hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境教育ゲーム“GAWL”の開発と実施

平成27年度は、開発したカード版とコンピュータ版ゲームを完成させ、小学生向けの学びフェアで体験してもらった。全研究期間で新たなテーマに関する研究を推進し、その成果を国際・国内学会で発表した。本年度は計画していたとおり、コンピュータ版ゲーム“GAWL"を完成させることができた。昨年度に投稿した2編の論文の審査が終了し、掲載された。科学教育・教育工学平成27年度は、開発した環境教育ゲーム“GAWL"の教育効果を検証するため、小学生を対象者とした検証実験を実施する予定である。さらに、関連するテーマとして環境保全活動を促進するためのシステムを開発する予定である。本年度は計画していたとおり、カード版ゲーム“GAWL"を完成させることができた。この内容と関連する環境教育システムの研究成果をまとめて論文誌に投稿した。カード版ゲームの完成は予定どおりであり、論文執筆が進展したので予定よりも早めの投稿となった。システム開発に関わる機器を購入する予定であったが、適切なものがなくなっていたため。平成26年度は、コンピュータ版ゲーム“GAWL"の開発の課題に取り組む予定である。まず、(1)カード版ゲームをベースとしたコンピュータ版ゲーム“GAWL"の開発、および(2)自己学習できる意思決定を含んだコンピュータ版ゲーム“GAWL"の開発を完成させる予定である。さらに、(3)新たな環境教育ゲームの開発にも取り組みたい。(1)に関しては、コンピュータ版ゲームの基本的なルールは、カード版ゲームと同様とする。カード版ゲームにおけるカードの処理、温暖化マップ上でのコマの移動、そして様々な環境問題に関する内容が記載されているカードの表示をコンピュータ上で実現する。ゲームではカードによる対戦相手への攻撃や防御などの他のプレイヤーとの駆け引きがある。この駆け引きを促すためには、自分はもちろん相手の情報が必要不可欠となる。そこで、コンピュータ版ゲームでは、意思決定を容易にするために、様々な情報を画面上に表示して認識できるようにする。(2)に関しては、プレイヤーのフローチャートから意思決定のアルゴリズムを構築できれば、ノンプレイヤー・キャラクターを導入することで一人でもゲームが実施でき効果的な学習が可能になる。プレイヤーの意思決定には個人差があるので、それらを1環境問題に積極的な態度をとる環境保護型、2環境問題に消極的な態度をとる環境問題消極型、3行動より資金提供に積極的な態度をとる環境投資型の3種類にキャクター設定をする。各キャクターの特徴に基づいたカード処理の優先度をもとに、意思決定のアルゴリズムの作成が可能となる。システム開発と関連テーマに関わる機器と設備を再度検討して平成27年度に購入する予定である。
自己学習型AI技術による外観検査システムの自動設計

製造現場での外観検査は,不良品の流出を防ぎ,品質を保証する役割を果たしている.従って,検査の信頼性・効率化の観点から,目視検査に代わって画像処理技術による自動化が進められてきた.しかし,自動化は必ずしも容易ではない.処理ロジックや,センサ選定・照明条件は対象に応じた調整・設計が必要となる.つまり,ハード・ソフト共に検査対象・項目毎に一品一様(ワンオフ開発)になりがちである.一方企業からは,少量多品種,多種多様な検査項目,検査仕様・基準の変化等へ対応できる汎用性・融通性が求められている.そこで本研究では,AI技術による,検査装置の撮像系:ハードと画像処理系:ソフトの自動設計・調整手法を提案する.製造現場での外観検査は,不良品の流出を防ぎ,品質を保証する役割を果たしている.従って,検査の信頼性・効率化の観点から,目視検査に代わって画像処理技術による自動化が進められてきた.しかし,自動化は必ずしも容易ではない.処理ロジックや,センサ選定・照明条件は対象に応じた調整・設計が必要となる.つまり,ハード・ソフト共に検査対象・項目毎に一品一様(ワンオフ開発)になりがちである.一方企業からは,少量多品種,多種多様な検査項目,検査仕様・基準の変化等へ対応できる汎用性・融通性が求められている.そこで本研究では,AI技術による,検査装置の撮像系:ハードと画像処理系:ソフトの自動設計・調整手法を提案する.
レーザ光照射・走査型プローブ顕微鏡を用いた半導体極微細構造の特性評価

1.レーザ光照射下において、キャリア密度5×10^<16>,3×10^<17>、1×10^<18>cm^<-3>の3種類のn型GaAs試料でのトンネル電流-電圧スペクトルを走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて測定し、微分コンダクタンスの光変調効果を調べた。その結果、すべての試料において明瞭な表面光電位効果がみられた。また、低キャリア密度の試料ほど表面空乏層を小さくするために必要な表面正電荷量が少ないとともに、不純物を介した再結合確率が低いためフォトキャリアがより効率的に働けることを反映して、低キャリア密度の試料ほど光に対する感度が高いことがわかった。2.n型GaAs上に自己形成的にInAs量子ドット構造を形成した試料において、微分コンダクタンス特性の面内分布、ならびにそれに対する光照射効果を調べた。その結果、特徴的な特性を示す測定点が何点か確認され、それがInAs量子ドットを介したトンネル効果を観測しているものと考えている。特に、InAs濡れ層のみの試料と比較すると、微分コンダクタンス自体やその光照射効果において明瞭な差異が認められている。InAsドットは、InAs濡れ層よりもわずか一原子層分以下の過剰供給で形成されるが、ここでの結果は、InAsドットが形成された途端に急激に表面電子状態が変化するということを示している。3.InAsドット構造を有する試料について、導電性の探針を利用した原子間力顕微鏡による表面構造と電流-電圧特性の同時観察を試みており、探針がドットのエッジに接した時に大きな電流が流れる様子が観測されつつあるが、探針の金属皮膜の摩耗耐久性などの問題から、定性的・定量的議論を進めるにはまだ至っていない。
白亜紀細粒堆積岩の鉱物化学的研究

本研究の結果明らかになった白亜紀関門層群の細粒堆積物の鉱物組成と化学組成の特徴は以下のとおりである。鉱物組成:砕屑粒は石英,長石類,流紋岩デ-サイト質および安山岩質火山岩類,および赤色化した頁岩である.一般に長石は著るしい炭酸塩化を受けている.マトリックスはイライト,イライト/スメクタイト,“緑泥石",赤鉄鉱,ゲ-サイト,黄鉄鉱が主であり,スメクタイトは稀である.イライトーイライト/スメクタイト系が最も普遍的で,層準・岩種にかかわらず出現する.炭酸塩セメントは最も特徴的で,シリカセメントは寧ろ稀である.炭酸塩はX線的に方解石,苦灰石,菱鉄鉱などが同定されている.また,熱水変質作用を受けたものは,石英,緑泥石,絹雲母,方解石,苦灰石,緑レン石,黄鉄鉱,まれにカリ長石,石膏などが生成しており,プロピライト相にあたる.化学組合:基盤のジュラ紀豊浦層群に比べるといずれの成分も広い領域にわたる.SiO_2/Al_2O_3の頻度(%)分布パタ-ンは火砕岩のそれと酷似しており,火砕岩からの寄与が大きいことを示唆する.珪質生物遺骸からの寄与は殆んどみられない.Fe_2O_3/Al_2O_3は広い領域に分散しており,玄武岩の平均値を大きく超えるものがあり,特に関門層群の特徴岩種である赤紫岩頁岩において著るしい.MnO/Al_2O_3,MgO/Al_2O_3,CaO/Al_2O_3はよく似た頻度(%)分布パタ-ンを示し,極端に小さいものと大きいものが存在しており堆積後に成分移動があったことを示唆する.TiO_2/Al_2O_3とK_2O/Al_2O_3は層準や岩種にかかわらずほとんど一定の領域内にある.赤紫岩頁岩と灰色黒色頁岩の差はFe_2O_3含有量にあるのではなく,主成分鉄鉱物が前者は赤鉄鉱,後者は黄鉄鉱であることによる.MnO,MgO,CaOは主として炭酸塩セメントとして固定されている。本年度は申請していた調査地のうち,西南日本内帯の白亜系関門層群を重点的に調査研究した。1.サンプリングした試料のXRDによる鉱物組成分析と薄片による産状の観察を行った。その結果は以下のとおりである。(1)初生物質としては,安山岩質およびデ-サイト流紋岩質火山岩と黒色泥岩および石灰岩などの堆積岩がみとめられるが,下部から上部に向って前者が多くなり,上部では火山岩粒が圧倒的に卓越する。(2)細粒堆積岩には顕著な赤色,緑色,黒色を示すものがあり,それぞれ,赤鉄鉱と鉄の非晶質物質,岩酸塩と緑色粘土鉱物,黄鉄鉱を特徴鉱物として含んでいる。(3)薄片観察の結果,鉄鉱物と炭酸塩鉱物の生成は続成過程と考えられ,一般には前者の方が先に生成している。

(4)粘土鉱物は緑泥石と絹雲母が主要なものであるが,絹雲母/スメクタイト混合層粘土鉱物も多く産出する。その一部は明らかに炭酸塩化の後に生成している。(5)沸石は凝灰岩中でも稀にしか生成していない。シリカ鉱物も自生鉱物としては稀である。2.関門層群,とくにその下部は炭酸塩鉱物の量が多く,本研究で用いているXR下珪酸塩迅速分析法が適さないサンプルが多い。そのため6サンプルの湿式化学分析を行った。その結果得られた知見は以下のとおりである。(1)炭酸塩成分を除くと,火山岩の寄与が大きく,Fe_2O_3/TiO_2比からみると安山岩質デ-サイト質に入り,薄片観察による結果と一致する。(2)ただし,Na_2Oは著しく小さく,変質作用による影響と考えられる。(3)全鉄成分は岩石の色と関係なく比較的せまい領域に入る。赤色岩はFe_2O_3/FeO比が大きい。本年度は主として白亜紀細粒堆積物の化学組成について検討を行った。B_1およびB_2の2試錐からサンプリングした65ヶの試料と地表試料の119ヶについてXRF珪酸塩迅分析法により化学分析を行った。調査対象とした関門層群は背弧に生成した淡水成堆積関であり,火成活動が活発で、火砕物を多く含む。これからの寄与が細粒堆積物の化学組成にもよく反映していることが最大の特徴である。基盤のジュラ紀豊浦層群の化学組成が比較的一定の領域に集中しているのに対し,関門層群の化学組成領域は広い。この理由は、原物質が風化作用によって特定成分の濃集があったことに加え、上述の火砕物からの寄与,熱水変質作用などによる堆積物内での成分移動の結果と考えられる。SiO_2/Al_2O_3:赤紫色頁岩,灰色黒色頁岩と火砕岩の頻度(%)分布パタ-ンが酷似しており、珪質生物遺骸などによるSiO_2の付加はみとめられない。Fe_2O_3/Al_2O_3:広い領域に分散しており,玄武岩の平均値を大きく超えるものがみられる。この傾向は関門層群の特徴岩種である赤紫色頁岩において最も著るしい。また、これはFeとAlがそれぞれ独立に系に付加された可能性を示す。MnO/Al_2O_3;MgO/Al_2O_3,CaO/Al_2O_3:この3者は化学組成領域が最も広く,極端に小さいものが存在する一方で極端に大きいものもあり,堆積後の成分移動を示唆する。また、3者の間には正の相関がみとめられ,よく似た挙動をしたことを示す。TiO_2/Al_2O_3,K_2O/Al_2O_3:層準・岩種にかかわらず、ほとんど一定の領域内にある。堆積過程での成分移動が小さかったことを示す。
魚類細胞の培養と形質発現に関する研究

in vitroでの異体類色素細胞の培養系を確立し、その制御要因を明らかにするための基礎的知見を得る目的で本研究を行った。まず、タイムラプスビデオ装置で、培養開始後の細胞の変化を記録する装置の開発を行った。つぎに、ヒラメの受精卵を主な実験材料として用いたが、他にマダイ、クロダイの胚細胞を同様の手法で容易に培養することが出来た。本研究で開発した方法は、胚発生時期の細胞を大量に得る技術としては、極めて簡便で効果的であった。培養に用いる培地にはL-15が最も優れた成績を残したが、牛胎児血清を15%程度添加する必要がある。今後、培養条件下での細胞の分化や増殖などを解析するためには無血清培地を使用する方が望ましく、併せて、培養フラスコの細胞接着面の処理や、基質の検討などを行うことが必要と考えられた。胚の発生段階を変えて、培養を行ったところ、桑実胚由来細胞からも色素細胞、神経細胞、上皮様細胞、線維芽細胞など、予想より多くの種類の細胞が分化してきた。神経胚以降の胚からは、骨格筋細胞なども含めて多様な細胞が分化し、また、それらが確認出来始める時期も、発生の進行に伴って早くなった。さらに、神経胚以後の胚に由来する細胞は、培養日数の経過と共に主に線維芽細胞を主体とする細胞の集塊が形成され、その中に色素細胞が積極的に入り込んでいく姿が、タイムラプスビデオの画像から確認できた。これらの細胞集塊の中では、培養開始2030日後に小型の色素細胞の2次的発現が起きた。また、細胞集塊相互間には、神経細胞のネットワークと考えられる構造も形成された。細胞集塊が形成される過程で、培養フラスコの底面が露出したところは、単層の上皮細胞によって覆われた。この様に、一度解離した魚類胚細胞が、培養条件下において形態形成の一部を時間軸とも一致しながら再現される過程が観察された。今年度は、ヒラメ・マダイ・クロダイの受精卵から発生中の胚細胞を解離し、in vitroでの培養の可能性を検討した。培地はL-15培地に15%の牛胎児血清を加えたものを基本培地とし、細菌やカビの増殖を防ぐために抗生物質と抗カビ剤を加えた。また、特に色素細胞の分化を促すためにACTHを培地中に加えた。他の培地を使用した実験は実施することが出来なかった。ヒラメの神経胚以降の胚細胞を用い、1ケ月程度の培養を継続した。この培養において、時間の経過に伴い2種の大きさの異なる色素細胞の分化を確認した。これらの色素細胞は、培養開始直後に発現してくるものが大型、培養開始後20日目1ケ月以後に出現してくるものが小型で、それらの大きさはヒラメの個体発生に伴って、仔魚期に出現する仔魚型色素細胞と、変態後に出現してくる成魚型色素細胞に一致した。従って、色素細胞の培養条件下での分化も、前駆細胞に何らかの体内時計的なものが組み込まれていることが示唆された。また、マダイ・クロダイではヒラメとは異なった形態の色素細胞が分化した。また色素細胞以外には、培養初期に律動する心筋様の細胞塊が何カ所にも発現し、さらにそれらをつなぐ神経組織様のネットワークが構築された。継時的な細胞分化の観察を顕微鏡ビデオシステムと画像解析装置によって行うことを試みているが、システムの構築に手間取り、未だに完成していない。

また、周年実験材料を入手するために、淡水魚のタイリクバラタナゴの胚細胞を使用することも試みているが、卵の滅菌および大量に保有する卵黄の除去について問題があり、海産魚浮遊卵のような培養に成功していない。本年度は、タイムラプスビデオと倒立顕微鏡の照明を連動させて連続的な記録を取るシステムが完成した。そこで、ヒラメ胚の細胞の分離・播種から数日間の連続した細胞の形態変化過程を数例について記録することが出来た。現在、ビデオテープから色素細胞の分化過程などを解析中である。発生段階の異なる胚細胞より、細胞の培養を試みた結果、桑実胚以後であれば、培養が可能であることが判った。同時に、L-15培地に加えて、DMEM,HBSS,MED-199,HAM'Sを用いて海産魚胚細胞の培養の可能性を検討した。その結果、従来用いていたL-15培地は細胞の増殖維持にも最も良好な結果を示したが、DMED,MED-199培地はほとんど使用不可能であることが判った。HAM'S培地は比較的良好であった。L-15培地にビタミンAを添加した実験も行ったが、特に際だった変化は認められなかった。その他の魚種についての検討は本年度は行えなかった。タイムラプスビデオによる画像データの解析によって、数種類の細胞の培養開始後数日1ヶ月程度の形態変化と形質発現過程が明らかになり、ヒラメ胚の発生段階別に細胞の形質発現カレンダーを作成することが出来た。神経胚以後の細胞からは、色素細胞、心筋細胞、神経細胞など多様な細胞が分化してきた。また、胚の発生が進むほど、それぞれの細胞が発現する時期が早くなった。これらを、植え接いだり、またはそのまま培地だけを交換して培養を継続すると、特徴を持った細胞は姿を消し、最終的には上皮様細胞か線維芽細胞が優先してしまった。神経胚以前の細胞からは、発現してくる細胞の多様性は減少し、またそれぞれの数も少なかった。特に色素細胞に着目して、形態と発現時期を観察すると、大型の黒色素胞と白色素胞は播種直後より発現し始め、2日目以内に最大数に達した。一方、小型の色素細胞は播種後2030日目に発現し、その量も最初に発現した大型のものとは比較にならないほど高密度であった。これら2型の色素細胞は、in vivoでの変態に関係した色素細胞の発現過程と時間的にも一致しており、色素細胞またはその芽細胞に生物時計が内蔵されていることが示唆された。胚細胞播種直後の映像より、解離された細胞は一カ所に定着せず、相互に認識して、接着する相手を選別しながら細胞塊を形成していくことが解った。さらに、胚体形成期以後の胚細胞を解離して培養すると、管状や袋状の器官様の構造が出来ることがあった。これらのことから、個体発生における形態形成には、細胞の認識を含む相互作用が大きな働きをしていると推察された。培養系に移した胚細胞の植え接ぎを繰り返すと脱分化して、上皮様細胞か線維芽細胞が大半を占めた。また、ヒラメ以外の海産魚胚細胞として、アカアマダイの受精卵を用いたが、播種後細胞が接着せず培養することが出来なかった。
固液界面の赤外分光イメージング

本研究は、固液界面で二次元的なパターンを形成しながら進行する反応(Chemical wave)を赤外分光法でリアルタイムに追跡する新しい手法を開発することを目的とした。他の光学顕微鏡と異なり、特定官能基の吸収の強弱をイメージ化すれば、時々刻々と変化する分子の分布と反応の広がりが観察できると期待される。ただし、対象は単分子以下の超微量であり、溶媒の吸収に妨害されるので、通常の赤外顕微分光では実現が難しい。本研究では、内部反射配置の表面増強赤外分光法(ATR-SEIRAS)でこの問題を解決することとし、光源、球面鏡2枚、波長可変赤外フィルター、チャンネルマルチチャンネルMCT検出器からなる最大限に簡素で明るい赤外分光イメージング装置を製作した。(1)Chemical waveがもっとも形成されやすいと考えられるPt電極表面でホルムアルデヒド酸化の(空間平均での)電気化学振動を高速スキャンFT-IRで検討し、振動がフォルメート種を中間体とする主反応経路と、被毒種COを経る副次経路の相互作用の結果生じることを明らかにした。(2)上記反応系を赤外分光イメージング装置を用いて観測し、COが不均一な分布をしていることを見出したが、イメージのコントラストが十分でなく、予想されているパターンと異なっているので、真にChemical waveを観察したかどうかまだ確認できていない。(3)(1)の理解を深めるために、Pt電極表面の水分子の構造と水素吸着、Pd電極表面におけるギ酸の酸化機構、ならびにかたちを規制したPtナノ単結晶微粒子触媒表面におけるメタノール酸化機構を検討し、すべての系において新しい現象ならびに反応機構を提案した。本研究は、固液界面で二次元的なパターンを形成しながら進行する反応(Chemical wave)を赤外分光法でリアルタイムに追跡する新しい手法を開発することを目的とする。ただし、対象は単分子以下の超微量であり、溶媒の吸収に妨害されるので、従来の通常の赤外顕微分光では実現が難しい。本研究では、内部反射配置の表面増強赤外分光法(ATR-SEIRAS)で補う。時々刻々と変化する表面の二次元パターンを高速にイメージ化するために、分散型赤外分光機とマルチチャンネル赤外(MCT)検出器を組み合わせた新しいシステムを設計したが、軍事転用が可能なため、アメリカ政府の輸出許可を得るのに6か月を要し、納入が3月中旬にずれ込んだため、現在システム構築の最中である。この間を利用し、測定のモデルシステムとして用いるパターン化電極の作成方法の確立に取り組んだ。さらに、chemical waveが発生すると考えられているPt表面でのホルムアルデヒドの電気化学振動の機構を検討した。ホルムアルデヒドの2電子酸化で生じる吸着COと、3電子酸化で生じる吸着フォルメートを介した2つの経路で反応が進行し、これら2つの反応経路が速度論的に結合しているために電気化学振動が生じることを初めて明らかにした。また、振動の際にCOが吸着した領域と、フォルメートが吸着した領域が生じていることを示唆する結果が得られた(投稿中)。
古代における荘園農事の展開と開拓村落の形成・変容に関する基礎的研究-北海道地域を中心として-

本研究は、日本古代の荘園と周辺村落の農事の展開を季節軸の観点から、農事内容、荘園経営、村落構成を重点において考察したものである。とくに北陸地域の遺跡から出土した木簡・墨書土器や文書・記録のデータを駆使し、村落における百姓の生産活動と春・夏・秋・冬の農事暦との関わりに注意を向けた。古代「百姓」の居住形態は、行政組織では郡-里(郷)-戸(戸口)のなかに位置するが、実際の生活・生産の基盤は史料に散見する「村」にあると考えられる。近年、多くの研究者が注目する「郷」と「村」と「百姓」の関係について、金沢市の上荒屋遺跡(荘所と百姓の関係)、石川県津幡町の加茂遺跡(村と行政役人・百姓の関係)出土の木簡データを事例にして検討した。前者の「天安元年二月二十五日」の日付木簡は、荘園の現地機関である荘所と百姓の間に、賃租と呼ばれる小作関係を結び、小作料に当たる地子米を納めたもので、農事に関わる活動は春の「二月」から始まっていたことが明らかとなり、また後者の平安前期の郡符木簡に見える加賀国加賀郡の「深見村」「郷駅長」の文字については、この「郡符」の対象を「深見村」で活動する「郷長・駅長と諸刀祢等」とみ、深見村に在住または執務する郷長・駅長と諸刀祢等であったと解釈した。ここでは古代荘園の変質過程にある平安前期の北陸在地において、行政組織としての「郷」「駅」と「村」が併存し、「村」組織が公的に認知されていたことが分かる。こめ表示は荘園周辺に展開した「村」(荘園村落)の場合にも共通するとみられ、荘園経営に関与した農民は、旧暦のとくに仲春(二月)から初冬(十月)にかけて、開発(開墾・水利)、生産・経営(田植・賃租・養蚕)、税・生活(出挙・交易・祭祀)を規則的に展開したと考えられる。これにより在地村落の百姓が、私田・公田を中心とする生産活動と衣食住に関わる生活を「暦」(季節)を中心に営んだ様相がさらに明かとなる。荘園農事の展開を季節軸の観点から、(1)農事の内容と展開、(2)荘園経営と賃租・出挙・交易、(3)進出農民の村落構成とその変容を明らかにすることを意図し、関係資料の調査・収集を進めた。このうち文字資料の面では、文書・記録・木簡等のデータを中心に整理をはじめ、農事暦の復元作業に着手した。これは、荘園農事と季節の関わりを具体的・構造的に理解することを目ざしたものであるが、荘園農事の展開において根幹をなすのは、荘地の未開地の開拓と既墾地の経営に現地の労働力をいかに確保するかであった。その一般的な方法として開拓に班田農民の余剰労働力、経営に農民の賃貸借(賃租)の方式を有力視し、ここでは在地村落を既存村落(郷・村)と荘園周辺域に進出し新たな集落を構成した開拓村落(=「開墾型集落」)を措定した。この点を具体的に検証すべく、荘園周辺で検出された集落遺跡のうち、昨秋来、富山県高岡市の中保遺跡、東木津遺跡、須田藤の木遺跡、石川県金沢市の上荒屋遺跡、畝田・無量寺遺跡、西念・南新保遺跡、戸水大西遺跡、藤江B遺跡、辰口町の辰口西部遺跡群、小松市の松梨遺跡、古府シノマチ遺跡、福井市の上河北遺跡、糞置遺跡を現地踏査し、図書館・博物館などで資料調査を進めた。また北陸地域の荘園遺跡の理解に有効とみなされる尼崎市の猪名荘遺跡の調査報告書等も入手し、今後、荘所の運営と農事暦や開墾型集落の相関性について具体的に検討する際の基本的資料の収集につとめている。なお、本課題は追加採択(昨年10月)であったことから、時間的に当初計画どおりの調査活動を行えなかったが、次年度に向けて一段の調査・研究活動の進展をはかりたい。

前者の「天安元年二月二十五日」の日付木簡は、荘園の現地機関である荘所と百姓の間に、賃租と呼ばれる小作関係を結び、小作料に当たる地子米を納めたもので、農事に関わる活動は春の「二月」から始まっていたことが明らかとなり、また後者の平安前期の郡符木簡に見える加賀国加賀郡の「深見村」「郷駅長」の文字については、この「郡符」の対象を「深見村」で活動する「郷長・駅長と諸刀祢等」とみ、深見村に在住または執務する郷長・駅長と諸刀祢等であったと解釈した。ここでは古代荘園の変質過程にある平安前期の北陸在地において、行政組織としての「郷」「駅」と「村」が併存し、「村」組織が公的に認知されていたことが分かる。こめ表示は荘園周辺に展開した「村」(荘園村落)の場合にも共通するとみられ、荘園経営に関与した農民は、旧暦のとくに仲春(二月)から初冬(十月)にかけて、開発(開墾・水利)、生産・経営(田植・賃租・養蚕)、税・生活(出挙・交易・祭祀)を規則的に展開したと考えられる。これにより在地村落の百姓が、私田・公田を中心とする生産活動と衣食住に関わる生活を「暦」(季節)を中心に営んだ様相がさらに明かとなる。古代の荘園や村落における年間を通じての農事の展開状況を、記録・文書・木簡や発掘調査によって得られた考古学的データを中心に、季節や要月・閑月の視点から整理し、起土・斬草・塞穴・開溝・祭祀・播殖・稲刈り・開墾などの季節的実態を把握するため資料収集を進めた。主な対象に東大寺領荘園に関する「正倉院文書」と荘園と村落に関する遺跡のデータを取り上げ、特に春・夏季における農事の展開状況に焦点を合せ農事暦の作成を試みた。そこでは、(1)春(正月3月)は閑月を含みながら、荘園にとって経営の準備に多忙な段階にあった。それは借耕地(小作地=賃租)の手続き、田植え前の耕地の売買、溝・堰など水利の整備、起土・斬草・種籾の準備など。(2)夏(4月6月)は播殖(種蒔き・田植)、灌漑整備など。とくに津幡町加茂遺跡出土木簡から、田夫・百姓の農作業、労働対価に対する魚酒の提供、溝・堰の労作、5月30日前の田植終了など、本研究課題に密接に関わる貴重なデータが得られ、他の収集資料を含めての総合的な検討に入った。
バイオマーカー早期検出のための表面プラズモン増強型蛍光バイオセンサの開発

本研究の目的は、疾患などの可能性を探る指標になる生体分子を、高感度に測定することができる光センサを開発することであった。26年度にはセンサチップの作製にあたり、シミュレーションを用いて最適な構造や材料を検討行うとともに、装置や装置を動かすためのシステムの開発を行った。27年度には、炎症性疾患、自己免疫性疾患、悪性腫瘍などとの関連性が報告されているマイクロパーティクルのモデルサンプルを測定し、濃度に応じた出力を観察した。本研究の目的は、高感度・リアルタイム測定が可能な表面プラズモン増強蛍光(SPF)バイオセンサを開発し、疾病の指標となるバイオマーカーを簡便に検出するための要素技術を構築することである。採取した生体サンプルから分離・抽出することなく、高選択・高感度に検出することができれば、疾病の早期発見・治療が可能となり、予防・完治へ多大な貢献をもたらすと考え、研究を進めてきた。26年度では、(1)シミュレーションを用いた蛍光増強用表面プラズモンに最適な構造、材料等の検討と、(2)SPFバイオセンサとその制御・解析システムの構築を行った。SPFには最も作製が容易であり、バイオセンサのための表面修飾法が多数考案されている金平膜を用いることとした。また金は化学的にも安定で、生体試料の様な過酷な環境下でも使用できるため、都合が良い。シミュレーションには有限要素(finite element method, FEM)法を用い、金平膜に対して様々な波長と入射角で分散関係を調べたところ、波長が近赤外に近づくにつれ、プラズモン特性は良くなる結果が得られた。しかし、実験に使用する光源や、蛍光色素を勘案し、可視光である波長633 nmの励起光を採用することとした。数値計算の結果、波長633 nmの光で励起された金-誘電体界面の表面プラズモンポラリトン(surface plasmon polariton, SPP)によって、電場強度が約50倍増強することが確認された。蛍光分子からの蛍光強度は、その励起光強度に比例することから、SPPを用いない場合に比し50倍程度高い蛍光シグナルが得られることが予想される。次にSPFバイオセンサの構築を行った。クレッチマン配置用のプリズムや基板ホルダー、フローセルなどをデザイン・作製し、光学系を配置した。以上のように、当該年度に予定していた(1)の研究目的を達成し、(2)は現在も進行中である。27年度では、(1)SPFバイオセンサとその制御・解析システムの構築と、(2)モデルサンプル(単層リポソーム)を用いた蛍光バイオセンサの評価を行った。SPFバイオセンサの構築では、制御システムや得られたデータを解析するシステムを構築し、測定に必要な角度スキャン、キネティクス測定、ステージ移動の制御が可能となった。ハードウェア面でも、反射光と蛍光との同時計測を可能にし、フローセルを装着することで、サンプルのリアルタイムな交換やリンスを行うことができるようになった。続いてマイクロパーティクルのモデルサンプルである小型単層リポソーム(SUV)を用いたSPFバイオセンサの評価を行った。初めに、センサ表面(金薄膜表面)をポリエチレングリコールとビオチン混合チオールの自己組織化単分子膜で修飾し、ストレプトアビジンが結合したアネキシンA5(60 μg/mL)をビオチンへ吸着させた。その後、蛍光色素標識され、ホスファチジルセリンが表面上に現れているSUV(1-10 ng/mL)を測定した。その結果、アネキシンA5の吸着に伴い共鳴角のシフトが見られた。また、SUVがセンサ表面上のアネキシンA5へ結合する様子が、蛍光の増加として観察されたことから、構築したSPFバイオセンサの有用性が示された。以上のように、当該年度に予定していた(1)の研究目的を達成し、(2)の研究目的もほぼ達成できた。申請課題の目的は、バイオマーカーを簡便に検出し、疾病の早期発見・治療に有用なSPFバイオセンサを利用した要素技術を構築することである。特に26年度では(1)SPFに最適な構造、材料等の検討と、(2)SPFバイオセンサの開発・構築であった。これに対し申請者は、材料、構造、励起波長を選定し、そのプラズモン特性をシミュレーション・数値計算などにより明らかにした。さらにバイオセンサに必要な光学系、フローセルなどの開発も行い、26年度の目標を概ね達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。バイオセンサ26年度で得られた結果を基に、まずは(2)SPFバイオセンサとその制御・解析システムを構築する。その後に
構造化知識を用いたリハビリ訓練計画立案モデルの開発

療法士がリハビリ訓練計画を立案する際の合理的な思考プロセスをモデル化し,プロセスを実行するために必要な知識ベースを設計した.具体的な知識ベースの構築を行い,知識ベースを実装した支援システムを開発した.開発したモデル・支援システムを用いることにより,用いない場合よりも優れた計画を立案できることを検証によって確認した.本モデル・支援システムを用いることにより,医療の質・安全保証への寄与が期待できる.療法士がリハビリ訓練計画を立案する際の合理的な思考プロセスをモデル化し,プロセスを実行するために必要な知識ベースを設計した.具体的な知識ベースの構築を行い,知識ベースを実装した支援システムを開発した.開発したモデル・支援システムを用いることにより,用いない場合よりも優れた計画を立案できることを検証によって確認した.本モデル・支援システムを用いることにより,医療の質・安全保証への寄与が期待できる.1.研究の目的社会の高齢化に伴い、脳卒中などの急性疾患の後遺症や、成人病をはじめとする慢性疾患への治療後の対応に対する重要となり、リハビリテーションの重要性が増してきている。リハビリテーションは、「リハビリ訓練計画」に基づいて実施されるが、リハビリ訓練計画を立案するための科学的な方法論は確立していない。本研究では、2年間の研究期間内に、リハビリ訓練計画を立案するためのモデルを開発し、モデルに基づく方法論の確立を目指した研究を行う。2.研究の実施内容本研究を実施するにあたっては、大久野病院(東京都青梅地区にある174床規模の回復期リハビリ病院)の協力を得て、理学療法士、作業療法士、言語療法士、医師、看護師と一緒に行った。対象疾患としては、まずは大久野病院の患者に多い脳卒中を対象として行った。(1)リハビリ訓練計画立案モデルの設計加藤らの提案する「ケア決定プロセスモデル」をベースとして、「目標状態」、「訓練」等の概念を新たに導入し、患者が目標状態に到達するために必要な訓練を導出する合理的な思考プロセス、必要な知識構造をモデル化した。その結果、考慮すべき要素と要素間の関係を定義した「フレームワーク」、最適解を導出するための合理的な思考手順を定義した「メソッド」、メソッドを実行するために必要な知識の構造を定義した「知識構造」、知識構造に基づく具体的なコンテンツである「知識コンテンツ」から構成される階層的なモデルを設計した。(2)モデルに必要な知識ベースの構築(1)で設計したモデルの構成要素である「知識コンテンツ」を構築し、具体的な知識ベースを構築した。ADL(Activity of Daily Living:日常生活動作)の項目として、「移動」「食事」「排泄」の3項目に絞って構築を行った。その結果、日常生活における患者の具体的な動作を表現する要素動作57個、患者の目標状態を表現するための置換方法339個、患者の状態を評価する指標である能力要素37個、能力を向上させるための訓練364個から構成される具体的な知識ベースを構築した。1.研究の目的社会の高齢化に伴い、脳卒中などの急性疾患の後遺症や、成人病をはじめとする慢性疾患への治療後の対応に対する重要となり、リハビリテーションの重要性が増してきている。(3)帳票類・支援ツールの開発昨年度研究を進めてきた(1)リハビリ訓練計画立案モデルの設計、(2)モデルに必要な知識ベースの構築に関する結果に基づいて、モデルの実行を支援するプログラムを、Excel+VBAで作成した。さらに、療法士が業務を行うために必要な帳票類を設計した。その結果、患者状態に関するアセスメント37項目をインプットし、患者が実現したい生活様式を計339通りの候補から組み合わせて設定することにより、当該患者に実施すべき訓練を計364個の候補から絞り込んで具体的に導出するシステムを作成した。さらに、システムのアウトプットを印刷することにより、療法士は日々の業務に用いる帳票として利用することが可能である。(4)モデルの妥当性の検証(3)で開発した支援ツールを大久野病院に実装し、試行・検証を行った。新人の療法士と経験豊富な療法士に、それぞれ支援ツールを用いる方法と用いない方法で訓練計画を立案してもらい、両者を比較することで評価した。その結果、新人・ベテランともに、支援ツールを用いた場合の方が、質の高いアウトプットを導出することができた。また、支援ツールを用いた場合、新人とベテランの差が小さくなった。以上より、本研究で開発したモデルの妥当性が確認されたといえる。一方、現在の状態から最終的な目標状態までの間に、中間目標状態を複数設定する必要性が明らかになり、次の課題である。
重症な炎症性腸疾患患児における医療関連感染予防に向けた排泄ケアプログラムの開発

炎症性腸疾患患児8名32検体、健康小児192名321検体を調査した。その結果、健康小児では192名中25名(13.0%)、321糞便検体中27検体(8.4%)から、炎症性腸疾患患児では、8名中5名(62.5%)、32糞便検体中20検体(62.5%)からC.difficileが分離された。平成26年度は、分担研究者とともに健康小児と炎症性腸疾患患児(以下IBD患児)に共通の調査内容の検討と調査用紙の作成を行った。加えて、IBD患児の調査内容として、調査時期の検討、調査項目の検討、細菌学的検討の内容を検討した。並行し、研究協力施設への調査協力の依頼を行い、調査項目決定後には、倫理申請を行い、承認を得た。平成26年度末から健康小児の小学生と中学生の集団への調査を開始し、アンケート用紙の回収および糞便検体の分析を開始した。平成26年度からの継続として、健康小児への調査および炎症性腸疾患患児(以下IBD患児)への調査を実施した。健康小児の調査は終了し、幼稚園児のべ96名、小学生のべ161名、中学生のべ63名から検体提出があり、現在解析を行っている(1回目・2回目両方に提出している重複者有)。IBD患児は、現在6名の患児から検体収集を適宜行っており、この他に依頼を行い同意を得ている患児は、2名である。健康小児の調査は計画通り進み、炎症性腸疾患患児への依頼も計画的に進めることができている。研究協力施設への依頼および調査内容の調整と倫理申請に時間がかかり、やや遅れている。2施設目の研究倫理審査委員会の申請中であり、承認後、2施設目を追加することで、対象者を増やし、検討できると考えている。学会発表に向けた準備を行っていく。医歯薬学26年度末から調査実施を始めたため、27年度以内には、遅れた分をカバーできると考えている。27年度4月5月および11月健康小児調査実施・検体分析27年度5月IBD患児への依頼および調査開始予定今年度1施設での調査にとどまったこと、国際学会への参加が1名となったことから、研究費が残ることとなった。調査開始時期がやや遅れたことにより、予算執行に遅れを生じた次年度は、2施設目への依頼を開始することで、対象患者が増え、分析のための経費、検体郵送料、謝品が増えるため、その費用として使用予定である。調査開始に伴い必要経費が生じ計画的に使用予定。
土砂のパイプ流送による埋立工法に関する研究

1.研究目的:土砂のパイプ流送による埋立工法において、従来のバージによる方法と特に異なる点は、土砂とともに搬送流体が多量に放出されることである。その際の土砂が沈降拡散する範囲は、土砂スラリーの濃度、吐出量、吐出流速、粒度分布、沈降深さならびに搬送流体の性状によって異なる。しかし、これらの相互関係については、末だ明らかにされていない。それゆえ、本研究は、上記諸因子の相互関係を検討するとともに土砂スラリーの管内流動を明らかにし、上記工法の確立に資することを目的としたものである。2.研究計画:上記目的を達成するため、本年度は下記の研究計画を立て実行した。すなわち、沈降拡散を検討する際の基礎となるSubmerged Jetを取り上げ特に、ビンガム流動を呈する粘土質土砂スラリーを考慮に入れ、ビンガム流体の軸対称噴流の速度分布について理論的ならびに実験的に検討する。さらに、粘土スラリーの粗面円管内流れについて実験的に調べる。3.研究成果:研究計画に基づき研究を行った結果は、次の通りである。(1)、ビンガム流体の軸対称噴流に関する研究では、層流ならびに乱流軸対称噴流の完全発達領域における速度分布に関する解析式を求め得た。さらに、ビンガム流体として取扱えるカオリナイトスラリーの軸対称噴流の噴流幅は降伏値の影響を受け、ニュートン流体の場合より小さいことが分った。(2)、ビンガム液体の粗面円管内流れに関する研究では、上述のカオリナイトスラリーを用いて、粗面円管内速度分布ならびに圧力損失の測定を行った。その結果、この流れには、ニュートン流体の場合と同様に、完全粗面領域が存在し、この領域における速度分布、管摩擦係数とレイノルズ数との関係はニュートン流体の完全粗面領域におけるこれらの関係とほぼ一致することが分った。さらに、ビンガム流体について、ニュートン流体のムーディ線図に相当する線図を示しえた。1.研究目的:土砂のパイプラインによる埋立工法において、従来のバージによる方法と特に異なる点は、流速が大きい状態で多量の搬送流体が土砂とともに放出されることである。その際の土砂が沈降拡散する範囲は、土砂スラリーの濃度、吐出量吐出流速粒度分布沈降深さなどによって異なる。しかし、これらの相互関係については未だ明らかにされていない。2.研究計画:上記目的を達成するため、本年度は、沈降拡散を検討する際の基礎となるSubmerged Jetを取り上げ、時に土砂スラリーは一般に非ニュートン流動を呈することを考慮に入れてビンガム流体の軸対称噴流の速度分布について実験的に検討する。さらに、土砂スラリーの管内流動、特に粒子群の挙動ならびに抗力減少について理論的ならびに実験的に明らかにする。3.研究成果:計画に基づき研究を行った結果は、次の通りである。(1)ビンガム流体の噴流に関する研究では、物性値が等しい流体では速度分布に相似性が認められる。しかし、噴出速度が等しい場合には、噴流幅は降伏値が大きくなるに従い小さくなることが分かった。(2)摺動層をともなう流れにおける粒子群の挙動に関する研究では摺動層の高さと平均流速との関係ならびに浮遊粒子の挙動を理論的に明らかにし、かつ実験によりこれを検証した。(3)低粘性流体の薄膜流を伴う高濃度スラリーの圧力損失を内管が移動する二重円管内流れのモデルより理論的に明らかにした。

(4)微粒子添加による砂水スラリーの抗力減少に関する研究では、カオリナイトの添加により60%も抗力減少を生ずることを見い出し、それは管内濃度の減少に起因することを実験的に明らかにした。
高圧反応による共有結合性金属化合物群の創製と新規超伝導体の探索

新規超伝導体の合成と共有結合性金属間化合物の創製・発展を目指した本課題で得た主な結果を列記する。1. Tc=3.6 Kを持つLu-Ge系超伝導体の構造解析に成功した。2.シェブレル相Mo6S8の初めての多形の高圧合成に成功した。3.とても珍しい電子不足型共有結合性金属間化合物であるNaGe2の合成と結晶構造の解析に成功した。4. La-Lu-Ge三元型においてTc=9.4 Kの新超伝導体の発見に成功した。5. Sr-Ge系においてもTc=6.0 Kの新化合物の高圧合成に成功しその結晶構造と電子構造を解明した。以上から共有結合性金属間化合物群の物性と構造に関する多くの知見を得ることができた。1. Ce(Sn,Ge)3固溶系の高圧合成とCeの価数揺動状態の解析以前我々が高圧合成によって得たCeGe3というセリウムの二元系ジャーマナイドについて、詳細な構造解析を行ったところ、この化合物がCu3Au型構造を基本とする超構造を持ち、6個のGe原子からなる正八面体型Zintlアニオンを含んだ構造を有することが明らかになった。これはCu3Au型関連構造をとる一連のセリウム化合物において、最もセリウムイオン間距離の小さい物質である。ところで、Cu3Au型構造をもつ化合物には、重い電子系として有名なCeSn3がある。そこで我々はこのCeSn3にGeを固溶させることで、セリウムイオン間の相互作用を変化させ、CeSn3の物性がどのように変化するか研究を行った。その結果、この系が全率固溶体を形成することを見出し、ICFモデルを適用することでCeイオンの価数がGeの置換量とともに3.4価から4価に変化していくことを見出した。2.シェブレル相の初めての多形であるMo3S4の高圧合成と結晶構造、電子構造の解明高圧条件下での反応により、シェブレル相Mo6S8の初めての多形となるMo3S4の合成に成功し、単結晶構造解析によりその結晶構造を解析した。その結果、Mo3S4はシェブレル相とは異なり、MoS6八面体が稜と面を共有して連結した構造をもつことが明らかになった。また、電子軌道計算により、そのバンド構造の解析を行った。3.構造未知のLuジャーマナイド超伝導体の結晶構造解析我々のグループで以前高圧反応により合成したLuジャーマナイドについて、その結晶構造の精密化に成功した。本化合物は一重と二重のGe正方格子層を含む興味深い層状構造をもち、その組成はLu2Ge5であることが明らかになった。またこのLu2Ge5が確かに超伝導臨界温度(Tc) 3.6 Kをもつ超伝導体であることの確認を行った。1.共有結合性金属化合物の電子状態の解明我々が発見した超伝導体であるLaGe5, LaGe3のX線吸収分光分析測定(SPring8 BL14B1で測定)から、これら化合物中のLaが、通常見られる3価の状態よりも若干低価数の状態をとっていることが明らかになった。これは、ゲストイオンであるLaとホストのGeの間に、共有結合的な直接の相互作用が存在することを示唆する重要な証拠の一つと考えられる。一方ホスト側のGeについては、これが負の価数を持つことを初めて明らかにした。これらの結果は共有結合性金属化合物では、骨格への電子ドープがその金属的性質に重要な役割を果たしていることを強く示唆しており、この系の化合物の電子構造を理解するうえでとても重要な結果である。2.アルカリ金属を含む新規共有結合性金属化合物の合成Na-Geの系において、あらたにNaGe2という新化合物の高圧合成に成功し、その構造を決定した。本化合物は、構造中に2種類のトンネルをもつカラム状化合物であり、そのトンネルにはそれぞれ2列、あるいは3列のナトリウムイオンが包含されている。また既知の共有結合性金属化合物は、そのほとんどが電子過剰型の金属化合物であったのに対し、本化合物は電子軌道計算の結果、珍しい電子不足型の化合物であることがわかり、今後その詳細な物性の解明に興味が持たれる。【最終年度の成果】共有結合性金属間化合物の創製・発展を目指した本課題では、新規超伝導体の合成とその結晶構造、電子構造の解明を一つの大きな柱として研究を行ってきた。その結果、La-Lu-Ge三元型に置いて、最高の超伝導転移温度(Tc)が9.4 Kを示す新しい超伝導体の発見に成功した。

本化合物は、La-Ge、Lu-Ge二元系を含め、この系において最高のTcを持つ化合物である。また、Sr-Ge系においてもTc = 6.0 Kの新化合物の高圧合成に成功した。これらの超伝導体については、結晶構造解析、バンド計算を行い、いずれも共有結合性金属間化合物群に属する超伝導体であること、超伝導の発現にホストであるGeの共有結合性骨格が重要な役割を果たしていることを明らかにすることができた。【研究期間全体での成果】上記以外の重要な成果を以下に記す。1.以前私のグループが合成に成功したTc = 3.6 Kを持つLu-Ge系超伝導体の結晶構造に成功し、その組成がLu2Ge5であることを明らかにした。2.シェブレル相Mo6S8の初めての多形となるMo3S4の高圧合成に成功し、本化合物がシェブレル相とは異なり、MoS6八面体が面と稜を共有して連結した興味深い構造を持つことを明らかにした。3. Na-Ge系において、新たにNaGe2という組成をもつ新化合物の合成と結晶構造の解析に成功した。本化合物は電子軌道計算の結果、とても珍しい電子不足型の共有結合性金属間化合物である。4. Ce-Ge-Sn三元型において、重い電子系で有名なCeSn3型構造を有する固溶体の全率合成に成功し、この系が価数揺動系であること、Ceイオンの価数が3.4価から4価に連続的に変化することを、ICFモデルを適用することによって明らかにした。以上により、共有結合性金属間化合物群の物性と構造に関する多くの知見を得ることができた。固体化学本研究では共有結合性金属化合物の電子状態の解明を大きな目標の一つとしているが、研究実績の概要にも記載の通り、本年度はモリブデン系、セリウム系における新化合物の発見と結晶構造の詳細な検討、それらの化合物の電子状態のバンド計算による解析に成功し、多くの進展を見ることができた。とくにセリウム系化合物の研究では、CeSn3-CeGe3固溶体の高圧合成に成功し、結晶構造解析、比熱・電気伝導度測定、磁化率測定等より、セリウムイオン間距離と価数揺動の性質についての関連性を深く探索することができ、前年度の実施状況報告書で今後の推進方策にあげた目標を達成することができた。また、新構造をもつ超伝導体の探索、という目標に関しても、Luジャーマナイドの系で構造が確定していなかったTc=3.6 Kの超伝導相について、その組成と結晶構造を決定することに成功した。以上のことから、現在までのところ、目標達成に向けて研究がおおむね順調に進展していると考えている。交付申請書では平成24年度の研究実施計画として、1.共有結合性金属化合物の電子状態の解明と、2.アルカリ土類金属を含む共有結合性金属化合物の合成と超伝導体の探索の2点をあげた。このうち、2のテーマについては、平成25年度に研究実施予定として記載したアルカリ金属を含む共有性金属化合物の合成を前倒しして行ったところ興味深い化合物が得られたため、計画を変更しこの研究を先行して行った。その結果、研究実績の概要に示した通り、1については、期待どおり、ホストのゲルマニウムに電子がドープされていること、ゲストとホストの間に共有結合的な直接の相互作用があること、を示す解析結果を得ることができた。また、アルカリ金属ジャーマナイドの研究では、新しくNaGe2という金属化合物の合成に成功し、その結晶構造解析も行うことができた。興味深いことに、この化合物は電子軌道計算から珍しい電子不足型の金属化合物であることが強く示唆された。以上のことから、現在までのところ、研究目的の達成に向けておおむね順調に研究が進展していると考えている。
我が国の農耕地土壌におけるフッ素蓄積の実態

生産者圃場から採取した農耕地土壌に含まれるフッ素の濃度を明らかにし,その土壌蓄積の可能性について検証した.農耕地土壌中の全フッ素濃度は,135363 mg/kg(普通畑:黒ボク土),43.4300 mg/kg(普通畑:赤黄色土),125293 mg/kg(水田)および163471 mg/kg(施設)の範囲にあった.農耕地土壌の約72%が非耕地よりも高いフッ素濃度を示し,農耕地土壌においてフッ素の蓄積が生じていることが示唆された.また,土壌中の全フッ素濃度と全リン酸濃度との間には有意な正の相関が認められることから,リン酸質肥料がこれらの負荷源となっている可能性が示された.本年度は,施設土壌におけるフッ素の土壌蓄積状況の調査を行った.鹿児島県および宮崎県内11地域の施設栽培農家の現地圃場から施設土壌を,また,これらの地域内の非農耕地から非農耕地土壌をそれぞれ採取し,全フッ素および水溶性フッ素含有率について測定した.その結果,以下の知見を得た.1)土壌中の全フッ素含有率は,施設土壌が157411 mg/kg(平均:272 mg/kg),非農耕地が52243 mg/kg(平均:162 mg/kg)の範囲にあった.23地点の施設土壌のうち20地点が,その地域の非農耕地土壌よりも全フッ素含有率が高い値を示し,施設土壌において土壌へのフッ素蓄積が生じていることが示唆された.また,非農耕地の全フッ素含有率は土壌型(農耕地土壌分類)によって違いがみられ,灰色低地土が164243 mg/kg(平均:201 mg/kg),黒ボク土が114220 mg/kg(平均:169 mg/kg),砂丘未熟土が5372 mg/kg(平均:65 mg/kg)の範囲あった.このことから,土壌型によって全フッ素含有率のバックグラウンド値に差異があることが考えられた.2)土壌中の水溶性フッ素含有率は,施設土壌が1.618.0 mg/kg(平均:1.6 mg/kg),非農耕地が0.14.8 mg/kg(平均:5.4 mg/kg)の範囲にあった.23地点の施設土壌のうち19地点が,その地域の非農耕地土壌よりも水溶性フッ素含有率が高い値を示し,全フッ素と同様に水溶性のフッ素についても土壌への蓄積が生じていることが示唆された.これらの中には,非農耕地土壌の38倍に相当する水溶性フッ素を含有する圃場も存在することが明らかとなった.昨年度にフッ素含有率を測定した施設土壌について,土壌中全リン含有率,酸性シュウ酸塩可溶鉄・アルミニウム含有率等を測定し,これらの土壌化学性とフッ素の土壌蓄積との関係性について検証した。その結果,以下の知見を得た。1)全フッ素含有率と全リン酸含有率との間には有意な正の相関が認められた。このことから,リンの主要な供給源であるリン酸質肥料が土壌に蓄積しているフッ素の主要な負荷源である可能性が示唆された。2)また,全フッ素含有率は酸性シュウ酸塩可溶鉄・アルミニウムおよび土壌有機物含有率とも有意な正の相関が認められた。このことから,活性鉄・アルミニウムや土壌腐植が土壌のフッ素吸着に大きく関与していることが推察された。また一方,本年度は,黒ボク普通畑土壌を中心にフッ素の土壌蓄積状況について調査を行った。鹿児島県内生産者の現地圃場から普通畑黒ボク土を,また,同地域内の非農耕地から非耕地黒ボク土を採取し,全フッ素および水溶性フッ素含有率について測定した。1)土壌中の全フッ素含有率は,普通畑黒ボク土が135420 mg/kg(中央値:243 mg/kg),非耕地黒ボク土が213349 mg/kg(中央値:265 mg/kg)で,両者に有意な違いはみられず,黒ボク普通畑土壌では顕著なフッ素の土壌蓄積は認められなかった。2)水溶性フッ素含有率は,普通畑黒ボク土が0.2729 mg/kg(中央値:7.5 mg/kg),非耕地黒ボク土が0.426.3 mg/kg(中央値:1.6 mg/kg)であった。また,水溶性フッ素含有率と土壌pHとの間には一定の傾向が認められた。本年度は,赤色土および灰色低地土を中心に農耕地におけるフッ素の蓄積実態について調査した.赤色土は鹿児島県出水地域の普通畑,灰色低地土は鹿児島県伊佐地域の水田からそれぞれ農耕地土壌試料を,また,これらの地域内から非農耕地土壌を採取した.その結果,以下の知見が得られた.1)赤色土において,土壌中全フッ素濃度は農耕地土壌が43.4300 mg/kg(平均:147 mg/kg),非農耕地土壌が40.392.7 mg/kg(平均:58.2 mg/kg)の範囲にあった.農耕地土壌15地点のうち10地点が,非農耕地の全フッ素濃度最大値よりも高い値を示し,赤色土からなる普通畑土壌においてフッ素の蓄積が生じていることが示唆された.