hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ご当地ソングの教材としての価値

本研究は「紀伊万葉」に代表されるようなご当地ソングを小学校の歴史学習とも関連づけながら、子どもたちの興味・関心を誘い,古典学習の教材としてどう活かしていくかの研究である。取り上げた歌は、山部赤人が和歌浦の地で読んだ「和歌浦潮満ち来れば潟を無み芦辺をさして田鶴鳴き渡る」の歌。4年生と1年生で実践を試みた。4年生では、教材化にあたって、実際に見たことのある景色を事前にデジタル画像として保存し、子どもたちのつまづきや気づきに合わせて提示できるようにした。また,子どもたちが実際に足を運んで記録してきたデジタルデータも保存できるようにした。また、音声言語として声に出して読むことが児童の古典理解を大きく助けるものだと考え、個々の音読データを記録し、自己の読み声も確かめられるようにもした。1年生では、親子体験プログラムという計画を立て、撮ってきた画像を使った万葉クイズや親子暗記対決などをし、親子で楽しみながら少しずつ身近なものになるよう心がけた。1年生にとって意味理解は難しいが、ことばのリズムとして体得するにはちょうどよく、1年生の子どもであっても、容易にこの歌を覚えて暗唱できるようになった。親子で行った歌会では、1年生が★なみのおとこころにひびき気もちいいけしきもよくてすてきなじかん(まりん)★かたおなみみんなできたよたのしいなあそんでいたらしおがひいたね(たいが)★かたおなみ大きいうみがありましたこんどはなつにいってみたいよ(こうせい)などの歌を詠むことが出来き、和歌浦を身近に感じると共に、五七五七七のリズムを楽しみながら身につけていく機会を持つことができた。
河川海洋遷移帯における堆積過程相互作用の研究

メコンデルタにおける河川・海洋遷移帯について,ベトナムにおいて,すでに取得していた河川地形データと河床から採取した堆積物を解析し,それらの特徴を取りまとめて論文を投稿した.これらの解析の結果,メコンデルタの河床地形や堆積物は,上流側と下流側で大きな違いがあり,河川地形では,川幅が一定で,下流に向かって水深が深くなり,河川の蛇行度が大きな上流部と,川幅が下流に向かって広く,また水深が浅くなり,蛇行度が小さく直線的な下流部に大別される.これらの対応して,堆積物では,上流側では礫を含み,泥分をほとんど含まない砂からなる上流部と,砂泥細互層からなり,細粒な堆積物が卓越する下流部に分かれる.これらの特徴は,上流側が河川卓越の環境であるのに対し,下流側は潮汐卓越の環境であることを示している.これらの結果は,国際誌のSedimentologyから,2019年1月に出版された.また,これらの堆積物に含まれていた泥の偽礫(マッドペブル)については,その特徴を取りまとめて,国際学術誌のJournal of Sedimentary Researchから,2018年9月に出版された.また,ベトナムのドンナイ川における河床調査と,メコンデルタのバーライ放棄河道におけるボーリング調査を実施した.これらの取りまとめは,2019年度に実施の予定である.これらの他に,メコンデルタで明らかになった潮汐卓越型の大規模デルタにおける河床地形の特徴について,ガンジス・ブラマプトラデルタ,長江デルタ,イラワジデルタ,フライデルタにおいて,同様の解析を行い,これらすべてについて同様の特徴があることを見出した.これらの結果については,Earth-Science Reviewsに投稿し,受理された.当初研究対象としていたメコンデルタとその周辺域については,当初の計画通り研究が進捗している.これに加えて,見出した成果を世界を代表する他のメガデルタに適用した結果,同様の成果が得られ,その結果は,当該分野で最高に近い国際学術誌であるEarth-Science Reviewsにおいて受理された.この成果は,潮汐卓越型の大規模デルタの維持管理や,土砂採取にも大きく貢献することから,当初の計画以上に進展していると判断した.2019年度は最終年にあたり,これまでに取得したデータや試料のとりまとめを行う.特に,2018年度にベトナムのドンナイ川で採取した河川地形データ,河床堆積物データのとりまとめと,ベトナムにおメコンデルタの放棄河道で行ったボーリング試料の解析を中心に行う.本研究では、河川と海洋との遷移帯に焦点をあてて、その地形や堆積物・堆積相を明らかにすることを目的としている。特に現行河川におけるこれらのデータは非常に少なく、総括的な論文は、メコンデルタからしか報告されていない。本研究では、当該グループにおいて、2015年2016年にメコンデルタにおいて現地調査を実施していることから、平成29年度は、これらの取りまとめ、またメコンデルタの上流部であるカンボジアでの調査ととりまとめ、更に他の河川海洋遷移帯での調査の準備を行なった。これらの計画の中で、メコンデルタについては、Sedimentologyにフルペーパーを投稿し、Journal of Sedimentary Researchにショートペーパーを投稿した。また、カンボジアにおける自然堤防については、Joutrnal of the Geological Societyから論文が出版された。初年度である平成29年度には、カンボジアにおける追加調査を3月に実施し、平成30年度に予定されているベトナム、ドンナイ川における調査についてベトナムの共同研究機関と打ち合わせを行い、実施計画を決定した。また河川海洋遷移帯の世界のデルタにおけるデータ収集ととりまとめを行っており、約30の河川について現在解析をすすめている。これらの解析の結果、河川の幅、河床の水深、蛇行度、底質の粒度や層相には密接な関係があり、メコンデルタで明らかになった地形・堆積物の関係が、一般的な現象として確認されつつあり、研究は順調に進捗している。現在本課題に関する論文を、Sedimentology, Journal of Sedimentary Researchに投稿中であり、順調に進捗している。また、世界の河川海洋遷移帯における基礎的なデータの収集と解析をすすめており、新しいモデルを提示できる見込みである。また平成30年度に予定されている調査については、平成30年3月に、現地研究者と打ち合わせを実施し終えている。半年間の短期間ながら順調に、また当初の予定以上に進捗している。メコンデルタにおける河川・海洋遷移帯について,ベトナムにおいて,すでに取得していた河川地形データと河床から採取した堆積物を解析し,それらの特徴を取りまとめて論文を投稿した.これらの解析の結果,メコンデルタの河床地形や堆積物は,上流側と下流側で大きな違いがあり,河川地形では,川幅が一定で,下流に向かって水深が深くなり,河川の蛇行度が大きな上流部と,川幅が下流に向かって広く,また水深が浅くなり,蛇行度が小さく直線的な下流部に大別される.これらの対応して,堆積物では,上流側では礫を含み,泥分をほとんど含まない砂からなる上流部と,砂泥細互層からなり,細粒な堆積物が卓越する下流部に分かれる.これらの特徴は,上流側が河川卓越の環境であるのに対し,下流側は潮汐卓越の環境であることを示している.これらの結果は,国際誌のSedimentologyから,2019年1月に出版された.また,これらの堆積物に含まれていた泥の偽礫(マッドペブル)については,その特徴を取りまとめて,国際学術誌のJournal of Sedimentary Researchから,2018年9月に出版された.

また,ベトナムのドンナイ川における河床調査と,メコンデルタのバーライ放棄河道におけるボーリング調査を実施した.これらの取りまとめは,2019年度に実施の予定である.これらの他に,メコンデルタで明らかになった潮汐卓越型の大規模デルタにおける河床地形の特徴について,ガンジス・ブラマプトラデルタ,長江デルタ,イラワジデルタ,フライデルタにおいて,同様の解析を行い,これらすべてについて同様の特徴があることを見出した.これらの結果については,Earth-Science Reviewsに投稿し,受理された.当初研究対象としていたメコンデルタとその周辺域については,当初の計画通り研究が進捗している.これに加えて,見出した成果を世界を代表する他のメガデルタに適用した結果,同様の成果が得られ,その結果は,当該分野で最高に近い国際学術誌であるEarth-Science Reviewsにおいて受理された.この成果は,潮汐卓越型の大規模デルタの維持管理や,土砂採取にも大きく貢献することから,当初の計画以上に進展していると判断した.平成30年度は、本研究の主調査である現行河川の調査を実施する予定である。対象としては、メコンデルタの北側に位置するドンナイ川において5月に調査を予定している。また放棄河道の調査をメコンデルタのベンチェー地域において平成30年11月から平成31年1月に実施予定である。これらの調査については、3月にベトナムを訪問し、現地の共同研究者と打ち合わせを終えている。これらの調査結果を基に、最終的な取りまとめを実施する予定である。得られてきている成果については、逐次論文として投稿するとともに、国際学会などで発表の予定である。2019年度は最終年にあたり,これまでに取得したデータや試料のとりまとめを行う.特に,2018年度にベトナムのドンナイ川で採取した河川地形データ,河床堆積物データのとりまとめと,ベトナムにおメコンデルタの放棄河道で行ったボーリング試料の解析を中心に行う.
遺伝子導入による実験動物の開発

ヒト疾患のモデル動物を開発する方法の一つとして、発生工学的手法による外来遺伝子DNAの受精卵への導入がある。受精卵の前核に注入されたDNAは、マウスの染色体に組み込まれ、発生過程を経て導入外来遺伝子DNAをもつ個体の全細胞に分布するようになる。このようなマウスをトランスジェニックマウスという。本研究はヒト疾患と深い関連のある、ヒト主要組織適合抗原(HLA)遺伝子DNAをはじめ、血圧調節系、オンコジーン、免疫系、神経系などの疾患関連遺伝子DNAを注入し、トランスジェニックマウスを作出し、その性貭を解析することを目的とする。作出したトランスジェニックマウスは次の通りである。HLA4匹、レニン-アンギオテンシノーゲン37匹、成長ホルモン6匹、オンコジーン2匹、チトクロームP450 6匹、インターロイキン2および同レセプター3匹、ミエリン塩基性タンパク貭17匹の合計75匹であった。導入遺伝子の発現はレニンおよびアンギオテンシノーゲンのmRNAでみられ、現在タンパク貭が産出されているかどうかの解析を行なっている。またミエリン塩基性タンパク貭遺伝子の発現は、予想より大きなRNAの発現がみられ、抗原性でみる限りタンパク貭の産生は1%以下であった。他の遺伝子の発現は、現在それぞれの子孫が得られ、これら子孫を用いて解析が行われている。以上の結果、種々の遺伝子がマウス染色体にほぼ同じ効率で組み込まれ、子孫へ伝達されることが解かった。遺伝子DNAの構造が適切であれば導入されたトランスジェニックマウスで発現され、ヒト遺伝子の機能がマウスの個体を用いて解析でき、実験動物の新しい展開の可能性が示された。研究成果報告書は、現在印刷中であり、4月末日までに提出する予定である。
リソソームの崩壊機構とGTP結合蛋白質

リソソーム指向性の塩基性薬物はリソソームに蓄積し顆粒内pHを上昇させるとともに空胞化を起こす。この塩基性薬物による効果をセルフリー系で確認する目的で単離リソソームを塩基で処理したところリソソームはATP依存的に崩壊した(塩基性薬物依存性リソソーム崩壊)。空胞形成機構として,リソソーム間や他の空胞系顆粒の融合が考えられた。そこでリソソーム膜融合機構の解析を行った。その過程でGTPγSで処理したサイトゾルによりリソソームが崩壊することをみいだした(GTPγS依存性リソソーム崩壊)。(1)塩基性薬物依存性リソゾーム崩壊はプロトンポンプ依存的に,リソゾーム内にプロトン付加型塩基の塩が高濃度に蓄積するために,リソゾーム内の浸透圧が上昇し崩壊するものと考えられた。このリソゾームの崩壊はサイトゾルの添加で顕著に抑えられた。この機構はサイトゾル因子はによりリソソーム内に塩基の蓄積が阻害された結果と考えられた。このサイトゾル因子ラット肝臓から単離されたグルココルチコイド受容体の核内移行促進因子と同じであることを明らかにした。(2)リソソーム膜融合機構について,融合によるリソソームの比重変化を指標とした。in vitroでのリソソーム間膜融合のアッセイ系を用いた、リソソーム間膜融合はサイトゾル及びATP要求性で,かつ温度依存性であった。この融合機構は,(a)サイトゾル因子の他,リソソーム膜蛋白質の関与がある。(b)細胞内小胞輸送の融合装置の普遍的なコンポーネントと考えられているNSFや,GTP結合蛋白質の関与はない。(c)IP_3受容体チャンネルからの動員による一過性のカルシウムイオン濃度の上昇が必要である,などが示唆された。(3)GTPγS依存性リソソーム崩壊は,(i)GTPγSによるサイトゾルのGTP結合蛋白質の活性化(ii)活性化GTP結合蛋白質によるATP要求性のリソソームの崩壊,の2段階の部分反応によっていることが考えられた。GTP結合蛋白質によって活性化される標的蛋白質としてPLA_2が示唆された。
含ビスマス元素相乗系化合物の合成と応用

ジビスムンBi-Bi単結合を持つ化合物)は,結合エネルギーの小さいBi-Bi結合の開裂を利用して種々の含ビスマス元素間化合物の合成原料としての利用が期待される。また,有機合成反応剤としても興味深い化合物である。しかし,これまで報告されているジビスムチンの多くは安定性が低くその利用は極めて限定されていた。本研究では安定性の高い環状骨格を有するジビスムチンの全く新しい合成法について詳細な検討を行った。安定性の高い環状構造であるアザビスモシン骨格を有するビスマスオキシドとPh_2P(0)Hとの反応を検討する過程でジビスムチンが生成することを偶然見いだした。この反応の進行は遅く,1ケ月後の単離収率は48%であった。そこで,種々のリン化合物を用いて反応を検討したところ,P(0)H構造が重要であることが分かった。特に比較的安価に市販されている同構造を有するDOPOを用いジオキサン中で反応を行うと,1-16時間程度で反応は終了し高収率(最高で94%)でジビスムチンが得られることを見いだした。このジビスムチンは,予想通り高い安定性を有しており,窒素下では180°C程度までは分解せず,固体状態では少なくとも数時間空気中に放置しても変化は見られなかった。一方でこのジビスムチンのBi-Bi結合は従来報告されているジビスムチンと同様に高い反応性を有しており,溶液中では酸素や硫黄と速やかに反応しBiOBiやBiSBi構造を有する化合物を定量的に与えた。この新規合成法の反応機構に関し検討した結果,二種類の中間体の単離・構造決定に成功した。本反応は,従来報告されているジビスムチン合成法とは全く異なる機構で進行しているものと考えられる。この新規合成法では生成物を濾過という単純な操作で単離することが可能であり,アザビスモシン骨格を有するジビスムチンの有用な合成法であるといえる。
子安講と育児におけるネットワークを基盤にした子育て実践モデルの開発

本研究は、A市において現在も行われている子安講の実態を明らかにし、さらに、子安講と育児ネットワークの関連を分析し育児期女性の子育て支援モデルを開発することである。今年度は、A市においてフィールドワークを実施するための準備に留まり、実施には至らなかった。遅れている調査は、準備が整い次第、実施予定である。A市の歴史的概況や民俗的概況、年中行事、人生儀礼についての文献資料・統計資料は収集できた。先行文献で指摘されていたように、子安講は女性たちで組織された安産と子育てを祈願する信仰を伴う信仰の慣習であった。つまり、子安講は女性の生活と信仰に焦点をおくことで、この地域での生活を照射することが可能であることがわかった。また、この地域で生活していく上で「トナリ関係」についての分析が重要であることがわかった。居住至近の地縁関係である「トナリ関係」は、日常的・儀礼的な場面で重視されている、という非常に興味深い地域であった。今後の継続調査では、婚出した女性と親の関係と嫁入してきた女性と親の関係がどのように継続しているかを確認していく。それにより、家族を超えて広がる関係性が子育てにどのような役割を果たしているかについて、資料として収集されることが期待できる。合わせて、来年度は、一定の範囲で居住していた地縁・血縁関係がどのように継続しているかを確認し、子育てに協力する社会的ネットワークのひろがりにも焦点をあて調査を進める計画である。本研究の調査デザインは、生活の変遷を経てもなお継続している子安講が子育てに果たしている役割を把握するため、混合研究法を用いている。今年度は1民俗学的手法(質的研究手法)で子安講の実態を把握するためのフィールドワークを実施する予定であった。遅れた理由は、ヒトを対象にした質的研究の倫理審査を通過するのに多くの時間を費やし、予定の時期を過ぎ、学務との調整がつかなくなったためである。本研究の研究計画のアウトラインに変更はない。調査デザインとして、生活の変遷を経てもなお残る子安講が育児に果たしている役割を把握するため、混合研究法を用いる。1民俗学的(質的研究手法)で子安講の実態を把握する。対象は人生儀礼であるため、そこに広がるインフォーマル・ネットワークを量的研究手法で測定する必要がある。そのため、2質問紙表を用いて育児ネットワークをパーソナル・ネットワーク、インパーソナル・ネットワーク、ソーシャルメディア・ネットワーク別に調査する。3得られたデータをもとに研究グループでRAP(Rapid Assesment Procedures)法による意見交換を行い、育児期女性の子育て支援を実証的かつ包括的に把握し、子育て支援の実践モデルを提示していく予定である。来年度は、1フィールドワークを実施し、2への準備をしていきたい。今年度の進捗状況は遅れている。

本研究の調査デザインは、生活の変遷を経てもなお継続している子安講が子育てに果たしている役割を把握するため、混合研究法を用いている。次年度は1民俗学的手法(質的研究手法)で子安講の実態を把握するためのフィールドワークを実施する予定である。そのため、使用計画は、調査地への旅費、調査者への謝礼、及び分析のための文献複写、書籍の購入に使用する予定である。
非アルコール性脂肪性肝疾患と歯周病の関連および同疾患への歯周治療効果に関する検討

これまでの研究成果としては,唾液相対的p.g菌比率0.01%未満をp.g陰性群,唾液相対的p.g菌比率0.01%以上をp.g陽性群に研究対象患者を振り分け統計解析したところ,AST,フェリチン,タイプ4コラーゲン7S,エンドトキシンに統計学的有意差を認めた。これはp.g陽性で肝機能マーカーの上昇と,グラム陰性桿菌の外膜成分であるLPS成分の存在を示している。さらにp.g陰性群とp.g陽性群に研究対象患者を振り分けフィブロスキャンとMREについて統計解析したところ,p.g陽性で肝硬度が高値を示している。また肝硬度3.4kPa未満を肝臓非線維化群,肝硬度3.4kPa以上を肝臓線維化群に研究対象患者を振り分け血液検査について統計解析したところ,血小板,AST,タイプ4コラーゲン7S,エンドトキシンに統計学的有意差を認めた。肝臓線維化群で肝機能マーカー,エンドトキシンが高値を示している。肝臓非線維化群と肝臓線維化群に研究対象患者を振り分け血清抗体価について統計解析したところ,P.g SU63,P.g FDC38,A.a SUNY67に1以上の抗体値で統計学的有意差を認めた。肝臓線維化群ではp.g血清抗体価が高値を示している。これらは医科における血液,生化学検査,画像解析と歯科における唾液検査,歯周病検査,血清抗体価検査にてNAFLDと歯周病の関連を示している。「p.g菌による感染が非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の肝硬度を進行させる」という研究成果の意義は従来の内科治療のみならず,歯科における歯周治療が消化器疾患への関与を示し,国民健康の維持増進に大きく寄与する。これらを基盤として,生活習慣病であるNAFLDが進行したNASH,さらに肝硬変への病態悪化に焦点を当て,歯周病の病態および歯周病原細菌がNAFLD,NASH発症に与える影響を詳細に明らかにすることが重要である。近年,細菌感染症である歯周病と全身疾患との関連性に関して数多くの報告がされている中で,研究代表者および研究分担者は,歯科臨床研究により歯周病原細菌の感染が脂質代謝異常や動脈硬化へ影響を与える可能性を確認し報告してきた。この動脈硬化の原因の一つである脂肪肝には,アルコール性脂肪性疾患と非アルコール性脂肪性肝疾患(Non-alcoholic fatty liver disease: NAFLD)があり,飲酒歴や免疫系疾患がないにもかかわらず肝臓への脂肪蓄積が認められるNAFLDが大きな社会問題となっている。NAFLDには,脂肪蓄積のみが認められる予後良好な単純性脂肪肝(Simplesteatosis)と,炎症や繊維化から肝硬変や肝癌へと進行する可能性のある非アルコール性脂肪性肝炎(Non-alcoholic steatohepatitis: NASH)がある。近年では,この肝硬変や肝癌などの重篤な肝障害を引き起こす可能性があるNASHへの進展予防を目的として,NAFLDの早期発見と早期治療の重要性が叫ばれている。一方で,口腔内細菌による慢性感染症である歯周病は,成人の約8割が罹患している疾患であり,生活習慣病などの全身疾患を増悪する可能性が明らかになっている。以上のことから,まずは神奈川県内にて医科歯科連携によるNAFLD患者の歯周病罹患状況と歯周治療効果を調査することが必要であると考えた。現在、神奈川歯科大学関連病院を受診中のNAFLD患者の歯周病罹患状態を診査し,NAFLDと歯周病重症度との関連性についての検討を進めている。さらに,歯周病を伴うNAFLD患者に対して抗菌療法を含む歯周治療によるNAFLDの改善効果について継時的に調査検討を実施中である。神奈川歯科大学,横浜市立大学,岡山大学病院臨床研究倫理審査委員会に,本研究に関わる倫理審査を申請し承認を得た。現在,予定通り対象者の集積を開始できている。現在、神奈川歯科大学関連病院を受診中のNAFLD患者の歯周病罹患状態を診査し,NAFLD患者の口腔内所見とP.g菌の感染率やNAFLDと歯周病重症度との関連性についての検討を進めている。さらに,歯周病を伴うNAFLD患者に対して歯周治療によるNAFLDの改善効果について継時的に調査検討を実施中である。

すでに目標症例数は到達しており、現在、最終解析に向けてフォロー中である。神奈川歯科大学,横浜市立大学,岡山大学病院臨床研究倫理審査委員会に,本研究に関わる倫理審査を申請し承認を得た。現在,予定通り対象者の集積を開始できている。これまでの研究成果としては,唾液相対的p.g菌比率0.01%未満をp.g陰性群,唾液相対的p.g菌比率0.01%以上をp.g陽性群に研究対象患者を振り分け統計解析したところ,AST,フェリチン,タイプ4コラーゲン7S,エンドトキシンに統計学的有意差を認めた。これはp.g陽性で肝機能マーカーの上昇と,グラム陰性桿菌の外膜成分であるLPS成分の存在を示している。さらにp.g陰性群とp.g陽性群に研究対象患者を振り分けフィブロスキャンとMREについて統計解析したところ,p.g陽性で肝硬度が高値を示している。また肝硬度3.4kPa未満を肝臓非線維化群,肝硬度3.4kPa以上を肝臓線維化群に研究対象患者を振り分け血液検査について統計解析したところ,血小板,AST,タイプ4コラーゲン7S,エンドトキシンに統計学的有意差を認めた。肝臓線維化群で肝機能マーカー,エンドトキシンが高値を示している。肝臓非線維化群と肝臓線維化群に研究対象患者を振り分け血清抗体価について統計解析したところ,P.g SU63,P.g FDC38,A.a SUNY67に1以上の抗体値で統計学的有意差を認めた。肝臓線維化群ではp.g血清抗体価が高値を示している。これらは医科における血液,生化学検査,画像解析と歯科における唾液検査,歯周病検査,血清抗体価検査にてNAFLDと歯周病の関連を示している。「p.g菌による感染が非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の肝硬度を進行させる」という研究成果の意義は従来の内科治療のみならず,歯科における歯周治療が消化器疾患への関与を示し,国民健康の維持増進に大きく寄与する。これらを基盤として,生活習慣病であるNAFLDが進行したNASH,さらに肝硬変への病態悪化に焦点を当て,歯周病の病態および歯周病原細菌がNAFLD,NASH発症に与える影響を詳細に明らかにすることが重要である。引き続き,対象患者数を増やす。蓄積した患者データから,歯周病重症度とNAFLD重症度の関連性について統計学的に検討する。さらに,「歯周病を伴うNAFLD患者に対する歯周治療によるNAFLDの改善効果」について継時的に調査する。引き続き,対象患者数を増やし一括解析を行っていく。蓄積した患者データから,口腔内所見とP.g菌の感染率や歯周病重症度とNAFLD重症度の関連性について統計学的に検討する。被験者のリクルートが当初予定より若干遅れたために次年度使用額が生じた。しかし、被験者は継続的に集まっており、次年度は今年度の経費を追加していくことで対応可能と考えている。予想に対して被験者数および検査検体数が伸びなかったために次年度使用額が生じた。
受容体間ヘテロ多量体形成:大腸菌でのランダム変異と共鳴エネルギー転移の応用

現在臨床で用いられている多くの薬のターゲットであるGタンパク質共役型受容体は、多量体で機能するという報告が活発になされている。生体内で機能する詳細なメカニズムを解明する上で、多量体形成インターフェイスの特定は重要である。前々年度は、Gタンパク質共役型受容体の一つであるA_1アデノシン受容体の多量体形成インターフェイスは4番目と5番目の細胞膜貫通領域に存在すると予想し、そこに含まれる4つのアミノ酸残基に関する部位特異的突然変異体を用いて免疫沈降を行ったが、予想に反して多量体形成に大きな変化は見られなかった。一方、変異体のリガンド結合はほぼ完全に消失するという興味深い結果を得たので、昨年度はそれらの結果をまとめて雑誌に投稿した。更に、査読者の指摘に従って、結果を再確認する実験を行った。すなわち、免疫沈降は界面活性剤により細胞膜を可溶化した状態で行うので、より自然な状態での多量体形成を測定するため、BRET(生体発光共鳴エネルギー転移)実験により、昨年度の結果を確認する結果を得た。また、変異体の細胞膜での発現は免疫染色し、共焦点顕微鏡による観察で確認していたが、細胞外領域のシステインをビオチン化し、ストレプトアビジンビーズにより細胞膜に存在するA_1受容体のみを単離する方法で、野性型と変異体で細胞膜移行に変化がないことも確認した。これらの確認実験により、昨年度立てた仮説をより強固に支持する証拠を得たので、再度論文にまとめて再投稿し、Joumal of Neurochemistryに掲載された。GPCRの二量体化については近年広く報告されているが、その分子メカニズム解明に不可欠な、ダイマー形成インターフェイスの特定は未だ研究途上である。結晶構造が明らかになっているロドプシンと、A_3アデノシン受容体では、TM(膜貫通領域)4とTM5がダイマーインターフェイスであるという、モデルが提唱されている。本研究では、アデノシン受容体のサブタイプの一つであるA_1受容体でも、TM4と5がダイマー化に関わっている可能性があると考え、変異体の作製によりその解明を試みた。ロドプシンの結晶構造と、A_1受容体との相同性から、TM4とTM5の4ケ所の残基がダイマーインターフェイスであると予想し、それら4残基全てをAlaに置換した変異体を作製した。しかし、免疫沈降により、変異体のダイマー形成率は、野生型に比べて減少しないことが明らかになった。ただし、リガンド結合に関しては、アゴニスト・アンタゴニスト結合とも、ほとんど見られなくなった。4残基を一つずつ変異させた変異体を作製した結果、リガンド結合に重要なのは、TM4で最も保存性の高い、Trp132であることが明らかになった。共焦点顕微鏡観察により、このリガンド結合の消失は、膜移行の欠陥によるものではないことがわかった。分子モデリングにより、Trp132は、リガンドに近いTM3とTM5の4つの残基と近接しており、互いに直接結合している可能性が示唆された。Trp132をAlaに置換させると、それらの残基との距離が長くなり、結合できなくなると考えられる。つまり、Trp132は、リガンド結合部位のあるTM3とTM5を支える役割があり、変異させるとTM3とTM5の位置がゆらぎ、リガンド結合が妨げられたものと考えられた。本研究により、TM4の保存性の高いTrpとリガンド結合の関係性が分子メカニズムとして初めて示された。多くの臨床薬のターゲットであるGタンパク質共役型受容体は、多量体で機能するという報告が活発になされている。生体内で機能する詳細なメカニズムを解明する上で、多量体形成インターフェイズの特定は重要である。前年度は、Gタンパク質共役型受容体の一つであるA_1アデノシン受容体の多量体形成インターフェイスは4番目と5番目の細胞膜貫通領域に存在すると予想し、そこに含まれる4つのアミノ酸残基に関する部位特異的突然変異体を用いて免疫沈降を行ったが、予想に反して多量体形成に大きな変化は見られなかった。一方、変異体のリガンド結合はほぼ完全に消失するという興味深い結果を得たので、今年度はそれらの結果をまとめて雑誌に投稿した。また、変異体の細胞膜での発現は免疫染色し、共焦点顕微鏡による観察で確認していたが、細胞外領域のシステインをビオチン化し、ストレプトアビジンビーズにより細胞膜に存在するA_1受容体のみを単離する方法で、野性型と変異体で細胞膜移行に変化がないととも確認した。これらの確認実験により、昨年度立てた仮説をより強固に支持する証拠を得たので、再度論文にまとめて再投稿した。前々年度は、Gタンパク質共役型受容体の一つであるA_1アデノシン受容体の多量体形成インターフェイスは4番目と5番目の細胞膜貫通領域に存在すると予想し、そこに含まれる4つのアミノ酸残基に関する部位

特異的突然変異体を用いて免疫沈降を行ったが、予想に反して多量体形成に大きな変化は見られなかった。一方、変異体のリガンド結合はほぼ完全に消失するという興味深い結果を得たので、昨年度はそれらの結果をまとめて雑誌に投稿した。更に、査読者の指摘に従って、結果を再確認する実験を行った。すなわち、免疫沈降は界面活性剤により細胞膜を可溶化した状態で行うので、より自然な状態での多量体形成を測定するため、BRET(生体発光共鳴エネルギー転移)実験により、昨年度の結果を確認する結果を得た。また、変異体の細胞膜での発現は免疫染色し、共焦点顕微鏡による観察で確認していたが、細胞外領域のシステインをビオチン化し、ストレプトアビジンビーズにより細胞膜に存在するA_1受容体のみを単離する方法で、野性型と変異体で細胞膜移行に変化がないことも確認した。これらの確認実験により、昨年度立てた仮説をより強固に支持する証拠を得たので、再度論文にまとめて再投稿し、Joumal of Neurochemistryに掲載された。
セルロースナノファイバーを用いた環境調和型石油・天然ガス増進回収技術の開発

石油・天然ガス資源の安定供給とそれらの開発に伴う環境問題の解決の両方に貢献するため、生分解性で安全なセルロースナノファイバー(CNF)懸濁液を石油・天然ガス増進回収法(EOGR)に用いる圧入流体とするための基礎研究を行った。その結果、CNF懸濁液は、他の増粘剤に比べて石油・天然ガス貯留岩石に対する圧入性は悪いものの、貯留岩に圧入することができれば圧入プロファイルモディフィケーションに適用して石油・天然ガスの増進回収を図ることが可能であることが分かった。そこで、CNFを直径1 μm以下のW/Oエマルションに内包させることで圧入性の改善を試みたところ、ベレア砂岩にも容易に圧入できた。室温10MPaの条件下で,1貯留層コアに対する圧入性評価、2貯留層コア内における粘性特性評価を実施し、3塩およびpHに対する耐久性評価、4分子動力学計算のためのCNFと塩水の分子モデルの構築を実施した。また,貯留層温度での予備実験を実施した。1貯留層コアに対する圧入性評価では,直径1インチ,長さ45mm,空気浸透率500mdレンジのベレア砂岩コアに対してCNF懸濁液を圧入し,コア上下流の差圧をモニタリングした。その結果,CNF懸濁液の圧入にともなって差圧が上昇し,コアの閉塞が進むことがわかった。また,ポリアクリルアミド(PAM),カルボキシメチルセルロース(CMC)の水溶液に比べて,差圧の上昇が早期に始まり,その上昇率も大きいことがわかった。したがって,2貯留層コア内における粘性特性評価ではベレア砂岩を用いず,反射式液面計にガラスビーズを詰めた可視化貯留層モデルを用いた。このモデルにCNF懸濁液を一定流量で流し,その時の差圧からダルシー則を用いて見かけ粘度を求めた。その結果,CNF懸濁液の流量が増加するにつれ見掛け粘度が低下する傾向が見られた。これは,流量が増加すると多孔質内でのせん断速度が大きくなり,懸濁液中のCNFの絡み合いが解れるためだと考えられる。3塩およびpHに対する耐久性評価では,純水系、塩水系(NaClおよびCaCl2)、pH311の範囲でCNF懸濁液の粘度測定を行った。その結果,塩濃度が高くなるほど粘度が低下し,pHも6以下になると急激に粘度が低下することが分かった。また,既存のグアガム、CMC、キサンタンガム、PAMに比べるとCNF懸濁液の耐塩性、耐pH性は低いことがわかった。4分子動力学計算のためのCNFと塩水の分子モデルの構築では,実際のCNFに合わせた分子モデルを構築すると分子が大きすぎシミュレーションができないことが分かった。計画では,平成27年度に室温10MPaの条件下で,1貯留層コアに対する圧入性評価、2貯留層コア内における粘性特性評価を実施し、3塩およびpHに対する耐久性評価、4分子動力学計算のためのCNFと塩水の分子モデルの構築を実施することとしており,研究実績の概要に記したとおり概ね計画どおりに進めることができた。しかし,CNF懸濁液の貯留層コアへの圧入性が低いことが判明したことから,次年度に計画していたCNF懸濁液によるポリマー攻法実験および止水実験の前に,CNF懸濁液の圧入性を向上させる必要がある。また,分子動力学計算のためのCNFと塩水の分子モデルの構築については,分子動力学計算を行えるモデルの構築は困難であることから,方針を変更する必要がある。一方,貯留層温度での予備実験を実施したところ,80°Cにおいて、CNF懸濁液の粘度は時間の経過とともに徐々に低下し、10日後には約半分となり,他の増粘剤と比較して中程度であることがわかった。さらに,135°Cで静置保存した場合、他の増粘剤は粘度を大幅に低下させるのに対してCNF懸濁液は逆にゲル化することがわかった。平成27年度の研究でCNF懸濁液のEOR効果が確認できたものの,CNF懸濁液の耐塩性および圧入性が低いことが判明した。そこで,平成28年度は紫外線照射およびセルロースの分解酵素(エンドグルカナーゼに分類されるセルラーゼ酵素)を用いてCNFの短繊維化することによりCNF懸濁液の圧入性を改善することを試みた。また,CNFの短繊維化の評価は粘度測定と透過型電子顕微鏡(TEM)の観察画像解析により実施した。さらに,短繊維化したCNF懸濁液を貯留岩の空隙と同等のメッシュサイズのフィルターを用いて圧入性の改善の確認をおこなった。その結果,70時間の紫外線照射でCNF懸濁液の粘度が元の25%程度まで低下するもののCNFの繊維長分布には顕著な変化がないこと,375時間照射したものはCNFの非晶領域の間隔と一致する100150 nmまで短繊維化することが確認できた。また,エンドグルカナーゼに分類されるセルラーゼ酵素を用いた場合も,反応時間を長くするにしたがってCNF懸濁液の粘度が低下し,TEM画像でもCNFの短繊維化が確認できた。得られた短繊維の長さはCNFの非晶領域の間隔におよそ一致していたことから,今回用いたエンドグルカナーゼに分類されるセルラーゼ酵素により非晶部が選択的に分解されたと考えられる。この結果は,既存研究の知見とも整合している。以上より,紫外線照射およびセルラーゼ酵素による反応で柔軟性を持ったCNFを得ることができた。

しかし,フィルター試験の結果,フィルター表面へのCNFの貼り付きが発生し,CNFの短繊維化だけでは圧入性の改善に至らないことがわかった。したがって,CNF懸濁液の圧入性を改善するための新たな方法を検討する必要があることがわかった。紫外線照射およびセルラーゼ酵素によって短繊維化したCNF懸濁液を用いて,貯留層コアに対する圧入性評価,塩およびpHに対する耐久性評価,貯留層コアに対するモビリティーコントロールを目的としたポリマー攻法実験とプロファイルモディフィケーションを目的とした止水実験を貯留層条件(120°C、10MPa程度の高温高圧下)で実施する予定であった。しかしながら,空隙構造が簡単なフィルターを使用した試験でCNF懸濁液の圧入性の改善が確認できなかったことから,上記の試験を見送り,圧入性を改善するための方法を検討することとした。平成27年度の研究でCNF懸濁液のEOR効果が確認できたが,CNF懸濁液の耐塩性および圧入性が低いことが判明したため,平成28年度は紫外線およびセルラーゼ酵素を用いてCNFを短繊維化して圧入性を改善することを試みた。しかし,CNF懸濁液の圧入性を改善することができなかった。このため,平成29年度は,石油貯留岩の空隙を十分に通過できると考えられる直径が1 μm以下のW/OエマルションにCNFを内包させることで,CNF懸濁液の良好な粘性特性を犠牲にするもののCNFどうしの絡み合いを防止して圧入性を改善することを試みた。n-ドデカン,0.2 wt%のCNF懸濁液,非イオン系界面活性剤,NaClaqの系において,界面活性剤の種類とNaCl水溶液の塩濃度を変えて上記W/Oエマルションの調整を試みた結果,界面活性剤に第一工業製薬性のNL-15とNoigenET-69を使用した場合,4000 mMの高濃度の塩水においても目的とするCNFを内包する直径1 μm以下のW/Oエマルションを調整することに成功した。また,フィルター試験を実施した結果,孔径が1 μmのフィルターにも目詰まりすることなく通過することを確認した。さらに,500 mMのNaCl水溶液で飽和した浸透率約300 mDのベレア砂岩にも圧入できることを確認した。加えて,60°Cに設定した恒温槽内に調整したW/Oエマルションを静置し,完全に分解されるまでの時間を計測したところ,塩濃度が高くなるほどその時間は短くなるものの,塩濃度が500 mMの場合,約1週間(168時間)安定していることが確認できた。本研究により,CNF懸濁液を環境調和型薬剤としてEORに適用できる可能性が広がったと考えらえる。石油・天然ガス資源の安定供給とそれらの開発に伴う環境問題の解決の両方に貢献するため、生分解性で安全なセルロースナノファイバー(CNF)懸濁液を石油・天然ガス増進回収法(EOGR)に用いる圧入流体とするための基礎研究を行った。その結果、CNF懸濁液は、他の増粘剤に比べて石油・天然ガス貯留岩石に対する圧入性は悪いものの、貯留岩に圧入することができれば圧入プロファイルモディフィケーションに適用して石油・天然ガスの増進回収を図ることが可能であることが分かった。そこで、CNFを直径1 μm以下のW/Oエマルションに内包させることで圧入性の改善を試みたところ、ベレア砂岩にも容易に圧入できた。CNF懸濁液の貯留層コアへの圧入性が低いことから,CNF懸濁液の圧入性を向上させる必要がある。そのために,同濃度のCNF懸濁液より粘度は低下するものの,紫外線照射あるいはセルロース分解酵素を用いた短繊維化処理を施しその効果について評価する方針である。
GISを用いた混合方言の形成要因の解明―山西省中部の方言接触地域を中心にー

本研究は当初の企画どおり、次のような成果が挙げられている。(1)山西省中部の3県・市におけるすべての村(643村)の音韻形式を調査し,音韻的特徴に基づいて20類にまとめた.(2)山西省中部における方言混合地帯は,声調面で如何に中原官話地域から影響を受けているかを解明し,発表した.(3)方言伝播の経路を左右する「交流度」の計算方法を開発し,その成果を公表した.(4)科研を中心とする研究会は12回実施、(5)研究成果の公表や国際交流の促進のための国際フォーラムは1回開催、(6)上記の調査結果を反映する『霊石高地方言解釈地図集』という本を出版企画中である。詳細は下記参照されたい。本研究の計画調書には「二年目には,地理データ及び人口・戸数データの収集を行うとともに,方言調査も継続して行う.一年目と同様に、混合方言調査班は霍州市、汾西県、霊石県の計643の村を対象として調査を行い,強勢方言調査班は並州方言区と汾河方言区を対象として調査を行う.総括的研究担当者(沈)は、NASAのホームページからダウンロードした地形データと現地で収集した地理・人口データを3DEMやIDRISI等のソフトウェアで処理し,混合方言地域の地形図を作成する.」と書いてある.24年度の研究成果を先に言えば,当初計画通りになっているといえる.1.混合方言調査班は霍州市、汾西県、霊石県の計643の村を対象として調査を行い、電子データとして整理している.2.科研代表者はGISを利用して,山西省中部の地形と人口データを入手し,分析した結果,人口密度と徒歩コストは方言伝播の重要な要素であることをあきらかにした.3.強勢方言調査班は並州方言区と汾河方言区を対象として調査を行い,さらに,十数か所の方言データを電子化している.本研究は当初の企画どおり、次のような成果が挙げられている。申請者(沈)は、昨年度の一連の研究で晋語と中原官話の接触地帯においてどちらの強勢方言にも属さない混合方言地域を発見している。今年度では、GISという情報科学の技術を取り入れ、これまでの研究を発展させる形で、混合方言の音韻的特徴およびその成立要因を明らかにすることを目指してきた。今年度の主要成果として挙げられるのは,3つである.1つは,中野尚美・川崎廣吉・沈力(2013)「GISを用いた言語伝播の推定ー交流度計算方法の再検討ー」『文化情報学』(同志社大学文化情報学会)である.本論文では,先行研究で申請者(沈)によって提案されている交流度の計算方法をさらに厳密化するということである.もう一つの成果は,沈力(2013, 7,14)「南北方言データから読み取る「着」の文法化過程ー持続と完了を中心にー」(中日理論言語学国際フォーラム2013,於同志社大学今出川キャンパス)である.この研究では,南方方言と北方方言の間にも伝播の可能性が含まれることを主張している.最後に,研究成果の公表や国際交流の促進のための国際フォーラムを2013年7月14日に開催したということである.午前の部「地理方言学研究の展望」と題したシンポジウムでは、喬全生氏、馮良珍氏、大西拓一郎氏、岩田礼氏がそれぞれ興味深い研究発表をおこなった。全体質疑の時間には、コメンテーターからも会場からもコメントや質問が続出し、活発な意見交換がおこなわれた。午後の部は「方言文法の行方」と「資源としての方言」と題し、5件の研究発表がおこなわれ,佐々木冠氏・當山奈那氏(共同発表)、井上優氏、遠藤雅裕氏、定延利之氏・河崎みゆき氏(共同発表)、沈力(本科研代表者)がそれぞれの研究成果を発表された。本研究では、山西省南部で話されている中原官話と山西省中部で話されている晋語の接触地域にみられる「混合方言」の生態を解明するものである。本研究は、当該地域の地理情報と言語情報を村単位で調査・記述したうえで、比較言語学的な手法と地理情報システム(GIS)という情報科学の技術を組み合わせ、当該地域の方言が持つ混合性を解明することを目的とする。23年度には、混合方言が独自の特徴と二つの強勢方言の特徴を併せ持つ原因を明らかにするため、汾河方言区と並州方言区の間に対立が見られ、Karlgren(1915)、王力(2008)によって祖形が再構成されている5つの調査項目を設定し、山西省地方政府の支持を取りつけながら、方言接触地域において方言調査を行った(旅費・謝礼執行)。

そのなかで、5つの調査項目から、方言伝播によって作られている霊石高地の堆積岩式特徴が明らかにされた。この研究の成果は、「用GIS手段解読混合方言的成因ー以霊石高地為例(GISによる混合方言の成立要因へのアプローチー霊石高地を中心に)」(『言語教学与研究』)で公開されている。さらに、声調について、中古音韻は「古四声×2(陰陽対立)」の8声調体制であったが、並州方言区は陰陽対立の衰退、汾河方言区は古四声の衰退が進んでいることが明らかにされている。この研究成果は、「山西回廊における入声変化の解明ー地理情報科学の方法を利用してー」(藤代節編『ユーラシア諸言語の動態(II)ー多重言語使用域の言語ー』)で公開されている。一方、音韻分析だけではなく、文法分析や調査を行った。文法調査の成果は「山西話的"持続"与"進行"」(日本中国語学会第61回全国大会シンポジウム:「漢語北方話的進行持続体」)で公表されている。その他に、方言解明と関連する理論的研究も多く発表されている。(下記業績参照)調査面山西大学言語科学研究所の教員と大学院生たちの強力な支持を得て,当初の計画以上に言語データを入手することができた.すなわち「人海戦術」が功を奏したといえるかもしれない.理論面中国社会科学院侯精一教授と協議し,GISに基づく言語伝播の地図を作成することに合意した.さらに,漢語の入声の消失が音節の長短によって左右されることを明らかにしたことは,当初の計画では予想しなかったことである.この成果は伝統的漢語研究の手法と科学としての言語学の手法との結び付きによってもたらされたものであると考えられる.理由1、本研究はもともと三年間をかけて二大強勢方言(晋語の並州方言区と中原官話の汾河方言区)の間に挟まれた霍州市、汾西県、霊石県のすべての村々(合計643村)の方言を調査する予定でしたが、1年間で624地点完成した。理由2、中古音韻の再建祖形を根拠に、当該地域の混合方言が、声調の面では中古音韻の8声調体制(実際7声調)を維持していながら、音素配列の面では2つの強勢方言から強い影響を受けている原因を解明することを目標としていたが、この一年で分析の成果を出して公開している。今後の予定1.2013年7月に,国際会議を開き,本科研の成果を内外に公表する予定である.この会議で中国人方言学者と日本人方言学者の交流を促進する一方,方言研究の展望について議論を展開する予定である.2.言語伝播の事実を反映するような,従来と異なるタイプの方言地図を作成する予定である.この地図は生き物としての言葉の性質を反映するものになるだろうと考えられる.3.方言伝播をとらえるために,地理情報システムと歴史言語学との結びつきの方法をいかに開発していく予定である.霊石高地の三県におけるすべての村におけるデータを完全取得すると同時に、領域拡大して三県周辺地域を調査し、言語伝播の特徴をより正確に捉えることを目指す。1.7月に国際会議を行う予定なので,謝礼・旅費執行(300千円).名称:『中日理論言語学国際フォーラム2013』場所:同志社大学今出川キャンパス,寧静館5階会議室午前の部:シンポジウム「地理方言学研究の展望」(司会:沈力)喬全生(山西大学),馮良珍(山西大学)大西拓一郎(国立国語研究所),岩田礼(金沢大学)午後の部:研究発表1「方言文法の行方」(司会:星英仁)佐々木冠(札幌学院大学),井上優(麗澤大学)遠藤雅裕(中央大学)研究発表2「資源としての方言」(司会:李長波)定延利之(神戸大学)・河崎みゆき(華中科技大学)沈力(同志社大学)2.いままで不十分であった方言データを補足収集する.謝礼執行(200千円)
中空糸膜分離活性汚泥法の大規模下水処理場への応用

チューブラ型モジュール,ループ状中空糸膜,平膜固定タイプ,自由タイプの4種類を直接比較することにより,浸漬型膜分離活性汚泥法において,ファウリングによる性能変化が少なく,長期間安定して運転を行えるモジュールタイプの選定を目指した.エアレーションタンクは塩化ビニール製直方体(400×400×800mm)で有効容積は115Lである.中空糸膜モジュールは,中空糸をループ状にし,末端をまとめたものである.チューブラ-タイプは,気泡が通るように立てて設置した.平膜固定タイプは,四辺が塩ビ板によって固定された平膜を用いるのに対し,平膜自由タイプは,四隅を釣り糸で留めただけであり,膜が揺動するように設置した.実験は第1期と第2期に分れており,第1期では中空糸膜,チューブラ型,平膜固定,平膜自由タイプの4種類を,第2期では中空糸膜,平膜固定,平膜自由の3種類について実験を行った.なお平膜は,第1期と第2期で膜間を5.0cmから1.5cmに変えた.膜透過水は10分間運転5分間休止で間欠的に吸引を行った.膜透過流束は,中空糸膜の第1期,第2期およびチューブラ-型モジュールにおいて,実験開始直後から徐々に落ち始め,実験開始後40日目にはほとんど得られなくなった.平膜は固定,自由タイプとも膜間5cmの第1期より,膜間1.5cmの第2期の方が長期間安定して運転を行えた.これは,汚泥粘性の違いとも考えられるが,膜間隔の違いに起因しているものと推測できる.また両期間とも平膜自由タイプが最も優れていた.静水中で観測したところ,平膜自由タイプは,四辺の拘束がないため水中で湾曲し,水の流動により緩やかに揺動するため,気泡のあたる位置が常に変化し,付着汚泥の効果的剥離が行えるため,有効膜面積の減少が少なく,膜透過流量が最も優れた結果になった.チューブラ型モジュール,ループ状中空糸膜,平膜固定タイプ,自由タイプの4種類を直接比較することにより,浸漬型膜分離活性汚泥法において,ファウリングによる性能変化が少なく,長期間安定して運転を行えるモジュールタイプの選定を目指した.エアレーションタンクは塩化ビニール製直方体(400×400×800mm)で有効容積は115Lである.中空糸膜モジュールは,中空糸をループ状にし,末端をまとめたものである.チューブラ-タイプは,気泡が通るように立てて設置した.平膜固定タイプは,四辺が塩ビ板によって固定された平膜を用いるのに対し,平膜自由タイプは,四隅を釣り糸で留めただけであり,膜が揺動するように設置した.実験は第1期と第2期に分れており,第1期では中空糸膜,チューブラ型,平膜固定,平膜自由タイプの4種類を,第2期では中空糸膜,平膜固定,平膜自由の3種類について実験を行った.なお平膜は,第1期と第2期で膜間を5.0cmから1.5cmに変えた.膜透過水は10分間運転5分間休止で間欠的に吸引を行った.膜透過流束は,中空糸膜の第1期,第2期およびチューブラ-型モジュールにおいて,実験開始直後から徐々に落ち始め,実験開始後40日目にはほとんど得られなくなった.平膜は固定,自由タイプとも膜間5cmの第1期より,膜間1.5cmの第2期の方が長期間安定して運転を行えた.これは,汚泥粘性の違いとも考えられるが,膜間隔の違いに起因しているものと推測できる.また両期間とも平膜自由タイプが最も優れていた.静水中で観測したところ,平膜自由タイプは,四辺の拘束がないため水中で湾曲し,水の流動により緩やかに揺動するため,気泡のあたる位置が常に変化し,付着汚泥の効果的剥離が行えるため,有効膜面積の減少が少なく,膜透過流量が最も優れた結果になった.膜分離活性汚泥法において,中空糸膜を束ねたものを膜分離モジュールして用い,これを曝気槽内で揺動させ,エアレーションによる気泡上昇エネルギーを利用すれば,広大な膜面績がコンパクトな装置で得られ,電力の大幅な節約が可能になると考えられる.本年度は,各種中空糸膜モジュールと濾布モジュールを用い,本法に適するモジュール形状について検討した.エアレーションタンクは,400mm×400mm×400mmのアクリル製で,3種類の中空糸膜モジュール(ループ状2種類と織物状)と2種類の濾布モジュールを設置し,15分吸引15分停止のサイクルで運転した.MLSSの初期濃度は2000mg/L,容積負荷は1.5gCODcr/L/dayとした.中空糸膜モジュールの場合は,モジュール形状よりもエアレーションによる気泡との接触条件により,濾過抵抗の上昇は左右されることがわかった.濾布モジュールの場合は,常に高い透過液フラックスが得られた,空気逆洗を実施するとモジュールが破損し易いことがわかった.実験開始後MLSS濃度は約10000mg/Lとなったが,膜モジュールの表面にはゲル状物質が堆積した.混合液を遠心分離して上澄水を濃縮したところ半透明のゲル状物質が析出し,これらの細胞外ポリマー濃度の制御方法が,本法の成否の鍵を握っていることが示唆された.膜分離活性汚泥性に適した膜モジュールの開発を目的に、多種類のモジュールを用いて透過性能の比較実験を行った。

チユーブラー形UF膜、中空糸膜を束ねたもの、平膜を緩く固定し平行に並べたもの、平膜を枠に固定したものを平行に並べたものの4種類のモジュールを容積160Lのエアレーションタンク内に浸漬させ、モジュール下部よりエアレーションを行った。基質はペプトン、酢酸を中心としたものを用いた。チューブラー膜は実験開始後暫くして目詰まりを起こし、浸漬型分離活性汚泥法に適しないことが解った。その他では平膜自由形において高い透過流束が得られた。膜モジュールの透過性能をマクロに評価する無次元量(透過流量効率係数および除去粒子体積時間)を用いて解析した結果、中空糸膜を束ねたタイプのモジュールが平膜タイプのものより優れていることが示された。これは単位体積当りの膜面積が大きいことが、透過流束の小ささを補って余りあることによると考えられた。膜の目詰まり物質について実験的に検討を加えた結果、多価金属イオン(特にマグネシウムイオンおよび鉄イオン)が細胞外ポリマーをゲル化させ、この蓄積が膜の目詰まりに影響を与えるのではないかと推定された。また、流入基質中の窒素源が無機塩である場合、これが有機物である場合よりも膜の目詰まりの進行が速いことが示された。チューブラ型モジュール,ループ状中空糸膜,平膜固定タイプ,自由タイプの4種類を直接比較することにより,浸漬型膜分離活性汚泥法において,フアウリングによる性能変化が少なく,長期間安定して運転を行えるモジュールタイプの選定を目指した。エアレーションタンクは塩化ビニール製直方体(400×400×800mm)で有効容積は115Lである。中空糸膜モジュールは,中空糸をループ状にし,末端をまとめたものである。チューブラ-タイプは,気泡が通るように立てて設置した。平膜固定タイプは,四辺が塩ビ板によって固定された平膜を用いるのに対し,平膜自由タイプは,四隅を釣り糸で留めただけであり,膜が揺動するように設置した。実験は第1期と第2期に分かれており,第1期では中空糸膜,チューブラ型,平膜固定,平膜自由タイプの4種類を,第2期は中空糸膜,平膜固定,平膜自由の3種類について実験を行った。なお平膜は,第1期と第2期で膜間5.0cmから1.5cmに変えた。膜透過水は10分間運転5分間休止で間欠的に吸引を行った。膜透過流束は、中空糸膜の第1期,第2期およびチューブラ-型モジュールにおいて,実験開始直後から徐々に落ち始め,実験開始後40日目にはほとんど得られなくなった。平膜は固定,自由タイプとも膜間5cmの第1期より,膜間1.5cmの第2期の方が長期安定して運転を行えた。これは、汚泥粘性の違いとも考えられるが,膜間隔の違いに起因しているものと推測できる。また両期間とも平膜自由タイプが最も優れていた。静水中で観測したところ,平膜自由タイプは、四辺の拘束がないため水中で湾曲し,水の流動により緩やかに揺動するため,気泡のあたる位置が常に変化し,付着汚泥の効果的剥離が行えるため,有効膜面積の減少が少なく,膜透過流量が最も優れた結果になった。