸着材性能評価の高度化

森本和也 1)，保高徹生 1)
保高徹生 1)，井本由香利 1)，森本和也 1)，西方美羽 1)，
小栗朋子 8)

鉱山廃水汚染微生物対策

羽部浩 7)，佐藤由也 7)

土壌汚染微生物対策

張銘 1)，吉川美穂 1)

メンバーの右上の数字は所属を示す．1）地質調査総合センター 地圏資源環境研究部門，2）地質調査総合センター 地質情報研究部門，
3）計量標準総合センター 工学計測標準研究部門，4）計量標準総合センター 分析計測標準研究，5）計量標準総合センター 物質計測標
準研究部門，6）計量標準総合センター 物理計測標準研究部門，7）エネルギー・環境領域 環境創生研究部門，8）エネルギー・環境領域課題名
メンバー
安全科学研究部門，9）材料・化学領域
ナノ材料研究部門，10）エレクトロニクス製造領域センシングシステム研究センター，11）情報・人間領域 人間情報インタラクション研究部門
気候変動に対応した鉱山や土壌・地下水汚染サイトにおける有害物質の遠隔監視システム開発
環境試料中の VOC の 1 対多型の校正技術を環境計測へ適用
環境リスク低減に向けた土壌・水中のヒ素等の分析技術の高度化・省力化

朱彦北 5)，保高徹生 1)，古川祐光 10)，島隆之 10)，

有賀智子 5)，岩﨑雄一 8)，松本親樹 1)，小栗朋子 8)
北牧祐子 5)，青木伸行 5)
小栗朋子 8)，有賀智子 5)，川本徹 9)，Durga Parajuli9)，
西方美羽 1)，昆慶明 1)，荒岡大輔 1)，綱澤有輝 1)，
金子雅紀 1)，朝比奈健太 1)

都市域における熱環境とエネルギー図 2 放射性7)Cs 含有焼却灰へのプルシアンブルー吸着材の適用
石戸谷重之 ，髙根雄也 7)
消費量と地球温暖化の評価
海水中の pH，塩分におけるマトリックスの影響を評価
環境中の電磁波の評価

粥川洋平 3)，倉本直樹 3)，朝海敏昭 5)
石居正典 6)

環境モニタリングで使用される超低図 2 放射性
第 2Cs
図 含有焼却灰へのプルシアンブルー吸着材の適用
放射性 Cs 含有焼却灰へのプルシアンブルー吸着材の適用
周波音計測機器の計量トレーサビリ高橋弘宜 4)，山田桂輔 4)

ティ整備
放射性 Cs や有機汚染物質等を対象とした次世代型有害物
重金属など環境中元素動態解明・生体中里哲也 7)，重田香織 7)，青木寛 7)，谷英典 7)
質吸着剤の開発 影響評価のための計測技術の開発
吸着材の開発を基に，有害物質の吸着除去，有用物質の吸着回収等の研究開発を進める．環境調和ラボのテーマとしては，Cs 吸着材として知られるプルシアンブルー系の材料を用いて，福島第一原発事故で環境中に散逸した放射性 Cs の吸着除去や，濃縮保管の実証に向けた研究を実施する（第 2 図）．
重金属等を対象とした次世代型有害物質吸着剤の開発
⾃然由来の特定有害物質（特にヒ素やフッ素）を含む汚染⼟・浸出⽔処理のための対策に資する技術開発を行うことを⽬的とする．陰イオン交換能を持つ環境親和的な鉄鉱物で，酸・アルカリに対する安定性も⾼いと期待できるβ-FeOOH の結晶（第 3 図）に着⽬して，その合成条件の検討とヒ酸イオンやフッ化物イオンの吸着性について評価を第 3 図 ヒ素やフッ素を対象とした吸着材の技術開発
図 3 ヒ素やフッ素を対象とした吸着材の技術開発．

行う．

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

図 3 ヒ素やフッ素を対象とした吸着材の技術開発．

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保高ほか

技術，取り組みの一例を以下に紹介する．

３．環境調和型モニタリング技術

研究テーマ
メンバー
産総研が持つ環境技術及びその周辺技術を有機的に結合
原子スペクトル分析技術の高度化
放射性 Cs や有機汚染物質等を対象と 川本徹 9)，田中寿 9)，南公隆 9)，Durga Parajuli9)，
し，社会ニーズが大きい異常気象等に対応したモニタリン
分光分析・質量分析など原子スペクトル手法に基づく元9)，保高徹生 1)
した次世代型有害物質吸着剤の開発 髙橋顕 9)，臼田初穂

グ技術や，環境リスク低減に向けた土壌・水中のヒ素等の素分析技術の高度化を目指して，既存技術の高感度化・ニー重金属等を対象とした次世代型有害森本和也 1)，保高徹生 1)
分析技術の高度化・省力化技術等の研究開発を推進し，実ズに応じた新規技術開発・分析装置や周辺デバイスの新規物質吸着剤の開発
1)
1)
証段階・実用段階へ進める．第 2 表に研究テーマとメン開発に取り組んでいる（第４図に対象元素を示す）．また，，井本由香利 1)，森本和也，西方美羽 1)，保高徹生
吸着材性能評価の高度化
8)バーを示す．
認証標準物質開発関連の知恵と技術を活用して，計測結果
小栗朋子
7)
環境調和型モニタリング技術サブチームが保有する分析，佐藤由也 7)
鉱山廃水汚染微生物対策
羽部浩 の有効性評価に貢献する．

張銘 1)，吉川美穂 1)

土壌汚染微生物対策
第2表

環境調和型モニタリング技術の研究テーマとメンバー

課題名

メンバー

気候変動に対応した鉱山や土壌・地下水汚染サイトにおける有害物質の遠隔監視システム開発
環境試料中の VOC の 1 対多型の校正技術を環境計測へ適用
環境リスク低減に向けた土壌・水中のヒ素等の分析技術の高度化・省力化
都市域における熱環境とエネルギー消費量と地球温暖化の評価
海水中の pH，塩分におけるマトリックスの影響を評価

朱彦北 5)，保高徹生 1)，古川祐光 10)，島隆之 10)，
有賀智子 5)，岩﨑雄一 8)，松本親樹 1)，小栗朋子 8)
北牧祐子 5)，青木伸行 5)
小栗朋子 8)，有賀智子 5)，川本徹 9)，Durga Parajuli9)，
西方美羽 1)，昆慶明 1)，荒岡大輔 1)，綱澤有輝 1)，
金子雅紀 1)，朝比奈健太 1)
石戸谷重之 7)，髙根雄也 7)粥川洋平 3)，倉本直樹 3)，朝海敏昭 5)
石居正典 6)

環境中の電磁波の評価
環境モニタリングで使用される超低周波音計測機器の計量トレーサビリ

高橋弘宜 4)，山田桂輔 4)

ティ整備
重金属など環境中元素動態解明・生体影響評価のための計測技術の開発

中里哲也 7)，重田香織 7)，青木寛 7)，谷英典 7)

メンバーの右上の数字は所属を示す（第１表参照）．

第4図

原子スペクトル分析技術の対象元素（赤字）図 4 原子スペクトル分析技術の対象元素

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環境調和型産業技術研究ラボ

社会実装研究チームの紹介

鉱物単体分離解析装置（MLA）と画像処理のアルゴリズム

一対多型校正技術の環境計測への適用
環境の状態変化などを把握するために実施される環境計を応用することで，岩石中の各鉱物の存在形態を微量元素

測では，対象成分毎の標準物質が必要だが，有機化合物はも含めて定量的に評価する手法を開発している．同位体組

対象成分が多いため，成分毎の標準物質を準備することが成に関しては，リチウムやマグネシウムなどの金属元素の困難である．そこで，様々な有機化合物をオンラインでメ安定同位体比に着目し，分析環境の整備を行うとともにタンに変換し，炭素量の基準となる標準物質からの定量を（Araoka and Yoshimura, 2019 など），環境調和ラボ内の可能にする一対多型校正技術を開発した（Watanabe et al. ,諸課題への応用を展開していく．

2007，第 5 図）
．本技術を環境計測へ適用するための分

海水中の pH，塩分におけるマトリックスの影響を評価

析技術開発をすることで，環境リスク評価などの効率化を気候変動における海洋大循環の影響を定量的にシミュレートするために，膨大な海洋観測データが日夜取得され目指す．ている．塩分は海水の状態を表す最も重要なパラメータの図 4 原子スペクトル分析技術の対象元素

環境リスク低減に向けた土壌・水中のヒ素等の分析技術の高度化・省力化ひとつである．現行の電気伝導度センサを上回る精度を他分野との連携を推進すべく，溶液中・固体中の元素・目指して開発している塩分センサは，レーザー干渉方式

鉱物・同位体組成の簡便な分析手法の開発とその高度化ににより高分解能で正確な測定が可能である（Uchida et al. ,取り組んでいる（例えば，第６図）．独自に開発したレー2019）．深さ 10,000 m の深海でも使用可能（第７図）でザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析計（LA-ICP-あり，センサの実用化と普及により地球温暖化メカニズムMS）を用いて，鉱物や工業製品等のあらゆる種類の固体解明への貢献が期待される．また，水深 1,000 m まで沈試料中で，マイクロメートルスケールでの主成分・微量められるフロートに搭載される ISFET（pH）センサの高圧元素組成やその 2 次元分布を明らかにできる分析システ

下における挙動の解明のため，高圧実験設備の開発，精確ムを構築している（Kon and Hirata，2015 など）．現在は，な炭酸系の計測技術の確立を目指している．

有機化合物の一対多型校正技術の概要
図第55 図有機化合物の一対多型校正技術の概要

図 6 クローバーの高感度元素イメージング
第6図クローバーの高感度元素イメージング

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

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保高ほか

環境モニタリングで使用される超低周波音計測機器の計量測定器の高精度な性能評価技術（ 第 ８図）を開発し，音をトレーサビリティ整備利用した環境モニタリングの高度化と信頼性確保に貢献す

可聴域よりも低い周波数の音は超低周波音と呼ばれている．

る．超低周波音は氷山や氷河の崩壊，火山噴火などで発生

重金属など環境中元素動態解明・生体影響評価のための計し，またその伝搬は対流圏や成層圏大気の状態によっても測技術の開発変化する．そのため，長期的な超低周波音の観測が気候変重⾦属など環境中元素の動態解明・⽣体影響評価のため動監視の一手段として期待されている．我々は超低周波音の計測技術として，クロム・⽔銀等の重⾦属化学形態分析法の開発，および⽣体影響指標核酸の簡便センシング技術の開発と⾮コード RNA 等の⾼感度指標核酸の探査を⾏っている（第 9 図）．
４．融合を促進するプラットフォームの構築

図 7 深度 10,000 m にも耐える耐圧容器に収められたレーザー干渉式の絶対塩分センサ

融合を促進するプラットフォームの構築として，本ラボの研究者が保持するシーズ（研究テーマや技術等）を統計的に可視化するプロトコルを構築し，新たな社会課題への対応や研究課題の創出に向けて，まだ見ぬ有機的な融合を促進する所内プラットフォームの構築を産総研内の他部署とも連携しながら実践する．
（メンバー川歩夢 2），城第7図

 度 10,000 m にも耐える耐圧容器に収められたレーザー干深渉式の絶対塩分センサ

保高徹生 1），宮真範 11），岩﨑雄一 8），メンバーの右上の数字は所属を示す（第１表参照）．）
研究者 - 研究テーマネットワーク図の作成
融合的に研究を行ったり，異なる分野の専門家が連携するには，まずお互いの研究テーマや技術についての理解が欠かせない．産総研あるいは E-code 内にどのような研究者がいて，どのような研究に取り組んでいるのか，どういった技術を持っているのかを知ることから，研究の融合や連携がスタートする．そのため，E-code に参加する研究者の研究テーマや研究手法をキーワードとして，研究者

8 超低周波音測定による，氷山や氷河の崩壊，火山噴火等の発生のモニタリング
第8図 超図
低周波音測定による，氷山や氷河の崩壊，火山噴火等の発生のモニタリング
これにより，潜在的な連携可能性を探り，社会ニーズに応とキーワードのネットワークの可視化を試みる（第 10 図）．

第9図

重金属など環境中元素動態解明・生体影響評価のための計測技術の全体像

354   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

環境調和型産業技術研究ラボ

社会実装研究チームの紹介

図 10 第研究者-研究テーマネットワーク図の作成
10 図 研究者 - 研究テーマネットワーク図の作成

じた新たな研究体制の構築が期待できる．

６．おわりに研究相互連携システム（研究相談システム）の開発
これまで連携をしていなかった研究者間で新たな連携を「産総研の特徴はなんだろうか？」．この問いは，筆者

開始めるには，まずはコミュニケーションを取る必要があらが事務局として産総研の第5期を検討するタスクフォーる．そこで，効率的にコミュニケーションを始められるコスに従事した際の一つのキーワードであった．大学や他のミュニケーションツールを開発する．ツールシステムには国立研究開発法人とは違う特徴として，地質・計量標準かあらかじめ研究者の自己申告や，過去の論文などからキーら人工知能までの研究分野の広さ，そして基礎から応用，ワードを検出して，研究者の興味を整理しておく．そして実用まで幅広い技術段階に取り組む研究者がいることであそのツールに対して，質問や相談を投稿することで，そのると筆者は考えている．これらの特徴は，連携がない場合中身に応じて，興味を持ってくれそうな人に自動的にメーにはそれぞれが孤立することを意味するが，一方で内部のルを配信するシステムの構築を目指す．
本システムの開発・融合により多くの課題を解決できるポテンシャルを秘めて導入により，E-code 内あるいは産総研所内での効果的にいる．社会実装チームでは，個々の技術開発を進めるとと連携の機会を創出できる．本テーマについては別記事（城もに，チーム内，ラボ内，そして産総研内の融合を促進

ほか，2021）にて詳しく解説する．

するだけでなく，外部との連携を積極的に推進し，「社会課題の解決」に向けた融合組織の構築を意識した，有機的な活動を進めていきたいと考えている．今後とも，関係す５．技術の社会実装に関する研究る皆様のご指導を頂きつつ，積極的な連携を進めていきた“ 環境保全と開発・利用の調和の実現 ” には，新規環境い．

技術や新たな環境管理概念の社会実装は技術性能のみでは難しく，リスクやコスト，社会経済影響，合意形成や社会文

献受容性などの課題が生じる．そのため，環境調和型社会実装研究チームでは，技術の社会実装に関する研究として，

Araoka, D. and Yoshimura, Y.（2019）Rapid purification of

リスク・コスト評価，社会経済影響分析，合意形成・社会

alkali and alkaline-earth elements for isotope analysis1）受容性等に関わる研究を推進する．
（メンバー：保高徹生 ，（δ 7Li, δ 26Mg, 87Sr/ 86Sr, and δ 88Sr）of rock samples

航 8），岩﨑雄一 8），小野恭子 8），黒澤忠弘 4），メンバー

using borate fusion followed by ion chromatography

内藤の右上の数字は所属を示す（ 第 １表参照）．
）

with a fraction collector system. Analytical Sciences ,35, 751-757.

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

355

保高ほか

Kon, Y. and Hirata, T.（2015）Determination of 10major and 34 trace elements in 34 GSJ geochemicalreference samples using femtosecond laser ablation
ICP-MS. Geochemical Journal , 49, 351-375.

interference method. Scientific Reports , 9, 15482.
doi:10.1038/s41598-019-52020-z
Watanabe, T., Kato, K., Matsumoto, N. and Maeda, T.
（2007）Simplification of determination method

Momma, K. and Izumi, F.（2011）VESTA 3 for three-for standard materials using post-column reaction

dimensional visualization of crystal, volumetric andGC/FID. Talanta . 72, 1655–1658. doi:10.1016/morphology data. Journal of Applied Crystallography ,j.talanta.2007.03.032

44, 1272-1276.
城真範・宮川歩夢・保高徹生（2021）融合研究を促進するプラットフォームとしての相互連携システムの構
築．GSJ 地質ニュース，9，357–358．
high-resolution seawater density sensor based on aYASUTAKA Testuo, MIYAKAWA Ayumu and E-code Social Implementation Research Team（2021）Overview
and activities of Social Implementation Research Team,Research Laboratory on E-code.

refractive index measurement using the spectroscopic（受付：2020 年 12 月 28 日）

Uchida, H., Kayukawa, Y. and Maeda, Y.（2019）. Ultra356   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）