hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気化学方式水素ポンプの熱工学的解析に基づいた高圧化

高圧水素ガスのニーズを踏まえ内部加湿、アノードをデットエンドとした水素ポンプを製作し運転し、過電圧を分離して電圧効率を評価した。更にはポンピングした水素の逆拡散にかかわる電流効率を評価した。水素ポンプは10.5の圧縮比で運転可能で、電圧効率は54%、電流効率は96%、総合効率は45%であった。機械式の水素コンプレッサーと同等と性能であり、過電圧低減への可能性も踏まえると、水素ポンプの優位性を示すことができた高圧水素ガスのニーズを踏まえ内部加湿、アノードをデットエンドとした水素ポンプを製作し運転し、過電圧を分離して電圧効率を評価した。機械式の水素コンプレッサーと同等と性能であり、過電圧低減への可能性も踏まえると、水素ポンプの優位性を示すことができた本研究の目的は電気化学水素ポンプを設計・製作し、水素ポンプの効率に関わる、ガス透過性、不可逆損失を実験研究から明らかにし、水素ポンプの適切な昇圧範囲を熱力学的検討から見出し、高圧域における水素ポンプの設計・運転指針を整備することにある。本年度はこのうち(1)安全な高圧水素ポンプ実験システムの設計製作し、性能を支配する(2)高分子電解質膜(PEM)の機械的強度、および透過性質を調査した。このうち先ず(1)では、水素ガスを4MPaまで昇圧するために、関連法規に準拠した、また専門家からのアセスメントを十分に反映した設計を行った。水素ポンプセル自身に加え、これを囲む容器にも十分耐圧性を持たせる二重容器構造とした。更に、セルと容器の間には絶えず窒素ガスをフローさせ、かつこの窒素中の水素ガスを絶えず監視し、500ppm濃度を超えると自動停止する仕組みを与え、耐圧、防爆、水素漏洩を考慮した実験システムを構築した。試運転した結果、これらの安全機能は正常に動作することが分かり、当初の目標に達した。また(2)PEMの性質調査では、これに最大4MPa程度の差圧が負荷されるために先ず機械強度を評価した。PEMを円周支持し、その直径を0.5mmと仮定したところ、PEMには数10MPaの引っ張り応力がかかると計算できた。文献値を参照すると、Nafionは破断し、PBIは破断に耐えうると評価できた。ただし実際には仮定した直径よりも小さな径で円周支持できるため、Nafionの可能性も示唆した。次に、ポンピング時の水素逆拡散が電流効率を下げると予想されるため、文献値の透過率から逆拡散流量を求め、ポンピング流量と比較した。その結果、市販のPEMいずれにおいても逆拡散流量は、ポンピング流量の0.0010.0001倍であり無視できることがわかった。以上の理論的な考察を基礎に、平成23年度は、構築できた実験システムを使って水素ポンプ性能を実際に評価する。本研究の目的は電気化学水素ポンプを設計・製作し、水素ポンプの効率に関わるガス透過性、不可逆損失を実験研究から明らかにし、水素ポンプの適切な昇圧範囲を熱力学的検討から見出し、高圧域における水素ポンプの設計・運転指針を整備することにある。本年度は、設計製作した水素ポンプを(1)ランプ運転、定常運転し、(2)電流効率、および電圧効率を求め損失要因を明確にした。項目(1)においては、先ず、実用的な運用も考慮して水素ポンプの運転方法を検討した。運転中の高分子電解質膜の乾燥を防ぎ、かつ外部加湿器にたよらない内部加湿型のセルにて水素ポンプ運転を試みた。さらにアノードデット型の運転を試みた。このように実用に即した形で室温、0.5A/cm2の定電流で0.1から2.0MPaG(圧力比10)の範囲のランプ運転をしたところ、時間に比例してカソード圧力が上がり、かつアノード、カソード圧力比に対してネルンスト型の電圧変化を示した。このことから水素ポンプは原理に沿った特性を有し、期待した昇圧機能を有することが分かった。次に項目(2)においては各電流密度、温度域において圧力比約10の定常運転を実施し、電流、電圧効率を求めた。室温において電流効率は90%以上の高い値を示した。しかしながら電圧効率は0.1A/cm2で41%、0.5A/cm2にはわずか6%であり期待した性能に及ばなかった。この原因を探究すべく、電気化学的な過電圧分離を実施した。その結果、オーム過電圧が大きいことが電圧効率を下げる最大の要因であることがわかった。内部加湿機能を有するセルを設けたけれども、運転中は膜が乾燥したと考察される。低周波側の過電圧もオーム過電圧と同等の大きさ示した。以上の両過電圧は、温度を上げると半分以下に低減できた。以上の結果から、電解質膜の湿潤機構を新たに設け、また温度と過電圧の関係を明確にしながら、スケールアップしたセルを再設計し、運転し、再度水素ポンプの性能評価を実施し、水素ポンプの特性を明らかにし、適切な昇圧範囲など、水素高圧プロセスにおける水素ポンプの立ち位置を明確にする。今年度は、先ず、電圧効率を向上するために、水素ポンプの改造を実施した。

前年度、本研究で新たに組み込んだ内部加湿型、アノードデットエンド型水素ポンプが低い電圧効率(15%@0.1A/cm2)を示した。高分子電解質膜が乾燥し、イオン抵抗が高くなったことが主たる原因だと解析できている。高分子電解質膜が乾燥したのは、本研究で取り入れたカソード側からの拡散現象に頼る膜の湿潤が、対向する電気浸透流の影響で十分でなかったためだと考察できている。この点を反省し、検討を重ね、アノードに二重の流路を構成することで、アノード側からの膜の湿潤ができるよう水素ポンプアノードセパレーターを改造した。現在製作が終え、今後、この水素ポンプの性能評価を実施する。なお並行して、電圧効率を低下させる要因、すなわち複数の過電圧要因を検討するために、交流インピーダンス解析を実施した。その結果、上で示したように、オーム過電圧が最大の電圧低下要因であるが、高電流密度側では、非線形的な過電圧も電圧効率を低減する大きな要因となることが分かった。一方で、水素ガスは拡散性もよく、電極反応においても可逆性が高いことから、直接的には、水素ポンプの非線形過電圧成分は小さいと考えられる。今後は、カソード電極において運転条件よりも高い圧力が局所的に存在するなど、多方面から検討を重ね、非線形過電圧の低減にも努める。このように継続課題を残したが、水素ポンプは運転条件によっては電圧効率50%も達成した。競合する水素コンプレッサーの効率も同等の50%程度と想定できるので、前者が等温圧縮、後者が断熱圧縮であることも合わせて考慮すると、水素ポンプは水素ステーションの高効率化に寄与すると考えられる。電圧効率が予想以上に低く、この点が、若干の遅れとなった。しかしながら、その対策の目処も立ち、24年度の計画にスムーズに以降できるよう準備できている。24年度が最終年度であるため、記入しない。電圧効率が予想以上に低かったが、過電圧分離やこれに基づくセル改造などによる改善の目処が立っている。セル改造においては、従来のカソードのみの湿潤から、アノードにもその機能を設けるなどの仕様変更を施す。また時間を要するパッキンの設置からOリングの設置に切り替え実験効率をあげる。以上のような方策のもと、スケールアップ化をはかりながら水素ポンプの運転指針を雑誌論文にまとめる。
瘢痕治療を促進させる超音波フォノフォレーシス法の確立

短鎖脂肪酸による抗線維化・抗炎症作用を促進させる超音波照射条件を解明した。酪酸は最も生理作用の強い短鎖脂肪酸であり、我々は、ヒト皮膚由来線維芽細胞、ケロイド線維芽細胞、翼状片由来線維芽細胞において、線維化促進因子の発現抑制やapoptosisの促進、増殖抑制作用を示すことを明らかにした。また低強度(0.10.5 W/cm2)の超音波を酪酸添加に付加して照射することにより、抗線維化作用、抗炎症作用が促進されることがわかった。さらに、超音波照射によって、酪酸によるヒストンアセチル化作用が増強することが判明した。<細胞培養の実施>前年度に引き続き、神戸大学医学部附属病院形成外科の手術において廃棄予定となったケロイド組織よりケロイド線維芽細胞を初代培養し、実験に使用している。正常線維芽細胞についてはClonitics社より購入している。<超音波による脂肪酸細胞内導入効果の分析>短鎖脂肪酸である酪酸が有する線維化抑制作用を超音波照射により促進することが本研究の目的である。酪酸がヒストンのアセチル化を介して抗線維化作用を示すこと明らかにしてきたため、アセチル化ヒストンの蛋白量を指標として、超音波照射の至適条件の検討を進めた。前年との課題としていたmicrobubbleの併用については、製品の製造中止が決定されたため検討できなかったが、遺伝子導入効果について、高強度短時間の有用性が報告されているため、これまで0.5 W/cm2であった強度を2.0 W/cm2とし、10分を1分に変更して実験を行った。しかし、この高強度条件では促進効果は得られなかった。このことから、遺伝子導入に用いるプラスミドより低分子である酪酸の導入では、その効果が出力強度依存的ではないと示唆されるため、次の課題を低強度(0.1 W/cm2)長時間(20分以上)照射の効果分析とした。<動物モデル(全層皮膚欠損創)の確立>in vitro実験結果のin vivoでの検証を目的に、動物実験モデルの確立に着手した。6週齢の雄性SDラットを用いて、左右の肋骨・大転子間の皮膚に全層皮膚欠損創を作成した。感染創傷を一切認めず、安定した創作成が可能となった。現在、脂肪酸単独添加の効果を分析している。<論文投稿>前年度に得られた中等度強度超音波による短鎖脂肪酸の抗線維化促進作用促進について、第21回日本物理療法学会学術大会で発表し、その成果を日本物理療法学会会誌に投稿し、掲載が受諾された。<細胞培養の実施>ケロイド由来線維芽細胞は、神戸大学大学院保健学研究科保健学倫理委員会に研究内容を申請し、承認された上で、神戸大学医学部附属病院形成外科にて患者より耳垂ケロイド組織を採取し、初代培養に成功した。予備実験に用いたヒト皮膚由来線維芽細胞(CC-2511)は、Clonetics社より購入した。<超音波照射による脂肪酸の線維化抑制作用促進効果の確認>線維化促進因子であるα-SMA、TGF-β1、Collagen IのmRNA発現をreal time PCR法にて定量した。短鎖脂肪酸である酪酸、多価不飽和脂肪酸であるDHAは、今回培養系を確立したケロイド線維芽細胞においても先行研究と同様に酪酸4-16 mM、DHA 100 μMの48時間添加で抑制作用を認めることが確認された。超音波照射単独の効果は、連続モード照射においては変化が認められないものの、パルスモード照射では線維化促進因子発現を軽度促進することがわかった。また、0.5 W/cm2以下の強度では、パルスモード、連続モードともに細胞障害性を有さないことがMTT assayにて確認された。そして、各脂肪酸と超音波の組み合わせ効果については、DHAとの併用ではDHA単独と同様であるものの、酪酸との併用では、酪酸単独と比較して、線維化促進因子を強く抑制することが確認された。すなわち、これらの併用時には、超音波がヒストン脱アセチル化酵素阻害剤である酪酸の作用を促進させることがわかった。この効果は、3 MHz、0.5 W/cm2の連続およびパルスモード超音波を20分間、4 mMあるいは16 mMの酪酸を添加した直後および24時間後の2回照射することにより得られた。<細胞培養の実施>ヒト皮膚由来線維芽細胞(CC2511)を培養し、短鎖脂肪酸の細胞内取り込みをヒストンアセチル化タンパクを指標に分析した。短鎖脂肪酸の中でも、酪酸がヒストン脱アセチル化阻害剤として強い生理活性を持つことを明らかにしたため、本研究では酪酸を用いで実験を行った。<酪酸の抗線維化作用の機序分析>本研究で用いる酪酸の線維化抑制効果の機序分析を進めた。酪酸は、抗アポトーシス因子であるIGF-1Rの発現を顕著に抑制することが明らかになり、抗線維作用の一要因であることが示唆された。<超音波による酪酸の細胞内導入効果の分析>前年度の課題を解決するため、低強度(Spatial Average Temporal Peak強度;0.1 W/cm2)長時間(20分)照射による酪酸の細胞内導入効果をアセチル化ヒストンタンパクの変化を指標に分析したところ、20%パルスモードおよび連続モード超音波照射によって、照射後3時間に有意な促進効果が検出された。添加した酪酸は低濃度(1 mM)であるため、酪酸単独ではヒストンアセチル化を促進しないものの、超音波と併用した時のみ、有意に促進された。

また、この効果に基づいて、酪酸添加および超音波照射3時間後にLPSを1時間添加し、炎症反応(IL-6 mRNA発現)に対する制御作用を分析したところ、酪酸添加単独ではLPSによるIL-6発現を抑制できないが、超音波と併用することによって有意に抑制され、その発現量はLPSを添加していないcontrol条件と同等であった。<成果報告>前年度投稿した短鎖脂肪酸の抗線維化作用に対する超音波の促進効果についての論文が、物理療法科学に掲載された。今年度得られた酪酸の作用機序についての成果を第44回日本創傷治癒学会で発表し、超音波による導入効果を国際学会発表(Experimental Biology 2015、Boston)に投稿した(発表確定)。<細胞培養の実施>ケロイド由来、翼状片由来、およびヒト皮膚由来線維芽細胞を培養し、短鎖脂肪酸および超音波の効果を分析した。<酪酸の抗線維化作用の機序解析>酪酸の抗線維化作用の機序、ならびに応用範囲の検討を行った。酪酸はケロイド線維芽細胞のapoptosisの抑制因子であるBcl-2およびIGF-1Rの発現を低下させapoptosisを促進することが確認された。酪酸の抗線維化作用が、皮膚由来線維芽細胞だけでなく、ケロイドおよび翼状片由来線維芽細胞においても認められることが明らかになった。<超音波による酪酸の生理作用促進の解析>超音波による酪酸の生理作用促進を解析するために、ヒストンアセチル化を分析した。酪酸添加後3時間において、1 mMの低濃度酪酸の単独添加では有意なヒストンアセチル化作用が認められないものの、0.1 W/cm2の低強度超音波を併用することにより、ヒストンアセチル化作用が有意に促進された。この促進効果は、20%パルスモードおよび連続モードの両方で得られた。酪酸添加3時間後、リポポリサッカライド(LPS)を1時間添加し、IL-6のmRNA発現を定量したところ、酪酸単独添加ではLPSによるIL-6 mRNA発現上昇を抑制できなかったが、超音波との併用療法により有意に抑制された。これらのすべての治療条件において、細胞障害性を解析したところ、どの条件においても細胞生存率が低下することはなかった。16 mMの高濃度酪酸における効果についても解析を進めたが、酪酸単独で強いヒストンアセチル化作用が確認され、超音波照射の追加的介入による促進効果は認められなかった。<成果報告>低濃度酪酸における超音波の促進効果について、Experimental Biology 2015(Boston)で学会発表し、超音波医学に関する専門誌(国際誌)に論文投稿を行った。短鎖脂肪酸による抗線維化・抗炎症作用を促進させる超音波照射条件を解明した。酪酸は最も生理作用の強い短鎖脂肪酸であり、我々は、ヒト皮膚由来線維芽細胞、ケロイド線維芽細胞、翼状片由来線維芽細胞において、線維化促進因子の発現抑制やapoptosisの促進、増殖抑制作用を示すことを明らかにした。
核磁気共鳴と免疫組織化学的手法を用いた脳虚血再潅流障害における薬物効果の判定

核磁気共鳴と免疫組織化学的手法を用いた脳虚血再灌流障害における薬物効果の判定を行うため、以下の研究を行った。1.核磁気共鳴による脳エネルギー代謝の評価と薬物効果の判定実験動物に自発性高血圧ラット(SHR)を用い、ハロセン麻酔下にラットの内頚動脈から中大脳動脈(MCA)にナイロン糸を進めることによりMCAを閉塞し、NMR装置により乳酸のNMR信号を採取した。閉塞後、再灌流させた群と再灌流させなかった群では、再灌流させた群の方が乳酸の増加が大であるしこと、また再灌流させた群でも、活性酸素消去剤PBNを投与した群では、乳酸の増加が抑制されることが分かった。2.免疫組織化学的手法による虚血再潅流障害の評価と薬物効果の判定SHRを用い、30分間MCAを閉塞し、その後再灌流を行なった。虚血の翌日、4日後、1週間後に脳を摘出し組織切片を作成、抗インターロイキン-1レセプターアンタゴニスト(IL-1ra)モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学的手法によりIL-1raを染色し、虚血再潅流障害の評価を行った。IL-1raは虚血翌日には発現が見られず、虚血4日後に梗塞周辺部に限局して発現し、虚血1週間後には消失することが分かった。砂ネズミの両側頚動脈を脳外科手術用の小クリップで3.5分間血流遮断し、血流再開30分後に種々の薬物を投与した。血流再開1週間後に脳を摘出し、組織標本を作成し、組織化学染色を行い、薬物効果の判定を行った。活性酸素消去剤PBNは、脳虚血再潅流障害の典型例とされる遅発性神経細胞死(DND)をある程度抑制するが、キサンチンオキシダーゼ阻害剤オキシプリノールはDNDを全く抑制しないことが分かった。以上の研究により、脳虚血再灌流障害における薬物効果の判定は、核磁気共鳴と免疫組織化学的手法を用いることにより、的確に実施できることが分かった。本年度はラット局所脳虚血モデルを用いた核磁気共鳴による脳エネルギー代謝の評価ならびに砂ネズミ全脳虚血モデルを用いた免疫組織化学的手法による薬物効果の判定を行った。1.核磁気共鳴による脳エネルギー代謝の評価実験動物に自発性高血圧ラット(SHR)を用い、ハロセン麻酔下にラットの内頚動脈から中大脳動脈(MCA)にナイロン糸を進めることによりMCAを閉塞した。閉塞後、直ちにラットを核磁気共鳴(NMR)装置内に留置した。この後の操作は、ラットを2群に分け、再灌流群(R群)ではMCA閉塞より2時間後、核磁気共鳴装置の外から遠隔操作にてナイロン糸を抜去し、MCAを再灌流させ、永久梗塞群(P群)では、ナイロン糸を留置したままとした。両群ともNMR装置により乳酸(Lactate)のNMR信号を採取した。信号の採取には1回約1時間を要するので、R群では再灌流前1時間ならびに再灌流後1、2、3、4、5時間と計6回、またP群では再灌流することなく1時間毎に計6回信号を採取した。その結果、R群では再灌流前1時間後よりLactateが急速に増加するが、P群では閉塞後4、5時間を経てもLactateがあまり増加しないことが分かった。2.免疫組織化学的手法による薬物効果の判定

砂ネズミの両側頚動脈を脳外科手術用の小クリップで3.5分間血流遮断し、血流再開30分後に種々の薬物を投与した。血流再開1週間後に脳を摘出し、組織標本を作成し、組織化学染色を行った。組織切片の画像解析を行って、脳虚血再潅流障害の典型例とされる遅発性神経細胞死(DND)に対する薬物効果を判定した。その結果、これまで神経保護作用があると報告されてきたスピントラップ剤PBNはDNDをある程度抑制するが、同じく神経保護作用があると報告されてきたキサンチンオキシダーゼ阻害剤オキシプリノールはDNDを全く抑制しないことが分かった。本年度はラット局所脳虚血モデルを用いた核磁気共鳴による薬物効果の判定ならびに同モデルを用いた免疫組織化学的手法による虚血再灌流障害の組織診断を行った。1.核磁気共鳴による薬物効果の判定実験動物に自発性高血圧ラット(SHR)を用い、ハロセン麻酔下にラットの内頚動脈から中大脳動脈(MCA)にナイロン糸を進めることによりMCAを閉塞した。閉塞後、ラットを核磁気共鳴(NMR)装置内に留置し、MCA閉塞より2時間後、核時期共鳴装置の外から遠隔操作にてナイロン糸を抜去し、MCAを再灌流させた。この後ラットを2群に分け、薬物投与群(PBN群)では活性酸素消去剤PBNを、対照群(Control群)では生食を、再灌流1時間後に投与した。両群ともNMR装置により乳酸(Lactate)のNMR信号を採取した。信号の採取は、再灌流前1時間ならびに再灌流後1、2、3、4、5時間と計6回行った。その結果、PBN群、Control群とも再灌流前1時間後よりLactateが増加するが、その増加の程度は、PBN群の方が小さいことが分かった。2.免疫組織化学的手法による虚血再灌流障害の組織診断SHRを用い、30分間MCAを閉塞し、その後再灌流を行なった。虚血の翌日、4日後1週間後に脳を摘出し組織切片を作成、抗インターオロイキン-1レセプターアンタゴニスト(IL-1ra)モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学的手法によりIL-1raを染色し、顕微鏡下にその発現を観察した。その結果、IL-1raは虚血翌日には発現が見られず、虚血4日後に梗塞周辺部に限局して発現し、虚血1週間後には消失することが分かった。IL-1raは神経保護作用を有すると考えられるので、ラット局所脳虚血モデルにおいては、虚血数日後にIL-1raが発現して、組織破壊を緩和している可能性が示唆された。
酵母と化学的酸化還元処理の組み合わせによる新しい水処理方法の開発

フェノールおよびモノクロロフェノールの分解性が確認された酵母菌株を、キトサンビーズ、多孔質ガラスビーズおよびセルロースビーズ固定化用担体を用いて固定化し、その処理特性をバッチおよび連続実験で検討した。バッチ実験は10日間、連続実験は100日間行った。担体中に固定化された細胞数では、培養初期にはキトサンビーズ〈多孔質ガラスビーズ〈セルローズビーズの順に多かったが、培養6日目以降は、ほぼ一定であった。TOCおよびフェノール除去率ともに培養初期には、キトサンビーズ〈多孔質ガラスビーズ〈セルロースビーズの順に高かったが、培養7日目以降は、TOCおよびフェノールの除去率ともに100%付近でほぼ一定であった。TOCおよびフェノールの除去率とも担体中に固定化された細胞数の増加に伴なって高くなった。3種類の担体中で、固定化される細胞数の増加が最も早く、従ってTOCおよびフェノールの除去率ともに早期から最も優れており、また、天然素材で生物親和性、通気性、通水性に利点のあるセルロースビーズを用いてフェノールおよびクロロフェノールを含有する人工下水の連続処理実験を行なった。TOC除去率は実験開始3日目以降8085%、フェノール除去率は、27日目の4-クロロフェノール投入時に87%と若干低くなった以外は、100%の除去率が得られた。クロロフェノール除去率は、フェノール除去率同様に27日目の4-クロロフェノール投入時に84%と若干低くなった以外は100%の除去率が得られた。全期間通じて、固定化酵母によるフェノール類の除去は良好に行なわれたものと考えられる。1.はじめにRhodotorula属酵母によるフェノ-ルおよび塩素化フェノ-ルの分解性を検討した。また、2,6ージクロロフェノ-ルを1mM含有する培地においても生育する菌株を分離した。2.方法供試菌株としてR.glutinisを用いた。フェノ-ル類の分析はHpLCにより,分解物はGC/MSにより分析した。3.結果本酵母を1mMフェノ-ル培地にて培養した菌体(0.1g)を5mMフェノ-ル溶液50mlに懸濁し,経時的にフェノ-ルおよびDOC濃度を測定した。フェノ-ル濃度は8時間後に0.02mH,18時間後に0となった。続いて,フェノ-ル濃度が5mMとなるよう1日1回の割合で5回連続して投入したところ,5回とも培地中に残存するフェノ-ル濃度は,ほぼ0となり,添加したフェノ-ル量に相当するDOCの減少が観察された。標準培養菌体,フェノ-ル1mM、各モノクロロフェノ-ル0.2mH添加で培養した菌体を用いて各モノクロロフェノ-ル0.5mM溶液の分解率を比較した。2ークロロフェノ-ルの分解率はどの培養においても約1020%と低かった。3ー,4ークロロフェノ-ルの分解率は、フェノ-ルないし各モノクロロフェノ-ルの添加培養により、反応開始3時間後で3ークロロフェノ-ルが約33%から100%に,4ークロロフェノ-ルが約48%から100%へと増加した。18時間後には、添加したクロロフェノ-ル量に相当する量の塩素イオンが遊離された。代謝生成物としては、3ー,4ークロロフェノ-ルから4ークロロカテコ-ルの生成が認められた。本酵母は6種のジクロロフェノ-ルのうち,3、4ージクロロフェノ-ルに対する分解性が高かった。トリハロメタンが検出された地下水より,単一炭素源として1mMの2,6ージクロロフェノ-ル含有培地に生育する菌株を分離した。1.目的供試菌株として、Rhodotorula glutlnisを用い、フェノールとモノクロロフェノールの資代性、比増殖速度及び収率などのパラメータを算出した。

また、菌体の固定化を試み、フェノールの処理実験を行った。2.方法フェノール類はHPLCにより、代謝物は、GC/MSにより、測定した。3.本酵母は、フェノールを単一炭素源として、よく利用した。比増殖速度は、0.12、収率は、0.61(g/g)であった。しかしながら、3-および4-クロロフェノールは、分解され、塩素イオンの遊離も観察されるものの、コントロールと同様の菌体収量となったことから、共酸化機構により分解されるものと考えられた。また、フェノール中間代謝物の同定により、オルト開裂を経て分解されるものと考えられた。3-および4-クロロフェノールの中間代謝物として、4-クロロカテコールおよびマレイル酢酸と考えられる物質が測定された。従って、脱塩素は、4-クロロカテコール以降すなわち、3-クロロムコン酸を経て、4-カルボキシメチレンブテノライドを生ずる時点で起り、次いで加水分解により、マレイル酢酸を生ずるものと考えられた。菌体の固定代化を試みたところ、寒天、アルギン酸ゲルは、強度が弱くポリビニルアルコールは、未反応の分子による発泡に問題があった。キトサン、セルロース、多孔質ガラスの各担体による固定化について検討したところ、セルロース担体が、最も良好な結果が得られた。脱塩素に効果のある酸化還元剤の選択、酸化還元剤による生成物として予想される有機物の酵母による資化性、ないし、塩素化フェノール分解性微生物については、現在検討中である。フェノールおよびモノクロロフェノールの分解性が確認されたR.glutinis ATCC28052株をキトサンビーズ、多孔質ガラスビーズおよびセルロースビーズ固定化用担体を用いて固定化し、その処理特性をバッチおよび連続実験で検討した。10日間のバッチ実験において、担体中に固定化された細胞数では、培養初期にはキトサンビーズ担体<多孔質ガラスビーズ担体<セルロースビーズ担体の順に多かったが、培養6日目以降は、ほぼ一定であった。TOCの除去率とフェノールの除去率ともに培養初期には、キトサンビーズ担体<多孔質ガラスビーズ担体<セルロースビーズ担体の順に高かったが、培養7日目以降はTOCの除去率とフェノールの除去率ともに100%付近でほぼ一定であった。TOCの除去率とフェノールの除去率とも担体中に固定化された細胞数の増加に伴なって高くなった。3種類の担体中で、固定化される細胞数の増加がもっとも早く、従って、TOCの除去率とフェノールの除去率ともに早期からもっとも優れており、また、天然素材で生物親和性、通気性・通水性に利点のあるセルロースビーズを用いてフェノールおよびクロロフェノールを含有する人工下水の連続処理実験を行なった。100日間の連続実験において、TOC除去率は実験開始3日目以降8085%、フェノール除去率は27日目の4-クロロフェノール投入時に87%と若干低くなった以外は100%の除去率が得られた。クロロフェノールの除去率は、フェノール除去率同様に27日目の4-クロロフェノール投入時に84%と若干低くなった以外は100%の除去率が得られた。全期間通じて、固定化酵母によるフェノール類の除去は良好に行なわれた。
大規模複雑システムに対する低次元化と推定器設計

当該年度における研究では,昨年度に提案した平均値オブザーバと既存手法との数値的な比較検証を行った.具体的には,熱拡散システム対して提案手法を適用した場合の25次元の平均値オブザーバによる推定誤差と,同システムを25個のグリッドを有するよう粗く空間離散化したシステムに対して既存手法により設計されたオブザーバによる推定誤差とを比較した.結果として,両者は同程度の計算量を有するオブザーバであるにも関わらず,提案法は既存手法に比べて41.6%の推定性能の向上が確認された.以上の結果をIEEE Transactions on Control of Network Systemsへ投稿し,採録が決定された.また上記研究に加えて,当該年度では,例えば予期できない事故に対しても安定となるネットワークシステムの構築法を提案した.たとえば電力網では,事故が発生した際にシステム全体を止めることは困難であるため,事故後も暫くそのままのシステムを運用することが求められる.しかしながら,一般には事故により一部のサブシステムの動特性が変化した場合,その影響がネットワークを介してシステム全体に伝搬するため,システム全体の安定性は保証されない.そこで,ネットワークを介した相互作用を推定することができれば,相互作用を打ち消す補償信号を各サブシステムへ送ることによって,事故が発生した場合にもシステム全体の安定性を保証することが可能となると考えられる.以上の考察に基づき,本研究では,相互作用を推定する推定器の系統的な設計手法を提案し,この推定器を用いることによってシステム全体の安定性が保たれることを理論的に示した.さらに,IEEE 14 bus testシステムと呼ばれる電力ネットワークのベンチマークモデルを用いて,事故後復旧するまでは制御性能が劣化するが安定性が保たれることを検証した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度における研究では,大規模複雑ネットワーク上で時間発展する線形な動的システムに対して,設計者によって指定された局所的な状態を推定する低次元オブザーバの設計法を提案した.本手法は,事前に設計された所望の推定性能をもつ最小次元オブザーバを適切に近似するオブザーバ低次元化のアプローチに基づくものである.本研究では,低次元オブザーバの次元と推定性能の劣化とがトレードオフの関係にあることを理論的に明らかにしたうえで,所望の推定性能を満たすような低次元オブザーバの系統的な設計法を与えている.さらに,従来法により設計されるオブザーバと同程度の推定性能を有しながらも計算効率のよい低次元オブザーバが設計できることを数値的に示した.しかしながら,この手法ではネットワークシステム全体の状態を推定するオブザーバを設計することは理論的に困難であるという問題が生じたため,先の手法と異なるアプローチに基づき,ネットワークシステム全体の巨視的な振る舞い(平均状態)を推定する平均状態オブザーバの設計法を提案した.一般には,どのように状態を平均化すればネットワークシステムの巨視的な振る舞いを適切に捉えることができるか非自明であることに対して,本研究では,所望の推定誤差以下となるように似た振る舞いを示す状態集合を適切に決定するとともにそれを推定するオブザーバの系統的な設計アルゴリズムを開発した.さらに,提案手法を1001次元の大規模ネットワークシステムへ適用し,大幅に低い次元を持つ61次元の平均状態オブザーバにより,ネットワークシステムの巨視的な振る舞いが適切に推定されていることを確認した.さらに,この手法を一般化し,局所的な状態推定と平均状態推定とを統一的に扱うことのできる枠組みとして,射影型状態オブザーバを提案した.当初の想定通りに,大規模ネットワークシステムに対する効率的な推定器設計理論を提案し,かつ対外発表も行っているため.当該年度における研究では,昨年度に提案した平均値オブザーバと既存手法との数値的な比較検証を行った.具体的には,熱拡散システム対して提案手法を適用した場合の25次元の平均値オブザーバによる推定誤差と,同システムを25個のグリッドを有するよう粗く空間離散化したシステムに対して既存手法により設計されたオブザーバによる推定誤差とを比較した.結果として,両者は同程度の計算量を有するオブザーバであるにも関わらず,提案法は既存手法に比べて41.6%の推定性能の向上が確認された.以上の結果をIEEE Transactions on Control of Network Systemsへ投稿し,採録が決定された.また上記研究に加えて,当該年度では,例えば予期できない事故に対しても安定となるネットワークシステムの構築法を提案した.たとえば電力網では,事故が発生した際にシステム全体を止めることは困難であるため,事故後も暫くそのままのシステムを運用することが求められる.しかしながら,一般には事故により一部のサブシステムの動特性が変化した場合,その影響がネットワークを介してシステム全体に伝搬するため,システム全体の安定性は保証されない.そこで,ネットワークを介した相互作用を推定することができれば,相互作用を打ち消す補償信号を各サブシステムへ送ることによって,事故が発生した場合にもシステム全体の安定性を保証することが可能となると考えられる.以上の考察に基づき,本研究では,相互作用を推定する推定器の系統的な設計手法を提案し,この推定器を用いることによってシステム全体の安定性が保たれることを理論的に示した.さらに,IEEE 14 bus testシステムと呼ばれる電力ネットワークのベンチマークモデルを用いて,事故後復旧するまでは制御性能が劣化するが安定性が保たれることを検証した.提案する手法に基づきクラスタ化した場合の推定性能と,その他の既存手法に基づきクラスタ化した場合の推定性能との差を検証し,提案法の既存手法に対する優位性を明らかにする.27年度が最終年度であるため、記入しない。
実験的ニューロパチーにおける軸索輸送障害の機構に関する研究

軸索病変を主体とする末梢神経障害の発症機構に、軸索輸送の動態異常が関与している可能性について、2種類の実験的ニューロパチー・動物モデルを用いて検討した。200ppmのethylene oxide(EO)を暴露して作製したラットの末梢神経障害モデルを用いた。腰髄前角にRI標識アミノ酸を定位手術的に注入した後、ラベルされた蛋白が座骨神経内を速性軸索輸送として移動する速度を測定した。また、神経線維数・密度の変化などの病理的所見との対比を行った。大径有髄神経線維数の有意な現象が認められたが、概して病理的変化は比較的軽微であった。これに反して、速性輸送速度はEO暴露群で著名に低下していた。形態学的変化に先んじて、軸索輸送の動態に異常が現れることを示した。今後は、この現象が軸索変性を示す他の末梢神経障害に共通したものかどうかという確認と併せて、輸送される蛋白の構成成分の分析が課題となる。上記と同様の方法でRIを注入し、一定時間後に、座骨神経を結紮し、結紮近位部に蓄積する標識蛋白の量を測定した。BPAUneuropathyでは、turnoverの速い蛋白が、多量に軸索へと送り出されていることを見出した。この蛋白は膜成成分構成蛋白であろうと思われる。一方、RI注入後、34週間程経てから摘出した座骨神経中の標識蛋白を、SDSポリアクリルアミド電気泳動により分析し、遅性軸索輸送の速度などを検討した。速度には有意な変化は認められなかったが、輸送蛋白中、一部の細胞骨格蛋白の輸送動態の異常を見出した。他にも、輸送動態に変化がある蛋白が存在する可能性があり、今後は、2次元泳動、免疫ブロット法を駆使して、検索することが課題である。
行動補償の神経基盤 ー神経系の可塑性についての研究ー

片側尾葉切除後のフタホシコオロギにおける空気流刺激に対する逃避の方向の回復は、自身が歩行することにより生じる自己刺激空気流を手がかりとしている。このような自己刺激が回復に有効に作用するのは片側尾葉切除後2-6日の間であることから、行動およびそれを支配する神経系の変化には臨界期(あるいは感受性期)が存在することが判明した。また、神経系(巨大介在神経)において切除後6日程度で見られる機能変化は、逃避方向の回復と関係している可能性がある。フタホシコオロギは、捕食者等が作り出す空気の動きを感じとり、逃避行動を解発する。空気流の感覚器は多数の機械感覚毛であり、それらは腹部末端に一対存在する尾葉上に密生している。そのため、片側の尾葉切除後のコオロギは、空気流刺激に対して間違った方向へ逃避を行う。しかしながら、尾葉切除後約14日間、自由に動き回れる状態で飼育すると、逃避方向は正常個体レベルまで補償的に回復する。回復の程度はその期間の歩行量に依存することが明らかとなっている(Kanou and Kondoh,2004)。本年度(平成18年度)は当初の予定どおり、まずコオロギの歩行誘発装置と歩行量を計測するシステムを完成させた。これにより、回復期間中の任意の時期に歩行を経験させることができるようになった。このシステムを用い、歩行経験のタイミングと逃避方向における行動補償の程度との関係を調査した。これまでの研究から、自由歩行を制限する条件で拘束飼育すると逃避の方向性が回復しないことがわかっているので(Kanou et al.,2002)、歩行誘発条件と拘束飼育条件とを任意に組み合わせながら片側尾葉切除後14日間の飼育を行ったところ、切除後26日の間に経験した歩行が、逃避の方向性の回復に最も有効であることが明らかとなった。また、その後の期間中、回復に対する歩行の影響力は極度に低下することから、切除後6日目頃に補償的回復を支配する神経系の機能変化の臨界期が存在することが明らかとなった。同時に、本年度の結果は「歩行時に自分が作り出す空気流による残された尾葉への自己刺激が補償的回復に必要である」という仮説(Kanou et al.,2002)を強く支持するものである。フタホシコオロギは空気流刺激に反応して逃避行動を行うが、その行動は刺激源からより遠ざかる方向へと解発される。空気流を感じ取る機械感覚毛が存在する1対の尾葉の片側を除去されたコオロギは、空気流刺激に対して間違った方向へ逃避を行う。回復の程度はその期間の歩行量に依存する(Kanou and Kondoh,2004)。本年度(平成19年度)は、昨年度の結果からも強く支持された行動補償に関する「歩行時に自分が作り出す空気流による残された尾葉への自己刺激が補償的回復に必要である」という我々の仮説(Kanou et. al.,2002)をさらに直接的に証明するために、人工的な自己刺激空気流を作り出す装置を開発した。これはスチロール球の上に背板を固定された片側尾葉切除後のコオロギをおき、コオロギの歩行時にはスチロール球が回転するようにしたものである。コオロギはこの上で歩行するが、固定されているため静止歩行となる。この時、自己刺激空気流は生じない。この状態で、コオロギの歩行開始に合わせて人工の空気流刺激を与える(偽自己刺激)。すなわち、この装置を用いることにより歩行とそれによって生じる自己空気流刺激とを分離することができた。この偽自己刺激を、本来の自己刺激と同じ方向から与えながら飼育すると逃避方向の回復、すなわち行動補償を再現することができた。しかしながら、本来の自己刺激とは異なる方向から与えた場合、回復は見られなかった。このことは前述の仮説の妥当性を改めて強く支持するものである。これまで申請者は、片側尾葉切除後のコオロギの空気流刺激に対する逃避行動、特に逃避方向の補償的回復には「歩行時に自分が作り出す空気流による残された尾葉への自己刺激が補償的回復必要である」という仮説をたて、それを実証してきた。昨年度はコオロギを静止歩行させ、それに対して人工の自己刺激空気流(偽自己刺激空気流)を与えながら飼育する装置を開発し、自己刺激の必要性を直接的に証明した。本年度(平成20年度)は同様の装置を用い、歩行開始から偽自己刺激空気流を与えるまでの時間を変化させることにより(刺激遅延)、自己刺激空気流が逃避方向の補償的回復に効果的に作用するために必要とされる時間的同調性について調査した。最終的な結論はまだ得られていないが、どうやら1秒程度の刺激遅延が境界らしく、それよりも長い遅延で刺激を与えた場合は、その刺激が自分の行動(歩行)により生じたものとは認識されない。

詳細については継続的に調査中であるが、この結果はコオロギの神経系内で運動情報とその結果生じる感覚情報がどのように関連づけられ、処理されているのかを知るための重要な手がかりとなる。一方、逃避行動の回復には片側尾葉切除後比較的早い時期(2-6日程度)に自己刺激空気流を経験することが必要であることがわかっているため(Takuwa and Kanou,2007)、その期間の巨大介在神経の機能変化について調査した。その結果、それら機能変化のあるものは切除後6日後までの早い時期に起こっていることが判明した(Kanou and Kuroishi,2008)。これは巨大介在神経の機能変化と行動の変化との関係を直接的に証明するものであり、今後の研究の土台となるものと考えられる。
交通需要マネジメント方策の導入効果の予測・評価に関する研究

本研究では,交通需要マネジメント方策(TDM方策)の導入効果の予測・評価を試みるものである.本年度は,SPデータおよびPTデータを用いて,交通機関分担を表現する交通機関選択モデルの構築を行い,様々な政策シナリオに対する効果の予測を試みた.本年度は,SPデータおよびPTデータを用いて,交通機関分担を表現する交通機関選択モデルの構築を行い,様々な政策シナリオに対する効果の予測を試みた.具体的には,以下の4点について分析を進めた.1)実際ドライバーの行動を観測したパーソントリップ調査(PT調査)を用いて,ドライバーの通勤行動を具に分析した.特に,出勤後の行動と手段選択の関連性について分析を行い,得られた知見およびデータをもとに交通手段選択モデルを構築した.2)大阪都市圏を対象として実施したアンケート調査をもとに,様々なTDM方策に対するドライバーの対応行動のモデル化をを試みた.具体的にはパークアンドライド方策,キスアンドライド方策,ロードプライシング方策,HOVレーンの導入の4方策について分析した.3)2)で得られたモデルを利用して,政策変数の値を様々に変化させ,それぞれについての交通需要の変化の考察を行った.4)アンケート調査において,興味深い対策を実施している事業所を対象として行ったインタビュー調査の結果より,それらの対策の導入経緯,得られた効果,中止した場合においては断念した理由など,実際に導入する際の効果や問題点などを整理した.本研究では,交通需要マネジメント方策(TDM方策)の導入効果の予測・評価を試みるものである.本年度は,SPデータおよびPTデータを用いて,交通機関分担を表現する交通機関選択モデルの構築を行い,様々な政策シナリオに対する効果の予測を試みた.本年度は,SPデータおよびPTデータを用いて,交通機関分担を表現する交通機関選択モデルの構築を行い,様々な政策シナリオに対する効果の予測を試みた.具体的には,以下の4点について分析を進めた.1)実際ドライバーの行動を観測したパーソントリップ調査(PT調査)を用いて,ドライバーの通勤行動を具に分析した.特に,出勤後の行動と手段選択の関連性について分析を行い,得られた知見およびデータをもとに交通手段選択モデルを構築した.2)大阪都市圏を対象として実施したアンケート調査をもとに,様々なTDM方策に対するドライバーの対応行動のモデル化をを試みた.具体的にはパークアンドライド方策,キスアンドライド方策,ロードプライシング方策,HOVレーンの導入の4方策について分析した.3)2)で得られたモデルを利用して,政策変数の値を様々に変化させ,それぞれについての交通需要の変化の考察を行った.4)アンケート調査において,興味深い対策を実施している事業所を対象として行ったインタビュー調査の結果より,それらの対策の導入経緯,得られた効果,中止した場合においては断念した理由など,実際に導入する際の効果や問題点などを整理した.本研究は,道路施設の有効利用を促すための1方策として注目されている,交通需要マネジメント方策(TDM方策)の導入効果の予測・評価を試みるものである.分析を通じて,日本における望ましい,もしくは必要なTDM方策を模索する.本年度は,主に文献調査による各TDM方策の特徴,背景,経緯,問題点をまとめるとともに,アンケート調査の設計・実施を行った.また,ネットワークレベルでの評価を行うための交通機関分担を表現する,交通機関選択モデルの構築も行った.分析内容及び成果は以下の通りである.a)米国などですでに実施されている交通需要マネジメント方策について,各方策の実施主体,実施対象,実施効果,および実施までの背景・経緯をまとめ,それぞれの特徴を把握した,b)大阪都市圈を対象として,事業所に配布するアンケート調査を設計・実施した.調査は,自動車利用誘発の大きな要因である勤務先へのアンケートとともに,自動車による通勤者に対しても個人アンケートを行った.分析の結果,1)業種によって,マイカ-通勤削減の必要性に対する認識は大きな隔たりがある,2)社用利用の有無が出勤時交通機関選択に大きな影響を及ぼす,3)快適性など観測の難しい要因が手段選択に影響を及ぼす可能性がある,などの知見を得た.c)アンケート調査の中で質問したSPデータを用いて,各方策導入時の自動車利用者の交通機関選択をモデル化した.本年度においては,ロードプライシング方策を例にとって,料金や所要時間の短縮等が実現する場合の自動車利用者の公共交通機関への転換のモデル化を試みた.推定結果より,1)現在自動車通勤を行っている人のうち,約1割は潜在的に公共交通へ転換する可能性がある,2)交通手段選択に対して,大きく影響を及ぼすものとして,公共交通機関の利便性が挙げられ,自動車に代わる,代替交通機関の整備の重要性が明らかとなった.本研究では,交通需要マネジメント方策(TDM方策)の導入効果の予測・評価を試みるものである.本年度は,SPデータおよびPTデータを用いて,交通機関分担を表現する交通機関選択モデルの構築を行い,様々な政策シナリオに対する効果の予測を試みた.本年度は,SPデータおよびPTデータを用いて,交通機関分担を表現する交通機関選択モデルの構築を行い,様々な政策シナリオに対する効果の予測を試みた.具体的には,以下の4点について分析を進めた.1)実際のドライバーの行動を観測したパーソントリップ調査(PT調査)を用いて,ドライバーの通勤行動を具に分析した.特に,出勤後の行動と手段選択の関連性について分析を行い,得られた知見およびデータをもとに交通手段選択モデルを構築した.2)大阪都市圏を対象として実施したアンケート調査をもとに,様々なTDM方策に対するドライバーの対応行動のモデル化を試みた.

具体的にはパークアンドライド方策,キスアンドライド方策,ロードプライシング方策,HOVレーンの導入の4方策について分析した.3)2)で得られたモデルを利用して,政策変数の値を様々に変化させ,それぞれについての交通需要の変化の考察を行った.4)アンケート調査において,興味深い対策を実施している事業所を対象として行ったインタビュー調査の結果より,それらの対策の導入経緯,得られた効果,中止した場合においては断念した理由など,実際に導入する際の効果や問題点などを整理した.
住居内音環境の快適性に関する実験的研究

本研究では、多くの住居について室内外の音環境を調査して、その生活の快適性との関連をみることとしている。初年度である平成3年度には、環境・作業環境測定装置NB-13Bにより音を収録し、インターフェースSV-12を介してPC9801NSに表示、プリンタに打ち出した。数戸での値はLAeq 43-63dB、LA50 40-59dBで、夜間はそれぞれ20-40dB、40-57dBであった。2年度である昨年度は前記NB-13BにNB-13Aを加え、住居内の騒音レベルを1日連続して収録し、プリントアウト出来るようになった。この方法で数戸の住居で1日のレベルを調べたところ、生活内容によってレベルの変動が著しく、在室中の部屋では10分ごとのLAeqが50-70dBであり、平均60dBであった。深夜はさすがに低く、30-40dBが多く、外部騒音による睡眠妨害はみられなかった。また昼間と夜間にそれぞれ、2時間程度づつ、家の内外の騒音レベルを測定したところ、窓の遮音性能は木製サッシで10-20dB、木造家屋アルミサッシで15-25dB、コンクリート家屋アルミサッシで20-30dBであった。以上のように、少なくとも研究対象とした住居では、生活妨害をきたすような騒音は見出だせなかった。そこで最終年度である本年度は、積分平均型精密騒音計NL14を用いて住居内外の音の周波数分析をおこなった。外部が道路に近い家では、内部の方がレベルが低いうえに周波数が低くなり、不快感がかなり減少している。ついで家の中でステレオ装置による音楽のレベル測定、周波数分析をおこなった。聴取レベルは被験者の普段の習慣にしたがった。平均聴取レベルは75dBであった。クラシックに比べてニュームジックでは5dBほど高い。それにしても普通の部屋での音楽聴取は生理的には問題がない。ところが電車内でヘッドホンで聴取させ、超小型マイクでヘッドホン内のレベルを測定したところ、90-100dBにも達することがわかり、1日1時間以上聴けば聴力への影響が懸念される結果となった。本研究では、住居内音環境の快適性の条件を綜合的に検討するため、出来るだけ多くの住居について、室内の音環境を調査して音の種類、レベル等を調べ、典型的なモデル環境条件を設定し、被検者によって主観申告と情動反応による評価をおこなうこととしている。そして初年度では、幾つかの住居での実態調査と、典型的な音の主観評価をおこなう計画であったが、実際に実施できた結果は次の通りであった。1.住居内音環境の実態調査まず環境・作業環境測定装置デ-タ収集部NBー13Bによって音を収集、インタ-フェ-スSVー12を介してパ-ソナルコンピュ-タ9801NSに表示、収録するソフトを作り、プランタに打出すこととした。この方法で数戸の住居で測定を試みた。日中、住居内外の騒音(主として道路交通騒音)が高い時間帯では、L_Aeq43ー63dB,L_<A50>40ー59dBであり、夜間で最も静かな時間帯ではそれぞれ20ー40dB,40ー57dBであった。ただしNBー13Bでは測定時間全部での騒音レベル分布きり測定できず、一定時間ごとの騒音レベルを逐時的に記憶できないので、次年度にはNBー13Aを購入して連続測定する必要がある。また、地域の類型ごとに住居戸数を割当てて測定するよう計画する。2.典型的な音についての評価実験住居内の生活音、自然音、騒音などを被検者を用いて評価させるため、まずこれらの音の中から典型的なものを選び録音を集めた。各種の音楽、航空機、自動車の騒音、話声などである。これらを日常きいている程度のレベルで再生し、NBー13Bや、すでに所有している精密騒音計と購入したレベルレコ-ダLRー04を用いて騒音レベル分布、周波数スペクトル、レベル変動を測定し、それぞれの特長を検討している。しかし被検者を用いる評価実験には至っていない。本研究では,多くの住居について室内音環境を調査してその典型例を見出し,被検者による主観的評価と生理反応をみることとしている。初年度である昨年には,環境・作業環境測定装置NB-13Bにより音を収録し,インターフェースSV-12を介してPC9801NSに表示,プリンタに打出した。数戸での値はL_<Aeq>43-63dB,L_<Aso>40-59dBで,夜間はそれぞれ20-40dB,40-57dBであった。本年度は前記NB-13Bに加えてB-13Aを用い,住居内での1日間の騒音レベルを遂時的に収録し,その結果をプリントアウト出来るようになった。また既存の精密騒音計NL-14に新規に購入したメモリ装置DA-05を追加し,1日間の周波数分析を逐時的に収録できるようになった。その結果,20戸以上の住居内騒音レベルを測定したが,1日間のレベル変動がきわめて大きいことがわかった。単発音では電灯スイッチ音の40dBから,鉄ドアの閉鎖音の80dBまで,持続音では冷蔵庫の40dBから電気洗躍機の60-75dB,電気掃除機の70-80dBまであった。したがってモデル条件の評価実験をおこなうにしても,典型的な生活パターンを設定しなければ出来ないとおもわれた。また地域特性と屋内騒音レべルとの関係をみると,幹線道路に面する家以外は余り関係がない。

しかも,家屋の遮音性能は,その構造によって大差があり,木造住戸木製窓では10-20dB,木造住戸アルミサッシュ窓で15-25dB,コンクリート造サッシュ窓で20-30dBであった。侵入した道路騒音のスペクトルは低高から高音へRC曲線に沿ってレべルが低下し,RCで30-50くらいの範囲であった。以上のような諸条件をふまえて,次年度の測定計画を立てる必要がある。一方,主観的評価と生理的反応については文献検索と脈状,心電図の採取準備ていどきり進めなかった。本研究では、多くの住居について室内外の音環境を調査して、その生活の快適性との関連をみることとしている。初年度である平成3年度には、環境・作業環境測定装置NB-13Bにより音を収録し、インターフェースSV-12を介してPC9801NSに表示、プリンタに打ち出した。数戸での値はLAeq 43-63dB、LA50 40-59dBで、夜間はそれぞれ20-40dB、40-57dBであった。2年度である昨年度は前記NB-13BにNB-13Aを加え、住居内の騒音レベルを1日連続して収録し、プリントアウト出来るようになった。この方法で数戸の住居で1日のレベルを調べたところ、生活内容によってレベルの変動が著しく、在室中の部屋では10分ごとのLAeqが50-70dBであり、平均60dBであった。深夜はさすがに低く、30-40dBが多く、外部騒音による睡眠妨害はみられなかった。また昼間と夜間にそれぞれ、2時間程度づつ、家の内外の騒音レベルを測定したところ、窓の遮音性能は木製サッシで10-20dB、木造家屋アルミサッシで15-25dB、コンクリート家屋アルミサッシで20-30dBであった。以上のように、少なくとも研究対象とした住居では、生活妨害をきたすような騒音は見出だせなかった。そこで最終年度である本年度は、積分平均型精密騒音計NL14を用いて住居内外の音の周波数分析をおこなった。外部が道路に近い家では、内部の方がレベルが低いうえに周波数が低くなり、不快感がかなり減少している。ついで家の中でステレオ装置による音楽のレベル測定、周波数分析をおこなった。聴取レベルは被験者の普段の習慣にしたがった。平均聴取レベルは75dBであった。クラシックに比べてニュームジックでは5dBほど高い。それにしても普通の部屋での音楽聴取は生理的には問題がない。ところが電車内でヘッドホンで聴取させ、超小型マイクでヘッドホン内のレベルを測定したところ、90-100dBにも達することがわかり、1日1時間以上聴けば聴力への影響が懸念される結果となった。