hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
伝統産業とＮＰＯの創発的コラボレーションによる地域活性化モデルに関する研究

本研究では、伝統産業とNPOのコラボレーションによる地域活性化モデルについて、理論的・実証的研究をおこなった。まず、創発概念を用いたコラボレーション・モデルを提案した。そして、創発的コラボレーション・モデルにもとづいて実証的研究を行った。その結果、伝統産業を核にした地域活性化では、NPOがコーディネーターとして伝統産業と他組織との協働を取り持ち(又は自身が協働を行い)、更に、コラボレーションを通じて地域の価値観を変化させるように積極的に働きかけていくことが不可欠であることが明らかになった。本年度は、「創発的組織間コラボレーション」の理論的枠組みを更に精緻するとともに、実証を行うことに主眼をおいて研究を進めた。まず、理論の精緻化であるが、昨年度に言及された、地域住民の意識変化を促すような「制度的企業家」の役割が不可欠、という視点をより実践的な枠組みにするために、更に掘り下げて検討を進めた。その結果、地域コミュニティに「弱連携」を生み出していく働きがNPOには必要であり、そのために地域の様々なアクターに信頼されるように事業を継続し、かつ他組織との協力体制を維持することが不可欠であることが発見された。上記の内容は、日本マネジメント学会第67回全国研究大会、実践経営学会第56回全国大会、で研究発表している。また、実証研究は、佐賀県有田町(有田焼)、栃木県益子町(益子焼)という伝統的工芸品産地でのインタビューならびにフィールド調査、伝統産業を核とする地域活性化に取り組んでいるNPOへのインタビュー調査、NPOと企業とのコラボレーションを仲介する中間支援型組織(NPO)へのインタビュー調査など、他方向から行った。その結果、1産業・産地、地域主体の特性によりNPOのコーディネーターとしての役割が変化すること、2「伝統産業従事者が創設したNPOによる地域活性化」と「まちづくりNPOによる伝統産業を核とした地域活性化」に本質的な違いがあること、3伝統産業とNPOとの協働を架橋する第三者が必要性を検討すべきであること、が発見された。本研究は、追加の調査を行い、2014年度中に研究発表する予定である。なお、当初はアンケート調査を実施する予定であったが、定性的調査の方がより有効であると考え、実施しなかった。更に、伝統産業が地域活性化に果たす役割についても、先行研究の検討を中心にまとめた。この研究は、『日本学研究』(金沢工業大学)第16号、に所収されている。本研究は、まちづくりを活動分野とするNPOと伝統産業とのコラボレーションによる地域活性化の可能性について言及するものである。1年目である本年度は、理論枠組みの構築と基礎的なインタビュー調査を行った。まず理論研究に関して、組織間コラボレーション論の既存研究をレビューを中心に行った。その結果、創発概念、特に「ノットワーキング(knot-working)」(山住・エンゲストローム編, 2008)を援用することで、地域活性化における新しい組織間コラボレーションの枠組みを提示した。また、地域活性化論を検討し、組織論の枠組みだけでなく観光社会学や地域ブランド論の議論を援用することが有用であり、そこでは地域住民の意識変化を促すような「制度的企業家」の役割が不可欠であると発見した。こうした制度的企業家の活動により、コラボレーションを生み出す「場」が生成されると考える。一方、伝統産業を核として地域活性化活動をしているNPOならびに伝統産業関係団体、その他関連する組織へのインタビュー調査、またフィールド調査を行った。具体的には、埼玉県川越市、石川県輪島市、宮城県石巻市などで調査を実施した。その結果、現状では伝統産業とNPOがコラボレーションして地域活性化に成功している事例は少なく、地域活性化を目指すNPOが地域資源としての伝統産業に気づいていないことが考えられた。そこで、何らかのコーディネーターの役割を果たす組織(あるいは個人)が介在することで、伝統産業とNPOの創発的なコラボレーションを促すことが必要であると考えられる。以上のことから、伝統産業とNPOとのコラボレーションを進めるにあたり、協働のコーディネーターと場のクリエーターの両者(あるいは両方の役割を果たす者)が必要であると言及できる。次年度はこの点を深く掘り下げて、事例分析(インタビュー調査やアンケート調査)を実施したい。当初の計画のうち、理論的研究については組織間コラボレーション論、地域活性化論、地域ブランド論、NPO論などの文献レビューを中心に行い、創発的組織間コラボレーションの概念整理と理論的枠組みを仮説提示的に示すことができているので、概ね計画通りに進展していると考える。なお、「創発的組織間コラボレーション」の枠組みは、「日本マネジメント学会関西部会」にて学会発表済みである(曹佳潔氏と共同発表)。そして実証的研究では、「NPOと地場産業・伝統産業の現状把握」を目的に、5か所程度のインタビュー調査ならびにフィールドワーク調査を実施することを計画していたが、ほぼ同数の調査を実施することができている。また、伝統産業関連団体への調査を行い、伝統産業の問題把握はある程度できた。しかし、当初予想していたほどに一定の成果をあげている事例が少なく、更なる調査が必要であると考える。

また既存の伝統的地場産業論(伝統産業論)の文献研究を進めているが、多様なアプローチから研究がなされており、レビューに時間を要している。一方で、当初の計画では予備調査の後にアンケートを実施し、伝統産業とまちづくりNPOとの意識の相違やコラボレーションにおける問題点などをマクロ的に洗い出す予定であったが、現状はアンケート調査の項目を検討している段階であり、停滞している。理由としては、1伝統産業とNPOとのコレボレーションの成功事例が少なく、意義のあるアンケート項目の検討に時間がかかってしまっていること、2インタビュー調査数が少なく、調査を増やす必要があること、3伝統産業論に関する先行研究のレビューが不十分であったこと、4コンタクトをとったNPOや関係団体からインタビュー調査の許可を得られなかったこと、などがあげられる。次年度は、より多くの事例を収集するとともに、25年度の前半のうちにアンケートを実施したいと考えている。今年度は、インタビュー調査が十分にできなかったこと、アンケートが実施できなかったことなどから次年度に使用する予定の研究費が生じた。この研究費を活用し、次年度はフィールド調査に多くの時間を割く予定である。具体的には本年度調査できなかった、「奥会津編み組細工」(福島県三島町)、「播州そろばん」(兵庫県小野市)などの伝統産業産地の調査、ならびに地域活性化を担うまちづくりNPOの調査を続行する予定である。また十分な事例分析が可能になるよう、多くのNPOや伝統産業とコンタクトをとることを考えている。並行して、本年度の研究成果や新たに行うフィールド調査に基づいて、アンケート調査(調査数50程度)を実施する。さらに、実証的研究をより発展させて実際にコレボレーションに至った経緯、協働時におけるリーダーシップ、組織間構造と組織間文化、組織間学習、また他主体との関係構築プロセスなどをインタビュー調査やアンケート調査を実施することで明らかにし、NPOと伝統産業とのコラボレーションの成功要因(または阻害要因)について言及する。一方で、周辺諸領域の研究も行う。地域活性化論は横断的研究領域であり、様々な視点からの必要になってくるので、幅広い文献研究が不可欠である。そのための文献購入にも研究費を使用したいと考えている。また、文献研究だけでなく、具体的に地域住民や行政組織、学校組織など地域コミュニティに属する他の主体に対してインタビューを行うことにより、地域の抱える問題や意識変化を正確に把握する。さらに、NPOと企業、行政とNPOなど、マルチセクターによるコラボレーションに関しても文献研究、実証研究をする予定である。そして最終的には、地域活性化におけるNPOと伝統産業のそれぞれの果たすべき役割について言及し、創発的組織間コラボレーションによる地域活性化モデルについて提言を行いたい。前述したように、インタビュー調査が十分にできなかったこと、アンケートが実施できなかったことなどから次年度に使用する予定の研究費が約40万円生じている。
新たな強相関電子系準結晶をめざす物質探索

筆者らの見いだした価数揺動準結晶Au-Al-Ybは、圧力に依存しない量子臨界性を示した。これは準結晶と重い電子系をつなぐものとして注目されている。この現象をより深く理解するため、新物質探索を通して、準結晶および近似結晶の研究を進めてきた。(1)新規Yb系準結晶の構造モデル構築六方晶ZrNiAl型と正方晶Mo2FeB2型構造が仮想的な正12角形準結晶の近似結晶とみなせる事を示した。両構造は、Ybなどの希土類元素を含む合金でしばしば形成し、価数揺動に関連した物性を示すものもある。ここでは、Pd-Sn-Yb系を例にとり、高次元解析法を用いて正12角形準結晶の構造モデル(5次元空間群P12/mmm)を構築した。この高次元モデルは、単位胞に4つのacceptance regionを含み、3次元構造は六方晶α-YbPdSnと正方晶Yb2Pd2Snの断片から構成されている。ここで提案した準結晶の構造モデルは、今まで個別に議論されて来た両近似結晶の物性を統一的に議論できる一つの可能性を示している。(2) Cu-Ga-Sc1/1近似結晶の相分離の発見(1)で述べたように、一般に周期性を持つ近似結晶は、準結晶の局所構造を理解するための重要なヒントとなる。ここでは、Tsai型正20面体準結晶と同じような局所構造(クラスター)を構造要素として含むCu-Ga-Sc1/1近似結晶の熱的安定性について実験した。その結果、Cu49Ga36Sc15では、500°C付近で格子定数がわずかに異なる2相に分離することが判明した。この相分離は可逆的であり、両相ともにTsai型の1/1近似結晶(体心立方)であり、組成がわずかに異なる(一つは、Cu48Ga37Sc15、他はCu52Ga33Sc15)。粉末X線回折のRietveld解析では、クラスター中心部に違いがあることが示唆された。上述したように新規の正12角形準結晶の構造モデルを提案した。さらに、この考察に基づいて探索実験を行ってみたが、うまくいかなかった。そこで、探索対象を正20面体準結晶に変更し、予備実験を行ったところ、Zn基合金で新規準結晶を得た。これをさらにすすめれば、研究目標に到達できると思っている。今年度は、実験を中心に研究を推進する。特に予備実験で見いだした新物質、Zn-Au-Yb合金の正20面体準結晶と2/1近似結晶について研究を進めたい。構成元素であるZnは低融点・低沸点であり溶融時の蒸気圧も高いので、試料作製法および条件の検討を行ないながら、相安定性、単相組成領域を調べたい。また、物性評価に影響を与えるYb酸化物を減らす工夫も必要である。さらに、EDX付き走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡、X線回折などを用いた試料・構造評価、構造解析を進める予定である。また、名大理学部の物性グループとの共同研究により、準結晶と近似結晶の低温物性(磁性、比熱、電気抵抗)の測定も進める。特に、Ybの価数揺動が低温物性にどのように現れるか、準結晶と近似結晶がどう異なるのかに注目して研究を進めたい。筆者らの見いだした初めての価数揺動準結晶Au-Al-Ybは、圧力に依存しない量子臨界性を示すので、準結晶と「重い電子系」をつなぐものとして注目されている。この現象をより深く理解するため、新物質探索をキーワードとして準結晶および関連構造の構造・物性研究を進めてきた。(1)Zn-Mg-Al準結晶の超伝導。Zn-Mg-Al系で形成する正20面体準結晶、さらに1/1および2/1近似結晶が超伝導を示すことや、その転移点Tcの合金組成依存性を明らかにした。これは、準結晶と確定された物質における初めてのバルク超伝導である(Tc=0.05K)。準結晶における超伝導の最近の理論研究によれば、準結晶ではフラクタル超伝導と呼ばれる新しい状態が生じる可能性があり、さらなる研究が必要である。(2)2種類のAu-Ge-Yb近似結晶におけるYb電子状態の違いに関する研究。Au-Ge-Yb系には、組成がわずかに異なる2種類の1/1近似結晶が形成する。これらは中間価数のYbを含む近似結晶であり、超伝導(Tc=0.68Kと0.36K)を示すのでYbの電子状態について興味が持たれている。この2種類の近似結晶は、いずれもTsai型クラスターから成るが、一方は、Tsai型クラスターを構成する正20面体の12頂点にだけYbが配置しているのに対して、他方は12頂点の他にクラスター中心にもYbが位置している。これらYbの電子状態の違いを調べる目的で、7940eV、600eVおよび20eVのエネルギーの光(X線)を用いて光電子分光実験を行なった。その結果、後者に含まれるクラスター中心のYbは2価であるが、他のYbは価数揺動状態にあることが分かった。上述のようにZn-Mg-Al正20面体準結晶の超伝導やYb系の新規近似結晶であるAu-Ge-Yb系の特異なクラスター構造とそれに対応したYbの電子状態についての新しい知見を得た。

しかし、新規準結晶の発見には未だ至っていないので研究を継続する必要がある。筆者らの見いだした価数揺動準結晶Au-Al-Ybは、圧力に依存しない量子臨界性を示した。これは準結晶と重い電子系をつなぐものとして注目されている。この現象をより深く理解するため、新物質探索を通して、準結晶および近似結晶の研究を進めてきた。(1)新規Yb系準結晶の構造モデル構築六方晶ZrNiAl型と正方晶Mo2FeB2型構造が仮想的な正12角形準結晶の近似結晶とみなせる事を示した。両構造は、Ybなどの希土類元素を含む合金でしばしば形成し、価数揺動に関連した物性を示すものもある。ここでは、Pd-Sn-Yb系を例にとり、高次元解析法を用いて正12角形準結晶の構造モデル(5次元空間群P12/mmm)を構築した。この高次元モデルは、単位胞に4つのacceptance regionを含み、3次元構造は六方晶α-YbPdSnと正方晶Yb2Pd2Snの断片から構成されている。ここで提案した準結晶の構造モデルは、今まで個別に議論されて来た両近似結晶の物性を統一的に議論できる一つの可能性を示している。(2) Cu-Ga-Sc1/1近似結晶の相分離の発見(1)で述べたように、一般に周期性を持つ近似結晶は、準結晶の局所構造を理解するための重要なヒントとなる。ここでは、Tsai型正20面体準結晶と同じような局所構造(クラスター)を構造要素として含むCu-Ga-Sc1/1近似結晶の熱的安定性について実験した。その結果、Cu49Ga36Sc15では、500°C付近で格子定数がわずかに異なる2相に分離することが判明した。この相分離は可逆的であり、両相ともにTsai型の1/1近似結晶(体心立方)であり、組成がわずかに異なる(一つは、Cu48Ga37Sc15、他はCu52Ga33Sc15)。粉末X線回折のRietveld解析では、クラスター中心部に違いがあることが示唆された。上述したように新規の正12角形準結晶の構造モデルを提案した。さらに、この考察に基づいて探索実験を行ってみたが、うまくいかなかった。そこで、探索対象を正20面体準結晶に変更し、予備実験を行ったところ、Zn基合金で新規準結晶を得た。これをさらにすすめれば、研究目標に到達できると思っている。昨年度と同様に、実験研究を中心に進めるが、新規準結晶の構造モデルについての幾何学的な考察も進める。具体的な、研究対象としては、以下のように「冒険的な研究課題」と「漸進的で比較的着実な課題」との二本立てで進める計画である。通常の合金試料作製と熱分析・粉末X線回折を用いたキャラクタライズを豊田理化学研究所内で行なう。高融点合金試料作製、電子顕微鏡を用いた構造研究、単結晶X線回折、低温物性の実験、構造安定性の理論的評価などを北大、名大、グルノーブル工科大学、スロバキア科学アカデミーなどの研究者との共同研究で進める計画である。(1)冒険的な研究課題:希土類合金における新規正12角形準結晶の探索(2)漸進的で比較的着実な課題:正20面体準結晶および近似結晶におけるクラスター構造についての研究。なお、それぞれの合金系に応じた試料作製法の検討も重要な課題の一つである。今年度は、実験を中心に研究を推進する。特に予備実験で見いだした新物質、Zn-Au-Yb合金の正20面体準結晶と2/1近似結晶について研究を進めたい。構成元素であるZnは低融点・低沸点であり溶融時の蒸気圧も高いので、試料作製法および条件の検討を行ないながら、相安定性、単相組成領域を調べたい。また、物性評価に影響を与えるYb酸化物を減らす工夫も必要である。
溶媒和効果による自己組織化を利用したナノ粒子の調製と砒素除去技術への応用

地下水などの環境水汚染の拡大が世界中で懸念されている砒素に対して効率的に除去できるナノ粒子を開発することを目的として以下の研究を行った。鉄イオン(II,III)を水と極性溶媒との混合溶媒中で溶媒和させた溶液を出発原料としてマグネタイトナノ粒子を調製した。砒素除去性能を向上するための合成条件を検討して粒度分布の鋭いナノ粒子が得られた。これは高い比表面積を有し、砒素の吸着性能が向上したので砒素除去技術に応用する。金属酸化物の調製法の一つである沈澱法は一般的に水を溶媒として用いている。酸化鉄のように沈殿を形成しやすい金属酸化物はアルカリ溶液を加えることにより、素早く微結晶核を形成し、脱水縮合反応を行いながら、結晶が急激に大きく成長していくために形態制御が難しい。そこで本研究では水にアルコールのような極性有機溶媒を混合した溶液中で沈殿を生成せることにより、結晶核生成および成長速度、結晶成長速度をコントロールすることによって生成物の大表面積化が期待される。今年度は炭素鎖の異なるアルコールを用いてマグネタイトの調製を行い、その砒素除去特性の評価を行った。調製したマグネタイトのXRDパターンからアルコールの濃度の増加に伴いマグネタイトの結晶性は低下し、Scherrerの式によって得られた結晶子サイズは小さくなることが示され、ナノ粒子が得られた。窒素ガス吸脱着等温線からBET法により得られた比表面積はアルコールの濃度の増加に伴い増大することが示された。この吸脱着等温線がヒステリシスを有していることからBJH法により細孔径分布を求めた。アルコールの濃度の増加に伴い、高い分布を示した細孔径は小さくなり、その細孔径は均一化されることがわかった。得られたマグネタイトを用いて30°Cにおける砒素の吸着等温線を調べた。As(III)およびAs(V)の飽和吸着量は比表面積の増加に伴い増加することが示された。特にAs(III)に対して高い飽和吸着量が得られた。この結果は比表面積の増加することによりマグネタイト表面に存在するAs(III)およびAs(V)の吸着サイトも増加するためだと考えられる。水にアルコールのような極性有機溶媒を混合した溶液中で沈殿を生成せることにより光結晶核生成および結晶成長速度をコントロールすることが可能であり、生成物の大表面積化が期待される。昨年度の結果から、アルコール中でもエタノールを用いた場合に最も高い比表面積を有することが示された。今年度はアルコール以外の極性溶媒(アセトン,ジオキサンなど)を用いてマグネタイトの調製を行った。調製されたマグネタイトの比表面積は、エタノールを溶媒として用いて調製されたマグネタイトよりも低かった。従って、以後マグネタイトの調製溶媒にはエタノールを用いることにした。沈殿剤の影響を調べたところ、アミン類を用いると高い比表面積のマグネタイトを調製することができた。トリエチレンテトラミンを用いるとエチレンジアミンほどの高い比表面積は示されなかったが、FE-SEM観察により得られた粒度分布がシャープであったことから、より均一なナノ粒子を得ることができた。この結果は調製に用いた溶媒に対するアミンの溶解度が結晶核生成や結晶の成長に影響しているのかもしれない。以上の結果より、混合溶媒中の極性溶媒の濃度だけでなく、沈殿剤によっても粒子サイズの制御が可能であることが示された。次に溶媒のエタノール濃度を固定し、調製温度を変化させてマグネタイトを調製したところ、温度上昇に伴い、比表面積が低下することが示された。熟成による粒子サイズ増大に因ると考えられる。次にマグネタイトの表面水酸基量をZIA法により定量した。この結果は、比表面積の序列と一致した。以上調製したマグネタイトを用いて30°Cにおける砒素の吸着等温線を調べた。As (III)およびAs (V)の飽和吸着量は比表面積の増加に伴い増加することが示された。特に毒性の高いAs (III)に対して高い飽和吸着量が得られた。今年度は昨年度に引き続き、砒素除去に適したマグネタイトナノ粒子の調製を行った。昨年度までは金属イオン溶液中にアルカリ沈殿剤を加えてナノ粒子を調製したが、今年度はアルカリ沈殿剤に金属イオン溶液を加えて調製を行った。金属イオンの急速な加水分解が起こるために高分散のマグネタイトナノ粒子が生成されることが期待されたが、前者の方法で得られたナノ粒子とほぼ同様の粒子が得られた。以後の実験には前者の方法で得られたナノ粒子を用いることとした。さらに砒素汚染水への応用を考慮し、塩の影響、吸着容量、吸着速度などを評価した。汚染水には多様な塩が共存しているので、本研究では、NaClを用いて砒素吸着に及ぼす塩濃度の影響を調べた。

As(III)の吸着はpH4-9領域でNaClの濃度にほとんど影響がないことが示された。一方As(V)の吸着は0-0.01MNaClにおいて影響は見られなかったが、0.1M-NaCl中では吸着材の等電点よりも高いPH領域で吸着率が高くなることが示された。これは塩析効果によるものと考えられる。砒素汚染は地下水だけに限らず、地熱発電排水や鉱山廃水およびレアメタル回収後の廃液等に広がっており、その処理も必要とされているため遷移金属、半金属等の共存下における砒素の吸着選択性および吸着容量の温度の影響について検討した。遷移金属およびセレン(VI)に対して十分な吸着選択性があり、また、温度による吸着容量および吸着平衡定数の変化がほとんどなく、吸着能力にも優れていた。次に砒素の吸着速度実験を行った。マグネタイトナノ粒子と砒素との錯生成反応は非常に早く、平衡時の吸着量の90%以上が吸着された。その後粒子表面の拡散反応がゆっくり進むことが示された。本研究で得られたナノ粒子は砒素を効果的に処理することができた。
日本周辺地域への適用を考慮した多国間酸性雨輸送の為の総合モデルに関する研究

本研究は、昨年度から本年度にかけて開発した雲物理モデルと酸性雪(雨)輸送モデルを用いて、冬期季節風時に日本海上で生成する雪雲に大陸起源の汚染質がどの程度取り込まれるかを解析したものである。水分相の輸送化学種は、NO_3^-,NH_4^+,S(IV),SO_4^=,H_2O_2,O_3の6種である。液相化学反応は雲水と雨水相でのみ有効と仮定した。日本海上で生成する筋状の雪列に対して、二対のロ-ル渦を想定して、12時間分の雲物理場を得た。考慮した21の気相化学種の初期鉛直分布(午前8時)は、1次元輸送/反応モデルを用して調整した:地表レベルでの初期濃度(ppb)は、例えば、[SO_2]=22,[SO_4^=]=0.8,[NO_×]=40,[HNO_3]+[NH_4NO_3]=4.3等である。また、雲水中のバックグラウンド化学種として、Na^+(135x10^<-6>M),Ca^<2+>(5x10┣D1-6M),ssSO┣D24┫D2┣D1=┫D1(8xlO┣D1-6┫D1M),Cl┣D1-┫D1(160x10┣D1-6M)を仮定した。大陸から海洋上に出た汚染気塊には、当初気相(dry sulfate,dry nitrateを含む)物質のみが存在していると仮定し、日本海を渡る間にそれがどの様に変質し、除去されて行くかを調べた。その結果、S分についてみると、最初に(2対のロ-ル渦域を含む)全領域内に存在していた気相のSO┣D22┫D2+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1(〓30.3mole)が、12時間後に以下の様に分配された:気相(SO┣D22┫D2+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)57.3%,雲水相(S(IV)+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)2.2%,雪相(S(IV)+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)2.5%,乾性沈着による除去(SO┣D22┫D2+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)32.8%,湿性沈着による除去(S(IV)+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)5.2%;(合計の総モル数〓30.7)。水平風速15m/sを仮定すると、12時間の経過は気塊が約650km洋上を進んだ状態に相当し、ほぼ朝鮮半島等から日本沿岸までの距離にあたる。12時間後の結果は、初期総量の約5%弱のS分が、雲水相と雪相に存在することを示し、従って日本に降下し得ることを示唆している。雲水のpHの最小値は約3.3、最大SO┣D24┫D2┣D1=┫D1濃度は約210μM/1、雪中のそれは約160μM/1であった。その結果、S分についてみると、最初に(2対のロ-ル渦域を含む)全領域内に存在していた気相のSO┣D22┫D2+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1(〓30.3mole)が

、12時間後に以下の様に分配された:気相(SO┣D22┫D2+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)57.3%,雲水相(S(IV)+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)2.2%,雪相(S(IV)+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)2.5%,乾性沈着による除去(SO┣D22┫D2+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)32.8%,湿性沈着による除去(S(IV)+SO┣D24┫D2┣D1=┫D1)5.2%;(合計の総モル数〓30.7)。水平風速15m/sを仮定すると、12時間の経過は気塊が約650km洋上を進んだ状態に相当し、ほぼ朝鮮半島等から日本沿岸までの距離にあたる。12時間後の結果は、初期総量の約5%弱のS分が、雲水相と雪相に存在することを示し、従って日本に降下し得ることを示唆している。雲水のpHの最小値は約3.3、最大SO┣D24┫D2┣D1=┫D1濃度は約210μM/1、雪中のそれは約160μM/1であった。
限られた教師情報に基づく機械学習手法の開発

本研究は、現実世界におけるプライバシーやデータ取得のコストなどの制約により不完全な教師データしか得られない状況下における統計的分類、いわゆる弱教師付き分類の適用可能範囲を広げるものである。従来は半教師付き分類やPU分類(正例とラベルなし例のみが手に入る分類問題)において研究が進められてきたが、これを教師なし分類やストリームデータの分類へと拡張する。
c-fos遺伝子からみた慢性関節リウマチの骨・軟骨破壊機構の解明と治療法に関する研究

カニクイザルにCIAを作製し、血清中の抗II型コラーゲン抗体を測定した結果、感作2週目頃よりIgM型、これに次いで4週頃よりIgG型コラーゲン抗体が産生され、RA患者と同様に関節炎の初期より同抗体が上昇することが観察された。関節の病理組織像では、滑膜にフィブリノイド壊死を伴った広範な肉芽性炎症が認められ、多数の炎症性細胞浸潤を伴うパンヌス様組織による関節軟骨の破壊が観察された。軟骨基質および軟骨細胞にはその主たる分解酵素であるMMP-1,MMP-3、ならびにこれらの酵素の誘導に強く関与すると考えられるサイトカインであるIL-1α,TNF-αによる染色が観察された。また、これらの組織におけるc-fosの発現についてin situ hy bridization法を用いて検討した結果、サルCIAの関節炎の発症においても、軟骨細胞にはc-fosが発現することがわかった。Lewis系メスラットのCIAに、2本鎖AP-1DNAオリゴヌクレオチド(AP-1 oligo)および、対照として、等量の生理食塩水あるいはAP-1部位のみランダムな同一長の2本鎖DNAオリゴヌクレオチド(control oligo)を、感作1週目より週2回5週間連続で腹腔内に投与した。経時的に、paw volumeならびに血清中の抗II型コラーゲン抗体価についてELISA法を用いて測定するとともに、脛骨骨髄内の酒石酸耐性酸フォスファターゼ(TRAP)陽性細胞数の変化および膝・足・手関節について、組織学的に観察した。結果、AP-1オリゴ投与群では関節炎の発症が抑制され、抗II型コラーゲン抗体産生においては、IgG型の抗ウシII型コラーゲン抗体価には明らかな変化は認めないものの、抗ラット抗II型コラーゲン抗体価は対照群に比べ低値を示した。さらに対照群のラットの膝・足・手関節には、滑膜の増生とパンヌス様組織による著しい関節破壊像が観察されたのに対してAP-1オリゴ投与群では、滑膜に細胞浸潤を伴った軽度の炎症所見を認めるものの、関節軟骨ならびに軟骨下骨の破壊はわずかで関節の構築が保たれていた。さらにAP-1オリゴ投与群では、脛骨骨髄内のTRAP陽性細胞の増加ならびにTRAP活性が抑制されていた。以上の結果から、AP-1ヌクレオチドによるc-fos遺伝子の作用部位での競合的阻害はTRAP陽性細胞の軟骨下骨髄への集族、抗II型コラーゲン抗体産生の抑制などのメカニズムを介してRAにおける骨・軟骨破壊を抑制する可能性があることが示唆された。1)メスのカニ喰いザル3頭に、II型コラーグン4mgを等量のFreundの完全アジュバントとともに感作し、コラーゲン関節炎(CIA)を作製した。

関節炎の発症前に、一側の手足のPIP,MP関節の軟骨および軟骨下の骨髄を切除し、対照として反対側は無処置とした。感作後サルの血清中には、IgM型次いでIgG型の抗II型コラーグン抗体の上昇を認め、感作後4週には、無処置側の関節にCIAの発症を認めた。手術後3週および6週の各関節を採取し、組織学的検索のための固定処置を行った。今後の組織学的検討は平成11年度に行う。2)サルCIAに投与するための2本鎖AP-1DNAオリゴヌクレオチドを作製し、これらをポリアクリルアミド電気泳動法を用いて精製を行った。サルでの実験に先立ち、まず、ラットにCIAを作製しトライアル実験を行った。すなわち、オリゴヌクレオチドの生体内投与後の分布と局在を検討するため,その一部について、Biotin-OnTM phosphoamiditeを用いてビオチンラベルし、100μgのビオチンラベルしたAP-1 oligoとcontrol oligoを腹腔内に投与し、6ならびに24時間後に手足のPIP,MP関節を採取した。これらの組織について、固定・脱灰の後、切片を作製、fluorescein-avididin conjugatesを用いて染色し、オリゴヌクレオチドの分布・局在について検討したところ、関節滑膜ならびに骨髄内にその局在が観察された。3)さらに、ラットにCIAを作製し、週2回100μgのオリゴヌクレオチド(AP-1 oligoとcontorol oligo)を腹腔内に投与したところ、関節炎の発症が抑制される事実が判明した。平成11年度には、これらのラットから採取した各関節について詳細な組織学的検索を行う。カニクイザルにCIAを作製し、血清中の抗II型コラーゲン抗体を測定した結果、感作2週目頃よりIgM型、これに次いで4週頃よりIgG型コラーゲン抗体が産生され、RA患者と同様に関節炎の初期より同抗体が上昇することが観察された。関節の病理組織像では、滑膜にフィブリノイド壊死を伴った広範な肉芽性炎症が認められ、多数の炎症性細胞浸潤を伴うパンヌス様組織による関節軟骨の破壊が観察された。軟骨基質および軟骨細胞にはその主たる分解酵素であるMMP-1,MMP-3、ならびにこれらの酵素の誘導に強く関与すると考えられるサイトカインであるIL-1α,TNF-αによる染色が観察された。また、これらの組織におけるc-fosの発現についてin situ hybridization法を用いて検討した結果、サルCIAの関節炎の発症においても、軟骨細胞にはc-fosが発現することがわかった。Lewis系メスラットのCIAに、2本鎖AP-1DNAオリゴヌクレオチド(AP-1 oligo)および、対照として、等量の生理食塩水あるいはAP-1部位のみランダムな同一長の2本鎖DNAオリゴヌクレオチド(control oligo)を、感作1週目より週2回5週間連続で腹腔内に投与した。経時的に、paw voumeならびに血清中の抗II型コラーゲン抗体価についてELISA法を用いて測定するとともに、脛骨骨髄内の酒石酸耐性酸フォスファターゼ(TRAP)陽性細胞数の変化および膝・足・手関節について、組織学的に観察した。結果、AP-
眼内炎症に対する活性型ビタミンDの効果

内眼手術後の眼内炎症および炎症に関連する後発白内障発生に対する活性型ビタミンD_3の効果を検討した.(1)有色家兎眼において水晶体嚢外摘出術(超音波水晶体乳化吸引術)を行い,術後に活性型ビタミンD_3[1α,25(OH)_2D_3]を一日3回点眼.0.1%リン酸ベタメサゾン薬ないしは基剤を点眼した対照群と比較した.レーザーフレア・セルメーターで房水蛋白濃度を経時的に測定したところ,術後の値に群間差はみられなかった.(2)白色家兎眼で同様の処置を行い,活性型ビタミンD_3,ベタメサゾン,基剤を点眼した.術後1,2,4週で眼球を摘出し,水晶体上皮細胞の増殖・分化の程度を比較した.ビタミンD_3群で水晶体上皮細胞の増殖,すなわち後発白内障の発生が抑制される傾向にあった.この実験に関しては,薬剤の眼内透過性および至適濃度を勘案して再実験する予定である.(3)豚眼の水晶体上皮細胞を培養.confluentになった状態で,ディッシュ中央に欠損部を作成.培養液中にビタミンD_3,ベタメサゾン,基剤を添加し,水晶体上皮細胞の増殖・遊走の程度を群間で比較した.添加後1,3,5,7日に細胞欠損領域を撮影・デジタイズして面積を比較したところ,ビタミンD_3は水晶体上皮細胞の増殖・遊走を有意に抑制するとの結果が得られた.以上から,活性型ビタミンD_3は内眼手術後の急性期炎症は抑制しないが,長期的には水晶体上皮細胞の増殖・遊走を抑制し,白内障術後の後発白内障抑制に有用である可能性が示された.内眼手術後の眼内炎症および炎症に関連する後発白内障発生に対する活性型ビタミンD_3の効果を検討した.(1)有色家兎眼において水晶体嚢外摘出術(超音波水晶体乳化吸引術)を行い,術後に活性型ビタミンD_3[1α,25(OH)_2D_3]を一日3回点眼.0.1%リン酸ベタメサゾン薬ないしは基剤を点眼した対照群と比較した.レーザーフレア・セルメーターで房水蛋白濃度を経時的に測定したところ,術後の値に群間差はみられなかった.(2)白色家兎眼で同様の処置を行い,活性型ビタミンD_3,ベタメサゾン,基剤を点眼した.術後1,2,4週で眼球を摘出し,水晶体上皮細胞の増殖・分化の程度を比較した.ビタミンD_3群で水晶体上皮細胞の増殖,すなわち後発白内障の発生が抑制される傾向にあった.この実験に関しては,薬剤の眼内透過性および至適濃度を勘案して再実験する予定である.(3)豚眼の水晶体上皮細胞を培養.confluentになった状態で,ディッシュ中央に欠損部を作成.培養液中にビタミンD_3,ベタメサゾン,基剤を添加し,水晶体上皮細胞の増殖・遊走の程度を群間で比較した.添加後1,3,5,7日に細胞欠損領域を撮影・デジタイズして面積を比較したところ,ビタミンD_3は水晶体上皮細胞の増殖・遊走を有意に抑制するとの結果が得られた.以上から,活性型ビタミンD_3は内眼手術後の急性期炎症は抑制しないが,長期的には水晶体上皮細胞の増殖・遊走を抑制し,白内障術後の後発白内障抑制に有用である可能性が示された.
ヘモグロビン遺伝子群における組み換え変異と多型の生成機構に関する実験的研究

〔目的〕我々は分子進化学的立場から、日本人集団におけるαグロビン遺伝子群の組換え型変異の生成機構を探るため、西日本地域650名の末梢血についてDNA多型変異の解析を行なった。〔方法および結果〕白血球DNAを抽出し、EcoRIとBamHIの二重消化を行なった後、サザン法によりαグロビン遺伝子領域の制限酵素切断片長の多型(RFLPs)を調べた。制限酵素地図の解析により、正常αグロビン遺伝子EcoRI/BamHI断片(13.2kb)よりも大きい異常断片(17kb)が認められたことによって、α多重遺伝子(α1、およびα2)の三重化(+α3)を示す組換え変異が証明された。見出だされた三重化遺伝子群配列は、さらにHpaI、Bg1II,SacI消化後、サザン法を用いて、3.7kbの過剰なバンドが証明されることによって確認した。三重化αグロビン遺伝子は10例(0.8%)に認められたが、欠失型αサラセミア遺伝子は見られなかった。αグロビン遺伝子三重化の分子機構を明らかにするため、見出されたα3遺伝子領域(2,132kb)の塩基配列を決定した。その結果、相同染色体(α1、およびα2遺伝子)の不等交差は、α1のcapサイトから数えて-634塩基の間で起こったことが明らかになった。一方、α1の5'側にあるRsaI切断点における多型マ-カ-でのハプロタイプ検索により、集団中のα3遺伝子をもつ染色体の起源は単一のものではなく、2種以上のハプロタイプと連鎖することを明らかにした。(複数起源)〔結語〕ヒト・αグロビン遺伝子(α2およびα1)は、3.7kbの間隔で連鎖しており、互いに類似した塩基配列構造を有するため、不等交差により組換え変異を起こしやすく、この領域では組換え型突然変異率が、単一の遺伝子のそれに比較して高いと推測される。観察されたαグロビン遺伝子の組換え変異の多型は、自然淘汰に中立な変異の偶然的浮動にもとずく現象であろう。
公海における漁業者の協調生成メカニズムの経済分析：生物多様性と漁獲行動の調和

平成26年度は、研究計画に沿って以下のフィールド実験を実施した。(1)2014年5月11日17日フィリピン第1回調査、調査場所:パラワン島プエルトプリンセサ市周辺漁村、実験実施回数:4セッション、被験者数:62名。(2)2014年8月17日23日フィリピン第2回調査、調査場所:ミンダナオ島ジェネラルサントス市(周辺漁村の漁師を対象)、セッション数:4セッション、被験者数:64名。(3)2014年8月23日9月4日インドネシア第1回調査、調査場所:カリマンタン島クブラヤ地区およびジャワ島チルボン市周辺、セッション数:5セッション、被験者数:76名。(4)2014年10月30日11月5日インドネシア第2回調査、調査場所:スラウェシ島マカッサル市、セッション数:3セッション、被験者数:48名。経済実験についてはプレ実験の時と同じであり、また同時に実施するアンケートについては改訂を行ったうえで、漁獲魚種や生物多様性に関する意識など本研究課題に重要な項目とともに、漁業に従事した理由、漁船の所有の有無、漁獲魚種、漁獲活動エリア、漁業経験年数、同じコミュニティーの漁業者数、他の漁業者との協力状況、漁獲ルール、監視システム、資源量についての認識、および個人属性などを調査した。そのうえで、個人属性や選好と公共財実験における行動との関係を分析した。これまでの分析で、教育、協調性、コミュニティーにおける住民の定着性などが公共財実験における行動に影響を与えるという結果を得ている。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、研究目的の達成のために、以下のことを実施した。1学生実験(三重大学松井氏と共同で実施):9月3日に三重大学にて、学生実験およびアンケートをおこなった。これは、漁業者実験に向けたプレテストとしての役割を持つと同時に、消費者を対象とした実験、アンケートとしておこなったものである。2沖縄のフィールド調査:10月3日、および4日に宮古島漁協、伊良部漁協、池間漁協へ漁業、および漁業者の行動についてのヒアリング調査を行った。3フィリピン、ルソン島におけるプレ実験:11月20日25日にかけて、フィリピンルソン島中部(Masinloc, Zambales、およびAgno, Pangasinan)においてプレ実験を実施した。1実験当たり12名の被験者を用い、アンケートの質問項目の妥当性、実験種目の妥当性などを調べた。フィリピン大学教員(Arvin Vista氏)、および大学院生(Elmer Sunaz君)に協力してもらい、調査を行った。ここまでのデータ分析によって、年齢や個人属性が、個人の選好や社会選好(協調性)に優に影響を与えていることが明らかとなっている。4インドネシア、カリマンタン島におけるプレ調査:2014年2月16日20日にかけて、インドネシアのカリマンタン島Kubu Raya地区において、同様の経済実験とアンケートによる調査・分析が可能かどうかを調査した。これにはインドネシアの海洋漁業省の方(Anton Setyo Nugroho氏)に同行していただいた。漁村の所得水準が平均的にはフィリピンよりも低く、また市街地から離れていることが多いため、実験用の十分なスペースを確保できるかどうかは課題であり、この点については、今後インドネシア水産省と検討する必要がある平成26年度は、研究計画に沿って以下のフィールド実験を実施した。本来実施を目的としていたフィールド実験、およびフィールド調査がほぼ実施可能の見込みとなり、具体的な日程も決定している。また、フィリピンではすでにプレ調査も実施済みである。また、それぞれの国において現地の研究協力者も得られている。このため、おおむね順調に進展していると判断した。平成26年度は、以下の予定で研究を進める。1フィリピンにおける本実験・調査:5月11日16日

パラワン島、8月5日10日ルソン島中部、8月11日16日ミンダナオ島ジェネラルサントス周辺。本実験・調査より、1セッションの人数を16名にすることとしている。この理由は、12名の場合、実験中にペアの相手やグループのメンバーを推測しやすくなり、被験者の行動に影響を与える可能性があるためである。被験者の予定総数は以下のとおりである。パラワン島16名×4セッション=64名、ルソン島中部16名×4セッション=64名、ミンダナオ島16名×4セッション=64名、合計192名。2インドネシアにおける本実験・調査:8月23日9月4日スラウェシ島マナド周辺、およびカリマンタン島、10月30日11月5日ジャワ島中部。被験者の総数は、16名×9セッションで144名の予定である。3データ解析:本来の目的に沿ったデータの分析は、年末(12月)までには完了する予定である。基本的には説明変数に個人属性や社会・環境特性をとり、被説明変数には個人の選好や協調行動のインデックスをとって分析を行う。4高度回遊魚種の資源・漁獲配分と交渉:その次のステップとして、より広範囲に回遊する魚種の資源・漁獲配分と交渉に、より焦点をあてた経済理論を精緻化する。5学会発表、ディスカッションペーパーの発行、および論文発行:経済実験のデータ分析、協調行動の理論分析のそれぞれについて論文を執筆し、ディスカッションペーパーの形で発行する。また、それぞれをコンファレンスで報告する。
スーパーオキサイド産生能の微量分析機器の開発

研究者らは微量検体で感度よく活性酸素の定量を可能とすべく、光学系に工夫を加えた専用測定機器の開発を行い、好中球活性酸素産生能測定の臨床的応用を試みてきた。測定機器は、チトクロームC法を測定系として、光学的検出には近接2波長の分解能を向上さすため多層膜の特殊干渉フィルターを用い、かつ超高感度対数増幅囲路、精密温度制御ブロックの導入により、従来の分光光度計では不可能であったチトクロームCの微量変化の検出を可能とした。好中球の分離:ヘパリン血を等量のヘモセルに加え静置し、血漿中白血球浮遊液を作成、さらにLymphoprepに重畳後遠沈し、好中球分離液を作成した。反応系:好中球浮遊液20μl(510×10^4PMNs)を40μMチトクロームC及び2.5mMGlucoseを含むPBS(+)液に加え、37゚C、2分間preincubateし、刺激物質としてPMA、ConA/CytD、FMLPを加え反応を開始する。OD_<550-540>の吸光度変化より好中球10^6個当たり1分間に産生されるO_2^-量を求める。結果:1)刺激物質至適量の検討:PMA量は分離好中球では0.015μg、血漿好中球では0.15μgの範囲で一定の値を示した。ConAは10100μg、CytDは210μg、FMLPは0.11.0μmolesでそれぞれ一定の値を示した。2)血漿好中球と分離好中球の比較:健常成人10検体、新生児10検体を用い比較検討したところ、PMAを刺激物質として用いた場合には両者間でO_2^-産き量は良い相関を示したが、ConA/CytDを刺激物質として用いた場合には、新生児好中球では良い相関が得られたが、成人好中球では血漿好中球を検体とした場合には、分離好中球より低値を示した。以上より新生児好中球O_2^-産生量測定に当っては血漿浮遊液を用いることにより、微量血液で簡便・迅速に測定し得ることが明らかとなった。1.スーパーオキサイド産生能の微量計測システムの開発スーパーオキサイド定量法の原理はチトクロームC還元法に基づき1mL容量の特殊セルにて分析できる分光光度計装置を作成した。【◯!1】妨害物質による影響の除去と測定感度の向上。多層膜フィルター及び超高感度対数増幅回路の使用により、【10^4】/μL以下の赤血球存在下においても好中球スーパーオキサイド産生量の測定が可能である。【◯!2】温度条件の一定化。光学測定部に温度制御ユニットを使用することにより、±0.2°C以下での制御が可能となった。【◯!3】測定データの解析システム。測定データをON LINEにてマイコンに接続し、反応曲線の分析により、データ処理の簡略化・問題点の把握を可能にするシステムを確立した。2.臨床応用への試み

臍帯血を試料として、分離した好中球のみと分離過程の血漿中浮遊好中球を用いたときの測定結果の分析を行ったところ、両者間に極めて良好な相関性を認めた。従って、現時点で使用しているプロトタイプで十分に臨床的応用が可能と考えられた。今後はさらに各種刺激物質(Zymosan,PMA,ConA+Cyt Dなど)を用い、その反応性の特徴から至適条件の確立をはかり、日常ルーチン検査法としたい。研究者らは微量検体で感度よく活性酸素の定量を可能とすべく、光学系に工夫を加えた専用測定機器の開発を行い、好中球活性酸素産性能測定の臨床的応用を試みてきた。測定機器は、チトクロームC法を測定系として、光学的検出には近接2波長の分解能を向上さすため多層膜の特殊干渉フィルターを用い、かつ超高感度対数増幅回路、精密温度制御ブロックの導入により、従来の分光光度計では不可能であったチトロクロームCの微量変化の検出を可能とした。好中球の分離:ヘパリン血を等量のヘマセルに加え静置し、血漿中白血球浮遊液を作成、さらにLympboprepに重畳後遠活し、好中球分離液を作成した。反応系:好中球浮遊液20μl(510×【10^4】PMNs)を40μMチトクロームC及び2.5mMGlucoseを含むPBS(+)液に加え、37°C,2分間preincubateし、刺激物質としてPMA,ConA/CytD,FMLPを加え反応を開始する。OD550-540の吸光度変化より好中球【10^6】個当たり1分間に産生される【O(^-_2)】量を求める。結果:1)刺激物質至適量の検討:PMA量は分離好中球では0.015μg、血漿好中球では0.15μgの範囲で一定の値を示した。CanAは10100μg,CytDは210μg,FMLPは0.11μgolesでそれぞれ一定の値を示した。2)血漿好中球と分離好中球の比較:健常成人10検体、新生児血10検体を用い比較検討したところ、PMAを刺激物質として用いた場合には両者間で【O(^-_2)】産生量は良い相関を示したが、ConA/CytDを刺激物質として用いた場合には、新生児好中球では良い相関が得られたが、成人好中球では血漿好中球を検体として用いた場合には、分離好中球より低値を示した。以上より新生児好中球【O(^-_2)】産生量測定に当っては血漿好中球浮遊液を用いることにより、微量血液で簡便・迅速に測定し得ることが明らかになった。
資源循環型手づくり浄水具・エコフィッシュの性能評価と環境学習での運用に関する研究

1.室内実験:籾殻燻炭を使ったエコフィッシュの定量的な水質浄化能の解明に関する実験BOD5〔mg/l〕に調整した人工下水を用い、カラムによる通水実験を行った。カラムには、エコフィッシュ1個(ワラ80g+籾殻燻炭30g)、1/2個、1/4個の3種類を検体として使用し、カラムの通過前後による比較によってその浄化能を求めた。2.現地実験:仙台市内を流れる梅田川におけるエコフィッシュの水質浄化能の解明9月11月の2ヶ月間、梅田川にエコフィッシュを60匹設置し1週間ごとに測定を行い窒素,リン,DO, BOD, COD, pH, SSなど15項目を測定した。上の室内・現地両実験から総合して得られた知見は次のとおりである。(1)エコフィッシュを河川に設置する時、流速45-55cm/sが最も浄化能が高い(2)エコフィッシュ1個から溶出される総BODは7400mg, CODは28000mgであり、2ヶ月間における総浄化能の1.59%であった(3)2ヶ月間の平均流速27cm/sの河川におけるエコフィッシュの数量と浄化の関係は次式によって表されることが明らかとなった。3.環境教育:小学校と連動した環境学習プログラム作成と実施昨年に引き続き、仙台市立北六番・丁小学校と連携し、梅田川を対象とした環境学習プログラムを実施した。昨年の反省点を加味しエコフィッシュの制作と設置、観察、水質測定、水棲生物観察、そして活動の様子をWeb Site上に報告し広く広報活動も行った。なお、これらの取り組みによって第13回マイタウンマップコンクール日本科学未来館長賞などを拝受した。1.室内実験:籾殻燻炭による窒素,リンの吸着能を明らかにする実験三角フラスコに籾殻燻炭と窒素およびリン溶液を入れ、一定期間振とう機を用いて振とうした。測定項目はPO_4-P, NH_4-N, NO_4-N, NO_3-NおよびpHの5項目である。実験の結果、NH4-Nについて、吸着等温線から得られた傾きα(吸着指数)は2.1であり、やや難吸着性を示した。またPO_4-Pについて、籾殻燻炭には約0.2%のリンが存在しており、イオン交換水中での流出割合は籾殻燻炭に含まれるリンの15%ほどであった。2.環境学習:小学校と連動した環境学習プログラムの制作と実施仙台市立北六番丁小学校と同貝森小学校と連動し、梅田川を対象とした環境学習プログラムを制作した。第1回目はエコフィッシュと環境,地域,資源循環に関する授業、第2回目はワラを使ったエコフィッシュの制作、第3回目は梅田川へのエコフィッシュの設置、それ以降は夏休みを利用してエコフィッシュと梅田川、水生生物の観察を数回行った。意識調査の結果から、環境に対する意識の向上を確認した。3.現地実験:梅田川の2箇所を対象とした水質浄化実験2の活動と連動して行った。7月9月の2ヶ月間、1週間ごとに採水を行い窒素,リン,DO, BOD, COD, pH, SSなど15項目を測定した。その結果、北六番丁小学校における平均浄化率はD-BODで29.5%, NH_4-Nで100.0%, NO_2-Nで19.2%であったが、PO_4-Pでは-117.1%という結果を得た。以上の結果から、室内実験と現地実験では必ずしも一致した結果は得られず、項目によってばらつきがあることを確認した。また、環境学習については今年度の結果を反映させ、来年度も引き続き継続して行う予定である。1.室内実験:エコフィッシュの窒素化合物、リン化合物の浄化に関する実験BOD5〔mg/l〕に調整した人工下水を用い、カラムによる通水実験を行った。カラムは、エコフィッシュ(ワラ80g+籾殻燻炭30g)、ワラ80g、籾殻燻炭30g、ブランクを用い、カラムの通過前後による比較によってその浄化能を求めた。実験の結果、濁度,NH_4-N,NO_3-N,PO_4-Pにおいて浄化能を確認した。また、T-BOD,PO_4-Pおよび濁度からエコフィッシュの限界が10日前後であることが明らかとなった。2.現地実験:梅田川を対象とした水質浄化確認実験、および水棲生物への影響2の活動と連動して行った。7月9月の2ヶ月間、梅田川にエコフィッシュを46匹設置し1週間ごとに測定を行い窒素,リン,DO,BOD,COD,pH,SSなど15項目を測定した。その結果、T-BOD,SS,NH4-N,PO_4-Pの平均上可能に関して良好な結果を得た。また、エコフィッシュ内部と周辺との生物比較調査を行い、エコフィッシュはタニシ、ヒル、ミズムシ、ザリガニなどの水棲生物にとって快適な環境であることを確認した。3.環境教育:小学校と連動した環境学習プログラム作成と実施昨年に引き続き、仙台市立北六番丁小学校および同貝森小学校と連動し、梅田川を対象とした環境学習プログラムを実施した。昨年の反省点を加味しエコフィッシュの制作と設置、観察、水質測定、水棲生物観察を行った。また、活動の前(6月)と後(9月)に意識調査を行い、その結果から梅田川や環境に対する意識の向上を確認した。なお、これらの取り組みによって次のような賞を拝受した。2005年度水すまし賞(研究奨励賞)

〔日本水環境学会東北支部〕、第11回マイタウンマップ・コンクール環境大臣賞、第6回学研スクールエコネット大賞最優秀賞、第10回メディアポスト2005文部科学大臣奨励賞など。1.室内実験:籾殻燻炭を使ったエコフィッシュの定量的な水質浄化能の解明に関する実験BOD5〔mg/l〕に調整した人工下水を用い、カラムによる通水実験を行った。カラムには、エコフィッシュ1個(ワラ80g+籾殻燻炭30g)、1/2個、1/4個の3種類を検体として使用し、カラムの通過前後による比較によってその浄化能を求めた。2.現地実験:仙台市内を流れる梅田川におけるエコフィッシュの水質浄化能の解明9月11月の2ヶ月間、梅田川にエコフィッシュを60匹設置し1週間ごとに測定を行い窒素,リン,DO, BOD, COD, pH, SSなど15項目を測定した。上の室内・現地両実験から総合して得られた知見は次のとおりである。(1)エコフィッシュを河川に設置する時、流速45-55cm/sが最も浄化能が高い(2)エコフィッシュ1個から溶出される総BODは7400mg, CODは28000mgであり、2ヶ月間における総浄化能の1.59%であった(3)2ヶ月間の平均流速27cm/sの河川におけるエコフィッシュの数量と浄化の関係は次式によって表されることが明らかとなった。3.環境教育:小学校と連動した環境学習プログラム作成と実施昨年に引き続き、仙台市立北六番・丁小学校と連携し、梅田川を対象とした環境学習プログラムを実施した。昨年の反省点を加味しエコフィッシュの制作と設置、観察、水質測定、水棲生物観察、そして活動の様子をWeb Site上に報告し広く広報活動も行った。なお、これらの取り組みによって第13回マイタウンマップコンクール日本科学未来館長賞などを拝受した。