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理論水処理工学の構築

水処理技術の分野は非常に長い歴史を持つ技術の分野である。経験的には時代の要求する水処理のレベルを確実に実現することで、人々の健康の保持、新技術の開発、さらには環境保全の目的を達成してきている。しかし、これらの、技術の発展の過程は、経験的な要素が大きく、その発展は積み重ねの少ないものとなってきた。経験的な要素が大きくなる理由は、対象となる水が極めて多様であり、地域の特性に依存するところが大きく、普遍的な原理が適用しにくいというところにあった。しかし、一方で幾つもの経験の中に共通する原則的な関係があることも理解されてきたところであり、このような原則的な関係を整理して、体系化していくことは、水処理にかかわる技術の発展にとってきわめて重要な要素を提供するものとなる。本研究においては、水処理にかかわる、流体運動特に乱流の特性の理解、生物処理の基本となる生物反応の基本的理解、を中心として、水処理技術にかかわる理論形成の可能性を論じるとともに、理論水処理学の試論を展開するものである。本研究は、このような試論の提示がどの程度可能かをサーベイすることをもう一つの目的と結論としては、水処理の水理学的基礎を流体力学の基礎から説き起こすことの可能性を示し、特に水処理におけるフロックの強度を具体的に推定する方法とその絶対値を求めることに成功した。また、生物処理にあっては、酸化還元の原理から生物反応に必要なエネルギーの関係を明らかにすること、生物の特性を遺伝子レベルで確認することの有効性等について、その理論構築の可能性を示すことができた。このように、水処理過程を理論的に説明するモデルの提示は可能であり、多くの関心のある研究者の協力を得て、第2期の研究計画を立てることは非常に有効であることが明らかになった。各種の水処理技術に共通する原理や基本的なメカニズムを体系的に整理し、理論水処理工学を構築することを目的として、本研究を企画し進めてきた。今年度においては、主として関連する研究者とのフリーな議論を通して、いくつかの水処理プロセスにかかわる基本的な現象の理解と確認をする作業を行った。具体的に面談をして、検討を行った研究者、研究テーマは次のようである。渡辺義公(北海道大学教授)「凝集沈殿処理における、凝集メカニズムのモデル化について」。大垣眞一郎(東京大学教授)「膜ろ過による水処理・浄化プロセスの基本的メカニズムの解析事例」。日野幹雄(東京工業大学名誉教授・中央大学教授)「乱流現象の基本的理解の確認と計算による乱流理論の応用事例の紹介」。海老江邦雄(北見工業大学)「凝集効果とろ過性能の関係に関する最近のデータ提供」。市川新(福岡大学教授)「雨水の水質問題と処理性能について」。福島武彦(広島大学教授)「土木学会における公式集での水処理学の扱い方」、山村尊房(国連大学高等研究所客員研究員)「WHOの飲料水基準の技術的背景について」、三村信男(茨城大学教授)「粒子浮遊流の流動特性について」、花木啓祐(東京大学教授)「嫌気性消化の基礎」、平山公明(山梨大学助教授)「エアレーションのモデル化について」、からも関連する情報の提供を受けた。次年度にいては、生物処理関係の研究者との討論を通じて、理論の整理を進めていく計画である。

経験的な要素が大きくなる理由は、対象となる水が極めて多様であり、地域の特性に依存するところが大きく、普遍的な原理が適用しにくいというところにあった。しかし、一方で幾つもの経験の中に共通する原則的な関係があることも理解されてきたところであり、このような原則的な関係を整理して、体系化していくことは、水処理にかかわる技術の発展にとってきわめて重要な要素を提供するものとなる。本研究においては、水処理にかかわる、流体運動特に乱流の特性の理解、生物処理の基本となる生物反応の基本的理解を中心として、水処理技術にかかわる理論形成の可能性を論じるとともに、理論水処理学の試論を展開するものである。本研究は、このような試論の提示がどの程度可能かをサーベイすることをもう一つの目的と結論としては、水処理の水理学的基礎を流体力学の基礎から説き起こすことの可能性を示し、特に水処理におけるフロックの強度を具体的に推定する方法とその絶対値を求めることに成功した。また、生物処理にあっては、酸化還元の原理から生物反応に必要なエネルギーの関係を明らかにすること、生物の特性を遺伝子レベルで確認することの有効性等にっいて、その理論構築の可能性を示すことができた。このように、水処理過程を理論的に説明するモデルの提示は可能であり、多くの関心のある研究者の協力を得て、第2期の研究計画を立てることは非常に有効であることが明らかになった。
ワイル群とヘッケ環の表現論

複素鏡映群の大きな系列の一つであるG(r,p,n)についてその"高次Specht多項式"の構成を行った.古典的Weyl群を包括する複素鏡映群としてG(r,p,n)というシリーズがある.この群はn変数の多項式環pに自然に作用する.そのとき基本不変式で生成されるイデアルJによる剰余環R=P/JはG=G(r,p,n)の"余不変式環"とよばれ表現としては正則表現と同値であることが知られている.余不変式環RはGがWeyl群のとき,対応する代数群の旗多様体のコホモロジー環と同型であることから幾何学的にも非常に重要な対象である.そこでRの各既約成分をその基底もふくめて具体的に多項式として記述するということが問題となる.私は投稿中の共著論文"Higher Specht polynomials for complex reflection group G(r,p,n)"においてこの問題を解決した.G(r,p,n)の既約表現Young図形で統制さるのでその組合せ論を援用して,初等的に計算可能な形で基底が記述される.今後のG(r,p,n)のモジュラー表現などの研究において大きな役割を果たすものと信ずる.複素鏡映群の大きな系列の一つであるG(r,p,n)についてその"高次Specht多項式"の構成を行った.古典的Weyl群を包括する複素鏡映群としてG(r,p,n)というシリーズがある.この群はn変数の多項式環pに自然に作用する.そのとき基本不変式で生成されるイデアルJによる剰余環R=P/JはG=G(r,p,n)の"余不変式環"とよばれ表現としては正則表現と同値であることが知られている.余不変式環RはGがWeyl群のとき,対応する代数群の旗多様体のコホモロジー環と同型であることから幾何学的にも非常に重要な対象である.そこでRの各既約成分をその基底もふくめて具体的に多項式として記述するということが問題となる.私は投稿中の共著論文"Higher Specht polynomials for complex reflection group G(r,p,n)"においてこの問題を解決した.G(r,p,n)の既約表現Young図形で統制さるのでその組合せ論を援用して,初等的に計算可能な形で基底が記述される.今後のG(r,p,n)のモジュラー表現などの研究において大きな役割を果たすものと信ずる.
原子炉解体時に生成する放射性ガス状・粒子状物質の除去システムの構築

本研究では,原子炉解体時に放射化された鋼構造物の熱的切断によって生成するガス状・粒子状物質の同時除去法を確立することを目的としている。本年度は,昨年度に引き続き,生成物質の中でも解体時に放射化の程度が高いとされているコバルト化合物の1つであるオクタカルボニルジコバルト(以降コバルトカルボニルと略す)に着目し,その挙動および気相中での存在形態について調べた。まず,実際のアーク水中切断試験で,蒸気状の金属化合物が発生する可能性が改めて確認した。さらに,昨年度行った粉末からの揮散による蒸気状コバルトカルボニルの発生法(揮散法)では,粉末の分解による表面の変質のため,発生蒸気濃度が時間的に安定しないことから,新たな方法により蒸気状コバルトカルボニルの分解速度を求めた。具体的には,コバルトカルボニルを溶解させたヘキサンをアトマイザで噴霧し,発生したミストをフィルタに通過させて蒸気状物質を発生される方法(噴霧法)である。その結果,溶剤中の濃度を変えることにより発生蒸気濃度を自由に変化させることができ,時間的にも安定した濃度で発生することが可能となった。そこで,濃度,温度,滞留時間を変化させて,コバルトカルボニルの分解速度を求め,中間体を介する逐次反応として分解速度式をたて,中間体までの反応(R_1)と中間体からコバルト粒子への反応(R_2)の活性化エネルギーEを求めた。その結果,R_1のEが大きく,前半の反応が支配的であることが明らかになった。また,発生する粒子の大きさを評価するために,反応管を拡散チューブと見なして,粒子の透過率から粒径を見積もったところ,少なくとも1nmの粒子が生成していることがわかった。以上のことから,放射化の程度が高いとされるコバルトカルボニルを系外へ放出しないようにするためには,常温より高い温度で,20秒程度以上の滞留時間をおいて,完全に粒子に変換した上でエアフィルタで捕集すればよいと言える。本研究では,原子炉解体時に放射化された鋼構造物の熱的切断によって生成するガス状・粒子状物質の同時除去法を確立することを目的としており,その基礎データとして,本年度は生成物質の中でも放射化の程度が高いとされているコバルト化合物の1つであるオクタカルボニルジコバルト(以降コバルトカルボニルと略す)に着目し,その挙動および気相中での存在形態について調べた。まず,コバルトカルボニルの分析法を確立するため,コバルトカルボニルを蒸発させ,生成した粒子をフィルタに捕集して溶出させ,原子吸光光度計でコバルト濃度を測定した。一方,フィルタを透過した蒸気状物質をインピンジャに捕集し,その溶液を同様に分析した。様々な織機で捕集を試みた結果,粒子状物質はIN塩酸,蒸気状物質はIPA(インプロピルアルコール)が適していることがわかった。次に,発生蒸気の滞留時間を正確に制御できるように,円管中央部にカルボニル粉末をフィルタに挟み込んだ構造の蒸気発生部に改良し,発生温度,キャリアガス流量を変化させて,蒸気と粒子の存在割合を測定した。その結果,発生温度が高いほど,流量が大きいほど,全体の発生量は大きくなった。さらに,粒子の割合を比較すると,0.1 l/min(滞留時間14秒に相当)の場合は約90%に達しているが,0.3 l/min(滞留時間4.6秒に相当)では4074%と,0.1 l/minに比べてかなり低いことから,コバルトカルボニル蒸気から粒子が生成する反応は比較的緩慢であることがわかった。

また,FT-IR(フーリエ変換赤外線分光光度計)を用いて,各温度で静置したコバルトカルボニル粉末の分解特性を調べた。その結果,架橋カルボニル基が選択的に分解しており,その傾向は温度が高くなるにつれて顕著になることがわかった。本研究では,原子炉解体時に放射化された鋼構造物の熱的切断によって生成するガス状・粒子状物質の同時除去法を確立することを目的としている。本年度は,昨年度に引き続き,生成物質の中でも解体時に放射化の程度が高いとされているコバルト化合物の1つであるオクタカルボニルジコバルト(以降コバルトカルボニルと略す)に着目し,その挙動および気相中での存在形態について調べた。まず,実際のアーク水中切断試験で,蒸気状の金属化合物が発生する可能性をあらためて確認した。さらに,昨年度行った粉末からの揮散による蒸気状コバルトカルボニルの発生法(揮散法)では,粉末の分解による表面の変質のため,発生蒸気濃度が時間的に安定しないことから,新たな方法により蒸気状コバルトカルボニルの分解速度を求めた。具体的には,コバルトカルボニルを溶解させたヘキサンをアトマイザで噴霧し,発生したミストをフィルタに通過させて蒸気状物質を発生させる方法(噴霧法)である。その結果,溶剤中の濃度を変えることにより発生蒸気濃度を自由に変化させることができ,時間的にも安定した濃度で発生することが可能となった。そこで,濃度,温度,滞留時間を変化させて,コバルトカルボニルの分解速度を求め,中間体を介する逐次反応として分解速度式をたて,中間体までの反応(R_1)と中間体からコバルト粒子への反応(R_2)の活性化エネルギーEを求めた。その結果,R_1の反応速度定数k_1が小さく,Eが大きいことから,前半の反応が支配的であることが明らかになった。また,発生する粒子の大きさを評価するために,反応管を拡散チューブと見なして,粒子の透過率から粒径を見積もったところ,少なくとも1nmの粒子が生成していることがわかった。以上のことから,放射化の程度が高いとされるコバルトカルボニルを系外へ放出しないようにするためには,常温より高い温度で,20秒程度以上の滞留時間をおいて,完全に粒子に変換した上でエアフィルタで捕集すればよいと言える。
「自律的な熱機関」の熱力学の構築

本年度の主要成果として、効率とパワーの間の普遍的トレードオフ関係の構築が挙げられる。1年目の研究成果である部分エントロピー生成の手法を応用することで、効率とパワーの間のトレードオフ不等式を導いた。この不等式は、熱機関のダイナミクスがマルコフ過程で与えられるという条件さえ満たしていれば、たとえ激しい非平衡状態に途中がなっていたとしても、また磁場などによって時間反転対称性が破れていたとしても、成り立つような極めて一般的な関係式である。この不等式は、効率を上げようとするとその分原理的な最大のパワーが下がらざるを得ないことを示しており、特に効率がカルノー効率に達する際にはパワーがゼロにならなければいけないという禁止定理をコロラリーに含んでいる。本研究結果は、効率とパワーという、熱力学における基本的な量でありながら、長らくその関係が分かってこなかった二つの量に対し、初めて一般的な関係を明らかにするものである。これにより、2年目の結果においては「仮定」とされていた「有限パワーかつカルノー効率の熱機関は存在しない」という事実を証明することに成功したため、「自律的な熱機関のカルノー効率達成条件」は定理の形にすることが出来た。さらに申請者は、2年目の証明における時間反転対称性の仮定をなくすことにも成功し、得られた条件は磁場や運動量などがあっても一般に成り立つ結果であることが分かった。さらに、この達成条件の物理的意味を考察した結果、熱機関が有限の大きさか、それとも(熱力学極限とみなせる)マクロな大きさかによって、極めて異なる帰結がもたらされることが分かった。これらの差異の生じるメカニズム、どのような熱機関がそれぞれの条件を満たすか、等も明らかにすることが出来たため、「自律的な熱機関」の熱力学における基礎的な量である最大効率についての性質は、本研究で明らかにできたと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。まず、自律的に制御(状態の測定とそれに応じたフィードバック)を行うモデルを具体的に構築した。そして、自律的な場合を含めた一般の制御における非平衡等式を導いた。これによって、自律的な制御機構において、そのように情報が用いられているのかを明らかにすることが出来た。さらに、外から測定とフィードバックの時間を区切っている、オリジナルのマクスウェルの悪魔のような状況に対する関係式と、自律的な制御に対する関係式とでは、そこに含まれる情報の項の形が異なっていたため、この差異の原因と意味を考察した。具体的には、自律的だが測定とフィードバックが分離されているモデルを提案し、それが満たす関係式を分析、比較した。その結果、情報の利用の仕方は自律的か否かによってではなく、測定とフィードバックが分離されているか否かによって変わることが分かった。さらに、ここで導かれた結果を一般のマルコフ過程に拡張し、状態空間における個々の遷移に対する「部分エントロピー生成」の定式化に成功した。エントロピー生成は、ゆらぐ系においてダイナミクスの不可逆性の度合いを表す量で、小さな系の熱力学において基礎をなす量である。これまでエントロピー生成は系を単位に定義されてきたが、今回の結果によって遷移というより小さなレベルでエントロピー生成を定義できた。自律的な系においては個々の遷移が何らかの操作に対応するので、自律的な系の熱力学において部分エントロピー生成は重要な量になると考えられる。ここまでの研究とは別に、濃度差を仕事に変換するマクロな自律的な熱機関のモデルを構築し、それについて分析した。その結果、有限の濃度差においては、一般にはカルノー効率は達成不可能だが、特殊な遷移レートにおいてはカルノー効率に漸近可能であることが分かった。申請者はまず、自律的な情報熱機関の理解を進展させた。自律的な情報熱機関は大きく分けて二種類存在する。一つは「測定とフィードバックを行う熱機関」であり、もう一つは、無限に長いビット列を用いた「情報浴」から仕事を取り出そうというものである。申請者は、これまでつながりが明らかでなかった両者の関係を明らかにした。具体的には、両者の代表的なモデルが縮約により等価に結びつくことを明らかにした。また取り出せる仕事の上限値について、先行研究では後者の視点の方がよりよい制約を与えると予想されていたが、縮約の方法を用いて比較を行った結果、前者の枠組で得られる不等式の方がより強い制約を与えることを明らかにした。さらに、前者の枠組を発展して得られる「部分エントロピー生成」の手法は一般のモデルに適用可能で、これを用いて得られる不等式は既存のどの不等式よりも強いものとなっていることを発見した。さらに申請者は、自律的な熱機関のカルノー効率達成の必要条件を一般的な形で明らかにした。その必要条件は自律的な熱機関の遷移レートがあるタイプの特異性を持つことである。この結果はファインマンラチェットなど既存の自律的な熱機関のモデルに関する先行研究とはすべて整合的であり、これまでのモデル依存的だった結果を極めて一般に再現するような結果となっている。特にこの特異性の物理的実現には、「一つずつの粒子輸送」というミクロな方法と「適切な熱力学極限」というマクロな方法のどちらかが必要という結果が得られた。この結果は分子モーターの設計に対して示唆的である。分子モーターには単独に働くものと非常に多数で集まって協同的に働くものの二種類がおり、その中間程度の数で集まって働くものは少ない。申請者の結果はこの理由として、自律的な熱機関において高い効率を実現するために課された物理的制約という背景を示唆している。

まず、申請者が計画していた「測定とフィードバックを自律的に行う熱機関」と「濃度勾配を力学的仕事に変換する熱機関」の構築とその一般的理解は順調に進んでいる。前者については、「部分エントロピー生成」の手法を開発し、これを用いることにより大きく理解が進んだ。まず自律的な測定とフィードバックでどのように情報が使われているかを明らかにし、さらに外から操作されている場合の測定とフィードバックの関係式との差異が何によって生じているのかも明らかにできた。さらに「情報」を用いるとされる他の熱機関との間の関係性も明らかにできた。後者についても、マクロかつ自律的な熱機関のプロトタイプといえるモデルを構築し、さらにそのモデルの上限効率についての詳細な解析にも成功した。その結果、一般的な状況においては、上限効率はカルノー効率よりも真に小さな値に押さえられている一方、特異性のある遷移レートを用いた場合には熱力学極限でカルノー効率に漸近させることができることを明らかにした。この結果は、申請者が計画していた「自律的な熱機関の一般的効率上限」の性質を非常によく体現するものとなっていた。このモデルの結果を一般化させることで、申請者は自律的な熱機関がカルノー効率に達成するための必要条件を明らかにした。それはあるタイプの特異性であり、さらにこの特異性を物理的に実現するには「一粒子ごとの輸送」か「熱力学極限で特異性を出す」かのどちらかが必要であることが分かった。この結果は、申請者が最終年の研究として計画していた「自律的な熱機関の代表である分子モーターに対する物理的制約」を与えるものにもなっている。分子モーターは単独で働くものと非常に多数で協同的に働くものの二極に分かれているが、そのようになった理由として、自律的熱機関での高効率実現のための物理的制約の存在を本研究結果は示唆している。本年度の主要成果として、効率とパワーの間の普遍的トレードオフ関係の構築が挙げられる。1年目の研究成果である部分エントロピー生成の手法を応用することで、効率とパワーの間のトレードオフ不等式を導いた。この不等式は、熱機関のダイナミクスがマルコフ過程で与えられるという条件さえ満たしていれば、たとえ激しい非平衡状態に途中がなっていたとしても、また磁場などによって時間反転対称性が破れていたとしても、成り立つような極めて一般的な関係式である。この不等式は、効率を上げようとするとその分原理的な最大のパワーが下がらざるを得ないことを示しており、特に効率がカルノー効率に達する際にはパワーがゼロにならなければいけないという禁止定理をコロラリーに含んでいる。本研究結果は、効率とパワーという、熱力学における基本的な量でありながら、長らくその関係が分かってこなかった二つの量に対し、初めて一般的な関係を明らかにするものである。これにより、2年目の結果においては「仮定」とされていた「有限パワーかつカルノー効率の熱機関は存在しない」という事実を証明することに成功したため、「自律的な熱機関のカルノー効率達成条件」は定理の形にすることが出来た。
腎糸球体基底膜タイプIVコラーゲンの産生メカニズムの解明

本研究の目的は主としてヒト腎糸球体での基底膜typeIVコラーゲン構成サブユニットの構成比率の発達上の変化と、その産生責任細胞の特定にある。発達面においては胎生期摘出腎より抽出されたmRNAを用いたNorthern blottingでは構成サブユニットのα1、α2のシグナルが多量に検出され、3以下のサブユニットは認められなかった。これに対して成人摘出腎より得られたmRNAによるNorthern blottingではα3、4の検出が可能でその構成比率は明らかに発達、加齢の過程において変化していることが示唆された。このコンポーネントの変化は遺伝子腎疾患など出年齢を経るにしたがって腎機能の障害が生じてくるメカニズムに関与するのではないかと想定している。ごく少量の発現量の各サブユニットに関しては今後competitive PCRにより相対的発現量を検討していく。一方、当施設において確立している不死化糸球体構成細胞のうち内皮および上皮細胞を用いて、発現する蛋白量(Western blotting)、mRNA量(Northern blotting)を検討した。内皮細胞はウシ由来であるがcross-reactivityがあり検出が可能で、α1、α2の発現が主体であった。これに対して上皮細胞ではα1、α2が主体をしめるが、半定量的ながらα3、α4の発現量も内皮細胞より多めであった。これは基底膜コラーゲンの外層にα3、α4の発現が多く、それは主として上皮細胞よりの供給を受けている可能性があり、実際の腎生検標本で今後免疫電顕を用いて検討する。α5、α6に関してはNorthern blottingでは検出できず、PCR法の応用が必要である。以上の成果をふまえて発達上の変化および糸球体構成細胞の検討をすすめ、将来的には糖尿病状態などの病態モデルでサブユニットの構成比率の変化、他のタイプのコラーゲンへのtransformationを観察する予定である。
中学校「情報基礎領域」授業のコンピュータリテラシーへの影響

〈目的〉中学校技術・家庭科「情報基礎領域」の授業の前後に、生徒のコンピュータリテラシーがどのように変化するかを明らかにする。〈手順1〉コンピュータリテラシーテスト(第3版)の標準化測定ツールとして我々が開発したコンピュータリテラシーテストの第3版を作成し、中学生2688人、高校生679人を対象に標準化した。このテストは、情意面を測定するコンピュータ態度尺度、コンピュータ不安尺度の2尺度、及びコンピュータ教養的知識尺度、コンピュータ技術的知識尺度の知識面2尺度の計4尺度から構成されている。テスト第2版標準化(平成2年)のデータと比較すると、パソコンやワープロを操作できる生徒が7割前後に増えたこと、コンピュータへの肯定的態度の増加、コンピュータへの不安や緊張の減少など、情報化に沿った変化があったが、知識量に変化はなかった。〈手順2〉情報基礎授業の前後の比較6中学校の3年生566人の生徒を対象に、情報基礎領域の授業(2030時間)の前後にコンピュータリテラシーテストの得点がどのように変化したかを調べた。その結果、コンピュータに関する知識は増加したが、コンピュータに対する態度に変化はなく、コンピュータ不安は授業後に高くなることが分かった。情報基礎授業が、コンピュータに対する不安や緊張を高めることは、授業の方法や内容に改善すべき点があることを示唆している。義務教育における教科指導は、知識の習得もさることながら、社会人として、将来、情報化に積極的に対応できるように学習を継続できる構えを形成することに主目標があるはずだからである。その他、授業改善に有用な資料を得ることができた。本年度は、(1)コンピュータリテラシーテストの内容の改訂、(2)新コンピュータリテラシーテストの標準化手続き、(3)1991年度調査と本年度調査の予備的比較の3手順の研究を行った。(1)本研究では、コンピュータリテラシーを、コンピュータ態度、コンピュータ不安の2つの情意的側面、教養的知識、技術的知識の2つの認知的側面から構成されていると考えているが、そのうち、教養的知識と技術的知識を測定する尺度の中の若干の項目に情報化の進展とともに不適切になったものがあったので改訂した。(2)改訂コンピュータリテラシーテストを本年度の水準で標準化するため、5中学校(計2897人,全学年)と2高校(712人,1年生)に改訂テストを実施した。このデータを分析して、中学校全学年と高校1年生のコンピュータリテラシーテストの標準化作業が進行中である。(3) 1991年度の中学生調査結果と比較すると、95年度調査では、パソコンやワープロの操作ができる女子が大幅に増えたことが特徴である。社会全体の情報化の進展の他に、情報基礎授業も影響していると思われる。コンピュータへの態度は、95年調査では91年調査より好意的な生徒が増えた。逆に、商業科高校1年生程度の情報科学に関する技術的知識は有意に減少したことも特色である。これは、プログラミングができる生徒の減少と同じ傾向の現象と思われる。情報化の進展は情報機器の家電化を促進しており、生徒たちは、技術的な知識と無関係にパソコン等になじんできているようである。なお、技術・家庭科情報基礎領域の前後のコンピュータリテラシーの変化の比較、という本研究の基本目的については、2中学校において調査を実施したが、分析は未了である。来年度の調査については、すでに4校に調査を依頼済みである。<目的>中学校技術・家庭科「情報基礎領域」の授業の前後に、生徒のコンピュータリテラシーがどのように変化するかを明らかにする。<手順1>コンピュータリテラシーテスト(第3版)の標準化測定ツールとして我々が開発したコンピュータリテラシーテストの第3版を作成し、中学生2688人、高校生679人を対象に標準化した。

テスト第2版標準化(平成2年)のデータと比較すると、パソコンやワープロを操作できる生徒が7割前後に増えたこと、コンピュータへの肯定的態度の増加、コンピュータへの不安や緊張の減少など、情報化に沿った変化があったが、知識量に変化はなかった。<手順2>情報基礎授業の前後の比較6中学校の3年生566人の生徒を対象に、情報基礎領域の授業(2030時間)の前後にコンピュータリテラシーテストの得点がどのように変化したかを調べた。その結果、コンピュータに関する知識は増加したが、コンピュータに対する態度に変化はなく、コンピュータ不安は授業後に高くなることが分かった。情報基礎授業が、コンピュータに対する不安や緊張を高めることは、授業の方法や内容に改善すべき点があることを示唆している。義務教育における教科指導は、知識の習得もさることながら、社会人として、将来、情報化に積極的に対応できるように学習を継続できる構えを形成することに主目標があるはずだからである。その他、授業改善に有用な資料を得ることができた。
世界的所得分配の不平等・貧困度・相対的剥奪に関する計量分析

グローバリゼーションの進展に伴って、世界を一体的に理解する必要性は今日ますます高まっている。本研究はこのような観点から、国境の存在を一旦離れて人々の所得のありようを世界的所得分布として再構築し、世界の各地域・各国の所得分布とその変動をその中に位置づけようとするものである。より具体的には、世界各国から得られる一人当たり所得・人口・国内所得分布の3種類のデータをすべて用いて世界全体を対象とする大きな「世界的所得分布」を作成し、1990年から2010年に至る世界的規模で見た所得不平等と貧困の推移を考察した。グローバリゼーションの進展に伴って,世界を一体的に理解することの重要性は今日ますます高まっている。本研究はこのような観点から,国境の存在をいったん離れて人々の所得のありようをいわば地球市民の観点から世界的所得分布として再構築し,そして,この世界的所得分布を核として,世界の各地域・各国の所得分布の一とその変動をその中に位置づけようとするものである。より具体的には世界各国の国内一人当たり所得・人口・国内所得分布の3種類のデータをすべて用いて世界全体を対象とした「世界的所得分布表」を作成し,世界全体としてどの程度大きな所得不平等度および貧困度が存在し,それがどのように変動してきたのか,を明らかにすることを第一の目的とする。他方,不平等度や貧困度を正しく計測するためには,不平等度や貧困度計測理論の数理的研究が欠かせない。本研究では,現在考察中で一定の成果を得ている「中間的不平等概念」を発展させ,有用な不平等度尺度関数族を導出し,実証分析に役立てるための基礎とすることを第二の目的としている。第一の目的に関しては,本年度は,平成23年度に引き続いて所得分布データの蓄積に努め独自の包括的なデータベースの充実を図るとともに,世界的規模で見た所得分布の推移を計量手法に基づいて計測した。第二の目的に関しては,平均所得に依存して不平等に関する中間的価値判断のパラメータが変化し得るような新しい不平等概念を提唱する研究を行った。研究成果は2012年度統計関連学会連合大会(2012年9月9日12日開催)において報告を行った。本研究課題の推進には、各国の所得分布データの他に、適切な手法により共通貨幣単位に換算された各国の国内所得データが必要とされる。本課題には購買力平価換算が適切であるが、一口に購買力平価と言っても、計測は単純ではなく、どのデータセットを用いるかにより計測結果が少なからず左右される。特に本年度は、購買力平価換算による世界各国の所得水準の時系列データとして重要なpenn world tableの最新改訂版が公開されたことや、世界銀行の国際比較プログラムの2011年ラウンドの研究が逐次進展するなど、国際研究機関が公表するデータセットの大きな改訂が行われた。信頼できる最新の計測結果に依拠した研究とするために、本年度は予定を変更し、これらデータの再検討に研究エフォートを注いだ。他方、経済的厚生や不平等の観点から異なった所得分布を比較するための計測手法についても基礎研究を継続した。平均所得に依存して中間的価値判断のパラメータが変化し得るようなより柔軟な不平等概念について論文にまとめ改訂を続けているところである。平成23年度は,所得分布データベースを整備するとともに,経済的厚生や不平等の観点から異なった所得分布を比較するための計測手法について理論的な基礎研究を行った。(1)所得分布データベースの整備:本研究には,可能な限り多くの国について,一人あたり所得・人口のみならず,所得分布データを蓄積することが必要である。所得分布データベースの基本的部分は継続的に作成してきたが,引き続きデータベースの整備充実を計った。所得分布問題への世界的関心の高まりの中で,近年多くの所得分布データやその改訂版が国際機関や研究機関から公表されるようになっている。これら各所得分布データについて内容を吟味し,批判的に摂取し,データベースの充実を図った。未整備の所得分布についてはも国際機関等の研究資料に直接あたり,収集に努めた。(2)経済的厚生や不平等の観点から異なった所得分布を比較するための計測手法についての基礎研究を厳密な公理主義的アプローチに基づいて研究した。現在考察中で一定の成果を得た「中間的不平等概念」を発展させ,有用な不平等尺度関数群とローレンツ曲線規準との関連を研究した。(3)世界的所得分布が推計されていれば,世界的な観点から見た相対貧困率や準相対貧困率という新しい貧困概念を定義することが可能となり,絶対的貧困水準(例えば1日1ドル又は2ドル)に専ら依拠して行われてきた先行諸研究には見られない相対的剥奪という新しい視点からみた世界的貧困の実証分析を行うことが可能となる。そのための準備として,貧困計測に関する理論的研究の深化に努めた。世界の人々の間に極めて大きな経済格差が存在することは今日の世界における深刻な問題のひとつである。

本研究では、世界的規模で見た所得分布の不平等と貧困度に関する推移を計量的に分析した。とくに貧困に関しては通常の絶対水準に基づく貧困分析だけでなく,世界的所得分布から見た相対的貧困率や、両概念を統合した新しい貧困概念を考案し、これらの概念に依拠した貧困率の水準とその推移について計測を進めた。本計測では、各国の実質所得に関しては、世界銀行が主導し調整した2005年国際比較プログラムの成果に基づいた世界開発指標に依拠している。各国の相対所得分布を(いわば)重ね合わせるためのスケーリングファクターとして一人当たりGDPを採用した場合には、1990年代以降今日に至るまでジニ係数やタイルエントロピー尺度で測った不平等度は減少傾向にあることが確認された。しかしながら、人々の経済的福祉の代理指標としてはGDPは不適切であると指摘する論者も少なくない。本研究では、ひとり当たり家計最終消費支出のほうが家計調査データに近いととするAnand and Segal(Journal of Economic Literature:Vol.46:57-59)による指摘を念頭において、スケーリングファクターとして一人当たり家計最終消費支出(HFCE)を用いた計測を併用した。HFCEに基づいた計測では、GDPに依拠した結果に比べて、ジニ係数・タイル係数何れの指標によっても不平等度は殆ど低下していないとする結果が得られた。貧困率の水準やその推移に関しても対照的な推計結果を得ている。経済理論・経済統計学本年度の研究実施計画は(1)平成23年度に引き続き所得分布データベースの蓄積に努め包括的なデータベースを可能な限り充実させること,及び(2)上記所得分布データベースに基づいて世界的規模で見た所得分布の推移を計測すること,更には(3)独自の中間的不平等概念に基づいて不平等度尺度計測理論を発展させること,である。これらのうち(1)については,着実にデータの整備を図っている。(2)に関しては推計手法を工夫しつつ様々な不平等度尺度を用いて計測中である。(3)についてはほぼ完成した英語論文のreviseを進めているところである。なお、本来は平成25年度に実施予定であった貧困度計測の計量分析を平成24年度に前倒しして行う予定であったが,結果としては平成25年度まで持ち越すこととなった。しかし、進捗状況としては本研究開始当初に記載した交付申請書(平成23年5月25日付)にほぼ沿うような形となっている。これらの研究はほぼ順調に進展していることから,上記の事項評価が適切ではないかと判断するものである。平成25年度中に、これまで蓄積したデータをもとに実証分析を実施し、研究を完成させる予定であったが、学会における統計データの直近の研究動向水準に照らして意義ある研究成果に到達するためには、更なるデータの蓄積・再検討の必要が生じたため、当初計画を変更し、データの再検討に本年度はエフォートを費やした。しかし、実証研究に必要なコンピュータプログラミング等の準備は整えてきたので、総合すれば、上記区分の自己評価が妥当かと考える。交付申請書に記載した研究計画は(1)所得分布データベースの整備、(2)経済的厚生や不平等の観点から見た所得分布比較のための計測手法についての基礎研究、(3)世界的規模で見た貧困度の推移を計測するための基礎研究、である。
葉の機能の発達・衰退の生理・生化学-活性酸素を介したRubiscoの分解機構-

Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase(Rubisco)はCO_2固定を担う酵素であると共に植物葉の全窒素の30%を占め,極めて多量に存在する特異なタンパク質である.それ故,Rubiscoの葉における分解は,光合成機能と窒素の再利用(リサイクル)の両面に深く関わっている。しかしその分解の分子機構は、ほとんど分かっていない。申請者は、まず葉の老化に伴うRubisco分解について生理学的立場から解析Rubiscoが葉からの全転流窒素の40%を占めること、葉の老化の初、中期においては葉緑体内で分解されること、そしてシンクによる分解の制御を受けること等を明らかにしてきた。そして、本特定領域研究においては、とくに葉緑体内における分解の分子機構に注目し、Rubiscoの大サブユニット(53kDa)が葉緑体およびその破砕液において光照射下で37kDaと16kDaのペプチドヘと部位特異的に断片化されることを見いだした。そして断片化には活性酸素が関与することを明らかにした(Ishida et al.,1997,1998、)。また、その切断は、触媒部位を構成するいわゆるループ6のGly329の近傍で起きることを明らかにした。以上より、Rubisco大サブユニットは、活性化のためのMg-binding siteに結合したFe^<2+>とCO_2 (O_2)のbinding siteに結合したH_2O_2から、いわゆるFenton反応によりヒドロキシルラジカルが生じ、それがGly-329或いはその両端を攻撃し切断に至らしめると推察した(Ishida et al.,1999)。また、葉緑体ストローマ酵素のGS2も光照射下の葉緑体およびその破砕液中でRubiscoと同様に部位特異的に断片化されることを明らかにした。1。オオムギ,エンドウ,ホウレンソウの葉緑体破砕液をコムギの場合と同様にインキコベートした場合は、いずれの場合もRubisco大サブユニットの分解が認められた。フラグメクトのサイズや,その出現速度には種間差が認められた。2。DCMU添加によって葉緑体破壊液における光照射下でのRubisco分解は完全に抑制された。一方MV添加の場合は、部分的な抑制となった。3。コムギのインタクト葉緑体の場合,KCN,NaN_3のいずれかの添加によりRubisco分解が光照射下で誘発された。添加しない場合は、全く分解がみられなかった。4。コムギの37KDaフラグメントについてはRubisco大サブユニットのN末端から328番目のセリンがC末端アミノ酸として同定された。また16KDaフラグメントについては、N末端アミノ酸が330番目のスレオニンと同定された。Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxgglnase(Rubisco)は,光合成の炭酸固定ならびに光吸収の初発反応を担う酵素であり,その量が特異的に多いことで知られている。しかしその葉の老化に伴う分解機構については断片的に分っているにすぎない。本研究はコムギ葉を材料にin vitro系におけるRubiscoの分解について検討し,光に依存してRubisco大サブユニットが断片化されることを見出し,その分子機構について解析したものである。これまでの研究により1)Rubiscoは光照射下の葉緑体,およびその大破砕液において37kDa,16kDaのフラグメントへと部位特異的に断片化される。2)光はチラコイド膜における過酸化水素の生成還元型遷移金属の生成に関与する。3)精製Rubiscoを活性酸素種のヒドロキシルラジカル発生系にさらした場合も同様の部位特異的な切断が認められる。4)Rubisco大サブユニットの切断部位は活性中心に位置するGly^<329>近傍である。

5)断片化はRubiscoの田か次構造に関係し、CO_2,My^<2+>,反応中中間体アナログの結合により影響をうける。これらの結果より,現段階において,「Rubiscoの光照射下での断片化はヒドロキシルラジカルにより直接引き起こされると結論した。1.光照射下における葉緑体破砕液中に出現した大サブユニット37kDa断片のC末端近傍のアミノ酸配列、そして大サブユニット16kDa断片のN末端およびその近傍のアミノ酸配列は、ヒロドキシルラジカル発生系に曝して生じた場合の大サブユニット37kDa断片、16kDa断片のそれらと完全に一致し、いずれの場合もSer-328とThr-330の間で切断されていることが明白となった。切断部位が活性中心近傍であることから、Rubiscoが活性型となる際のMg^<2+>結合部位が遷移金属の結合部位として、そして基質のCO_2,O_2の結合部位がH_2O_2の結合部位となって活性中心でFenton反応が起き、生じたヒドロキシルラジカルが切断部位に特異的に作用し断片化が起きると推察した。またCABPの結合した活性型Rubiscoは全く分解されなかった。活性型Rubisco+RuBP,活性型Rubiscoが次いで分解され難く,以下不活性型Rubisco+CABP(RuB P),不活性型Rubisco+CO_2,不活性型Rubisco+Mg^<2+>の順であった。不活性型のRubisco単独の場合がもっとも断片化され易かった。以上から断片化にはRubiscoの高次構造が関与することが示唆された。2.葉緑体の酵素であるGS2も光照射下の葉緑体およびその破砕液中でRubiscoと同様のメカニズムで活性酸素(ヒドロキシルラジカル)により断片化された。現在精製GS2を用いて検討している。
半磁性半導体CdMnFeTeにおける多値記憶現象と光誘起磁化に関する研究

Cd_<1-x-y>Mn_xFe_yTe(x=0.37,y=0.01)試料で観察される高温スピングラスに伴う多値記憶現象および光誘起磁化が、束縛磁気ポーラロンの成長と関連するとの見通しを確認するために、CdMnTe試料の電気抵抗・ホ-メ効果および光誘起磁化測定を行った。まず、磁気ポーラロンの束縛中心を同定するために電気的性質を調べた。CdMnTeではホールがキャリアであり、2種のアクセプタが存在し、非常に強く補償されていることが明らかとなった。さらに、これらの準位とCd空孔との関連を調べるために、Cd蒸気中で試料の熱処理を行ったが、電気・磁気的性質に本質的な影響は観測されなかった。以上の電気測定から束縛中心がアクセプタ準位であることはほぼ明かとなったが、準位の同定までには到らなかった。一方、Cd_<1-x-y>Mn_xFe_yTe(x=0.37,y=0.01)の電気測定では、電気抵抗が非常に大きいため十分な精度が得られなかった。CdMnTeの光誘起磁化測定では、Mn濃度の増加と共に光誘起磁化の絶対値は減少するが、磁場0の残留値が増加することを見出した。この光誘起磁化の現象は束縛磁気ポーラロンに含まれるMnスピン数の組成依存性から説明され、光誘起磁化と束縛磁気ポーラロンとの強い相関および残留光誘起磁化とスピングラス秩序との関連が確認された。この結果は、Cd_<1-x-y>Mn_xFe_yTe(x=0.37,0=0.01)で巨大光誘起磁化がFeモーメントにより促進される磁気ポーラロンの成長に起因するとの見通しを支持する。光誘起磁化を光学的に観測するために、光誘起ファラデー効果測定系を作製した。この系では、光ファイバーにより磁化誘起光を試料に照射し、その照射位置を変化させながら測定光によりファラデー効果を測定することが可能である。現在その系の調整を進め、測定準備を行っている。
塗料系仕上材料の耐候性劣化と塩素イオンの透過性並びに鉄筋防食効果に関する研究

1.北海道(9)、東北(26)、関東(3)、北陸(6)、近畿(4)、九州(15)の海岸付近に建つ複層仕上塗材(一部屋根用塗膜防水材)で仕上げした計63の建造物(種類別では官庁建物9、住宅・都市整備公団建物15、JR駅舎14、燈台11、その他の民間建物14)について、仕上材の劣化の状況について調査を行い、劣化に影響する要因と劣化量の関係について検討した。その結果(1)海岸からの距離が近いほど劣化していて、特に300m以内では劣化が著してものがある。(2)海に面した面はその他の面に比べて劣化が進んでいる。(3)年数の経過ととも劣化量が増えていて、8年を経過した頃からチェッキングが、また12年程度を過ぎると剥離、剥落を生じている。(4)気象条件と劣化量の間には明確な相関関係は認められないが、最低温度が低いほど、年間日照時間が長いほど、風速が速いほど、やや劣化量が増える傾向にある。等の点が考察できた。2.被り厚さが2、3、4、5、7cmになる様に鉄筋(一部エポキシ鉄筋を含む)を配置した。直径14cm高さ12.5cmの円柱コンクリ-ト試験体の表面を17種類の仕上材(複層仕上塗材13、薄付け仕上塗材2、屋根用防水塗膜材2)で仕上げしたもの、および無仕上げのもの各体ずつ計100本を作製し、ウェザ-メ-タ-2日、0.5%硫酸溶液2日、超低温恒温恒湿槽2日、3%塩水溶液2日の計8日を1サイクルとした劣化促進塩水浸漬試験を行い、仕上材の劣化量と塩分の浸漬速度および鉄筋の腐食速度との関係について検討を行った。仕上材の劣化の状況は、現在(15サイクル経過)の時点では、完全に塗膜が剥落したものが1種類、トップコ-ト等の剥離を生じたものが2種類、チェッキングを生じたものが8種類、その他は変色が認められる程度である。またコンクリ-ト中の鉄筋はまだ腐食していない。等の点が考察できた。
大正期民事訴訟法改正の経過と問題点

本件研究の目的は民事訴訟法大正15年改正に関する立法関係資料を可能な限り包括的に収集し・整理することと、大正期の民事訴訟法改正過程を明確にし、立法関係者の種々の意見を分析することによって、この改正の全貌と性格を明らかにすることである。研究期間(平成4・5年度)を通して、まず、民事訴訟法〔大正改正編〕の資料集の第1第5巻を刊行することが課題であったが、この課題は幸い実現した。松本博之ほか編著『日本立法資料全集1014・民事訴訟法〔大正改正編〕(1)(5)』(1993年・信山社出版)がこれである。第2の課題は、資料の客観的分析を通して、また大正期の民事訴訟法文献・判例をも参考にしながら、大正期の民事訴訟法改正の原因、とくに訴訟遅延の問題、改正経過、法曹界の反応を検討して、この改正の性格を明らかにすることであったが、この課題のうち、(1)改正作業の過程(とくに「民事訴訟法改正調査委員会」における審議の内容)と、成立した民事訴訟法改正案に対する法曹界の反応については、詳細に検討することができた。改正の必要性を主として訴訟遅延の解消に求めた政府側と、酷い訴訟遅延の不存在を主張して馴れ親しんだ法典の改正に反対する法曹関係者とくに弁護士層との対立の模様、さらに帝国議会における激しい対立を資料によって裏付けることができた。(2)大正15年改正によって導入された新しい制度・条文の成立の由来を明らかにすることができた。たとえば独立当事者参加の新設のさいの紆余曲折、準備手続の原則化の事情等、枚挙に暇がないほど多数の制度の新設・改善をめぐる議論を明らかにすることができた。これらの点の研究成果は、添付の「民事訴訟法大正15年改正について」と題する冊子に纒められている。民事訴訟法施行100年を迎え、かつ現行民事訴訟法典の改正作業が法制審議会において開始されている今日、民事訴訟法は大きな転換期を迎えている。本研究はこのような時期に、大正期の民事訴訟法改正過程を明確にし、立法関係者の種々の意見を分析することによって、この改正の全貌と性格を明らかにすることを目的とするものである。立法関係資料は極秘扱いされ、法律成立後もこれを纏めて公表するという手続がとられないため、散逸することが多い。本研究においても、基礎となる立法関係資料の収集・整理が重要な課題であった。準備作業においてある程度の資料は収集していたが、平成4年度研究の開始後も東京大学法学部附属近代日本法制史料センターや法務図書館において時間をかけて資料調査を行い、資料収集の万全を期した。次の段階は資料を分析しつつ、大正期民事訴訟法改正の経過を明らかにするとともに、関係資料の相互の関係を明確にすることに、研究の重点が置かれた。このようにして、明治36年の旧法典調査会民事訴訟法改正案を叩き台として開始された民事訴訟法改正作業の全貌を明らかにする資料を可能な限り完全に収集し、分析するという作業が完了した。この成果は、日本立法資料全集・民事訴訟法〔大正改正編〕(1)(既刊)、(2)(近刊)、として結実した。研究代表者である松本は、この資料集のなかで「民事訴訟法〔大正15年〕改正の経過」と題して、審議の経過を概観するほか、資料解題を行った。もとより、民事訴訟法の改正を必要ならしめた当時の民事訴訟実務の問題点、とくに訴訟遅延の程度とその社会的問題性等の検討には及ぶことができなかった。この点の研究は平成5年度に実施する所存である。

本件研究の目的は民事訴訟法大正15年改正に関する立法関係資料を可能な限り包括的に収集し・整理することと、大正期の民事訴訟法改正過程を明確にし、立法関係者の種々の意見を分析することによって、この改正の全貌と性格を明らかにすることである。平成5年度においては、まず、民事訴訟法〔大正改正編〕の資料集の第25巻を刊行することが課題であったが、この課題は幸い実現した。松本博之ほか編著『日本立法資料全集1114・民事訴訟法〔大正改正編〕(2)(5)』(1993年・信山社出版)がこれである。第2の課題は、資料の客観的分析を通して、また大正期の民事訴訟法文献・判例をも参考にしながら、大正期の民事訴訟法改正の原因、とくに訴訟遅延の問題、改正経過、法曹界の反応を検討して、この改正の性格を明らかにすることであったが、この課題のうち、(1)改正作業の過程(とくに「民事訴訟法改正調査委員会」における審議の内容)と、成立した民事訴訟法改正案に対する法曹界の反応については、詳細に検討することができた。改正の必要性を主として訴訟遅延の解消に求めた政府側と、酷い訴訟遅延の不存在を主張して馴れ親しんだ法典の改正に反応する法曹関係者とくに弁護士層との対立の模様、さらに帝国議会における激しい対立を資料によって裏付けることができた。(2)大正15年改正によって導入された新しい制度・条文の成立の由来を明らかにすることができた。たとえば独立当事者参加の新設のさいの紆余曲折、準備手続の原則化の事情等、枚挙に暇がないほど多数の制度の新設・改善をめぐる議論を明らかにすることができた。これらの点の研究成果は、添付の「民事訴訟法大正15年改正について」と題する冊子に纒められている。
放射光分析の応用による鉄電解型浄化槽の直接および間接リン除去機構の解明

平成30年度は一時的に研究を中断したが、可能な範囲において、室内実験のリアクター試験の条件の検討やこれまでの研究成果の公表を行った。研究期間を延長したことにより、昨年度に予定していた内容について今後精力的に進める予定である。平成29年度以降の計画である室内リアクター試験の実施している。しかしながら、当該年度に一時的に研究を中断したことにより、研究全体に遅れが生じている。また、放射光分析のためのビームタイムが得られなかったことから、本研究の核となる分析が遂行できなかった。昨年度に引き続き、室内リアクター実験を進めリン除去効果を試験し、リン除去の速度定数を求める。また、回分試験から、リンの直接除去量および間接除去量を算定する。これまでの調査、室内実験の結果を基に各槽内の鉄蓄積量とその内リン除去に寄与する量を算定する。これらより、鉄電解を組み込んだ浄化槽における直接、間接反応を考慮したリン除去を算定する手法を構築する。本研究では、電解凝集法の一種である鉄電解法を用いた小規模排水処理におけるリン除去の安定化が目標である。電解により溶出した鉄は槽内で2価や3価の状態を取り得ることから、リン除去の安定化のためには鉄形態の情報取得が重要となる。本年度は、実際の浄化槽内の鉄の化学形態を明らかにするため放射光分析を応用した測定(XAFS:X-ray absorption fine structure)におけるスペクトルの高感度解析手法の確立を行うためいくつかの検討を行った。市販の標準物質や自家調製した標準物質を用い、XAFSスペクトルの特異性について検討した。両者のスペクトルには大きな相違があり、室内実験生成物のスペクトルを市販の標準物質でパターンフィッティングすることはできなかった。しかしながら、自家調製した標準試料のスペクトルにて高い整合性でフィッティングすることができた。標準試料の持つ固有のXAFSスペクトルが最も区別され、高感度に解析できるエネルギー領域についても明らかにした。これらの解析により、鉄形態解析が可能となり、得られた解析結果とリン除去との関係性の考察が可能となった。加えて、実際のリン除去型浄化槽の長期現場調査から得た試料についてもXAFS測定を進め、鉄形態解析を行った。現場調査については、市販の標準物質でフィッティングが可能であり、Fe3O4、αFe2O3、FePO4などの含有が示唆された。試料によってばらつきはあるものの、おおむねFePO4の割合が最も高く、2価鉄の割合は少なかった。このように、解析手法の条件検討や実際の測定および解析を進めた。平成28年度の計画である放射光分析の解析手法の確立については、自家調製した標準試料や市販の標準資料を用いたスペクトル解析を十分に行っている。これらの結果の検証のため、メスバウワー測定による解析も実施した。加えて、長期の現場調査から得た試料の放射光測定を進め、鉄形態解析を行っている。一部の検討は、平成29年度に引き続き行っていくものの、研究全体としてはおおむね順調に進展していると考える。これまでに、浄化槽内の鉄の化学形態を明らかにするため立命館大学SRセンターにて放射光分析を応用した測定(XAFS:X-ray absorption fine structure)におけるスペクトルの解析をしてきたが、より高感度解析な分析を行うため、高エネルギー加速器研究機構の放射光共同利用実験課題に申請をし、採択された。よって、より高感度な放射光分析の研究基盤が整った状況にある。また、実際の浄化槽を模した室内実験のリアクターを作成し、連続通水実験を開始した。これにより、嫌気や好気といった種々の条件、また鉄電解量、循環水量を変更するなどした条件にて試料を採取できる環境が整った。さらには、これまでのフルスケールの調査事例にライフサイクルアセスメント手法を適用し、リン除去による富栄養化に対する環境負荷の削減量と電力消費によるコストを比較することで、本研究で扱うリン除去方法の有用性を明らかにした。このように、実験を遂行するためのリアクターや分析環境を整備するとともに、本法の有用性を示す解析を進めた。平成29年度の計画である室内リアクター試験の実施については、リアクター作成に時間を要したためやや遅れている。しかしながら、その間、高エネルギー加速器研究機構の放射光共同利用実験課題に申請をするなど、高感度な分析のための環境整備を進めた。また、ライフサイクルアセスメント手法を用いて、本法の有用性を示す解析も進めた。このように、計画された研究内容には一部の遅れもあるが、それを補う作業も進めた状態にある。