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日本中世法における和与および私和与の法史的・裁判手続論的評価に関する実証的研究

平成14年度においては、昨年度に引き続いて、鎌倉幕府の裁判において和与(和解)の成立した際に作成されるところの、裁判手続上見られる関係文書に関する整理および検討作業を進めた。また、和与をめぐる裁判文書の基礎的史料群の原本に関する調査研究にも着手した。和与をめぐる裁判手続に関する検討作業を進めた結果として、和与をめぐる裁判手続のアウトラインを示すことが出来たが、この成果は研究論文「鎌倉幕府の裁判における和与関係文書に関する若干の検討」(二)(三・完)として公表するところとなった。他方では、陽明文庫所蔵の丹波國宮田荘をめぐる裁判関係文書に関する整理・翻刻作業を進める一方、本間美術館所蔵の市河文書に関する詳細な原本調査を実施した。前者の成果については、研究報告書『前近代日本社会における「和解」の法史的意義に関する基礎的研究』として纏めたが、後者については来年度以降、その成果を纏めていく予定である。なお、本研究報告書の行った整理検討作業により、鎌倉時代における宮田荘をめぐる訴訟関係文書の全容を把握するための準備作業が整ったことになるであろう。(1)本研究は、訴訟当事者間で成立した和与が幕府裁判所によって認可されることの中世法上の意義について、ある一定の見通しを得ることを課題とするものである。そこで、本研究では、「裁許を得ていない和与は私和与である」という「沙汰未練書」にいう記述を裏から間接的に理解することによって導き出されたところの、「裁判手続上、法的に有効な和与は認可を得ているもの」という理解について、再検討を試みることによって、「法的に有効」とはいかなることかという問いに対して一定の回答が与えようとするものである。(2)(1)本年度は、新潟大学所蔵の古文書史料集である『鎌倉遺文』、『増訂鎌倉幕府裁許状集』(関東裁許状篇、六波羅・鎮西裁許状篇)、『大日本史料』、『大日本古文書』(家わけ篇)や、古記録集である『大日本古記録』などの既刊行史料集を素材として、この中から、鎌倉幕府の裁判関係史料を抽出する作業を進めた。(2)この作業のなかでは、平成11年度平成12年度において、研究代表者の行った奨励研究(A)「日本中世法における「所務沙汰」をめぐる紛争処理および訴訟手続に関する実証的研究」から得られた知見に関する補足的理解を得るために、(2)-(1)和与の認可が裁判所に対して申請される際に、その裁判手続を示す史料を追加確認していくとともに、(2)-(2)幕府裁判所によって認可された「和与」について、その後に蒸し返し的に紛争が発生している場合の史料、すなわち、和与認可裁許状以外の裁許状において和与の取り扱われている史料や、「和与」をめぐる訴訟当事者による応酬を見て取ることの出来る訴陳状などの裁判関係史料について注目した。この作業から得られた若干の知見は、研究論文一本および書評一本としてまとめることが出来た。(3)他方で、本研究の重要な課題としているところの、「私和与」に関する史料をも網羅的に収集・整理する作業を早期に進めるべきことを痛感している。裁判所による認可を受けたものと思われる場合の和与状のみが残存しているケースであるのか、あるいは、裁判所に訴訟が係属し和与が成立した結果、和与状は作成されたにもかかわらず、和与認可裁許状が下付されていない(和与の認可申請が行われていない私和与に該当する)ケースであるのかを明らかにしていかなければならない。あわせて、古文書学における和与関係文書に関する理解を再点検しながら、和与をめぐる裁判手続の全貌を明らかにしていく必要がある。
国際商取引におけるイノベーションと制度の共進化

本研究は国際取引におけるイノベーションと制度が相互に影響を与えながら共進化を遂げるという動的な普及を考察したものである。具体的には、国際ビジネスで使用される貿易関連書類の中でもe-SWB(電子海上運送状)や海上運送状といった運送書類に着目し、それらの発生と普及が制度に与える影響を考察した上で、制度がそれらの普及に与える影響をアンケート調査による定量的分析から明らかにした。本研究では、国際取引におけるイノベーションと制度が相互に影響しながら共進化を遂げ動的に普及するという仮説の検証を最終目的としている。本年度の研究では、国際ビジネスで使用される貿易関連書類の中でもe-SWB(電子海上運送状)や海上運送状といった新しい運送書類に着目し、上記のイノベーションの普及に影響を与える要因を実証的に分析するために調査モデルを構築した。具体的には、日本の国際取引に大きな影響を与えている商社を対象に、それらの企業が運送書類を選択する際にはどのような要因が影響を与えているのかを、文献レビューと事例研究から考察し運送書類選択に関する分析枠組みと仮説を提示した。また、上記のモデルの妥当性を図るために、国内外の学会や国内の実務家が参加する研究会で発表し、多くの研究者や実務家と協議をおこなった。今後の研究予定は以下の通りである。現在、上記の調査モデルに従い、アンケートを作成中である。作成後は、貿易取引関連企業(商社やメーカーなど)へのアンケートの実施を予定している。そこで得られたデータをもとに、判別分析をおこない、e-SWBと海上運送状の普及に影響を与える要因を解明したい。また、2010年10月に発効が予定されているロッテルダム条約(Convention on Contracts for the International Carriage of Goods Wholly or Partly by Sea)の条文に新しいイノベーション(e-SWBや海上運送状)そして新しい商慣習(元地回収船荷証券)がどの程度反映されているかを考察する予定である。以上の研究結果から、国際取引におけるイノベーションと制度が相互に影響しながら共進化を遂げ動的に普及するという仮説を実証する。
連続表現による可積分系と離散表現による可積分系の関係について

連続表現で工学に有益な偏微分方程式に対応する離散方程式を求める基礎的な研究を行った.その研究の独自性は,とにかく何とか今の解析手法で解ける偏微分方程式として数学の分野で重要な研究対象として知られるパンルヴェ方程式の離散表現を見いだすことであった.ある程度その離散パンルヴェ方程式は知られていたが,その導出法には疑問が残っていた.当研究は方程式の特異点に注目しその特異点の性質を,離散表現での方程式でも保存されるようにするにはどうしたらいいかについてある程度答えた.詳しくは,離散パンルヴェ方程式を求めるための手法として「特異点閉じこめ法」が知られていたが,その正当性の評価を出来るような基礎的な研究を行った.このような研究からその他の分野との多くの関係が見いだされまた,特異点閉じこめ法の拡張利用も考察した.専門の研究者のみならず初学者がすぐにでも興味もてるような啓蒙も活動も行った.研究実績を箇条書きにすると以下のようになる.1.特異点閉じこめ法の意味付けの明確化2.パンルヴェ方程式と離散パンルヴェ方程式の関係の説明3.特異点閉じこめ法の拡張利用法の開発4.特異点を持つ可積分偏微分方程式のあるものに対応する,離散方程式の構成法の考察,一次分数型変換の重要性5.以上の研究成果の発表なおこの研究の成果は平成7年度に開催される国際学会での発表の予定である。
レンサ球菌サイクリックADPリボース合成・分解酵素の病原的役割の探索

1.前年度に引き続き,レンサ球菌cADPR合成・分解酵素遺伝子をクローン化・発現させた大腸菌をマウスの腹腔内に生菌投与したが、対照群と比較して特別な所見(病的所見)は観察できなかった。また,ヒト血液の殺菌能に対する抵抗性を検討したが,対照群と比較して有意差が観察されなかった。2.本酵素の活性に関与するアミノ酸残基について部位特異的変異体を用いて解析した。親・疎水性プロット・二次構造予測、エクソン・イントロン構造などを考慮して,レンサ球菌酵素、A.CalifornicaおよびA.Kurodai cADPR合成酵素、ラットおよびヒトCD38(cADPR合成・分解酵素)を比較すると、9個のアミノ酸残基が上記全て酵素で保存されており、またさらにレンサ球菌酵素とCD38でこの他に11個のアミノ酸残基が保存されていた。ヒトCD38のcADPR結合部位であるK129に相当するレンサ球菌酵素K162に変異を導入したところ、K162AおよびK162R変異体はcADPR合成活性を示したが分解活性は示さなかった。一方、E307AおよびE307D変異体はcADPR合成活性を示さなかったが分解活性は保持していた。さらに、このGlu残基の重要性を解析するために、レンサ球菌酵素E307に相当するヒトCD38E226における変異体を作製したところ,E226DおよびE226QCD38はcADPR合成活性を示さなかったが分解活性は保持していた。以上の結果は、レンサ球菌cADPR合成・分解酵素のE307およびK162が,それぞれcADPR合成反応およびcADPR分解反応に必須のアミノ酸残基であり、これら残基が細菌から哺乳動物まで進化的に保存されていることを示唆している。1.レンサ球菌サイクリックADPリボース(cADPR)合成・分解酵素遺伝子をクローン化・発現させた大腸菌をマウスの腹腔内に生菌投与したが、コントロールに比較して特別な所見(病的所見)は観察できなかった。ひき続き投与を継続し、観察を続ける予定である。2.酵素活性部位に関する解析および活性低下・消失酵素の生体に対する影響を検討するために、レンサ球菌cADPR合成・分解酵素変異体を作製した。欠失変異体は野生遺伝子を制限酵素処理とリンカーの導入にて作製し、点変異体は変異導入オリゴヌクレオチドを用いたPCR法にて作製した。発現は抗レンサ球菌cADPR合成・分解酵素抗体によるウェスタンブロット、酵素活性は蛍光法によるNAD分解活性にてスクリーニングし、必要に応じて放射同位元素標識NADによる酵素活性を解析した。解析の結果、(1)変異体の種類によっては遺伝子・遺伝子産物の低発現・不安定性などのために構造機能連関の解析が困難であること、(2)酵素分子内の一部分を欠失させた変異体でもNAD分解活性を有することが明らかになった。また、(3)アミノ酸置換によりNAD分解活性の低下した点変異体作製に成功した。現在、さらに異なるアミノ酸置換を行い、酵素活性の変化を検討する予定である。そして、その変異体を用いて、変異体酵素の生化学性状の解析、実験動物を用いての病原性に関しての野生遺伝子クローン株との比較検討を計画中である。
肺癌における低酸素細胞陽性描画を目的とした PET 分子イメージング研究

アミノ酸代謝、核酸代謝、細胞膜代謝など腫瘍内の様々な状態を可視化できる技術としてPET分子イメージングが注目されており、F-18 fluoromisonidazole (F-18 FMISO)で測定できる低酸素細胞のイメージングは腫瘍内の低酸素状態を測定することが出来る。今回の研究目的はPET検査用腫瘍分子イメージングとして注目されている低酸素細胞標識プローブのF-18 FMISOを肺癌症例に応用し、低酸素細胞のバイオマーカーとしての画像評価を実施し、また治療効果判定や効果予測が可能かどうかを調べることである。PETの薬剤に関しては2つの考え方がある。1つはより多くの腫瘍を非特異的に陽性描画させる様な薬剤開発であり、もう一つは特徴的な生物学的性質を特異的に評価するものである。PET検査で最も良く用いられるF-18 FDGは前者に位置づけられ、癌の陽性描画に関してのスペクトルは非常に広く使いやすいものの、癌特異的ではない。一方、アミノ酸代謝、核酸代謝、細胞膜代謝など腫瘍内の様々な状態を可視化できる技術としてPET分子イメージングが注目されており、[F-18]fluoromisonidazole (F-18 FMISO)で測定できる低酸素細胞のイメージングは腫瘍内の低酸素状態を測定することが出来るので、生物学的性質を特異的に評価出来るPET薬剤のもう一つの考え方に位置する。今年度の研究目的はPET検査用腫瘍分子イメージングとして注目されている低酸素細胞標識プローブのF-18 FMISOを用いて、肺癌症例に応用することであった。具体的には進行肺癌症例に約300M BqのF-18 FMISOを静脈内投与し、投与直後から1時間の胸部の連続収集を行い、また、2時間後に再び胸部のスポット撮像を行った。1時間の連続収集法からは腫瘍に関心領域を設定し、そこから時間放射能曲線を求め、上昇パターン、平衡パターン、低下パターンに分類した。さらに脳腫瘍の場合ではF-18 FMISO投与2時間後像からは正常筋肉との集積比が1.2倍以上を示す場合低酸素分画と報告されており、肺癌症例の場合にも正常筋肉比1.2倍以上を示す領域の体積測定ができるPET解析プログラムを作成中である。一方、アミノ酸代謝、核酸代謝、細胞膜代謝など腫瘍内の様々な状態を可視化できる技術としてPET分子イメージングが注目されており、[F-18]fluoromis onidazole (F-18 FMISO)で測定できる低酸素細胞のイメージングは腫瘍内の低酸素状態を測定することが出来るので、生物学的性質を特異的に評価出来るPET薬剤のもう一つの考え方に位置する。今年度の研究目的はPET検査用腫瘍分子イメージングとして注目されている低酸素細胞標識プローブのF-18 FMISOを用いて肺癌症例に応用し低酸素細胞のバイオマーカーとしての画像評価である。なお、脳腫瘍の場合は正常大脳と比較して1.2倍以上の場合が低酸素領域と報告され、私共の論文報告でも同じ結果が得られている。しかし、脳腫瘍以外の肺癌症例での報告は少なく、また、解析方法も様々である。昨年度、肺癌症例の場合に適応できるPET解析プログラムを応用開発した。現在、F-18 FMISO投与2時間後に静脈血液サンプリングを行い、最適な低酸素画像作成が可能か否かを検討中である。また、血液サンプリングを行わずに、非侵襲的に生体内の筋肉あるいは縦隔の血液プールに関心領域を設定しての低酸素画像作成が肺癌症例で行えるかどうかを検討中である。1つはより多くの腫瘍を非特異的に陽性描画させることであり、もう一つは特徴的な生物学的性質を特異的に評価するものである。PET検査で最も良く用いられるF-18 FDG (FDG)は前者に位置づけられ、癌の陽性描画に関してのスペクトルは非常に広く使いやすいものの、癌特異的ではない。一方、アミノ酸代謝、核酸代謝など腫瘍内の様々な状態を可視化できる技術としてPET分子イメージングが注目されており、F-18 fluoromisonidazole (FMISO)で測定できる低酸素細胞のイメージングは腫瘍内の低酸素状態を測定することが出来るので、生物学的性質を特異的に評価出来る。今年度の研究目的はPET検査用腫瘍分子イメージングとして注目されている低酸素細胞標識プローブのFMISOを肺癌症例に応用し、低酸素細胞のバイオマーカーとしての画像評価である。今回進行肺癌5症例において、化学放射線療法前後にFMISO PETとFDG PETを施行し検討した。

評価方法は、半定量的指標のstandardized uptake value (SUV)を用い、FMISO PETでは、腫瘍の最大SUV(T)と縦隔血液プールの平均SUV(M)を測定し、T/M比を算出した。FDG PETでは、腫瘍の最大SUVを測定した。また、治療前後での集積の変化率や予後との関連についても検討した。その結果、FMISO SUV、FMISO T/M比、FDG SUVともに、治療前と比べ治療後、集積程度が減少した。経過観察において、再発が2症例、3症例は再発なく生存中である。治療前のFDG SUV、治療前のFMISO T/M比、治療前後でのFMISO SUVの変化率、治療前後でのFMISO T/M比の変化率は、治療後再発症例群で再発なし群に比べ高値を示した。昨年度開発したPET解析プログラムを肺癌症例に応用し、肺癌症例での低酸素細胞陽性描画が可能か否かを検討中である。さらに、血液サンプリングを行わずに非侵襲的に解析可能となる評価方法を開発中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。低酸素細胞陽性描画を目的としたPET解析プログラム開発を昨年度に行った。今後は症例の蓄積を行い、さらなる検討を行う予定である。また、今後は開発されたPET評価方怯が病理学的な低酸素細胞分画と一致しているかの検討、化学療法や放射線治療の治療効果判定や治療効果予測が可能か否かの検討が必要である。
液体容器を有する構造物系の非線形振動に関する研究

平成10年度は,主として,円筒容器をもつ弾性構造物が鉛直方向の正弦加振を受け,容器内液面に軸対称スロッシングモードが励起される場合を対象とし,構造物と液面の非線形連成振動について理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.1.理論解析では,流体力の非線形性を考慮し,ガレルキンの方法を用いて系を支配する偏微分方程式系を常微分方程式系に変換し,さらに調和バランス法の原理に基づいて構造物と液面の変位に対する共振曲線の式を近似的に導いた.2.構造物と液面スロッシングの固有振動数の間に2:1の同調条件が満たされる場合,構造物と液面の変位応答には,それぞれ調和振動,1/2次分数調波振動が現れる.3.液体の深さが減少するにつれ,構造物の共振曲線はピークをもつ形状から平坦な形状に変化する.4.同調条件にずれが生じると,振幅が変調する概周期振動が発生する.液深が深い場合には,離調パラメータが正のときにのみ概周期振動が発生する.5.円筒容器内の液面挙動と構造物の達成振動の挙動は,長方形容器を用いた場合と類似している.6.実験では,理論結果と定量的にほぼ一致する共振曲線が得られた.また,概周期振動の発生が観察された.平成11年度は,昨年度と同様の系を対象として,容器内液面に節直径を有する非軸対称スロッシングモードが励起される場合を扱い,理論的,実験的に調べた.その結果,新たに以下の知見を得た.7.理論解析で導いた常微分方程式系の数値シミュレーションによれば,初期条件に依存して,非軸対称スロッシングモードの節直径の位置が決定される.8.円筒容器内の液面挙動と構造物の達成振動の挙動は,長方形容器を用いた場合,および円筒容器に軸対称モードが現れた場合と類似している.平成10年度は,主として,円筒容器をもつ弾性構造物が鉛直方向の正弦加振を受け,容器内液面に軸対称スロッシングモードが励起される場合を対象とし,構造物と液面の非線形連成振動について理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.1.理論解析では,流体力の非線形性を考慮し,ガレルキンの方法を用いて系を支配する偏微分方程式系を常微分方程式系に変換し,さらに調和バランス法の原理に基づいて構造物と液面の変位に対する共振曲線の式を近似的に導いた.2.構造物と液面スロッシングの固有振動数の間に2:1の同調条件が満たされる場合,構造物と液面の変位応答には,それぞれ調和振動,1/2次分数調波振動が現れる.3.液体の深さが減少するにつれ,構造物の共振曲線はピークをもつ形状から平坦な形状に変化する.4.同調条件にずれが生じると,振幅が変調する概周期振動が発生する.液深が深い場合には,離調パラメータが正のときにのみ概周期振動が発生する.5.円筒容器内の液面挙動と構造物の達成振動の挙動は,長方形容器を用いた場合と類似している.6.実験では,理論結果と定量的にほぼ一致する共振曲線が得られた.また,概周期振動の発生が観察された.平成11年度は,昨年度と同様の系を対象として,容器内液面に節直径を有する非軸対称スロッシングモードが励起される場合を扱い,理論的,実験的に調べた.その結果,新たに以下の知見を得た.7.理論解析で導いた常微分方程式系の数値シミュレーションによれば,初期条件に依存して,非軸対称スロッシングモードの節直径の位置が決定される.8.円筒容器内の液面挙動と構造物の達成振動の挙動は,長方形容器を用いた場合,および円筒容器に軸対称モードが現れた場合と類似している.本年度は,主として,円筒容器をもつ弾性構造物が鉛直方向の正弦加振を受け,容器内液面に軸対称スロッシングモードが励起される場合を対象とし,構造物と液面の非線形達成振動について理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.(1)理論解析では,流体力の非線形性を考慮し,ガレルキンの方法を用いて系を支配する偏微分方程式系を常微分方程式系に変換し,さらに調和バランス法の原理に基づいて構造物と液面の変位に対する共振曲線の式を近似的に導いた.(2)構造物と液面スロッシングの固有振動数の間に2:1の同調条件が満たされる場合,構造物と液面の変位応答には,それぞれ調和振動,1/2次分数調波振動が現れる.(3)液体の深さが減少するにつれ,構造物の共振曲線はピークをもつ形状から平坦な形状に変化する.(4)同調条件にずれが生じると,振幅が変調する概周期振動が発生する.液深が深い場合には,離調パラメータが正のときにのみ概周期振動が発生する.(5)円筒容器内の液面挙動と構造物の達成振動の挙動は,長方形容器を用いた場合と類似している.(6)実験では,理論結果と定量的にほぼ一致する共振曲線が得られた.

また,概周期振動の発生が観察された.来年度は,容器内液面に非軸対称スロッシングモードが励起される場合を対象とし,液面の旋回運動を考慮した理論解析を行い,その解析結果を実験結果と比較する.また,液体ダンパーとしての最適な容器寸法,形状を検討する予定である.本研究は,円筒容器をもつ弾性構造物が鉛直方向の正弦加振を受ける場合の構造物と液面の非線形連成振動を対象とするが,本年度は主に,容器内液面に節直径を有する非軸対称スロッシングモードが励起される場合を扱い,理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.(1)理論解析では,流体力の非線形性を考慮し,ガレルキンの方法を用いて系を支配する偏微分方程式系を常微分方程式系に変換し,さらにFFT分析を併用した調和バランス法の原理に基づいて構造物と液面の変位に対する共振曲線の式を近似的に導いた.(2)構造物と液面スロッシングの固有振動数の間に2:1の同調条件が満たされる場合,構造物と液面の変位応答には,それぞれ調和振動,1/2次分数調波振動が現れる.(3)液体の深さが減少するにつれ,構造物の共振曲線はピークをもつ形状から平坦な形状に変化する.(4)同調条件にずれが生じると,振幅が変調する概周期振動が発生する.液深が深い場合には,離調パラメータが正のときにのみ概周期振動が発生する.(5)上記(1)で得られた常微分方程式系の数値シミュレーションによれば,初期条件に依存して,非軸対称スロッシングモードの節直径の位置が決定される.(6)円筒容器内の液面挙動と構造物の連成振動の挙動は,長方形容器を用いた場合,および円筒容器に軸対称モードが現れた場合(平成10年度の結果)と類似している.以上の理論的結果は近似理論に基づくため,現在,実験により理論的結果の妥当性を検証中である.
人工衛星データによる植生バイオマス評価のためのアルゴリズムの開発とその検証

植生情報の評価手段として植生指数が広く利用されている。植生指数は植生のバイオマス,被覆率,水分量,クロロフィル量などの総合的な情報を包括した反射率から導出したものである。しかし植生指数からバイオマス,植生被覆率を抽出することは簡単ではない。平成12年度,13年度では人工衛星データを利用する様々な植生指数アルゴリズムを検討し,それらの中から乾燥・半乾燥地に最適な植生指数からLAI,バイオマス,植生被覆率,クロロフィル量などの植生量を推定できるアルゴリズムにより,それらの分布図を作成する。このアルゴリズムは,主として分光放射計を使用した野外観測によって得られた草地の反射率データから得られた植生指数と,その植生の実測物理量との回帰式から導出したものである。平成14年度は13年度年に引き統き,衛星データ,特に最新の高解像度データASTERを利用してそれらの物理量を推定し,タクリマカン沙漠南部のホータンオアシス周辺の現地検証調査の結果と併せてアルゴリズムを検証した。平成12年度からの研究成果によって開発された衛星データを利用した乾燥・半乾燥地の植生環境評価アルゴリズムの検証が14年度の研究開発の主題であり,13年度に引き続いてASTERデータを使って行った。13年度の結果を受けて,植生状況の把握,特に植生被覆率の実測を目的としてタクリマカン沙漠南部のオアシス周辺の現地調査を行った。調査では耕作地の作物の種類,自生する植物の種類,及びそれらの分布と、いくつかの地域の土壌(砂)の分光反射率を観測すると共に,それらの情報からアルゴリズムの検証を行った。植生指数の計算にはOPVI(最適植生指数)のアルゴリズムを用いた。その結果、乾燥・半乾燥地の植生環境を推定するにはOPVIが最適であると結論した。タクリマカン沙漠南部のオアシス周辺の衛星データの解析結果と現地調査の結果から、砂漠化の進行している地域と、逆に植生地域が拡大して地域を確認した。これらはいずれも人間活動、特に不適切な灌漑による塩害化土壌による荒廃化と農地の拡大によることが原因とみなされる。砂漠化を始めとする乾燥地の環境変動をリモートセンシング技術を用いて研究するためには、その植生を精度よく評価することが重要である。本研究では衛星による乾燥地周辺の植生調査を目的として、衛星データから求めた植生指数と植生の物理量との相関を解析した。主な調査項目は衛星から観測が可能と思われる植生被覆率、バイオマス、LAI(葉面積指数)などで、本研究ではこれらの植物の物理量をまとめて植生変数という。本研究では草地の分光反射率の実測値から得られた植生指数と植生の物理量との回帰式を衛星による乾燥地周辺の植生調査を目的として、衛星データから求めた植生指数と植生の物理量との相関解析に応用した。テストサイトはアリゾナのFlagstaff周辺である。その結果、植生指数と植生の物理量、特にドライバイオマス、LAIのなどについては高い相関が得られた。しかし植生被覆率についてはそれらよりやや劣る結果が示された。この理由は植生指数の計算式には植生のバイオマス(3次元情報)に強く応答する近赤外の項があるため、2次元情報としての植生被覆率と植生指数の相関は低くなる。また半経験式(Baret and Guyot,1991)を用いてLAIの推定を行う場合、その推定値は実測値よりも低く評価する傾向があることが分かった。本研究で開発したアルゴリズムにより人工衛星データから植生モニタリングを行うことにより、砂漠化や植生環境の調査に利用することができる。

今後,植生指数からバイオマス、LAI導出のためのパラメーターとの関係を調べ,乾燥地周辺のさらなる研究のためのアルゴリズムとする必要がある。本研究では乾燥地周辺の植生環境を評価するために分光反射率データの輝度値から計算した植生指数と植生変数(植生被覆率、バイオマス、クロロフィル含有量)の相関を解析した。その結果、植生指数と植生の物理量は赤バンドと赤外バンドの比と高い相関があった。また同様に植生指数赤バンドと赤外バンドの反射率から得られたLAIは植生指数が増えるにつれて、その値も増加した。得られた回帰式を基に本研究で開発したアルゴリズムを人工衛星データの解析に応用した。研究対象地は乾燥・半乾燥地域の米国アリゾナ州とニューメキシコ州および中国新彊ウイグル自治区南部のオアシス周辺である。用いたデータはLandsat TMデータと米国の地球観測衛星TERRA/ASTERデータで、植生指数と植生変数の相関を解析した。検証の結果、植生指数と植生変数は高い相関が得られた。特に植生指数とドライバイオマス、LAIの相関が高かった。逆に植生指数と植生被覆率の相関はやや低かった。この理由は植生指数は植生の3次元情報を反映しており植生変数のうち、バイオマス系(ドライバイオマス、LAI)とは相関が高いが、植生被覆率のような2次元の情報とは相関がやや低いことを意味している。またBaretの半経験式から計算したLAIは回帰式から求めた同じLAIよりは低い傾向が認められた。特にLAIは現地検証の結果から、Baretの半経験式によるLAIの算出が妥当な値であることが証明された。本研究で開発されたアルゴリズムは衛星データによる乾燥地の地表状態、特に砂漠化やダストストームの調査に有効である。植生情報の評価手段として植生指数が広く利用されている。植生指数は植生のバイオマス,被覆率,水分量,クロロフィル量などの総合的な情報を包括した反射率から導出したものである。しかし植生指数からバイオマス,植生被覆率を抽出することは簡単ではない。平成12年度,13年度では人工衛星データを利用する様々な植生指数アルゴリズムを検討し,それらの中から乾燥・半乾燥地に最適な植生指数からLAI,バイオマス,植生被覆率,クロロフィル量などの植生量を推定できるアルゴリズムにより,それらの分布図を作成する。このアルゴリズムは,主として分光放射計を使用した野外観測によって得られた草地の反射率データから得られた植生指数と,その植生の実測物理量との回帰式から導出したものである。平成14年度は13年度年に引き続き,衛星データ,特に最新の高解像度データASTERを利用してそれらの物理量を推定し,タクリマカン沙漠南部のホータンオアシス周辺の現地検証調査の結果と併せてアルゴリズムを検証した。平成12年度からの研究成果によって開発された衛星データを利用した乾燥・半乾燥地の植生環境評価アルゴリズムの検証が14年度の研究開発の主題であり,13年度に引き続いてASTERデータを使って行った。
金属間化合物その場生成によるネットワーク組織に基づいた革新的ポーラスアルミニウム

ポーラスアルミニウム(Al)は多孔質構造を有する素材であり,軽量なだけでなく緻密材にない優れた衝撃吸収性,断熱性,吸音性などを有している.そのため,自動車用部材への利用が期待されている.自動車用部材への利用に際して,衝撃吸収性を向上させるためには,圧縮特性を向上させることが重要である.しかし,純Al単体のポーラスAlでは圧縮特性の向上に限界がある.近年,原材料にAl合金を用いてポーラスAlを作製することにより,ポーラスAlの高強度化が図られている.しかし,Al合金によって作製されたポーラスAlは脆性的な破壊挙動となりプラトー領域で応力値の乱れが懸念される.そこで,高強度部と高延性部からなるネットワーク組織を形成させることにより,高強度と高延性を実現したポーラスAlの作製が期待される.一方で,圧縮特性の向上には気孔形態の制御が挙げられる.摩擦粉末焼結法は,摩擦熱を部分的に数十秒間加えることによって混合粉末を焼結させることができるため,雰囲気全体を長時間加熱する必要がない作製方法である.また,スペーサー除去時に外部熱源が不要なので省エネルギー化が実現できる.今年度は,新たな傾斜機能ポーラス材料の開発を進め,汎用性の高い傾斜機能ポーラスアルミニウムの創製を試みた.スペーサー法により作製された放熱性に優れた層とプリカーサ発泡法により作製された断熱性を示す層が分布するような傾斜機能ポーラスアルミニウムを作製できることが示唆された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ポーラスアルミニウム(Al)は多孔質構造を有する素材であり,軽量なだけでなく緻密材にない優れた衝撃吸収性,断熱性,吸音性などを有している.そのため,自動車用部材への利用が期待されている.自動車用部材への利用に際して,衝撃吸収性を向上させるためには,圧縮特性を向上させることが重要である.しかし,純Al単体のポーラスAlでは圧縮特性の向上に限界がある.近年,原材料にAl合金を用いてポーラスAlを作製することにより,ポーラスAlの高強度化が図られている.しかし,Al合金によって作製されたポーラスAlは脆性的な破壊挙動となりプラトー領域で応力値の乱れが懸念される.そこで,高強度部と高延性部からなるネットワーク組織を形成させることにより,高強度と高延性を実現したポーラスAlの作製が期待される.一方で,圧縮特性の向上には気孔形態の制御が挙げられる.摩擦粉末焼結法は,摩擦熱を部分的に数十秒間加えることによって混合粉末を焼結させることができるため,雰囲気全体を長時間加熱する必要がない作製方法である.また,スペーサー除去時に外部熱源が不要なので省エネルギー化が実現できる.今年度,摩擦粉末焼結法を用いて気孔率70 %のCu添加ポーラスAlの作製を試みた.Al粒子の表面に高強度なAl-Cu金属間化合物を生成させ焼結させることにより,金属間化合物がネットワークのような組織となるため,高強度化と同時に延性的な破壊挙動を維持できることが示唆された.Al粉末,Cu粉末とNaCl粉末を原材料として用いた.Cu粉末はAl粉末に対して5 mass%,10 mass%あるいは15 mass%を添加した.また比較のため,Cu添加していないもの(0 mass%)も作製した.Φ15 mmの穴を空けた厚さ10 mmの無酸素銅の型にNaCl体積割合70%となるようにAl粉末とCu粉末,NaCl粉末を混ぜた混合粉末を入れた.その後,1000 rpmで回転させた超硬合金ツール(WC)を垂直方向に荷重3000 kgで押し込み,混合粉末を焼結させた.この時,押し込み時間は20 secとした.焼結後,機械加工によって焼結体を取り出し,水洗によってNaClを除去した.また,各Cu添加量に対して3試行を行った.また, SEMによって得られたポーラスAlの気孔壁観察を行った.その後,クロスヘッド速度1 mm/minの条件で静的圧縮試験を行った.静的圧縮試験の結果から得られたCu添加ポーラスAlの圧縮特性を比較した.SEM観察からCu粒子がAl粒子間に存在し焼結していることで,Al-Cu金属間化合物が生成され,ネットワーク組織となっていることが示唆された.また,Cuを添加したポーラスAlは水洗時に崩れが見られず,応力ひずみ線図も純AlのポーラスAlに比べ,高強度かつ延性的な曲線を示した.ポーラスアルミニウム(Al)は多孔質構造を有する素材であり,軽量なだけでなく緻密材にない優れた衝撃吸収性,断熱性,吸音性などを有している.そのため,自動車用部材への利用が期待されている.自動車用部材への利用に際して,衝撃吸収性を向上させるためには,圧縮特性を向上させることが重要である.しかし,純Al単体のポーラスAlでは圧縮特性の向上に限界がある.近年,原材料にAl合金を用いてポーラスAlを作製することにより,ポーラスAlの高強度化が図られている.しかし,Al合金によって作製されたポーラスAlは脆性的な破壊挙動となりプラトー領域で応力値の乱れが懸念される.

そこで,高強度部と高延性部からなるネットワーク組織を形成させることにより,高強度と高延性を実現したポーラスAlの作製が期待される.一方で,圧縮特性の向上には気孔形態の制御が挙げられる.摩擦粉末焼結法は,摩擦熱を部分的に数十秒間加えることによって混合粉末を焼結させることができるため,雰囲気全体を長時間加熱する必要がない作製方法である.また,スペーサー除去時に外部熱源が不要なので省エネルギー化が実現できる.今年度,摩擦粉末焼結法とは異なる焼結法であるスパークプラズマシンタリング法:SPS)を用いて気孔率70 %のCu添加ポーラスAlの作製を試みた.Al粒子の表面に高強度なAl-Cu金属間化合物を生成させ焼結させることにより,金属間化合物がネットワークのような組織となるため,高強度化と同時に延性的な破壊挙動を維持できることが示唆された.出発材として,Pure Al粉末(粒径20 μm以下),Cu粉末(粒径1 μm以下)およびスペーサー粉末として塩化ナトリウム(NaCl)粉末(425ー500 μm)を用いた.まず,Cu粉末とAl粉末とを混合した.そして,NaCl体積割合が70%となるようにNaCl粉末を混合し,混合粉末を作製した.上下から黒鉛パンチによって圧力を加え,放電プラズマ焼結(Spark Plasma Sintering,SPS)装置(住友石炭鉱業株式会社製SPS-1050)で焼結を行った.焼結条件は,室温から723 Kまで8 minで昇温させた後,773 Kまで2 minで昇温させた.その後,773 Kを10 min保持し,焼結体を作製した.焼結時,加圧力は50 MPaを保持した.得られた焼結体を静水中で水洗することでNaClを除去しポーラスAlを作製した.作製したポーラスAlは,クロスヘッド速度2 mm/minによる静的圧縮試験から圧縮特性の評価を行った.得られたポーラスAlは,水洗時,焼結不足による崩れは見られなかった.また,NaClの偏析による崩れも見られなかった.X線CT画像から,得られたポーラスAlは,ほぼ均一な気孔分布を有していた.また,試験片中心までNaClが除去されていることが確認できた.加えて,除塩前と除塩後の質量から算出した除塩率からもNaClが除去されていることを確認した.静的圧縮試験から得られた応力ーひずみ線図から,Cuの添加により0 vol%に比べ初期最大圧縮応力値が上昇し,高強度な応力ーひずみ曲線が得られることが分かった.ポーラスアルミニウム(Al)は多孔質構造を有する素材であり,軽量なだけでなく緻密材にない優れた衝撃吸収性,断熱性,吸音性などを有している.そのため,自動車用部材への利用が期待されている.自動車用部材への利用に際して,衝撃吸収性を向上させるためには,圧縮特性を向上させることが重要である.しかし,純Al単体のポーラスAlでは圧縮特性の向上に限界がある.近年,原材料にAl合金を用いてポーラスAlを作製することにより,ポーラスAlの高強度化が図られている.しかし,Al合金によって作製されたポーラスAlは脆性的な破壊挙動となりプラトー領域で応力値の乱れが懸念される.
100万年より若い火山岩の絶対年代測定

1.K-Ar法による年代測定;高岡等は滝山,中央蔵王,南蔵王,〓戸山,焼石岳およびその周辺,乳頭山およびその周辺,秋田駒ヶ岳,恵山,栗駒山,吾妻-切経岳,船形山の諸火山から採取した溶岩約80個の年代を測定し,火山形成史の推定を行った.宇部は阿武単成火山溶岩の年代測定を行った.長尾は,段階加熱法によるAr脱ガス実験を行い,放射起源Arと吸着(大気)Arの分離の可能性を調べた.兼岡は非放射起源ArのK-Ar年代測定に対する影響を検討した.高岡は上記の年代決定データなどにもとずいて, K-Ar年代決定の問題点を総括し,測定限界を議論した.2.熱ルミネッセンス(TL)法による年代測定;高島は第四紀火山岩類のTL年代測定を行い, TL年代の誤差はパレオドーズの見積に使うU, Th, Kの測定誤差の寄与が大きいことも見出した.西村はいくつかの火山岩のTL年代を測定した.蜷川は顕微鏡下でTL発光を解析する方法を開発し, TL発光の2次元分布を解析し,これをFT年代測定へ応用するための研究を行った.3.炭素-14法による年代測定;今村は加速器質量分析法(AMS)を利用して, 45万年の段丘堆積物の年代測定に成功した.阪上は,立山噴気の側のハイマツの14C測定から, 14C法における化石炭素の影響を調べた.又同時に,火山活動と微弱放射能の関連の重要性を検討した.4.岩石残留磁気;斎藤は滝山,中央蔵王,南蔵王火山の溶岩の岩石残留磁気を測定し,残留磁気の極性から推定される年代と高岡らのK-Ar年代と比較検討した.5.西村はフィツレヨントラック法の標準化と機械化に着手した.福岡はイオニウム法による年代測定について研究した.1.K-Ar法による年代測定;高岡等は滝山,中央蔵王,南蔵王,〓戸山,焼石岳およびその周辺,乳頭山およびその周辺,秋田駒ヶ岳,恵山,栗駒山,吾妻-切経岳,船形山の諸火山から採取した溶岩約80個の年代を測定し,火山形成史の推定を行った.宇部は阿武単成火山溶岩の年代測定を行った.長尾は,段階加熱法によるAr脱ガス実験を行い,放射起源Arと吸着(大気)Arの分離の可能性を調べた.兼岡は非放射起源ArのK-Ar年代測定に対する影響を検討した.高岡は上記の年代決定データなどにもとずいて, K-Ar年代決定の問題点を総括し,測定限界を議論した.2.熱ルミネッセンス(TL)法による年代測定;高島は第四紀火山岩類のTL年代測定を行い, TL年代の誤差はパレオドーズの見積に使うU, Th, Kの測定誤差の寄与が大きいことも見出した.西村はいくつかの火山岩のTL年代を測定した.蜷川は顕微鏡下でTL発光を解析する方法を開発し, TL発光の2次元分布を解析し,これをFT年代測定へ応用するための研究を行った.3.炭素-14法による年代測定;今村は加速器質量分析法(AMS)を利用して, 45万年の段丘堆積物の年代測定に成功した.阪上は,立山噴気の側のハイマツの14C測定から, 14C法における化石炭素の影響を調べた.又同時に,火山活動と微弱放射能の関連の重要性を検討した.4.岩石残留磁気;斎藤は滝山,中央蔵王,南蔵王火山の溶岩の岩石残留磁気を測定し,残留磁気の極性から推定される年代と高岡らのK-Ar年代と比較検討した.5.西村はフィツレヨントラック法の標準化と機械化に着手した.福岡はイオニウム法による年代測定について研究した.イ.高岡ら山形大学グループは蔵王火山溶岩約15について、約50のK-Ar年代測定を行い、火山層序と比較することによって、蔵王火山形成史の大勢を明らかにした。これによって10万年より古い火山岩のK-Ar年代測定法確立に向って大きく前進した。しかし同一試料で比較して、山形大、地調、岡山理大の測定結果に系統的不一致がみられ、より正確な年代値の決定のためには、放射性起源Ar定量の系統的誤差について検討する必要がある。2.今村は加速器質量分析法によって、酢川泥炭の【^(14)C】年代を測定し、4万年以上という結果を得た。少量の遺跡出土の木片についても【^(14)C】年代測定に成功した。阪上は火山ガスに含まれるデッドカーボンの【^(14)C】年代への影響を調べ、年輪20年の松の木の年代がみかけ上1000年にもなることを明らかにした。西村は熱ルミネッセンス(TL)法を火山岩に適用し、1.515万年のサンプルについて、他の方法による年代とよく合う結果を得ている。高島はTL法の基礎となるデータを積み上げつつ、多くの火山噴出物について年代を得ている。蜷川はTLによるフィショントラック(FT)の検出読出しを行うための基礎研究を行っている。福岡は新島と神津島の軽石のIo年代とFT年代を測定中である。これによってなお問題を残すものの、加速器質量分析による【^(14)C】年代測定は実用の域に達した。TL法については、年代値が得られているが、不明の点も多くなお基礎データの積上げが必要と思われる。3.方法間のクロスチェックは、火山岩の化学分析データについて、大場のデータと島のデータは非常によい一致を示した。Arについては上述のように研究室間で系統的誤差があることが分った。
ビスマスイリドおよびビスマスイミドの特異性を活かした新しい単位反応の開発と応用

本申請課題では、合成化学の場で高原子価有機ビスマス化合物の醸し出す特性を積極的に利用するために、ビスマスイリドおよびビスマスイミドの特異性を活かした反応の開発を目指して研究を展開してきた。期間内で達成した成果を以下に簡潔に紹介する。ア)安定型ビスマスイリドおよびビスマスイミドの新しい合成法を開発し、その特異な構造および反応性について明らかにした。具体的には、メタセシス反応を利用して窒素上にアシル基もしくはスルホニル基を有するビスマスイミドを合成した。また、イミドと電子欠乏型アセチレンの反応を利用して安定型ビスマスイリドを合成した。得られた化合物のX線結晶構造解析を行なった結果、ビスマス(V)-炭素および-窒素結合が、高度に分極した高い単結合性を有することが明かとなった。特に、イミドの構造については同族軽元素類縁体の構造との系統的な比較に初めて成功した。イ)ビスマスイリド、イミドを用いた新しい環化反応を開発した。具体的には、アルキニルビスムトニウム塩と求核剤との反応により発生するアルキリデン型ビスマスイリドを鍵中間体とするシクロペンテン環・ジヒドロフラン環の構築、安定型ビスマスイミドから合成されるイリドの熱分解・銅塩触媒反応を利用したオキサゾール環の構築に成功した。これらの反応の推進力は、トリアリールビスムトニオ基の高い脱離能であり、高原子価ビスマスの持つ特徴が顕著に現れている。ウ)ポリマー担持型ビスマス試剤への道を切り開くために、ビスマス置換基を有するスチレンモノマーの選択的合成法を開発し、ラジカル重合による可溶性含ビスマスポリスチレンの合成に成功した。エ)ビスマスイミドの合成を検討する過程で、イリドやイミドと等電子構造を持つビスマスオキシドの簡便な合成法を見出し、その基本的な反応性を明らかにした。現在この萌芽を実り多き成果へ導くために精力的に研究を展開している。1.安定型ビスマスイリドの新しい合成法を開発し、その特異な構造および反応性について明らかにした。具体的には、窒素上にアシル基もしくはスルホニル基を有するビスマスイミドのアセチレンジカルボン酸エステルへのマイケル付加を利用して、高い安定型を持つビスマスイリドを合成した。得られた化合物のX線結晶構造解析を行なった結果、イリドの安定性が高度に共役したアルキリデン骨格に由来することが明らかとなった。さらに、高温ではイリドの熱分解が進行し、分子内環化によりオキサゾール環を形成することを見いだした。本反応ではビスムトニオ基の高い脱離性が反応の推進力となっており、15族の中におけるビスマスの特異性が顕著に認められる。2.アルキニルビスムトニウム塩へのスルフィナートイオンのマイケル付加により、ビニリデン型ビスマスイリドが発生することを見いだした。興味深いことに、溶媒の種類をかえることでこのイリドの後続反応経路を制御することが可能であり、本反応がシクロペンテン環の構築あるいはビニルスルホンの合成法として利用できることを明らかにした。3.ビスマスイミドの反応性を調べる目的でビスマスオキシドとアミドの縮合を検討した結果、本反応が効率良いイソシアナート合成法となり得ることを見いだした。すなわち、5価ビスマスが酸化剤として作用しており、現在合成法としての適用範囲を検討中である。

1.アルキニルビスムトニウム塩は、求核剤の作用によりビスマスイリドを経由してアルキリデンカルベンを発生するが、この反応を複素環合成に利用する目的で側鎖にエーテル結合を有するアルキニルビスムトニウム塩を構築し、スルフィナートイオンとの反応によるジヒドロフラン環の新規合成法を開発した。本反応の推進力は、トリアリールビスムトニオ基の高い脱離能であり、高原子価ビスマスの持つ特徴が顕著に現れている。2.ビスマスイミドの反応性を理解するには、まず高原子価ビスマスと窒素との結合の本質を明らかにする必要があると考え、窒素上にスルホニル基を持つ一連の15族イミドを合成し、X線結晶構造解析、赤外分光法により構造の比較を行なった。その結果、ビスマスイミドの高い求核性がビスマス-窒素結合の高度な分極構造に由来することが明かとなった。さらに、ビスマスイミドが温和な条件下でアルコールをカルボニル化合物へ酸化することを見出した。3.高原子価ビスマス-オキソおよび-ヒドロキソ化合物が脱水縮合反応により効率良くビスマスイリド、イミドヘ変換されることを見出した。4.ポリマー担持型ビスマス試剤を開発する目的で、スチリル基を持つ有機ビスマス化合物の新規合成法を確立し、ラジカル重合による可溶性含ビスマススチレンポリマーの合成に成功した。
日本的財務環境下における最適資本構成及び株価変動

本研究では日本的財務環境下での最適資本構成及び株価変動を分析するため、手始めとして日本的企業財務論を基礎とした信用景気循環論の構築を試みた。基本モデルは独占的競争と収穫逓増をも視野に入れた設定のもと、マクロ期待形成の状況により複数のマクロ均衡が発生することを示したKiyotaki(1988)及びそれに財務的要因を組み込んだLamont(1995)の発想を基礎とし、さらに、Townsent,R,M.(1979)以降定式化されるにいたったasymmetric informationの環境を想定して金融契約を設定し、持ち合いとメインバンクが存在するときの金融契約を考慮した。この結果、次のようなことが明らかになった。持ち合い連関に含まれるメインバンクが存在すると、情報の非対称性が緩和され、リスキーな貸出が制限される。この様な経済でも、当然、期待の状況により複数のマクロ均衡が見いだされるが、Lamontの結論と異なりと異なり、負債比率が大きい経済でもNPVを比較的正確に把握するメインバンクが存在すれば不況は緩やかなものになる。すなわち、日本的な企業財務は景気の安定が要因となりうるのである。この結果については、平成8年度金融学会で報告するとともに、甲南経営研究に研究ノートの形でまとめたが、期待形成の定式化の不完全性が残っており、モデルの完成にはいたらなかったものと思われる。また、株価変動との相関の分析、諸外国との比較等の研究計画については完成にいたらなかったが、基本的な分析視覚を固めることができた。
エージング処理した飛灰のコンクリート製品への利用に関する研究

本研究は飛灰のエージングによる重金属の不溶化現象を利用し,ポーラスコンクリートや透水性舗装材等のコンクリート製品へ利用が可能かどうかを明らかにするため,製品としての強度特性,透水性,重金属の溶出特性を把握し,資源循環型社会に向けた有効利用技術を開発したものである。本研究で得られた結果を要約すると以下のとおりである。(1)焼却炉の形式や非ガス処理方法が異なる清掃工場より飛灰を採取し,飛灰の水混練に伴う有害重金属の不溶化現象を溶出試験により把握した結果,溶出液中のpHやアルカリ度は低下し,有害重金属の溶出量は原灰の溶出量よりも小さく,安定した化合物に変化していることを確認した。(2)焼却飛灰を混入したポーラスコンクリートは,空隙充填率をある程度高く設定することにより,圧縮強度10.0N/mm2,曲げ強度2.0N/mm2を満足することができる。(3)透水係数と空隙率および圧縮強度には高い相関性が認められ,焼却飛灰を混入したポーラスコンクリートも十分な透水性能をもっている。(4)焼却飛灰に多量に含有する塩分による植物の生育への影響はなく,空隙充填率つまり空隙を十分確保することにより緑化コンクリートとして十分可能である。(5)エージング処理した飛灰の中性化深さ,塩分量は共に,焼却飛灰混入率が増加するに伴い増加する傾向にあった。(6)焼却飛灰中に内在する塩素イオンが多い場合は,鋼材の腐食が促進されることが明らかとなった。(7)エージング処理した飛灰のコンクリートからのPbの溶出は環境基準値以下になった。本年度は,焼却炉の形式(ストーカー炉と流動床炉)や非ガス処理方法(乾式と湿式)が異なる清掃工場より飛灰を採取し,飛灰の水混練に伴う有害重金属(特に,Pb,Cd,Cr^<6+>)の不溶化現象を溶出試験(環境庁告示13合法)により把握した。まず,収集した飛灰を水分添加率(060%まで4とうり)と放置期間を変化させ,溶出液の重金属濃度と同時に溶液のpH,アルカリ度,無機塩類濃度(特に,Ca)を測定した。さらに,飛灰の成分分析を行い,有害重金属,塩類の含有量と溶出濃度の関係から有害重金属の不溶化のメカニズムについて考察した。その結果,溶出液中のpHやアルカリ度は低下し,有害重金属の溶出量は原灰の溶出量よりも小さく,安定した化合物に変化していることを確認した。この水混練に伴う飛灰中の鉛の不溶化のメカニズムは,(1)水混練に伴う飛灰中の鉛の高アルカリ水への溶解,(2)飛灰中のCa(OH)2と大気中の炭酸ガスとの反応による炭酸塩の生成,(3)この生成過程における保有水中の鉛の炭酸塩への取り込み等が関与していることを示した。(島岡・宮脇)次に,コンクリートに用いるため飛灰の密度や粒度分布の測定を行った。粒度分布の測定は設備備品費で購入したレーザー回析式粒度分布測定装置によって,飛灰の平均粒径や粒度分布の測定を行った。その結果,清掃工場により飛灰の物理的特性は著しくことなること,飛灰の平均粒径はセメントのそれと比較して若干小さいことなどを明らかにした。(添田・大和)本年度は12年度で得られた結果に基づき,実際にコンクリートを練混ぜ,焼却飛灰を混入したポーラスコンクリートの有害物質の溶出特性および強度・透水特性などについて検討するとともに,植生実験を行い植生コンクリートとしても利用可能かを明らかにした。

ポーラスコンクリートの配合は水結合材比を25%と一定にし,ペーストのフロー値を200±10mm, C : SF : FAの割合を容積比で7:1:2,8:0:2の2種類とし,骨材の実積率より求めた骨材空隙に対する結合材の充填率を40,50,60%の3水準とした。なお,焼却飛灰はあらかじめ水と1:1の割合で混合し,7日間エージング処理したものを混練の際に用いた。本研究で得られた結果を要約すると以下の通りである。(1)焼却飛灰は高濃度の重金属を含有しているが,前処理を行うことによりPbが不溶化し,さらにセメントの固化により環境基準以下に抑制された。(島岡・宮脇担当)(2)焼却飛灰を混入したポーラスコンクリートも空隙充填率に大きく依存し,空隙充填率をある程度高く設定することにより,圧縮強度10.0N/mm2,曲げ強度2.0N/mm2を満足することができる。(3)透水係数と空隙率および圧縮強度には高い相関性が認められ,焼却飛灰を混入したポーラスコンクリートも十分な透水性能をもっている。(4)焼却飛灰に多量に含有する塩分による植物の生育への影響はなく,空隙充填率つまり空隙を十分確保することにより緑化コンクリートとして十分可能である。(添田・大和担当)今後の課題としては、ポーラスコンクリートそのものの強度が低強度であることから、これが一部崩壊した場合、骨材表面に付着した焼却飛灰を含んだペーストが流出し易くなり、そのぶん重金属類が溶出し易くなることが予想される。そのため、今後は重金属類の長期安定性について検討を行って行く予定である。本年度は,焼却飛灰中に内在する塩類による鋼材の腐食性状を明らかにするため,飛灰をエージング処理した場合と飛灰を洗浄することによる水洗脱塩素効果を期待した水洗処理の2種類の方法により処理された飛灰を用いて,水中浸漬および中性化促進試験を実施し,焼却飛灰のコンクリートへの有効利用の可能性について検討を行った。焼却飛灰は炉方式ストーカ炉,排ガス処理システム乾式で電気集塵機により集められた清掃工場の異なる4種類を用いた。コンクリートの配合は,水結合材比を55%,細骨材率を44%とし,目標空気量は,焼却飛灰A(密度2.75)を用いた場合は4%とし,焼却飛灰B(密度2.36)を用いた場合は2%とした。焼却飛灰は,セメント重量の外割で0,10,20%混入した。本実験で得られた結果を要約すると以下のとおりである。(1)焼却飛灰の溶出特性は,エージング処理によりPbは減少し,水洗処理によってもPbおよびCl-は減少する。(2)圧縮強度は飛灰の処理方法によって若干異なるが,無混和のものとほぼ同程度の強度を得られる。(3)エージング処理した飛灰の中性化深さ,塩分量は共に,焼却飛灰混入率が増加するに伴い増加する傾向にあった。(4)焼却飛灰中に内在する塩素イオンが多い場合は,鋼材の腐食が促進されることが明らかとなった。(5)エージング処理した飛灰のコンクリートからのPbの溶出は環境基準値以下になった。以上のことから,エージング処理した場合は,焼却飛灰をコンクリートへ混入しても重金属溶出の観点からは問題はないと考えられるが,鉄筋腐食の問題が残され,水洗処理をする場合は,鉄筋腐食の面からは有利に作用するが,重金属類を含んだ洗浄水の2次処理が今後の課題と思われる。従って,焼却飛灰の再資源化を図るためには,鉄筋腐食に関与しない,無筋コンクリートやポーラスコンクリートへの利用が有効と考えられる。