hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機分子－無機分子融合超分子ヒドロゲルの創製

既存の高分子ゲルを用いた電気泳動と比較したとき、実用性の面では改善すべき点は多々あるものの、新規性の高い研究を達成できたことは意義のあることであると自己評価している。24年度が最終年度であるため、記入しない。超分子ヒドロゲルを用いた電気泳動法においては、高分子ゲルを用いた電気泳動と比較してゲル担体の価格、及び分離能において問題点を有する。そこで、今後はより合成が容易な分子を用いた超分子ヒドロゲルを用い、かつ超分子ヒドロゲル特有の分離パターンと高い分離能を持った電気泳動法の開発へと研究を展開する。また、超分子ヒドロゲルを用いた細胞貯蔵など、応用面を意識した新規な材料開発を継続して実施する。
細菌細胞壁構築成分による骨過形成反応の誘導

バッファローラットの足蹠に,各種細菌の全菌体や細胞壁成分を流動パラフィンに混じて注射(1回投与)し,その後カリパ-にて経時的に注射局所の腫張を測定した。骨形成の認められたバッファローラットに関しては,適宜,病変部位の軟X線写真撮影ならびに病理組織標本を作製してヘマトキシリン・エオジン染色を行って鏡検した。その結果,供試した標品の中で結核菌菌体と細胞壁ならびにwaxDが注射局所の持続的腫張(炎症)を惹起した。Nocardia属を含め,他菌種の菌体やペプチドグリカン,リポ多糖(LPS)さらに結核菌のコードファクターには,そのような活性は認めされなかった。WaxDによる病変部の病理組織学的所見として,1-2週目までは皮下組織に限局した炎症巣が認められ骨形成がみられた。3週目では炎症が急性憎悪し骨にも好中球を主体とする炎症細胞浸潤,すなわち骨髄炎様の炎症がみられ,骨形成が骨膜全体に認められた。その後も炎症が持続し最終的に骨の再構築(リモデリング)が起った。ちなみにバッファローラットに結核菌菌体やwaxDをフロイントアジュバンドに混じて油中水滴乳剤(w/o)として注射した場合の骨形成誘導活性は少なかった。今後,顎放線菌症等の感染症に伴う骨の過形成やBMP(bone morphogenic protein)との関連性も考慮して,本反応に関与している因子を追求して発症のメカニズムを明らかにしたいと考えている。
アミロイドβ蛋白の分泌におけるカルパイン-カルパスタチン系の関与

アルツハイマー病(AD)の患者脳にはアミロイドβ蛋白(Aβ)が沈着しており、ADの発症と密接な関連があると考えられている。Aβはアミノ酸残基数約700の膜蛋白であるβ-アミロイド前駆体蛋白(APP)から産生され、C末側アミノ酸が40番目のバリンで終わるAβ40と、さらに2残基長いAβ42の2分子種が存在することが知られている。過去の研究結果はAβの脳組織への沈着にはAβ42が中心的役割を果たしていることを示唆しており、Aβ42の産生抑制がADの治療に結びつく可能性が指摘されている。しかしながら、APPからのAβ産生機構や細胞内産生部位は現在のところ不明である。本研究は、Aβの細胞内産生部位をAβ40とAβ42を別個に検出することができる鋭敏なELISA法を用いて同定することを試みたものである。実験にはAPPを遺伝子導入した培養細胞を用いた。まず、培地中に小胞体からゴルジ装置への膜輸送を阻害するブレフェルディンAを添加すると、Aβ42のみが細胞内に蓄積し、Aβ40は検出できなかった。次に、ゴルジ装置内の膜輸送を阻害するモネンシンの添加ではAβ40、Aβ42のいずれもが細胞内に蓄積された。これらの結果はAβ40はゴルジ装置内で、Aβ42は小胞体とゴルジ装置の両者で産生されている可能性を示唆している。ADの病因遺伝子のひとつであるプレセニリンは小胞体とゴルジ装置に分布し、そのアミノ酸置換によってAβ42の産生が特異的に上昇することが知られている。プレセニリンの存在部位と今回判明したAβ42の産生部位とが同じであったことは、両者が小胞体を中心とした部位で関連しあっていることを強く示唆している。
超高圧実験による地球深部の構造とダイナミクスの研究

MgSiO_4ーFe_2SiO_4系のオリビンースピネル転移、ポストスピネル転移の相平衡図の決定版を作成した。マントル中のスピネルは4km以下の深さ幅でペロフスカイト(Pv)相と岩塩型酸化物(Mw)に分解して、地震学的に鋭い650km不連続を生じさせることが明らかにたった。この相図から上部マントルの標準温度分布を決定するとともに沈み込むスラブのダイナミクスを検討した。その結果、スラブ中の2重地震面と400km以深の発震機構が明らかにされ、700km以深での急激な地震発生の消滅はPvとMwの細粒の集合体が示す超塑性に起因することが示された。MgCO_3ーMgSiO_3系の高圧下での相平衡、融解関係を決定し、140km以深ではCO_2はMgCO_3としてマントル中に固定され、火成活動がその解放の唯一の機構であることが明らかになった。さらに、高温高圧下でのH_2O相へのCO_2の融解度の決定が行われ、サブダクション過程を含めたCO_2の循環が検討された。下部マントル物質の融解関係を決定した。MgSiO_3Pvは23GPaでは約2500°Cで一致融解し、25゚/GPaの正の勾配をもつことが明らかになった。MgOーFeOーSiO_2系のMgに富む組成での融解はMwとPvの共融関係で表され、初生液の組成が上部マントル下部のものよりSiO_2に富み圧力と共にこの傾向が促進されることが判明した。鉄ーけい酸塩系の融解実験を行いSiO_2の溶融鉄への溶解が15GPaからはじまり圧力の増大によって促進されることが定量的に明らかになった。また、中心核中の熱源として注目されるKの溶融鉄への溶融が観られた。このような実験結果をもとにマントルー中心核の分離による化学組成の変動、中心核の軽元素、地球冷却に伴う中心核の進化についての検討を行った。(1)Mg_2SiO_4ーFe_2SiO_4系のおけるオリビンー変形スピネルースピネル転移およびスピネル相の分解反応について精密相平衡図が製作された。これらの結果から、上部・下部マントルを隔てる650km不連続はMgに富むペロフスカイト相の安定化によって特徴ずけられることが定量的に明らかになり、この深さの温度が約1600°Cと特定されマントル遷移層の温度分布が推定された。相平衡関係を基に沈み込むプレ-トの力学的安定性が検討され、プレ-トの地震学的二重構造、沈み込みの下限、地震発生の下限を説明するモデルが製作された。(2)MgSiO_3ペロフスカイトの生成エンタルピ-が測定され、この物質を生成する反応曲線が計算された、その結果は実験的に決定されたものと調和的である。(3)MgOーSiO_2ーCO_2系の固相相平衡、融解実験が行われた。MgCO_3(マグネサイト)が下部マントル条件下まで安定に存在することが明らかにされ、この物質がマントル中のCO_2成分の主要なポスト相である可能性が示された。

また、上部マントルにおけるマグマティズムに対するCO_2成分の効果が明らかにされ、CO_2のマントル・地殼からの脱出の機構が検討された。(4)Feーけい酸塩系、FeーSーけい酸塩系について融解実験が進行中であり、融解金属とけい酸塩の間の元素分配が調べられている。(5)焼結ダイヤモンド材を使用した圧力発生装置の改良を進めている。MgSiO_3ペロフスカイト(Pv)の融解実験が行われ、この物質か、23GPaでは約2500°Cで一致溶融し、融解曲線か25/GPaの小さな正の勾配をもつことが明らかになった。さらにMgOーFeOーSiO_2系について下部マントル条件下(P>24GPa)での融解実験を行った。その結果、マントル組成のリキダス相は(Mg Fe)Oマグネシオブスタイトであること、初生液の組成が上部マントル下部で生成される液よりSiO_2成分に富み、圧力とともにこの傾向が促進されることが判明した。さらに高圧下では、Pvが不一致溶融する可能性が示された。鉄ーけい酸塩系の融解実験が24GPaで行われ、溶融鉄中へのSi、Oの溶け込みが観察された。特にシリケ-トメルトと共存する溶融鉄には3%以上のSiが認めれれた。この結果はSi、Oが中心核の主要な軽元素であること、核形成がマントル組成にも重大な影響を与えた可能性を示唆する。CO_2成分の大気とマントル深部の間の循環が検討された。140Km以深ではCO_2は実際上揮発成分としての振るまいを示さずMgCO_3(マグネサイト)としてマントル中に貯えられて、火成活動に伴って徐々に大気中に放出されていることが明らかになった。また、サブダクションの際にはCO_2はH_2Oなどと流体相の形でスラブから抜けていくものとみなされ、高温高圧下での液相中へのCO_2の溶解度の決定が行われた。我々のもとで作成されたオリビン-スピネル転移、ポストスピネル転移についての詳細な相平衡図をもとに、沈み込むスラブのダイナミクスが検討された。その結果、スラブ中の2重地震面や400km以深で発生する地震の機構が解明されるとともに、700km以深での急激な地震発生の消滅はポストスピネル転移の結果スラブが“超塑性"と呼ばれる変形機構に支配されることに起因することが明らかなった。前年度に引き続き、初期地球においてマグマオ-シャン中で生じた中心核の分離過程の実験的シミュレ-ションが行われた。高温高圧下での溶融鉄と融解けい酸塩の間のSi分配を、純鉄とMgSiO_3または(Mg_<0.9>Fe_<0.1>)_2SiO_4の混合物を出発物質として25GPaまで系統的に調べられた。また、従来から中心核の熱源としての重要性が指摘されていたKの挙動を純鉄とKAlSi_3O_8を出発物質にして26GPa、2500°Cで検討した。その結果、Siの溶融鉄への溶解は15GPa程度の圧力で認められ圧力とともに増大することが明らかになった。すなわち融解けい酸塩と溶融鉄との間のSiの分配係数は27(15GPa)から6(26GPa)に減少すること、また分配係数の値は、融解けい酸塩の組成にあまり依存しないことが判明した。この結果を外挿すると1000km程度の深さのマグマオ-シャンの底では始源核物質に20%程度のSiが取り込まれ、コンドライト的なマントル組成がペリドタイト的なものに変わり得ることが示された。以上の結果をもとにして、中心核の進化とマントル最下部に存在するD"層の構成についてのモデルを提案した。Kについては溶融鉄中に最大の0.7%の存在が認められ融解けい酸塩との間の分配係数は48程度と見積られた。この値から推定される中心核のKの存在量は約5ppmであり、現在の発熱量は3×10^<10>W程度と見積られる。沈み込むスラブの下部マントルにおける力学的モデルを実験的に明らかにするためMn_2TiO_4から生ずるMnOとMnTiO_3の混合物について粒成長と流動特性を調べた。
cBN/hBN混相ナノ結晶窒化ホウ素膜の形成による難加工材用金型の開発

鍛造用金型のチタン系材料等に対する耐焼付き性向上を目的とした低コストかつ汎用性の高い熱フィラメント化学気相成長(HFCVD)法による高強度かつ高潤滑性の窒化ホウ素(BN)ナノ積層膜の形成を試みた。今年度は以下の項目を実施した。1.昨年度成功したhBN/SiCナノ積層膜(計400層)を実際の金型材料であるWC基板材料の上に製膜し、膜の機械特性およびトライボロジー特性をナノインデンテーションとボールオンディスクなどで評価した。また、hBNとSiCの膜厚を変えることにより、硬さ、潤滑性をある程度制御できることが分かった。2.マイクロ精密鍛造での効果を評価するために、チタン棒材を鍛造するための半円筒形状金型を製作し、金型表面にhBN/SiCナノ積層膜を製膜した。協力企業である株式会社シャルマンに評価試験を依頼し、眼鏡や医療部品に使用するチタン材を用いた鍛造評価試験を行った。従来の金型では、数回で金型表面にチタンが凝着するのに対して、本ナノ積層膜コーティング金型の場合は100回以上試験しても、金型表面に変化が見られず、チタンの凝着も見受けられないことが分かり、チタン材の鍛造において、耐焼付き性が大幅に向上したことが分かった。3.チタン材などへの耐焼付き性に優れたhBN/SiCナノ積層膜を加工条件に応じて設計するために、hBNとSiCの膜厚がトライボロジー特性に及ぼす影響を評価し、膜の硬さ、潤滑性の設計指針を示した。薄膜組成をcBN/hBNからhBN/SiCに変更し、より安定した膜生成を可能にし、さらに得られたナノ積層膜の成膜プロセス最適化により、優れた機械特性およびトライボロジー特性の膜を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は医療用チタン材料のマイクロフォーミング金型に実耐久性と安定した低摩擦摺動を両立する立方晶/六方晶混合相ナノ結晶窒化ホウ素膜形成プロセスを確立することを目的とし、今年度は以下の項目を実施した。(1) cBN/hBNの混合相ナノ結晶膜形成のために熱フィラメントCVD(HFCVD)プロセスに用いるフィラメント表面構造パターン形成を行った。Taフィラメント表面にマスキングした後、ダイヤモンド粒子を含む溶液を吹付け、真空チャンバーで熱処理することで、フィラメント表面に適当な間隔を有するマイクロオーダーの突起パターンを形成した。マスキングの形状寸法を変化させることで、フィラメント表面にダイヤモンド粒子パターンの面積や間隔を制御できた。(2)テクスチャードフィラメントの創製とその後のBN成膜プロセスを同一チャンバー内での処理を可能とし、かつALDによる前駆体およびプロセスガスの逐次フロー制御機能を有する成膜装置を設計・製作を行った。前工程で、テクスチャードフィラメントの熱処理を可能にしたこと、さらに最大温度1000°Cで基板を加熱できるようにしたこと、また、バイアス電圧を付加することにより、成膜時熱電子エミッションを与えることを可能にした高機能なHFCVD装置を完成した。(3)テクスチャードフィラメントを用いて、BN成膜を行った。フィラメント温度、フィラメント基板間距離、前駆体ガス流量およびアンモニアガス流量比、プロセス圧力を成膜パラメータとした。また、成膜後の膜分析として、FT-IR分析、SEM-EDX組成分析、TEMによる結晶組成観察を行った。FT-IRやSEM-EDX分析の結果から、従来のBN膜と比較して、hBNに対するcBNの比率が向上したことが分かった。また、TEM観察の結果から、多くのBN結晶が観察され、膜の結晶性が向上した。新たに開発した装置およびテクスチャードフィラメントを導入することにより、確実に成膜プロセスの性能が向上した。得られたBN膜の結晶性やcBN/hBNの比率などの評価パラメータに関しても、従来のものより改善された。後は各種プロセスパラメータの最適化を図り、目標であるBNナノ結晶相パターンおよびその膜成長過程を制御することを実現できれば、実用化に近づくと思われ、ほぼ当初の計画通りに進んでいる.鍛造用金型のチタン系材料等に対する耐焼付き性向上を目的とした低コストかつ汎用性の高い熱フィラメント化学気相成長(HFCVD)法による高強度かつ高潤滑性の窒化ホウ素(BN)ナノ積層膜の形成を試みた。1)昨年度完成したALD成膜が可能なHFCVD装置を用いて、より低温かつ高いレートで成膜が可能な条件でhBNとSiCを数nm厚さで交互に成膜するナノ積層膜の創製を行った。シーケンサーでそれぞれの膜成長に必要な前駆体ガスを交互に導入し、数nm厚さで交互に積層するナノ積層膜の創製に成功した。当初提案したcBNとhBNとの積層の代わりにhBNとSiC膜に変更した理由として、SiC膜のほうがより低い温度(800°C程度)かつ高い成膜レードで成膜が可能であること、またSiCはcBNと同じ立方晶の構造をしていることで高強度を有することが挙げられる。鍛造用金型表面保護膜として、高い面圧への耐久性、基板との高い接着性、チタンへの耐凝着性を総合的に満足するために、hBN/SiC積層膜のプロセス条件を制御し、膜構造の最適化を図った。2)シリコン基板に製膜したhBN/SiCナノ積層膜(計400層)に対して、膜の機械特性を評価した。

ナノインデンテーション試験により、膜のヤング率、硬さの評価を行った。ボールオンディスク試験により、膜に対するチタン材などの摺動摩擦特性を評価し、さらにチタン材のピンを用いた直線摺動試験により、耐凝着性評価を行った。また、高分解能TEMを用いて、膜の構造分析を行った。hBNとSiCを適切な厚さに制御することにより、高い面圧への耐久性かつチタンへの耐凝着性を満足することが可能であることが分かった。また、その場合の膜構造は、高分解能TEMの分析結果より、hBN/SiCナノ積層膜がそれぞれ2、3nm程度の厚さで交互積層されていることが分かった。新たに開発した装置を用いて、確実に成膜プロセスの性能が向上した。また、組成をcBN/hBNからhBN/SiCに変更したことにより、より安定した膜生成を可能にし、得られたナノ積層膜の成膜プロセス最適化により、優れた機械特性およびトライボロジー特性の膜を得ることができた。チタン材の鍛造に耐えうる高い面圧への耐久性かつチタンへの耐凝着性を満足する膜が実現可能であることが分かった。今後、実金型に製膜し、実鍛造試験での評価によりその実用性を実証できれば、実用化に近づくと思われ、ほぼ当初の計画通りに進んでいる。鍛造用金型のチタン系材料等に対する耐焼付き性向上を目的とした低コストかつ汎用性の高い熱フィラメント化学気相成長(HFCVD)法による高強度かつ高潤滑性の窒化ホウ素(BN)ナノ積層膜の形成を試みた。今年度は以下の項目を実施した。1.昨年度成功したhBN/SiCナノ積層膜(計400層)を実際の金型材料であるWC基板材料の上に製膜し、膜の機械特性およびトライボロジー特性をナノインデンテーションとボールオンディスクなどで評価した。また、hBNとSiCの膜厚を変えることにより、硬さ、潤滑性をある程度制御できることが分かった。2.マイクロ精密鍛造での効果を評価するために、チタン棒材を鍛造するための半円筒形状金型を製作し、金型表面にhBN/SiCナノ積層膜を製膜した。協力企業である株式会社シャルマンに評価試験を依頼し、眼鏡や医療部品に使用するチタン材を用いた鍛造評価試験を行った。従来の金型では、数回で金型表面にチタンが凝着するのに対して、本ナノ積層膜コーティング金型の場合は100回以上試験しても、金型表面に変化が見られず、チタンの凝着も見受けられないことが分かり、チタン材の鍛造において、耐焼付き性が大幅に向上したことが分かった。3.チタン材などへの耐焼付き性に優れたhBN/SiCナノ積層膜を加工条件に応じて設計するために、hBNとSiCの膜厚がトライボロジー特性に及ぼす影響を評価し、膜の硬さ、潤滑性の設計指針を示した。薄膜組成をcBN/hBNからhBN/SiCに変更し、より安定した膜生成を可能にし、さらに得られたナノ積層膜の成膜プロセス最適化により、優れた機械特性およびトライボロジー特性の膜を得ることができた。今後の研究推進方策として、当初の計画通りに、まずは各種プロセスパラメータがBN薄膜における結晶相の体積比に及ぼす影響を詳細に検証し、より低エネルギーでcBN形成が可能な前駆体ガスの開発を行い、これと併せて反応性ガスやパージガスの選択やその供給パルス時間の調整を行う。
リグニンの低分子化によるバイオマス変換前処理の研究

木材・竹・バガスの主体であるリグノセルロースを酵素・酵母により液体燃料に変換するときに必要な前処理法がどのようなメカニズムによりリグノセルロースを活性化するのかを明らかにすることを目的とした.〔1〕マイクロ波照射によるリグノセルース前処理(越島哲夫):マイクロ波過熱により生成する細孔の大いさと量の変化が190°C以上で著しく,特に35110〓径の細孔量の増大がリグノセルロースの活性化をもたらし,セルラーゼにるよ糖化率と直接関連をもつことを明らかにした.この大いさは酵素セルラーゼの直径に略相当する.〔2〕遺伝子工学的に育種された担子菌による脱リグニン(桑原正章)÷Phanerachaete chysosporiuinをUV照射し,高濃度チッ素存在下でもリグニン分解酵素ペルオキシダーゼを生産する変異株MA-4を誘導した.この株を親株酵素と異るアイソザイムを生産した.また,リグニンペルオキシダーゼ遺伝子を親株の染色体DNAからクローニングレその塩基配列を決定した.〔3〕爆砕によるリグノセルロース前処理(沢田達郎):爆砕のリグノセルロースに与える効果を明らかにするため,カラマツとユーカリにつき,蒸気圧と分離される木材成分量,蒸気圧とアルコール生成量の関係をしらべた.つぎに省エネルギー型爆砕装置のため,蒸煮によるチップ温度と含水量の変化を検討した結果,チップ蒸煮中の熱と水分の同時移動が明らかになった.〔4〕加溶媒分解による脱リグニンとリグニンの液体燃料化(笹谷宜志):木材主要成分の省エネルギー的分別法を種々の有機溶媒-水系を用いる加溶媒分解法により検討した.クレゾール・水(7:3), n-プロビルアルコール・水系では180°Cで80-96%の脱リグニンがみられた.有機スルホン酸を少量加えると脱リグニン温度を低下させ,酢酢・水(9:1)では常圧脱リグニンが可能となった.木材・竹・バガスの主体であるリグノセルロースを酵素・酵母により液体燃料に変換するときに必要な前処理法がどのようなメカニズムによりリグノセルロースを活性化するのかを明らかにすることを目的とした.〔1〕マイクロ波照射によるリグノセルース前処理(越島哲夫):マイクロ波過熱により生成する細孔の大いさと量の変化が190°C以上で著しく,特に35110〓径の細孔量の増大がリグノセルロースの活性化をもたらし,セルラーゼにるよ糖化率と直接関連をもつことを明らかにした.この大いさは酵素セルラーゼの直径に略相当する.〔2〕遺伝子工学的に育種された担子菌による脱リグニン(桑原正章)÷Phanerachaete chysosporiuinをUV照射し,高濃度チッ素存在下でもリグニン分解酵素ペルオキシダーゼを生産する変異株MA-4を誘導した.この株を親株酵素と異るアイソザイムを生産した.また,リグニンペルオキシダーゼ遺伝子を親株の染色体DNAからクローニングレその塩基配列を決定した.〔3〕爆砕によるリグノセルロース前処理(沢田達郎):爆砕のリグノセルロースに与える効果を明らかにするため,カラマツとユーカリにつき,蒸気圧と分離される木材成分量,蒸気圧とアルコール生成量の関係をしらべた.つぎに省エネルギー型爆砕装置のため,蒸煮によるチップ温度と含水量の変化を検討した結果,チップ蒸煮中の熱と水分の同時移動が明らかになった.〔4〕加溶媒分解による脱リグニンとリグニンの液体燃料化(笹谷宜志):木材主要成分の省エネルギー的分別法を種々の有機溶媒-水系を用いる加溶媒分解法により検討した.クレゾール・水(7:3), n-プロビルアルコール・水系では180°Cで80-96%の脱リグニンがみられた.有機スルホン酸を少量加えると脱リグニン温度を低下させ,酢酢・水(9:1)では常圧脱リグニンが可能となった.
アメリカにおける貧困層への包括的な就労支援に関する研究

前年度のニューヨーク市の分析をまとめて,社会政策学会九州部会第103回研究会で報告した。別の事例としてワシントン州に焦点を当てて,Urban InstituteやWashington State budget & Policy Centerのレポートを用いて就労困難層への就労支援を分析した。就労を阻害する要因として代表的なものは,薬物濫用,慢性疾患,精神疾患等である。長期受給者や断続的に受給を繰り返す者にそうした阻害要因を持つ傾向がある。2010年度にワシントン州のWorkFirstプログラムに関わる部局がプログラムの分析を行ったが,その分析で,すぐにWorkFirstプログラムから脱却する受給者と就労阻害要因を持つ受給者とが把握された。前者はプログラム離脱後に安定した賃金の上昇があったが,後者は上述のような阻害要因を抱えているために,離脱まで時間がかかったり,受給を断続的に繰り返したり,受給が長期化していた。後者については,早期のアセスメントおよび個別化した支援が必要とされ,検討結果を反映させた支援がなされているようである。しかし,同時に,ワシントン州は財政上の制約からWorkFirstプログラムの予算を削減し,受給者に対する厳しい制度変更を行った。制度の改正により,WorkFirstプログラムを離脱した者の中には,ホームレス状態の者がいたり,就労阻害要因を抱えた者が多く含まれることが明らかになっている。他の業務との関係で,現地調査を行えなかったので,本年度の分析結果を基にインタビュー調査の質問内容等を整理して,今後,ワシントン州での現地調査を行い,その上で論文を公表していきたい。まず文献や議会資料を読むことによって,アメリカにおける貧困層の就労支援についてどのようなことが問題とされているかを把握した。すなわち,公的扶助プログラムであるTANFに関する議論では,受給者数が減少したことで,受給者として残っている者は就労を困難にする問題を抱えているということである。GAO(米国会計検査院)の報告によると,健康問題,障害,麻薬乱用,犯罪歴,家庭内暴力,低学歴,障害をもった子どもや親のケアなどが就労を阻害する要因としてあげられていた。そのうえで,就労を困難にする要因を持つTANF受給者への就労支援に関して,TANF受給者の雇用や収入の増加が期待できる4つのアプローチとして,subsidized employment,treatmentand employment service,career pathways,modified work-firstがあると指摘されていた。そのなかで,treatment and employment serviceに着目し,ニューヨーク市のWeCareプログラムに着目した。WeCareプログラムは身体障害や精神疾患等の就労を阻害する問題を抱える公的扶助受給者に対するプログラムである。WeCareプログラムでは,対象者に対して包括的な就労支援をおこない対象者の自立を支援することになっているが,アセスメント上の問題や十分に就労支援がおこなわれていないなどの問題点が指摘されていることがわかった。アメリカの就労支援が就労を強制する側面があることから,従来の研究では就労困難な者への支援について十分に検討されてこなかったが,そうした検討をおこなえたと言える。アメリカにおける貧困層への就労支援に関する問題点やそれに対する改善策について把握することができた。包括的な就労支援の事例についても探し出すことができた。しかし,事例についてはもっと多く見つける必要があると思われる。ニューヨーク市における就労支援に焦点をあて,議会資料を分析した。市議会の公聴会におけるニューヨーク市の担当部局であるHRA(Human Resources Administration)の証言をみると,従来の就労支援に問題点があるためにその方針を転換しようとしていることが明らかになった。すなわち,就労最優先アプローチを基本にしつつも,対象者の特徴により支援のあり方を変える方針となっている。また,人的資本アプローチの要素も強くなった。また,市議会の公聴会で取り上げられているように,ニューヨーク市が抱える貧困問題のなかでもホームレス問題に焦点があたっているということも明確になった。そのうえで,HRAの政策転換を調べるためにCity University of New York(CUNY)がHRAと連携しておこなっているCUNYEDGE(EDUCATE, DEVELOP, GRADUATE and EMPOWER)プログラムについて聞き取り調査をおこなった。CUNY EDGEプログラムは公的扶助受給者がCUNYの大学やコミュニティ・カレッジを卒業できるように様々な支援をおこなうプログラムである。支援内容は,授業やキャリアに関するアドバイス,インターンシップ等の就職支援,公定扶助の就労要件を満たすためのWork Studyなどである。今回の聞き取り調査では,CUNYの4年制大学およびコミュニティ・カレッジのCUNY EDGEプログラム担当者から,プログラムの概要,参加者の特徴,他機関との連携等の話をうかがった。プログラム担当者がCUNY EDGEプログラムの問題としてあげていたのがホームレス問題であった。参加者の中に住居不安定の学生がいるとのことで,そうした学生への支援をどのようにしていくかが問題であるという。今後,ホームレス問題との関連で調べていきたい。また,CUNY EDGEプログラムはニューヨーク市の政策転換が強く影響していると考えられるが,全体の施策の動向および関連性について今後も調べていきたい。可能であればニューヨーク市以外の就労支援に関する調査をおこなう予定であったが,ニューヨーク市の就労支援に関する調査・分析に時間がかかっており,その他の候補地を絞ることができなかった。それにより,他の州や地方政府における就労支援の実態を調べることができなかったことから,研究がやや遅れ気味である。

長期受給者や断続的に受給を繰り返す者にそうした阻害要因を持つ傾向がある。2010年度にワシントン州のWorkFirstプログラムに関わる部局がプログラムの分析を行ったが,その分析で,すぐにWorkFirstプログラムから脱却する受給者と就労阻害要因を持つ受給者とが把握された。前者はプログラム離脱後に安定した賃金の上昇があったが,後者は上述のような阻害要因を抱えているために,離脱まで時間がかかったり,受給を断続的に繰り返したり,受給が長期化していた。後者については,早期のアセスメントおよび個別化した支援が必要とされ,検討結果を反映させた支援がなされているようである。しかし,同時に,ワシントン州は財政上の制約からWorkFirstプログラムの予算を削減し,受給者に対する厳しい制度変更を行った。制度の改正により,WorkFirstプログラムを離脱した者の中には,ホームレス状態の者がいたり,就労阻害要因を抱えた者が多く含まれることが明らかになっている。他の業務との関係で,現地調査を行えなかったので,本年度の分析結果を基にインタビュー調査の質問内容等を整理して,今後,ワシントン州での現地調査を行い,その上で論文を公表していきたい。さらに文献や議会資料を収集し読んでいくことと,現地調査の準備をおこなっていく。ニューヨーク市の政策の動向や支援の実態を引き続き調べていくとともに,候補地を確定して他の州や地方政府における就労支援の実態を調査する予定である。次年度に現地調査をおこなうための予備調査を計画していたが,おこなわなかった。おこなわなかった理由は,議会資料等で情報を収集してより多くの情報を得てから,調査の準備をおこなう計画に変更したためである。ニューヨーク市以外の調査候補地を絞ることができなかったため次年度使用額が生じた。ニューヨーク市やその他の自治体での現地調査を増やしていくことで対応する。予備調査をおこなわなかった分,現地調査を増やしていくことで対応する。
凸錐上の線形計画法の深化と数理モデリングの新展開

Chubanovのオラクルを用いた線形計画問題に対する多項式時間解法の拡張を行った.この方法は,線形不等式系の解を求めるために,各反復で「現在の反復点が,線形不等式系の解であるかないかを判定し,解でなければ,満たされていない不等式を一つ選択してくる」というオラクルを利用して,不等式系の解が存在する領域を,双対変数yの空間で縮小していくものである.この方法が線形半無限計画問題に拡張できることを指摘し,結果として半正定値計画問題や2次錐計画問題に対して適用でき,多項式時間解法を構築できることを見出した.さらに,楕円体法をはじめとする既存の方法との比較を行うために,停止条件の比較検討を行った.前年度構築したのと同じアプローチで同じ性質を持つアルゴリズムを構築することが今後の課題である.また,線形計画問題に対する中心曲線について,代数幾何的な立場から導出されたユークリッド幾何学的な意味での全曲率が次元の指数オーダーで大きくなる例題の存在を知り,情報幾何的な接近法により我々が導入した曲率と比較するための検討を進めた.また,主問題と双対問題が共に内点を持たない場合の半正定値計画問題の双対定理の解析を行い,主問題の最適値は,双対問題に対して線形制約を追加した問題の最適値となることを明らかにした.一般に,線形制約を付加することで,問題の最適値が変化するので,主問題と双対問題が共に内点実行可能解をもたなければ,双対ギャップがほとんどの場合に存在することが明らかになった.さらに,共役勾配法を用いた線形計画問題に対する内点法の実装について追加的な数値実験を行い,モデリングの研究として,縮約された人工衛星データの線形計画問題と深層学習による復元について,どのような形のモデルが適当かについて,検討を進めた.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。無限方向抽出法による悪条件凸錐上の線形計画問題の構造の解析について研究を引き続き推進し、凸錐が、非線形な凸錐と多面錐の直積で書ける場合についての面縮小法の考察を進め、この構造を生かした面縮小法FRA-polyを開発した。FRA-polyにより、特に重要な2重非負行列錐(DNN錐)の場合について、面縮小を行い問題を正則化するための計算複雑度が大幅に削減できることを示した。さらに、悪条件かつ大規模な凸錐上の線形計画問題を解くための基礎として、内点法のための前処理付き共役勾配法の開発と線形計画法のための実装も行った。内部部分反復を前処理として用いることにより、世界で初めてNetlibベンチマーク問題を反復法のみを用いて網羅的に解くことに成功した。このアルゴリズムは、行ベクトルの一次独立性を必要としない、という点でも利点がある。また、悪条件の凸錐上の線形計画問題を解くために、近年、Chubanovによって提案されている、線形計画のための新しい多項式アルゴリズムを2次錐計画問題に拡張した。その結果、楕円体法や内点法、切除平面法などとの関係が明らかになりつつある。この成果は、Chubanovの方法を半正定値計画問題や対称錐計画問題に拡張する、という基本的問題への重要な示唆を与えるという点でも重要な寄与であると考える。大規模グラフィカルモデル推定のためのアルゴリズムについては、疎性を利用して高速化するためのコレスキー分解の改良を検討して実装を進めつつある。悪条件の凸最適化問題の求解という根本問題に向けて、悪条件性を克服するために、FRA-polyの開発、部分内部反復に基づく前処理付き共役勾配法の内点法への適用、Chubanovの方法の拡張と一般化、という新たな接近法を開発することができた。どの成果も国際的にも先端を行くものとして、充分評価に耐えうるものであると認識している。悪条件の対称錐計画問題を解くために有望な方法となりうる線形計画問題に対するChubanovの多項式時間解法の対称錐計画問題への拡張を行った。このアルゴリズムは、同次形対称錐線形計画問題の内点実行可能解を求める問題に対する多項式時間アルゴリズムで、基本手続きと呼ばれる手続きを繰り返す。基本手続きは、多項式時間で内点実行可能解を見つけるか、あるいは実行可能領域の存在する領域を狭める切除平面を求めることができる。切除平面が求められたら、対称錐の自己同型群を用いて問題を基準形に戻す。この手続きを繰り返すことで、内点実行可能解が存在する場合には、問題の条件数に関する多項式時間でそれを求めることができる。これは、昨年度の成果である、Chubanovの多項式時間解法の2次錐計画への拡張をさらに深化させたものである。併せて、アルゴリズムの計算複雑度を評価する上で重要な、問題の条件数の性質についても検討を行った。さらに、制約条件が変数の次元に比べて非常に多い場合の線形計画問題について、近年Chubanovによって提案された、錐の分離オラクルを用いる新しい多項式時間解法の対称錐計画問題への拡張についても検討を進めた。悪条件の対称錐計画問題に対する面縮小法に関連して、主問題と双対問題に内点が存在しない場合の双対ギャップの存在について検討を行った。グラフィカルモデル推定とこの問題の間に興味深い関係が見出される可能性がある。共役勾配法を用いた線形計画問題に対する内点法の実装について、追加的な数値実験を行った。対称錐計画問題に対して、Chubanovのアルゴリズムを拡張することができた。これは新しい多項式時間アルゴリズムであり、基本的な結果の一つと考える。Chubanovのオラクルを用いた線形計画問題に対する多項式時間解法の拡張を行った.

この方法は,線形不等式系の解を求めるために,各反復で「現在の反復点が,線形不等式系の解であるかないかを判定し,解でなければ,満たされていない不等式を一つ選択してくる」というオラクルを利用して,不等式系の解が存在する領域を,双対変数yの空間で縮小していくものである.この方法が線形半無限計画問題に拡張できることを指摘し,結果として半正定値計画問題や2次錐計画問題に対して適用でき,多項式時間解法を構築できることを見出した.さらに,楕円体法をはじめとする既存の方法との比較を行うために,停止条件の比較検討を行った.前年度構築したのと同じアプローチで同じ性質を持つアルゴリズムを構築することが今後の課題である.また,線形計画問題に対する中心曲線について,代数幾何的な立場から導出されたユークリッド幾何学的な意味での全曲率が次元の指数オーダーで大きくなる例題の存在を知り,情報幾何的な接近法により我々が導入した曲率と比較するための検討を進めた.また,主問題と双対問題が共に内点を持たない場合の半正定値計画問題の双対定理の解析を行い,主問題の最適値は,双対問題に対して線形制約を追加した問題の最適値となることを明らかにした.一般に,線形制約を付加することで,問題の最適値が変化するので,主問題と双対問題が共に内点実行可能解をもたなければ,双対ギャップがほとんどの場合に存在することが明らかになった.さらに,共役勾配法を用いた線形計画問題に対する内点法の実装について追加的な数値実験を行い,モデリングの研究として,縮約された人工衛星データの線形計画問題と深層学習による復元について,どのような形のモデルが適当かについて,検討を進めた.来年度は、人工衛星データの線形計画法による解析、開発したChubanovの解法の振る舞いのより詳細な解析、行列エントロピー最適化への自動微分法の活用等について、さらに研究を続ける予定である。線形計画法を用いた人工衛星データの解析、行列エントロピー最大化のアルゴリズムの解析を進める。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
緩和医療における選択・決定の価値と公平性に関する法学的・実証的研究

末期に苦痛を緩和する為に鎮静剤により意識を低下させる医療方法に対して、チェコ共和国でも、専門医、関連領域の専門家の意見が分かれた。調査では、終末期鎮静の実施について、緩和医療経験10年未満の医師は、「患者の意思が確認できない場合の終末期鎮静を実施しない」に、「そう思わない」と回答した者が有意に多く、経験10年以上の医師は、「どちらとも言えない」が有意に多かった(n=102,カイ二乗, p=0.02)。我が国の患者ー医師関係は、法的には、準委任として捉えられ、誰が同意権者か拒否権者かが、法によって定められていない。ドイツでは、民法典に医療契約の規定があり、今後は、研究対象とする必要がある。本研究は、緩和医療におけるTerminal Sedationに関する情報提供について、患者への情報提供が意思決定可能な形で提示され権利擁護がなされていたか、さらに患者の家族への支援として医療情報の提供や医療における契約関係が、医療従事者ー患者/家族間で公平な関係で成立していたかどうかを考察・分析することを目的としている。当初の計画では、緩和ケア病棟へのアンケート調査および平成26年度に予定しているヒアリングに対するパイロット調査を実施する予定であったが、延べ4回のヒアリング調査の実施及び先行研究の概観に留まる。アンケート調査に先行して実施した緩和ケア病棟等の医師らからのヒアリング調査から、1緩和ケアにおけるsedationの特徴と一般病棟のsedationの特徴、例えばsedationを行う理由やsedationの実施ししやすさなどを考慮し調査票を作成し、sedationを切り口に我が国の医療一般に敷衍する課題を見いだす方向で考える必要がある、2患者や家族による暴言・暴力により医療者は疲弊をする、そのことから医療の入り口から「契約」について考え直す必要がある、3治療/ケアにおいて「無意味」ということを再考すべきである、等の助言から予定していたアンケート調査を延期し内容及び対象機関の再検討を行っている。ヒアリング調査から得られたことは、人が「寿命に向かって生きる姿」として、「耐え難い苦痛」を「耐えられる」ようにすると捉えられるTerminal Sedationを行うかどうかということで考えてはならない、等の知見が得られた。緩和医療において、「耐え難い苦痛」を取り除くということに、医療による解決方法のみに答えを求めてきたことを考え直す必要がある。※なお、本書類ではTerminal Sedationを、苦痛を緩和するために鎮静剤により意識を低下させる医療的方法とする。1)当初計画では、緩和ケア病棟へのアンケート調査およびその結果を踏まえてのヒアリング調査を実施予定であったが、今年度は、ヒアリング調査の実施5回、研究打ち合わせ3回、学会報告1件、および先行研究の探索を実施した。2)予定していた調査は、事前の医師へのヒアリング調査結果から、再度検討が必要となり延期をした。特に、1日々のケアに伴う感情労働や患者や家族に対する暴言・暴力により医療者は疲弊する、そのことから医療の入り口である「契約」について再考、2緩和ケアという臨床において治療/ケアにおいて「無意味」ということについて、調査への反映についてである。3)先行研究の探索結果は、1ターミナルセデーション(terminal sedationを含む)をキーワードとする論文等(言語は日本語)は、9件、同様に2鎮静は、329件(内訳意志決定に関する論文等12件、権利に関する論文0件)3セデーションは、110件(内訳意志決定について4件、倫理について12件)等であった。検索データベースは、1医中誌、2CiNii、3Pro Quest等を使った。セデーションをキーワードとする論文の内訳は、症状緩和、ガイドライン、麻酔等のキーワードが使用され、ターミナルケア(緩和ケア)におけるスピリチュアルに対する論文等がみることが少なかった。本年度は、1)チェコ共和国内において、先駆的に緩和医療・研究・教育に携わる医師等の専門家にヒアリング調査を行った。(9月3日9月13日)2)国内の緩和ケア医師へのヒアリング調査を踏まえて、緩和ケア病棟等に勤務する医師へのアンケート調査(10月1日11月6日)を実施した。3)国内でのヒアリング調査の実施1回、研究打ち合わせ5回、および資料収集を実施した。結果分析について1)チェコ共和国でのヒアリング調査では、1緩和医療におけるTerminal Sedationと安楽死は、相互に排他的なものではないとされるが『その違い』が見えない、2Terminal Sedationの実施について『人としてどう考えるか』『その人にとって何が必要なことか』ということが指摘された。また3情報提供についての聞き取りを実施した。わが国では、緩和ケアの場面において、いわゆる「悪性新生物」に対する治療モデルの枠組みからのアプローチや指向により、答えが得られにくい側面である「死の臨床」や全人的な「緩和ケア」研究において人類学や哲学等のアプローチによる研究が不足していると考えた。

さらに、キリスト教系緩和ケア病棟では「魂のケア」と表現し、宗教性を排除したアメリカ的「スピリチュアルケア」と本質的に異なる文脈で使っていた。2)アンケート調査については分析途中である。※なお、本書類ではTerminal Sedationを、苦痛を緩和するために鎮静剤により意識を低下させる医療的方法とする。平成26年度から郷堀ヨゼフ氏(研究支援者淑徳大学准教授)の協力により、平成27年度は、当初、予定していた緩和ケア病棟等の医師に対するアンケート調査の実施、加えてチェコ共和国における先駆的に緩和医療・研究・教育に携わる医師等の専門家へのヒアリング調査を実施した。当初計画では、チャプレンやビハーラ僧へのヒアリング調査、法曹関係者へのヒアリング調整を行うことを予定していた。本年度(平成27年度)実施したアンケート調査の集計およびヒアリング調査の実施と分析が年度末へずれたため、チャプレン、法曹関係者等へのヒアリング調査の実施を補助事業期間を延長することで、当初計画を遂行することとした。ことから現在までの達成度を上のように評価した。この評価を踏まえて、次の項目の【今後の研究の推進方策等】にこれまでの実施状況を踏まえて計画を修正し補助事業期間延長における研究計画予定を記載した。終末期の苦しみは、自身の命に関わる「選択」をすることそのものが「痛み」である。その「痛み」を取り除くことは難しい。一方で、わが国の患者ー医師関係は、法的には、準委任として捉えられ、誰が同意権者、拒否権者が法によって定められていない。今年度のTerminal Sedationに関連する聞き取り調査は、医師2名、看護師3名、弁護士1名、牧師1名である。興味深いことは、「医療者は、はじめ、Terminal Sedationについて、ある種おそるおそる考えていたが、徐々に、実施をすることを前提に検討をし始めるようになった。」「医療者であっても家族の中でおかれている立場によって、Sedationの可否についての意見が言えない。」等、聞かれた。アンケート調査の分析(n=102)では、1緩和ケア医師が重要であると考える項目(項目は、医師より助言を得た)を一対比較により尺度図上に示した(質問の意図は、判断時に何を比較するか明らかにする)。重要と考える順に、症状緩和>患者の鎮静の要望>コミュニケーション>日常生活動作>余命>家族の要望>ガイドライン>自身の精神的つらさ>業務量、であった。さらに「コミュニケーション」と「患者の鎮静の要望」が、同程度、重要であると示された。これは、医師が、鎮静を選択せざるを得ないと考える時のジレンマとして捉えられるのではないかと考える。患者が、自身の身体的状況を正しく理解することは、容易ではなく、医療情報の捉え方は、医師と患者または家族で異なる場合がある。
大量の窒素汚染排水に適した簡易浄化システムの開発

本研究は,有機体炭素/窒素の比が極端に低い大量の排水に対する窒素除去技術として,硫黄粒子を電子供与体とする独立栄養細菌を用いた処理プロセスの確立を目的とした。本年度の研究により,下記の結果を得た。1)亜硝酸態窒素の阻害作用脱窒反応の中間体である亜硝酸態窒素は、原排水中に含まれることもあるが、脱窒反応を抑制することが知られている。詳細な検討の結果、亜硝酸態窒素の阻害作用は酵素反応における非拮抗型阻害モデルで説明された。阻害定数はpHの低下とともに小さくなる(阻害作用が強くなる)ことから、非解離の亜硝酸分子が阻害をもたらしていることが示唆された。亜硝酸態窒素の還元に比べ、硝酸態窒素の還元に対する亜硝酸態窒素の阻害作用の方が強いことが分かった。菌体懸濁系に比べて生物膜系(充填層)では、阻害を及ぼす非解離亜硝酸濃度の最低値は低くなり、脱窒操作におけるpH制御の重要性が示された。2)鋼材酸洗浄排水を用いた連続処理の解析排水中に含まれる重金属やフッ化物の影響を長期間操作を行って調べたが、ppmオーダーでは無視できた。一方脱窒率は同じ窒素濃度に設定したモデル排水の方が高く推移し、おそらく実廃水ではアルカリ度の供給が十分でなくなることが原因と考えられた。長期間操作後の石灰石粒子表面を分析した結果、表面に鉄、リン、硫黄化合物の析出が観察されたことから、これらが粒子表面を覆うことでアルカリ度調整能が低下したものと思われる。3)埋め立て地浸出水の連続処理一般廃棄物処分場からの浸出水を用い、硝酸態窒素の連続処理実験を行った。原水中の硝酸態窒素濃度は低いものの有機物濃度も低かったため、本システムは良好な窒素除去能を長期間維持できた。有機態炭素を構成する成分の詳細は不明であったが、阻害作用等は観察されなかった。本研究は,有機体炭素/窒素の比が極端に低い大量の排水に対する窒素除去技術として,有機炭素源を用いる従属栄養細菌に代わり,硫黄粒子を電子供与体とする独立栄養細菌を用いたプロセスの確立を目的としている。また,発展途上国でも適用できるよう,簡易な除去装置をも目指している。本年度の研究により,下記の結果を得た.1.安価で効率的なアルカリ度供給材の検討簡易型処理を念頭に置いた安価なアルカリ度調整用素材として,試薬の炭酸カルシウム,石灰石,製鋼スラッグ,及びサンゴの4種類を検討した。これらの中では炭酸カルシウムが最も高い調整能を示したが,石灰石とサンゴもそれに準ずる高い能力であった。製鋼スラッグの調整能は低く,実用に適さなかった。2.独立栄養硫黄酸化細菌による脱窒反応に必要なアルカリ度供給法の検討最も安価で効率的と考えられる石灰石と電子供与体の硫黄粒子を混合充填したカラムを用い,長期間の脱窒操作を行った。最初高かった脱窒活性は操作日数とともに徐々に低下していった。当初リンの不足が原因と考えたが,検討の結果,脱窒反応で消費されるアルカリ度の不足が原因と判明した。アルカリ度の補給は石灰石表面からの溶出でまかなっていたが,徐々に表面に析出する硫酸カルシウムやリン酸カルシウム(電子顕微鏡で検出)により溶出が妨げられる現象が起こっていた。そこで,硫黄と石灰石を溶融して同一粒子としたところ,安定したアルカリ度の供給と高い脱窒能を達成できた。3.鋼材硝酸洗浄排水の連続処理

鉄鋼工場からの鋼材硝酸洗浄排水はかなりの鉄分に加えてニッケル,クロムなどの重金属およびフッ素イオンを含んでおり,そのままでは生物反応に対する阻害作用が懸念された。そこでこれらの成分が微生物活性に及ぼす影響を調べたところ,ニッケル以外は含有濃度範囲で大きな影響はないと考えられた。なお高濃度の重金属が含まれることもあるが,その場合は凝集沈殿操作である程度除去した後,生物処理を施すことが望ましい。4.負荷変動に対する処理装置の応答解析負荷変動は調整槽を設けて緩和することも可能であるが、負荷変動に対する処理装置の応答を調べておくことが必要である。そこで,阻害成分を含まない人工排水から硝酸洗浄排水に切り替えた際の過渡応答を調べた。人工排水では流量負荷を上げた場合一時的に脱窒能が低下するものの,徐々に復活した。一方人工排水から実排水に切り替えると,脱窒能の低下と亜硝酸態窒素の濃度上昇が観測された。解析の結果,実排水中に含まれる阻害成分が反応を抑制したためと推測された。本研究は,有機体炭素/窒素の比が極端に低い大量の排水に対する窒素除去技術として,硫黄粒子を電子供与体とする独立栄養細菌を用いた処理プロセスの確立を目的とした。本年度の研究により,下記の結果を得た。1)亜硝酸態窒素の阻害作用脱窒反応の中間体である亜硝酸態窒素は、原排水中に含まれることもあるが、脱窒反応を抑制することが知られている。詳細な検討の結果、亜硝酸態窒素の阻害作用は酵素反応における非拮抗型阻害モデルで説明された。阻害定数はpHの低下とともに小さくなる(阻害作用が強くなる)ことから、非解離の亜硝酸分子が阻害をもたらしていることが示唆された。亜硝酸態窒素の還元に比べ、硝酸態窒素の還元に対する亜硝酸態窒素の阻害作用の方が強いことが分かった。菌体懸濁系に比べて生物膜系(充填層)では、阻害を及ぼす非解離亜硝酸濃度の最低値は低くなり、脱窒操作におけるpH制御の重要性が示された。2)鋼材酸洗浄排水を用いた連続処理の解析排水中に含まれる重金属やフッ化物の影響を長期間操作を行って調べたが、ppmオーダーでは無視できた。一方脱窒率は同じ窒素濃度に設定したモデル排水の方が高く推移し、おそらく実廃水ではアルカリ度の供給が十分でなくなることが原因と考えられた。長期間操作後の石灰石粒子表面を分析した結果、表面に鉄、リン、硫黄化合物の析出が観察されたことから、これらが粒子表面を覆うことでアルカリ度調整能が低下したものと思われる。3)埋め立て地浸出水の連続処理一般廃棄物処分場からの浸出水を用い、硝酸態窒素の連続処理実験を行った。原水中の硝酸態窒素濃度は低いものの有機物濃度も低かったため、本システムは良好な窒素除去能を長期間維持できた。有機態炭素を構成する成分の詳細は不明であったが、阻害作用等は観察されなかった。
江戸図データベースの構築とその利用技術の確立

本研究は歴史地理学,都市史の重要資料である江戸図のデータベースを構築し,それを有効活用するうえで必要となるデータベース・プラットフォームとそれに関連する技術の構築を目的として行った.江戸図は近代的測量によらずに制作された江戸時代の江戸の大量の都市図の総称であり,複雑な歪みを有するため相互比較や縦断的分析に困難が伴った.本研究では,このような江戸図をベクトル化し,さらに正しい方位と縮尺にリマップして蓄積することを提案し,そのためのデータベース構造としてレイヤー構造を採用して,データベース構築の基盤となるプラットフォームを作成した.このプラットフォームは20km×20kmの区域の地図データ,テキスト・データを納めることができる.また各江戸図を個別のレイヤー上に置くことにより,複数の江戸図をコンピュータ画面に重畳させて表示可能である.このプラットフォームでは江戸図データの表示が行えるほか,データの入力,編集,分析にも活用できる.これらの目的のために,レイヤーの管理,重畳表示,色制御,縮尺の選択,表示区域の選択を容易にするインタフェースを開発した.さらに江戸図の歪み分析のための街区面積を計算する機能,元の江戸図と正しい江戸図の間で街区形状の歪みを分析するために採用した射影変換を求める機能をプログラムした.また享保江戸図や安政江戸図を実際にデータ入力し,これらの機能が有用であることを確認した.本研究は歴史地理学,都市史の重要資料である江戸図のデータベースを構築し,それを有効活用するうえで必要となるデータベース・プラットフォームとそれに関連する技術の構築を目的として行った.江戸図は近代的測量によらずに制作された江戸時代の江戸の大量の都市図の総称であり,複雑な歪みを有するため相互比較や縦断的分析に困難が伴った.本研究では,このような江戸図をベクトル化し,さらに正しい方位と縮尺にリマップして蓄積することを提案し,そのためのデータベース構造としてレイヤー構造を採用して,データベース構築の基盤となるプラットフォームを作成した.このプラットフォームは20km×20kmの区域の地図データ,テキスト・データを納めることができる.また各江戸図を個別のレイヤー上に置くことにより,複数の江戸図をコンピュータ画面に重畳させて表示可能である.このプラットフォームでは江戸図データの表示が行えるほか,データの入力,編集,分析にも活用できる.これらの目的のために,レイヤーの管理,重畳表示,色制御,縮尺の選択,表示区域の選択を容易にするインタフェースを開発した.さらに江戸図の歪み分析のための街区面積を計算する機能,元の江戸図と正しい江戸図の間で街区形状の歪みを分析するために採用した射影変換を求める機能をプログラムした.また享保江戸図や安政江戸図を実際にデータ入力し,これらの機能が有用であることを確認した.