hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラック先端遮蔽と転位構造

本研究課題のクラック先端遮蔽と転位構造に関して遂行した研究の成果は,次のように要約される.1.新規購入したワークステーションを立ち上げ,クラック先端の状態を計算するに必要なプログラム,すなわち,クラック場における転位の生成と運動および不純物原子の移動と集積に対するシミュレーションプログラム,分子動力学計算プログラム,結晶結合状態計算プログラムの移植と開発を行った.2.イオン結晶の高温での脆性一延性遷移おける転位挙動を光弾性法などを用いて調べた結果,交差すべりと転位集積による変形帯形成が遷移の原因であることを明らかにした.また,岩塩型構造をとるイオン結晶では,交差すべりが従来考えられていた{110}から{001}へのすべり系移動ではなく,{110}から{112}への交差すべりであることを実験的に見い出し,これを対応した計算プログラムの改良を行った.3.微量不純物原子などの点欠陥を含む結晶に対する予備計算として,まず,クラック-不純物相互作用の三次元計算を行い,欠陥の異方性とクラック先端反遮蔽効果の関係を計算によって明らかにした.また,欠陥まわりの電子状態計算を行い,欠陥近傍の原子変位の状態を分光学的実験結果との対応から明らかにした.本研究課題のクラック先端遮蔽と転位構造に関して遂行した研究の成果は,次のように要約される.1.新規購入したワークステーションを立ち上げ,クラック先端の状態を計算するに必要なプログラム,すなわち,クラック場における転位の生成と運動および不純物原子の移動と集積に対するシミュレーションプログラム,分子動力学計算プログラム,結晶結合状態計算プログラムの移植と開発を行った.2.イオン結晶の高温での脆性一延性遷移おける転位挙動を光弾性法などを用いて調べた結果,交差すべりと転位集積による変形帯形成が遷移の原因であることを明らかにした.また,岩塩型構造をとるイオン結晶では,交差すべりが従来考えられていた{110}から{001}へのすべり系移動ではなく,{110}から{112}への交差すべりであることを実験的に見い出し,これを対応した計算プログラムの改良を行った.3.微量不純物原子などの点欠陥を含む結晶に対する予備計算として,まず,クラック-不純物相互作用の三次元計算を行い,欠陥の異方性とクラック先端反遮蔽効果の関係を計算によって明らかにした.また,欠陥まわりの電子状態計算を行い,欠陥近傍の原子変位の状態を分光学的実験結果との対応から明らかにした.
自閉スペクトラム症を背景にもつひきこもりにある者への支援モデルの構築

近年のひきこもりに関する調査から、ひきこもりにある者の多くに自閉スペクトラム症(ASD)を背景にもつことが報告されているが、支援は十分とはいえない。ASDをもつ者は、自分に対する意識が希薄という特異性がある。研究代表者は、自分に対する意識を高める介入プログラムを作成し実施したところ、ASDをもつ者に対する有用性が示唆された。ASDを背景にもつ者に対する支援として、ASDの特性への配慮や構造化されたプログラムの必要性等が指摘されている。そこで、本研究では思春期から成人期にあるASDを背景にもつひきこもりにある者への援助として介入プログラムを実施し、有用性の検討を通じて支援モデルを構築する。
大きな誘電率を持つSrTiO_3極薄基板を用いたFETによる超伝導の発現

本研究は有機物を始めとする絶縁物への有効な超伝導化の手法として注目されている電界効果トランジスター(FET)について、大きな誘電率を持っSrTiO_3などの酸化物を基板とした新しい構成からなるFET構造を構築し、FETでの超伝導を電気抵抗、磁化の両面から総合的に検証することを目的としたものである。さらに、新しいFET構造を利用して広範な有機-無機物へのキャリアドーピングを行い、超伝導、磁性の制御を始めとした新奇物性・機能の発現を目指した。FETにおいてチャンネル層に多くのキャリアを誘起するためには誘電層の静電容量を大きくする必要がある。そのため、数百-数万と大きな誘電率を持つSrTiO_3(STO)の単結晶を数十μmまで薄くした基板の開発を行った。メカノケミカル研磨法により数mm角のサイズを持つ基板で、最も薄い厚さで20μmまで作製できるようになった。FETにおいてソース-ゲート間に電場を印加した場合、シミュレーションからソース近傍の数μmの領域で電場の強度が大きくなり、誘起されるキャリア量も多くなることが知られている。そのため、チャンネル層のキャリア変調量を大きくし、電気抵抗など物理量の大きな変化をねらうためにはソース-ドレイン間の距離を数μmに短くすることが重要になる。そのため、集束イオンビーム(FIB)によりソース、ドレイン電極を数μm-サブμmの間隔で形成できるようなメタルマスクの開発を行った。チャンネル層上にソース-ドレイン電極を蒸着したところ、2μm程度の間隔でも良好な電極が形成できることが明らかになった。C_<60>(n型)やペンタセン、La_2CuO_4(p型)などについて50μmのSTOを誘電層としたFETを作製、特性測定を行った。それぞれの物質の伝導キャリアに対応するソース-ドレイン特性のゲート電圧依存性が確認されたが、50μmの基板の厚さではまだ、静電容量が足らず、期待される超伝導性の発現には至っていない。今後FIBによりソース-ドレイン間のSTO基板を数μmまで薄くした構造で、誘起キャリア濃度を1桁増加させることが必要である。そのため、数百-数万と大きな誘電率を持つSrTiO_3の単結晶を数十μmまで薄くした基板の開発を行った。FETにおいてソース-ゲート間に電場を印加した場合、シュミレーションからソース近傍の数μmの領域で電場の強度が大きくなり、誘起されるキャリア量も多くなることが知られている。そのため、チャンネル層のキャリア変調量を大きくし、電気低抗など物理量の大きな変化をねらうためにはソース-ドレイン間の距離を数μmに短くすることが重要になる。そのため、集束イオンビームによりソース、ドレイン電極を数μm-サブμmの間隔で形成できるようなメタルマスクの開発を行った。

FETにおける誘電体層の誘電特性を評価するため、LCRメータによる誘電率測定装置とSawyer-Tower法による分極-電場特性測定装置の構築を行った。分極電場特性測定装置は関数発生器・電源・オシロスコープからなり、それらはGPIBを用いてコンピュータ制御される構成になっている。最高印加電圧1000V・最高周波数1.8kHz(波形は正弦波および三角波)の性能を実現した。今後、この装置とLCRメータによる誘電率測定装置によりFETの誘電体層の分極特性の検討を進める。以上、FETについて作製法、評価法が大きく進展したので、今後、優れた特性を持つFETの実現を目指す。FETによる物性制御を行うにあたってはチャンネル層のキャリア誘起量を大きくすることが重要であり、誘電層の静電容量を大きくする必要がある。そのため、数百-数万と大きな誘電率を持つSrTiO_3について単結晶を数十μmまで薄くした基板と数百nmの膜厚の薄膜の開発を行った。単結晶基板についてはメカノケミカル研磨法により数mm角のサイズを持つ基板で、最も薄い厚さで20μmまで作製できるようになった。基板単結晶、薄膜ともに表面はSrTiO_3のユニットセル(0.39nm)オーダーの平坦な構造とすることができた。FETではソースゲート間に電場を印加した場合、ソース近傍の数μmの領域で電場の強度が大きくなり、誘起されるキャリア量も多くなる。そのため、チャンネル層のキャリア変調量を大きくし、電気抵抗など物理量の大きな変化をねらうためにはソース-ドレイン間の距離をサブμm程度に短くすることが重要になる。そのため、電子線リソグラフィーによる微細加工の手法を用い、ソース、ドレイン電極を数100nmの間隔で形成する技術を開発した。ソース-ドレイン電極を100nm程度の間隔にしても良好な特性が得られることが明らかになった。SrTiO_3を誘電層としチャンネル層をペンタセン、C_<60>などの有機物とするFET構造を構築し、特性評価を行った。SrTiO_3の高い誘電率を反映して従来のSi酸化膜を用いた場合と比較して、10倍以上のキャリアを誘起できることが明らかになった。以上、良質な誘電層を形成する技術の開発を行い、SrTiO_3の高い誘電率を利用した優れたFET素子を作成することに成功した。
水を含んだマグマの構造の実験的解明

富士火山1707年の噴出物であるカルクアルカリ岩質安山岩に2wt.%の水を加えたガラスをピストンシリンダーで作成し、このガラス片を水とともにDACに封入し加熱した。実験に用いたバセット型外熱式ダイアモンドアンビルセルは、ダイアモンド全体を加熱するため小さな温度勾配を有するダイアモンドアンビルセルである。融解実験は混和条件よりも低圧条件で行った。シリケイト成分を溶かし込んだH2O中に、H2Oに飽和した安山岩マグマのグルビュールが生成される。様々な大きさののグロビュールが合体して大きくなっていく。ガスケットの試料部での厚さよりも大きなグロビュールは上下のダイアモンドに接していると考えられる。0.8GPa、1020°Cで直径200マイクロメーターの大きさの安山岩マグマのグロビュールに100マイクロメーター角の赤外光を照射し、透過光を測定した。測定した赤外スペクトルの解析結果から以下の点が判明した。10重量%程度のH2Oを含んだマグマの近赤外領域のスペクトルは、4500cm^<-1>付近にSi-OHの伸縮振動があり、5200cm^<-1>付近にH2O分子の偏角振動がある。また、7200cm^<-1>付近には基本振動の倍音が見られる。シリケイトの骨格をなす、SiO2の基本振動などは、検出器(InSB)とビームスプリッター(CaF2)の守備範囲を超えるので見ることはできないが、H2O分子とOHイオンによる吸収を高温度条件で測定することが可能となった。1外熱式ダイアモンドアンビルセルを用いてH2Oに飽和した条件でのCa(OH)2の融解温度を決定した。また、空気中でCO2と反応させた試料を用いてCa(OH)2-CaCO3-H2Oの系で融解温度を決定した。両実験ともこれまで高温高圧力条件より急冷させた実験生成物を観察し組織を解釈することにより推定されていたが、本実験で初めてその場観察を行った。手法は異なっていたが、結果は1万気圧までの圧力範囲で従来の研究と調和的であった。また、Ca(OH)2結晶は近赤外領域に複雑なピークを持つが、メルトは顕著なピークを持たないことがわかった。2エンスタタイトとディオプサイドの無水のガラスを常圧炉で作成し、水とともにDACに封入し観察した。その結果、両者は300°C以上で結晶化してしまい1000°C以下ではその結晶を溶かすことができず、過冷却状態のメルトを手にすることはできないことが判明した。ディオプサイトは3.8wt.%の水を含むガラスをピストンシリンダー型高圧発生装置を用いてIGPaで作成し、DACに封入し観察したが、無水ガラスを用いたのと同様な結果となった。エンスタタイトは1.9wt.%以上の水を含むガラスは、ピストンシリンダー型高圧発生装置では急冷の際に結晶化してしまい、含水ガラスを作成することさえできなかった。3.8wt.%の水を含むディオプサイトガラスの常温常圧での近赤外領域でのスペクトルは波数4450と5520と7100とにピークを持ち、それぞれ、OH-、分子水、および両者の合計と考えられている。同様のスペクトルは常温常圧条件下でのH4SiO4けい酸で得られることが判明した。
無冷却X線半導体検出器の開発

これまでの人工ダイヤモンド検出器の開発の結果、^<241>Amからのα線照射(5.5MeV)に対して16.6keVのエネルギー分解能でα線を検出することに成功するなど、高純度人工ダイヤモンドにアルミ・金電極を蒸着すればショットキー・バリア型放射線検出器になることがわかってきた。しかしながら、金電極側からのα線入射に対して十分な電荷収集が行なわれず、金電極側が抵抗接触になっていない、という問題も残っている。X線検出器としてきちんと動作させるためにも、抵抗接触を完全にすることが必要になってくる。抵抗接触への改良のために、ダイヤモンド検出器の製作条件として、ダイヤモンド素材の種類、ダイヤモンド表面の処理方法、抵抗接触電極の種類、を様々に変えて検出器を製作し、測定・評価を行なった。その結果、順方向の立上りが0.52eVという低電圧で立ち上がるようなダイオード特性を示す検出器が製作できるようになった。また、製作した検出器に^<241>Amを用いてX線照射実験を行なったところ、シミュレーションと良く一致するエネルギースペクトルを得ることが出来ており、数keVのエネルギー分解能でX線を検出することに成功している。しかしながら、抵抗接触電極側から^<241>Amからのα線(5.5MeV)を照射すると、パルス波高値が100%に達せず、時間とともに減少する現象が観測されており、抵抗接触が完全でない可能性が大きいと考えている。一方、重粒子による突き抜けの波高値は理論値とほとんど一致し、その波高値が時間とともに減少することもない。したがって、厚さ方向にほとんど完全に電荷を収集しており、α線による波高値の減衰は抵抗接触面の数ミクロンの場所で起こっている現象であると考えている。これまでの開発では、天然ダイヤモンドを含めて幾つかの製造方法によるダイヤモンド素材を入手し、プロトタイプX線検出器を製作してきた。製作したプロトタイプ検出器に対しては、ダイオード特性の測定やα線照射実験を行ない、高温高圧法による人工ダイヤモンド素材が最も有望であることがわかった。そのα線照射によって得たエネルギー分解能はAm-241からのα線(5.5MeV)に対して16.5keV(FWHM)という値であり、シリコン半導体検出器に匹敵するエネルギー分解能を得ている。また、Cd-109からのX線(22.1keV)を検出することに成功している。このプロトタイプX線検出器の開発では、開発の鍵を握る微妙なパラメータが多くあり、検出器を製作するに当たっては多くのバリエーションの試行錯誤が必要となる。したがって、今年度はプロトタイプ検出器の基礎データを収集することを目標として開発を行なった。製作した検出器に対しては、α線照射実験や漏れ電流の測定など種々の基礎実験を行なった。その結果、Al-PダイヤとしてAl側から放射線に有感な空乏層が生まれ、電圧を印加するとともにAu側へ成長するが、Au側も抵抗接触になっておらず弱いバリアーがあるため、全体が空乏層になっていない、という結論を得ることができた。従って、さらに高エネルギー分解能を達成するためには、Au側を抵抗接触させる必要がある。現在、ダイヤモンドのAu側表面を水素終端する方法を採用し、水素終端ダイヤモンドによる検出器の開発を進めている。
特別支援教育におけるスクールソーシャルワークの意義と可能性に関する実証的研究

本研究では、特別支援教育におけるスクールソーシャルワークの意義について、現状を調査し、課題を整理することを目的とした。その結果、障がいのある子どもの受ける不利益を少しでもなくすためには、子どもが学校で現わすさまざまなサインをソーシャルワークの視点で考えることが重要であることが明らかになった。スクールソーシャルワーカ-は、子どもの持つ「障がい」に惑わされず、子どもの生活環境をアセスメントし、そのことを問題解決に向けて学校側へ発信していかなければならない。スクールソーシャルワーク(SSW)と特別支援教育の関係性を明らかにし、SSWに固有の課題を整理し、SSWの機能と重要性を研究することを目的とし、2010年度においては、主に以下のような情報収集を行った。また、得られた情報の整理のための検討会を3回、研究会(テーマ:学校における専門職の役割と可能性)を1回実施した。(1) SSW領域で特別支援教育を積極的に扱っている実践や研究に関する海外の文献収集(2)海外(ソウル、メルボルン、ロサンジェルス)事情の視察(3)国内での公立普通高校(2校)における特別支援教育の状況とSSW領域の問題についての聞き取り調査海外の視察において、今回は3市のみであったが、特別支援教育におけるSSWの重要性はSSW導入の歴史が長いほど増していた。今後日本においてもSSWの配置が充実されていくことで、特別支援教育への関わりが増すことが示唆された。国内での高校における調査に関しては、普通高校に在籍する障がいのある生徒たちの学習、学校生活、進路、友達関係、精神的問題、家庭環境など数多くの課題が見えてきた。障がいのない生徒についても同じような問題はあるだろうが、障がいがあるゆえの支援、特に生徒の自立を視野に入れた福祉的支援の難しさが明らかになったため、今後も調査を継続する予定である。スクールソーシャルワーク(SSW)と特別支援教育の関係性を明らかにし、SSWに固有の課題を整理し、SSWの機能と重要性を研究することを目的とし、H23年度においては、主に以下のような情報収集を行った。また、得られた情報の整理のための検討会を3回、ワークショップ「社会資源の活動」、研究会「要保護児童対策地域協議会における家庭児童相談室の機能」を実施した。(1)SSW領域で特別支援教育を積極的に扱っている実践や研究に関する海外の文献収集(2)海外(ソウル)事情の視察(3)大阪での公立普通高校(3校)における特別支援教育の状況とSSW領域の問題についての聞き取り調査海外の視察は、前年度に引き続き、SSW導入の歴史において日本とあまり変わらない状況のソウル市を選び、障がい者福祉現場側からのSSWに関する現状と要望を調査した。そこでは、学校と福祉現場の連携の重要さが課題となっていることが明らかになった。高校の調査に関しては、大阪府で高校授業料全額補助となったため、私立に多くの生徒が流れ、公立高校の定員割れが生じ、その結果これまで障がいのある生徒を受け入れたことのない公立高校においても、多くの障がいのある生徒が入学するという大きな変化があった中で行った。そのため、学校側の指導・支援体制が整っていない現状の中で、障がいがあるゆえの支援、特に生徒の自立を視野に入れた福祉的支援の難しさが顕著になった。今後も普通高校における特別支援教育の必要性が増すと思われるため、調査を継続する予定である。スクールソーシャルワーク(SSW)と特別支援教育の関係性を明らかにし、SSWに固有の課題を整理し、SSWの機能と重要性を研究することを目的とし、H24年度においては、主に以下のような情報収集および得られた情報の整理のための検討会を3回行った。また、H22年度からの研究成果の取りまとめを行った。1大阪府下で活動しているSSWerからの聞き取り調査2海外(カナダ・バンクーバー)事情の視察3大阪での公立普通高校(2校)における特別支援教育の状況とSSW領域の問題についての聞き取り調査海外の視察は、子ども支援、子育て支援が手厚く行われているカナダにおいて、障がいのある子どもや家族に対する福祉的支援とSSWがそれぞれどのような役割を分担し連携を取っているのかを視察した。バンクーバーではインクルーシブな学校環境の中、SSWという名称ではないが小学校大学まで障がい児者専門の相談員がおり、子どもの成長に合わせて継続的な支援が行われていた。しかし、本人からの申し出がないと支援は行われないため、本人や家族にその力がない場合の課題があることが明らかになった。大阪府下の公立高校の調査に関しては、昨年に引き続き、多くの障がいのある生徒が入学している状況の公立高校において行い、学校側の指導・支援体制が整わず、そのため障がいがあるゆえの支援、特に生徒の自立を視野に入れた福祉的支援システムがまだまだ構築されていない現状が顕著に示された。今後も普通高校における特別支援教育の必要性が増すと思われるため、自身の研究テーマとして取り上げていきたい。研究成果のとりまとめとしては、論文執筆を行った(テーマ「障がいのある子どもに対するスクール

ソーシャルワークの役割と課題」)。国内での調査に関しては、高校の特別支援教育におけるSSWに固有の課題に特化したため、時間をかけて高校現場の話を聞くことができ、より詳細なデータを集めることができた。海外の視察に関しては、予定していたカナダに行かなかったが、SSWが日本と同じ時期に導入されたと前年度の調査で明らかになったソウル市において、SSWだけでなく障がい者福祉側からの調査ができ、より広い領域からのデータを収集することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、H22年度から収集したデータをまとめることが大きな目的であるため、できるだけ上半期に検討会を複数回行って課題を整理し、報告書や論文等の作成につなげる。また、高校における特別支援教育の実際とSSW固有の課題を掘り下げるため、高校に対する聞き取り調査を多くする。普通高校における特別支援教育の必要性はますます大きくなり、そのためSSWの重要性も増すことが予測されるため、今後も調査研究を継続していく予定である。
能動集積性を有する医工融合型ナノ粒子による外科疾患新診断法・低侵襲治療法の開発

能動集積性を有する医工融合型ナノ粒子による外科疾患新診断法・低侵襲治療法の開発を目的として次の4つのサブテーマに沿い主に癌をターゲットとした研究を行っている。1)HBs抗原L粒子による治療薬の開発2)鉄ナノ磁性体を用いた微小センチネルリンパ節転移の術前診断法・術中迅速診断法・温熱焼却療法の開発3)能動集積性を有する光線力学療法開発と臨床応用に関する基礎的検討4)分散型高機能性酸化チタンの触媒作用による癌治療システムの開発。本年度は1)C型肝炎ウイルスを切断するsiRNAを封入したL粒子の効果をin vivoで評価するためレプリコン産生ヒト肝細胞癌をNOGマウスの肝臓に接種、4週頃から腫瘍が確認され始め8週で接種したすべてのマウスに腫瘍ができることを明らかにした。2)術中迅速免疫診断法は、抗体および蛍光封入鉄磁性体はプレパラート上に磁石により引き寄せられるので抗原と高濃度で迅速に反応する。また蛍光色素が封入されているので2次抗体で発色させる必要が無いのが特徴である。EGFR高産生株を移植したゼノグラフトの組織を用いた検討では反応時間わずか1015分で十分なシグナルが得られることが示唆された。3)光線力学療法開発では各臓器のベルテポルフィンの取り込みを測定し、腫瘍に能動的に集積することが証明された。また、粘膜切除術断端陽性例を想定した盲腸モデルとしてマウスの大腸癌モデルを作製した。4)分散型高機能性酸化チタンの触媒作用による癌治療システムの開発では、DDSの前段階の検討としてin vivoでのチタン量及び超音波照射量と皮下腫瘍に対する治療効果の検討を行い、酸化チタン10mg・超音波照射5分で治療効果が得られることが示された。
喫煙と肺癌発生リスクの性差に関する分子疫学的研究

肺癌の死亡率はわが国において著明な増加傾向を示し、近年男性では胃癌を抜いて最も高率の癌になっている。肺癌の原因としては男性では喫煙が最も重要であるが、女性では現在なお未解明の点も多い。これまで喫煙による肺癌発生感受性の性差を検討した分子疫学的研究は殆どない。本研究では、biomarkerとして芳香族炭化水素(PAHs)を代謝的に活性化しPAH-DNA付加体生成に関与する第1相薬物代謝酵素である芳香族炭化水素水酸化酵素(aryl hydrocarbon hydroxylase, AHH)活性と、代謝的に活性化されたPAHsの代謝的不活化に関与するグルタチオンS-転移酵素(glutathione S-transferase M1,GSTM1)の遺伝子多型およびPAH-DNA付加体量を測定し、肺癌発生感受性の性差について検討した。本学医学部附属病院呼吸器内科にて152名の原発性肺癌患者(喫煙者)についてインフォームドコンセントを得、末梢血からDNAの抽出を行った。遺伝子解析は、本学医学部の遺伝子解析倫理審査委員会の承認を得て行った。152名の症例の内訳は、男性110名、女性42名であった。喫煙男性症例の年齢、喫煙量および季節を調整したリンパ球の非誘導AHH活性、誘導AHH活性およびAHH誘導性(3-methylcholanthrene誘導AHH活性/非誘導AHH活性)は、それぞれ0.042pmole/10^6 cells/min、0.289pmole/10^6cells/minおよび6.9であった。一方、女性は0.043pmole/10^6cells/min、0.275pmole/10^6cells/minおよび6.4であった。男女間で、これらのAHHに有意差は認められなかった。CYP1A1 Msp I遺伝子多型では変異型ホモ接合体はC型であるが、C型は男性喫煙症例では24.6%、女性喫煙症例では19.1%であった。しかしこの場合も統計学的には有意差を認めていない。一方、GSTM1遺伝子多型の変異型は欠損型であるが、男性では70.0%、女性では52.4%であった。遺伝子多型の頻度も男女間に有意差はなかった。年齢、喫煙量および季節を調整した10^8塩基あたりのDNA付加体は男性では0.71、女性では0.94であった。この場合も、男女間で有意差は認められなかった。今後、女性症例数を増やすことにより統計学的検出力が増して、性差が認められる可能性がある。本研究では、biomarkerとして芳香族炭化水素(PAHs)を代謝的に活性化しPAH-DNA付加体生成に関与する第1相薬物代謝酵素である芳香族炭化水素水酸化酵素(aryl hydrocarbon hydroxylase,AHH)活性と、代謝的に活性化されたPAHsの代謝的不活化に関与するグルタチオンS-転移酵素(glutathione S-transferase M1,GSTM1)の遺伝子多型およびPAH-DNA付加体量を測定し、肺癌発生感受性の性差について検討する。本研究は平成12年度に新規申請した課題であるが、平成12年10月の追加採択であった。研究開始が遅れたため現在までに、九州大学医学部附属病院呼吸器内科にて23名の原発性肺癌患者(喫煙者)についてインフォームドコンセントを得、採血を行った。末梢血を3000rpmで15分間遠心分離し、buffy coatを-80°Cで保存している。現在、本研究に必要な遺伝子解析(CYP1A1遺伝子のMspI多型とGSTM1多型)を倫理審査委員会に申請準備中である。症例の収集を行いつつ、許可がおり次第、bugffy coatよりDNAの抽出を行い、上記の多型の解析を行う予定である。また、リンパ球のAHH活性およびAHH誘導性(3-methylcholanthrene誘導AHH活性/非誘導AHH活性)の測定やPAH-DNA付加体量の測定も行う予定である。

喫煙男性症例の年齢、喫煙量および季節を調整したリンパ球の非誘導AHH活性、誘導AHH活性およびAHH誘導性(3-methylcholanthrene誘導AHH活性/非誘導AHH活性)は、それぞれ0.042pmole/10^6 cells/min、0.289pmole/10^6cells/minおよび6.9であった。一方、女性は0.043pmole/10^6cells/min、0.275pmole/10^6cells/minおよび6.4であった。男女間で、これらのAHHに有意差は認められなかった。CYP1A1 Msp I遺伝子多型では変異型ホモ接合体はC型であるが、C型は男性喫煙症例では24.6%、女性喫煙症例では19.1%であった。しかしこの場合も統計学的には有意差を認めていない。一方、GSTM1遺伝子多型の変異型は欠損型であるが、男性では70.0%、女性では52.4%であった。遺伝子多型の頻度も男女間に有意差はなかった。年齢、喫煙量および季節を調整した10^8塩基あたりのDNA付加体は男性では0.71、女性では0.94であった。この場合も、男女間で有意差は認められなかった。今後、女性症例数を増やすことにより統計学的検出力が増して、性差が認められる可能性がある。肺癌の死亡率はわが国において著明な増加傾向を示し、近年男性では胃癌を抜いて最も高率の癌になっている。肺癌の原因としては男性では喫煙が最も重要であるが、女性では現在なお未解明の点も多い。これまで喫煙による肺癌発生感受性の性差を検討した分子疫学的研究は殆どない。本研究では、biomarkerとして芳香族炭化水素(PAHs)を代謝的に活性化しPAH-DNA付加体生成に関与する第1相薬物代謝酵素である芳香族炭化水素水酸化酵素(aryl hydrocarbon hydroxylase, AHH)活性と、代謝的に活性化されたPAHsの代謝的不活化に関与するグルタチオンS-転移酵素(glutathione S-transferase M1, GSTM1)の遺伝子多型およびPAH-DNA付加体量を測定し、肺癌発生感受性の性差について検討する。本研究は平成12年度に新規申請した課題であるが、平成12年10月の追加採択であった。CYP1A1遺伝子のNsp I多型とGSTM1多型の解析のために、本学の遺伝子解析倫理審査委員会の承認を得た。本学医学部附属病院呼吸器内科にて65名の原発性肺癌患者(喫煙者)についてインフォームドコンセントを得、末梢血からDNAの抽出を行った。65名の症例の内訳は、男性57名、女性8名であった。喫煙男性症例の喫煙量(喫煙年数*1日の喫煙本数)と年齢を調整したリンパ球の非誘導AHH活性、誘導AHH活性およびAHH誘導性(3-methylcholanthrene誘導AHH活性/非誘導AHH活性)は、それぞれ0.045pmole/10^6cells/min、0.398pmole/10^6cells/minおよび8.8であった。一方、女性は0.053pmole/10^6cells/min、0.513pmole/10^6cells/minおよび9.7であった。女性喫煙症例が少ないため有意差は認めていないが、女性の方が非誘導および誘導AHH活性ともに高い傾向にあった。CYP1A1 MsP I遺伝子
シンテニック遺伝子トラップ法によるヒト肺がんホモ欠失領域中のがん抑制RNAの探索

ヒト肺がんで染色体異常を高頻度に認める領域に、進化的に保存されている機能性RNAとしてmiR-107および-185を見出した。これらの合成模倣体をヒト肺がん培養細胞に導入したところ、増殖抑制効果を認めた。これは細胞周期のG1期での停止によるものであり、細胞自爆死によるものではなかった。発現プロファイル解析によって、miR-107および185による細胞周期停止の分子機構はそれぞれ異なることが示された。本研究は肺がん発がんにおいて、進化的に高度に保存されている機能性RNAが重要な役割を果たしている可能性を示唆した。1)ヒト肺がんで検出された染色体コピー数異常領域とシンテニーを示すマウス染色体領域の同定および同領域中のncRNA発現情報のFANTOMdatabaseからの抽出研究分担者および諸外国の研究に基づき、ヒト肺がんにおけるホモ欠失領域及び遺伝子増幅領域の情報を文献的に確認した。これらのホモ欠失領域に存在する構造遺伝子を指標に、理研ゲノム総合科学センターのマウスFANTOMデーターベースの情報などから相応する領域を同定した。さらに同領域にマップされているncRNAを抽出した。特にその中でもmiRNAに注目し、最終的に6つの候補癌抑制miRNAを生物情報学的に同定した。また、いわゆるmRNA-like ncRNAを2つ同定し,正常肺組織で発現していることを確認した。2)ホモ欠失領域にマップされたヒトncRNAのがん抑制能の検討上記6種のmiRNAの模倣体をA549およびH1299という、2つのヒト肺がん細胞株に導入し、主に細胞増殖能を解析した。結果として2つのmiRNAが増殖抑制能を示した。この増殖抑制の程度は肺がんで既に知られている癌抑制miRNAであるLet-7による増殖抑制効果とそん色ない程度のものであった。2種のmiRNAが導入され、増殖が抑制された細胞株は形態学的には大きな変化は示さなかった。今後この増殖抑制が、細胞死の亢進によるものなのかそれとも細胞周期回転の停止によるものなのかを追究する予定である。さらにこれらmiRNAの標的である遺伝子群の同定を試みている。がんでは染色体領域の欠失、増幅が高頻度に認められ、悪性形質発現に関連すると考えられている。我々はヒト肺がんで染色体異常を高頻度に認める領域に、進化的に高度に保存されている機能性RNAとしてmicroRNA(miRKA)であるmiR-107および-185を見出した。両miRNAはヒトの多くの臓器でユビキタスに発現を認め、正常肺組織でも高発現であったが、培養細胞においては発現低下が認められた。これらmiRNAの合成模倣体をH1299などのヒト肺がん培養細胞に導入したところ、増殖抑制効果を認めた。この効果は既知の肺がん抑制機能性RNAであるLet-7によるものとほぼ同等の効果であった。細胞増殖抑制は蛍光励起細胞分離法を用いて解析したところ、細胞周期のG1期での停止によるものであり、細胞自爆死によるものではないと考えられた。miRNAは標的のmRNAの3'非翻訳領域の標的配列を認識し、当該mRNAの分解を誘導して発現抑制することが主たる作用機序であるとされるため、マイクロアレイ解析によって下流の標的分子を明らかにすることを試みた。その結果、miR-107および185の下流で抑制を受ける遺伝子群は大きく異なり、細胞周期停止の分子機構はそれぞれ異なることが考えられた。特にmiR-107についてはサイクリン依存性キナーゼ6など複数の細胞周期制御にかかわると考えられる遺伝子が負に制御を受けていた。
2次元外部領域における弾性体に関する方程式の解の漸近挙動

2次元外部領域における弾性体の方程式の初期-境界値問題について、線形化方程式、非線形方程式の解の漸近挙動等を調べることを目的としているが、特に解のエネルギー減衰のオーダーに大きく関わると思われるレーリー波の性質を明らかにすることを研究目的とした。境界のある領域で弾性方程式を考える場合、ノイマン境界条件の時には、境界上を伝わるレーリー表面波が生じることが知られている。昨年度より、等方的な3次元半空間の媒質の場合に線形の弾性方程式によって記述される弾性波についてエネルギーの分布や時間にともなう挙動を調べているが、特にレーリー波のエネルギーについては昨年の研究結果に加え、より一般的な領域で減衰のオーダーが求められることがわかった。それにより、それ以前に知られていたエネルギー分布の結果との対比が可能になり、その精密化になっていることが明らかになった。その際に、レーリー波の局所エネルギーの時間減衰のオーダーも得られたが、これは2次元における弾性波の局所エネルギー減衰のオーダーよりもかなり大きく、表面波とはいえ3次元的な性質があることを表している。今回の研究のなかで、一般には、境界からある程度離れた領域にもレーリー波のエネルギーが境界からの距離に応じたオーダーでしみ出すとみられることを指摘したが、そのこととも対応していると思われる。しかし、この減衰オーダーは,境界のない3次元空間での局所エネルギーが指数減衰することと比較するとはるかに遅い。実際に地震等で観測される弾性波において、内部波は通り過ぎやすい性質を持ち、ある意味でのホイヘンスの原理に対応するのに対し、レーリー波はとどまりやすい性質を持っていることと対応していると思われる。そのことを数学的に表現するために、Lax-Phillips式の散乱理論を、半空間の弾性体に対して展開することを考え、まず2層媒質の波動について考えた。この場合も、層による媒質の伝播速度の違いから表面波が生じる。その結果、全空間の場合に生じるホイヘンスの原理が境界による表面波の影響で崩れることが、今回の研究により明らかになった。2次元外部領域における弾性体の方程式の初期-境界値問題について、線形化方程式の解の漸近挙動、および、対応する非線形方程式の解の時間大域的存在、漸近挙動を調べることを目的としているが、今年度は特に、弾性方程式の境界値問題の特徴といえる、レーリー波の性質を明らかにすることを目的とした。この場合、境界付近に波が拘束される可能性があるが、外部領域の局所エネルギーの減衰オーダーを求めるにあたっては、このような場合を除いて考察するのが普通である。しかし、レーリー波を調べることは波動方程式にない弾性方程式の特徴を知るために重要であるので、まずは等方的な3次元半空間の媒質の場合に線形の弾性方程式を考え、その場合に現れるレーリー波のエネルギーの分布状況と、その時間についての漸近挙動について調べた。半空間の場合、レーリー波の特異性は速さc_Rで境界に沿って伝わるので、エネルギーも同じように伝播することが予想され、今までにもそれに準じた結果を示した研究がある。しかし、今回の研究によって、初期データに空間遠方での減衰を仮定すれば、境界近くにエネルギーが集中する様子が、より精密に捉えられることがわかった。また、今までになされてきた研究と違う手段をとったため、初期データの台がコンパクトな場合には、エネルギーの集中しない領域に対してのエネルギーの時間減衰のオーダーを得ることに成功した。一方、初期データの取り方によっては、境界から一定距離だけ離れた領域においてであっても、領域と境界との距離に依存する値で、レーリー波のエネルギーが一定オーダー以上分布し、時間がたっても0へは減衰しない例があることを指摘できた。これは、一般には、境界からある程度離れた領域にもレーリー波のエネルギーがしみ出すとみられることを示している。

そのことを数学的に表現するために、Lax-Phillips式の散乱理論を、半空間の弾性体に対して展開することを考え、まず2層媒質の波動について考えた。この場合も、層による媒質の伝播速度の違いから表面波が生じる。その結果、全空間の場合に生じるホイヘンスの原理が境界による表面波の影響で崩れることが、今回の研究により明らかになった。
動的速度論分割に基づく新規不斉Heck反応の開発と応用

申請者はアロマターゼ阻害活性を有するstandishinalの不斉全合成を目指し、初年度ではアトロプ異性をもつ反応基質を用いた分子内不斉Heck反応を検討した。この結果、本不斉反応は動的速度論分割に基づき高収率、高エナンチオ選択的に進行することを明らかにした。また、上記の分子内不斉Heck反応の基質にabeoabietane骨格の構築が可能な化合物を用いてstandishinalの類縁体であるdichroaual B,dichroauone,taiwaniaqunone Hの不斉全合成を試みたところ、得られた化合物は非天然型の光学異性体である事が分かった。そこで、平成19年度では天然型のstandishinal類縁体の全合成を目指して検討を行った。キラルリガンドをR-体からS-体に変更して不斉Heck反応を行なう事で、天然型の(-)-dichroanal B,(-)-dichroanone,(-)-taiwaniaquinone Hの最初の不斉全合成を達成する事ができた。さらに、総収率の向上を目指して合成ルートの改良を種々検討したところ、昨年度開発したdichroanone,taiwaniaquinone Hの総収率をそれぞれ28%→55%,22%→54%に向上させる事に成功した。また、これまでにStoltz等によって報告されている(+)-dichroanal Bの総収率は11工程/4%であるが、申請者が開発した合成プロセスは8工程/30%とStoltz等の結果を大幅に改善するものである。一方、アロマターゼ阻害活性を示すstandishinalはA/B環がトランスの5,6-員環をもっているため、上述のHeck反応の生成物からの誘導は不成功に終わった。このため、アビエタン型の化合物から誘導したジアルデヒドを用いたアルドール型反応によりdl-standishinalの合成に成功し、それらの合成中間体も含めてアロマターゼ阻害活性を調べた結果、A/Bトランスよりもシスの方が阻害活性が高くなることを明らかにした。申請者は乳癌に対する新規抗癌剤として、アロマターゼ活性を示すstandishinalの不斉全合成を目指している。その予試験としてHeck反応を用いるラセミ合成を検討した結果、最近報告されているstandishinal類縁体の合成法に比べ、申請者の合成法は短工程・高収率で達成でぎた(JOCに掲載)。本合成法を不斉合成に適用するには、Heck反応に不斉リガンドを用いれば可能と思われたが、反応基質にアトロプ異性体が存在することが確認され、本基質は不斉反応には一般的に適用出来ないことが判明した。しかし、Heck反応は加熱が必要であることから、この加熱によりアトロプ異性体間で平衡が成立する(動的速度論分割)と予想し、種々の反応条件を検討した。この結果、不斉リガンドを用いて100°C付近で化学収率(80%以上)と不斉収率(95%)と共に満足できる結果を得ることができた。本反応の生成物よりstandishinal類縁体であるdichroanal B, dichroanone, taiwaniaquinone Hの効率的不斉全合成に成功したが、合成されたものは非天然型の光学異性体であった。本年度は天然型の化合物を合成する予定である。Standishinalの不斉合成には上記の反応基質とは別の化合物を用いて不斉Heck反応を試み、本年度にその全合成を達成する予定である。

また、standishinalのラセミ合成を達成し、それらの合成中間体を用いてアロマターゼ活性に対する構造一活性相関を行った結果、A/B環は天然物のトランス体よりもシス体の方がより強い活性を示すことが確認された(Bioorganic & Medicinal Chemistryに掲載)。申請者はアロマタアゼ阻害活性を有するstandinalの不斉全合成を目指している。平成18年度の研究では、アトロプ異性をもつ反応基質を用いた分子内不斉Heck反応を検討した結果、本不斉反応は動的速度論分割に基づき高収率,高エナンチオ選択的進行することを明らかにした。また、上記の分子内不斉Heck反応基質にabeoabietane骨格の構築が可能な化合物を用いてstandishinalの類縁体であるdichroanal B, dichroanone,taiwaiaquinone Hの不斉全合成を試みたところ、とられた化合物は非天然の光学異性体である事が分かった。そこで、平成19年では天然型のstangishinal類縁体の全合体を目指して検討を行った。この結果、用いるキラリガンドをR-体に変更して不斉Heck反応を行なう事で、天然型の(-)-dichroanone,(-)-taiwaniaquinone Hの最初の不斉全合成を達成する事ができた。さらに、総収率の向上を目指して合成ルウトの改良を種種検討したところ、去年をそ昨年度開発したdichroanone,taiwaniaquinone Hの総収率をそれぞれ28%→55%,22%→54%に向上させる事に成功した。また、これまでにStoltz等によって報告されている(+)-dichroanal Bの総収率は11工程/4%であるが、今回申請者が開発した合成プロセスは8工程/30%とStoltz等の結果を大幅に改善するものである。
宇宙を満たす高輻射率ダストの起源を探る

遠赤外線で高い輻射率を持つ星間ダストの起源を探るため、本研究では、いくつかの暗黒星雲に対してミリ波帯での分子分光データと近赤外線での星のデータを収集した。研究対象となる暗黒星雲としては、当初、おうし座、へびつかい座、オリオン座の暗黒星雲群と、2つの孤立した暗黒星雲(L1251、IC5146)を予定していた。このうち、観測時間の関係上、大きな広がりを持っおうし座の暗黒星雲群については研究対象から外し、代わりに比較的コンパクトなL134およびL1235を追加した。ミリ波帯での分子分光観測は、東京大学電波天文学グループが所有する60cm鏡を用いて行った。同望遠鏡は故障等のため長らく稼働を停止していたが、ここ数年に渡る東京大学、大阪府立大学、および我々東京学芸大学の共同作業により大規模な改良が施され、高性能望遠鏡として再生した。東京学芸大学のグループは、本科学研究費補助金の一部を利用して、2台の電波分光計とアンテナ温度較正のための回転チョッパーの開発を担当した。リニューアルを終えた同望遠鏡を用いて、平成19年3月までの間に一連の暗黒星雲の^<12>COおよび^<13>CO分子輝線(回転遷移J=2-1による)によるマッピング観測を遂行した。近赤外線のデータについては、2 Micron All Sky Survey(2MASS)ポイントソースカタログを利用して減光量分布を描き出すためのソフトウェア開発を行い、平成18年度中に研究対象である暗黒星雲内外での減光量・色超過マップの作成を行った。これにより、暗黒星雲内外でのダストの赤化則の変化を追跡することが可能となった。上記のガスおよびダストのデータを比較解析したところ、高輻射率ダストの起源としては、高密度の分子雲コアではbiggrainが、低密度の暗黒星雲周辺ではaggregatesが有望であることが示唆された。本研究では、おうし座、へびつかい座、オリオン座の暗黒星雲群と、孤立した2つの暗黒星雲(L1251、IC5146)に対して、ミリ波分子分光観測と可視光・近赤外線における測光観測を遂行する。暗黒星雲周辺に、普遍的に存在する遠赤外線(100μm以上)で極めて高い輻射率を持つダストの起源を、可視光・近赤外線・ミリ波の観測を通して解明することが、本研究の目的である。ミリ波帯の観測は、東京大学電波天文学グループが所有する60cm鏡を改良して行うことを計画した。平成17年4月現在から、60cm鏡の改良作業(同グループと共同)に全力を注ぎ、2周波数同時受信可能な受信機システムの構築、従来型の音響光学型分光計の開発、光学ポインティング等の作業を完了し、平成18年3月現在、本格的な観測を開始した状況にある。また、観測ソフトウェアの開発・デバックも進めており、平成18年度以降の定常観測・解析に備えつつある。我々のグループは、主に音響光学型分光計の制作とさらなる高性能化を担当したが、割り当てられた予算の関係上、いくつかの新規開発項目(光源レーザーの固体レーザー化)を断念し、中古品を有効活用して2台の音響光学型分光計を制作した。60cm鏡を用いた観測については、オリオン座領域のCO・^<13>CO(J=2-1)観測を完了させ、近日中にL125とIC5146の観測に着手するである。また、可視光帯での測光観測は、東京大学木曽観測所の105cmシュミット望遠鏡を用いてL1251、オリオン座、おうし座のデータを確保し、それらの減光量マップの作成に取り組んでいる。

さらに、近赤外線のデータベースである2MASSを利用しつつ、近赤外線での減光量も調査している。また、新たな研究対象の候補として、ダストの成長が報告されているポラリスシラス中の分子雲コアについても、可視光・近赤外線・ミリ波帯における観測を行った。平成17年度中にVST望遠鏡の大幅なリニューアルを完了し、平成18年度前半中にはオリオン座領域の暗黒星雲群およびIC5146近傍の暗黒星雲群に対する^<12>COおよび^<13>CO分子輝線による観測(回転遷移J=2-1による)を行った。平成18年度後半は、L1251およびへつかい座領域の暗黒星雲群に対して、同分子輝線による観測を遂行した。当初観測を計画していたおうし座の暗黒星雲群は天空での広がりが大きいため、観測時間の制約上、研究対象から外した。その代わり、コンパクトな暗黒星雲であるL134およびL1235を新たな観測対象として追加し、2種類の分子輝線による観測を行った。観測した各々の暗黒星雲の減光量については、2MASSを用いて色超過マップを作成することにより、星間ダストの空間分布と赤化曲線の変化を追跡することを試みた。研究対象とした全ての暗黒星雲(群)に対して、E[H-K]およびE[J-H]の2種類の色超過マップを作成し、E[H-K]対E[J-H]の相関を暗黒星雲内外で調べた。色超過マップと分子輝線のマップを比較したところ、ガス密度の高い分子雲コアではダストの赤化則の異常(色超過の比E[J-H]/E[H-K]の値が大きくなっている)が認められるケースがあることが分かった。また、密度の低い暗黒星雲周辺では、このような異常は認められなかった。以上より、高輻射率ダストの起源としては、低密度の暗黒星雲周辺ではaggregatesが、高密度の分子雲コアではbig grainが有望であることが強く示唆された。
土壌の環境浄化機能を利用した発展途上国適応型汚水処理技術の開発

インドネシア西スマトラ州のパダン工業貿易研究所において、現地の研究協力者と共に室内実験装置を作成し、ゴム工場2次処理水、そしてキャッサバ加工工場排水について平成15年-平成17年にかけて処理試験を行った。その結果、いずれの汚水についても、汚水負荷量を500・1000L m^<-2>d^<-1>で処理した場合、BOD、COD、TSS(総懸濁物質)はほぼ90%以上除去できた。キャッサバに含まれるシアン化合物については送気により除去率が高められ、送気8時間では汚水中の濃度1.90-7.58mg L^<-1>に対して除去率81-100%であった。現地土壌・資材による汚水処理は可能であり、コストや維持管理の点から実用的であると考えられた。パダン市近郊の産業排水の放出による水環境汚染への影響を調べた結果、1-2次処理が行われず排水が直接河川へ放流される豆腐工場やキャッサバ加工工場よりの排水の質が悪く周辺水環境への影響が懸念された。しかし、比較的工場の規模が小さく(家庭単位での工場が多かった)排水量は少なかった。ゴム精製工場からの排水は活性汚泥法による2次処理水であるが、処理は不十分であり排水が放流されている地点の河川水質は上流よりも明らかに有機物、窒素が高かった。また、下流の海水が混合する河口付近では塩類による有機物などの凝集蓄積により河川の汚れがひどくなっていた。汚水の発生源での処理について、一般家庭での個別処理は非常に困難であるが、今回調査対象とした産業排水や学校や役所など排水が多量にでる発生源での点源処理が現実的な対応かと考えられた。これらの研究成果を研究協力者(パダン工業貿易研究所)により地域に紹介してもらっていたところ、パダン市のとなりのパダンパンジャン市より学校と市庁の雑排水あるいはトイレ排水の処理に土壌式の浄化法を適応できないかとの打診を受けた。今後、現地でパダン工業貿易研究所に主催者となってもらい行政、地域住民など水環境汚染に関心のある関係者を対象としたセミナーを開催し、水環境に関する教育およびパイロットスケールから実装置の規模の水処理施設の設置を目指したい。平成15年度の研究は主にインドネシア、西スマトラ州を対象として行い、まず現地において入手できる汚水浄化装置に使用できる資材の調査を行った。その結果、土壌としてリン吸着の高い火山灰土壌および赤黄色土、透水性に優れた川砂などが最も入手しやすい土壌であった。浄化能を強化するために土壌に混合する資材として、有機物除去能を強化するための吸着剤として広葉樹の木炭や椰子殻炭、脱窒のための炭素源となる有機物として木くずや椰子殻、稲わらその他の資材は容易に入手できた。装置の透水性を維持するための通水層に充填する粒状の資材として、砂利や木炭は比較的容易に手に入ったが、ゼオライトや軽石なども存在するものの日本では土壌改良資材として容易に入手できるが、インドネシアでは市場に流通しておらず現状では山から地力で採掘しなければならないことが判明した。現地で容易に入手できる資材を用いて、工業貿易研究センターにおいて室内実験装置を作成し、ゴム向上排水を用いた実験を、現地の研究協力者の協力のもと開始した。処理土壌層には火山灰土壌、木炭、金属鉄くず、おがくずの混合資材を、通水層資材に砂利を用いた。現在までの結果より、負荷量500-1000L/m2/日では、BOD:100-200あるいは1000mg/l以上、アンモニア態窒素:5-20mg/l含有する汚水からそれぞれ90%以上を除去できていた。窒素除去について、全窒素としての除去率は約20-60%であり、負荷量が増加するにつれ処理水中の硝酸濃度が高まっていた。この事は脱窒が全窒素除去の制限要因となっていることを表している。平成16年度処理条件や構造および資材を更に検討し、実験を継続する予定である。インドネシア西スマトラ州のパダン工業貿易研究所において、現地の研究協力者の協力のもと室内実験装置を作成し、平成15年度に引き続きゴム工場2次処理水、そして新規にキャッサバでんぷん採取処理工場排水について処理試験を行った。ゴム工場排水処理試験において、汚水負荷量を500と1000L m^<-2> d^<-1>の2段階で処理した結果、BOD、COD、TSS(総懸濁物質)の除去能に大きな差は認められず、BOD:86-306mg L^<-1>、COD:203-655mg L^<-1>、TSS:32-420mg L^<-1>、に対してほぼ90%以上の除去率を示した。窒素については500と1000L m^<-2> d^<-1>の負荷速度においても実験後半(汚水通水後2-3ヶ月後)に除去率が低下する傾向が認められた。これは、装置内にBOD、COD、TSSが蓄積し、嫌気的になりアンモニア態窒素の硝化が十分に進まなかったことが原因と考えられた。この試験では送気を行っておらず、送気を行うことにより硝化不足は解決できると考えられた。次に、キャッサバでんぷん採取処理工場排水処理試験において、0と8時間の送気を行いその効果を検証した。

BOD、COD、TSSについては、送気0においても90%以上の高い除去率が示され、送気時間の違いによる処理能の差は認められていない。より長期の試験では効果が出ると予想される。キャッサバに含まれるシアン化合物についても除去能を調べた結果、送気0では汚水中のシアン濃度2.53-3.79mg L^<-1>に対して、除去率が73-83%であったが、送気8時間では汚水中の濃度1.90-7.58mg L^<-1>に対して除去率81-100%と、送気の効果が認められた。平成15-16年の試験結果より、現地資材を用いた処理装置により現地で発生する汚水の高度処理が可能なことが示された。インドネシア西スマトラ州のパダン工業貿易研究所において、現地の研究協力者と共に室内実験装置を作成し、ゴム工場2次処理水、そしてキャッサバ加工工場排水について平成15年-平成17年にかけて処理試験を行った。その結果、いずれの汚水についても、汚水負荷量を500・1000L m^<-2>d^<-1>で処理した場合、BOD、COD、TSS(総懸濁物質)はほぼ90%以上除去できた。キャッサバに含まれるシアン化合物については送気により除去率が高められ、送気8時間では汚水中の濃度1.90-7.58mg L^<-1>に対して除去率81-100%であった。現地土壌・資材による汚水処理は可能であり、コストや維持管理の点から実用的であると考えられた。パダン市近郊の産業排水の放出による水環境汚染への影響を調べた結果、1-2次処理が行われず排水が直接河川へ放流される豆腐工場やキャッサバ加工工場よりの排水の質が悪く周辺水環境への影響が懸念された。しかし、比較的工場の規模が小さく(家庭単位での工場が多かった)排水量は少なかった。ゴム精製工場からの排水は活性汚泥法による2次処理水であるが、処理は不十分であり排水が放流されている地点の河川水質は上流よりも明らかに有機物、窒素が高かった。また、下流の海水が混合する河口付近では塩類による有機物などの凝集蓄積により河川の汚れがひどくなっていた。汚水の発生源での処理について、一般家庭での個別処理は非常に困難であるが、今回調査対象とした産業排水や学校や役所など排水が多量にでる発生源での点源処理が現実的な対応かと考えられた。これらの研究成果を研究協力者(パダン工業貿易研究所)により地域に紹介してもらっていたところ、パダン市のとなりのパダンパンジャン市より学校と市庁の雑排水あるいはトイレ排水の処理に土壌式の浄化法を適応できないかとの打診を受けた。今後、現地でパダン工業貿易研究所に主催者となってもらい行政、地域住民など水環境汚染に関心のある関係者を対象としたセミナーを開催し、水環境に関する教育およびパイロットスケールから実装置の規模の水処理施設の設置を目指したい。