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半導体光励起状態における量子協力現象と動的応答

半導体の光励起状態(電子-正孔系)における金属-絶縁体転移(励起子モット転移)や量子凝縮転移を理解することは、レーザー発振への応用や光超放射の実現に向けた第一歩として重要であるうえ、基礎物理学としても非常に興味深い。しかし、このような相転移現象を理論的に正しく記述するためには多体相関効果を適切に取り扱う必要がある。本研究では、動的平均場理論(DMFT)を拡張した方法により、この系の励起子モット転移および量子凝縮転移を理論的に研究した。電子-正孔系における励起子モット転移を調べるために、長距離クーロン相互作用の効果を取り入れたDMFTの構築を行った。特に、電子間・正孔間の斥力相互作用と電子-正孔間の引力相互作用が異なっている場合、励起子モット転移に劇的な変化が現れることを明らかにした。斥力と引力相互作用が等しい場合、短距離相互作用を仮定した場合と比べて、励起子モットに大きな違いが現れないが、斥力が引力より少しでも大きい場合、励起子の密度波揺らぎが劇的に大きくなる。この密度波の揺らぎにより系は金属的状態から絶縁体的状態へと一気に変化することがわかった。更に、光学応答を正確に計算する手法を開発した。DMFTの枠内で厳密なバーテックス補正を取り入れる理論を構築し、Non-Crossing近似を用いて具体的な計算を実行した。光学応答に対する2粒子グリーン関数は、空間的に一様で静的な部分を抜き出すと、凝縮転移に対する秩序変数の揺らぎを表すため、これを調べることにより、凝縮転移温度も決定した。光学スペクトルを計算した結果、低温の凝縮転移温度付近において、鋭いピークが現れ、励起子効果が急激に増強されることを明らかにした。本研究では、動的平均場理論を拡張した方法により、この系の励起子モット転移および量子凝縮転移を理論的に研究する。電子-正孔系における励起子モット転移を調べるために、長距離クーロン相互作用の効果を取り入れた動的平均場理論の構築を行った。この方法は、系の空間次元が大きい場合に正しい近似である。更なる研究の発展として、現在、この系の光学応答を正確に計算する手法の開発を行っている。この際に重要な点として、励起子モット転移前後の光学応答を調べるためには、よく知られた梯子近似などの方法を越えた近似が必要となることである。そこで、動的平均場理論の枠内で、有効相互作用を正確に計算せる定式化を行った。この方法を用いて光学応答を調べることが、次年度における最初の課題と考えている。半導体の光励起状態(電子-正孔系)における金属絶縁体転移(励起子モット転移)や量子凝縮転移を理解することは、レーザー発振への応用や光超放射の実現に向けた第一歩として重要であるうえ、基礎物理学としても非常に興味深い。

本研究では、動的平均場理論を拡張した方法により、この系の励起子モット転移および量子凝縮転移を理論的に研究する。電子-正孔系における相転移現象を理解する上で、光学応答を調べることは非常に重要である。状態密度などの物理量は、1粒子グリーン関数を計算することによって得られるが、光学応答を調べるためには2粒子グリーン関数が必要となる。2粒子グリーン関数においては、1粒子グリーン関数において重要となる自己エネルギー補正に加えて、バーテックス補正も適切に取り入れる必要がある。以前の我々の研究においては、光学応答に対応する2粒子グリーン関数に対して、バーテックス補正を静的に取り入れた梯子近似を適用した。しかしこの方法では、特に、励起子ガス相における光学応答を正しく計算できない。そこで、動的平均場近似の枠内で厳密なバーテックス補正を取り入れる理論を構築し、Non-Crossing近似(NCA)を用いて具体的な計算を実行した。また、光学応答に対する2粒子グリーン関数は、空間的に一様で静的(時間依存のない)部分を抜き出すと、凝縮転移に対する秩序変数の揺らぎを表すため、これを調べることにより、凝縮転移温度を決定した。光学スペクトルを計算した結果、低温の凝縮転移温度付近において、鋭いピークが現れ、励起子効果が急激に増強されることが明らかとなった。
高い符号化効率を実現するランプ型秘密分散法の構成とその安全性評価

本年度は,partial broadcast channelを用いた秘密分散法に関して研究を行う予定であったが,残念ながら,まとまった結果を得ることが出来なかった.そのため途中から,不正者に対する耐性を持つ秘密分散法を情報理論的に構成する方法を研究した.従来の設定では,完全に不正を防ぐ(不正者の不正成功確率を0にするということ)は不可能であるという結果があるが(Ogata, et. al.),設定をShannon理論的な設定に(わずかに)変更するだけでこの問題が回避できるのではないかというのが,本研究の重要な点である.この問題については平成19年度中に解決を見ることが出来こなかったが最近,認証に関するShannon理論的暗号システムの扱いに関する論文(Koga, et. al.)においても似たような議論が成立していることに気がついた.引き続き研究していく予定である.続いて,ランプ型のVSSSに関しては,理論的な研究が完成せず,論文として発表するにはもう一工夫が必要である.しかし,情報漏洩と秘密画像のサイズに関して現在までに得られている新しい知見については平成20年度中に開催される国際会議に投稿の予定である.昨年度にある程度論文が出版されたこともあって,研究期間最終年としては来年度以降に引き続き行うべき点が多く残ったことが残念ではあるが,平成20年度以降も研究としては続けていき,成果を発表していく予定である.また,研究課題に関しては昨年度までの結果も含め,一定の成果があったと感じている.本年度は本研究申請の基盤となった,一般アクセス構造に対する強いランプ型秘密分散法の存在定理に関する論文が採録となった.この研究は,一般アクセス構造に対して強い安全性をもつランプ型秘密分散法[山本,1985]が存在するための必要十分条件を明らかにしたものである.現在,公開鍵暗号などの分野では,ビット単位での安全性が議論されているが,本研究はこの議論と情報理論的安全性をもつ暗号システムを併用する時などに重要な知見を与えると考えている.また,本研究の副産物として,従来,非常に良く用いられるShamirの秘密分散法を用いて強いランプ型秘密分散法を実現するためには,パラメータ設定に注意する必要があることが分かった.さらに,視覚復号型秘密分散法の新たな展開として,復号時に画像の回転などを許した秘密分散法について研究し,可能な限りの一般化に成功した.得られた視覚復号型秘密分散法では,復号画像の画質は通常のものより劣るものの,隠すことの出来る秘密画像数が飛躍的に増大すると言うことが判明した.この意味で提案手法は暗号化の効率をよくしていると言うことができる.この成果は電子情報通信学会の英文誌に採録が決定し,来年度(5月)に掲載が予定されている.また,量子秘密分散法に関する基本的な知見(小川朋宏博士他との共同研究)も論文誌に掲載された.この研究は,量子通信路の「可逆性」と暗号の復号可能性を対応付けて論じることで,量子秘密分散法の符号化効率評価を,古典版の評価とほぼ同じ流れでシンプルに証明することに成功したものである.この評価によって,量子秘密分散法でも「ランプ型」が構成できる可能性が示唆された.しかし,その安全性評価にはまだ課題も残っている.本年度は,昨年度行ってきた「回転を許す視覚復号型秘密分散法」に関する論文(2006年5月),本研究の理論的背景である、「整数計画法による秘密分散法の効率のよい構成法」に関する論文(2007年1月)が出版された.前者に関しては国際ワークショップでの発表も行った(Asia-Europe workshop on information theory, AEW5,Jeju, Korea,-Oct.,2006).また,電子情報通信学会ソサイエティ大会(金沢大学,2006年9月)において,「秘密分散法に対する符号化定理」というタイトルでチュートリアル講演を行った(招待).現在進行中の研究としては,ブロードキャスト通信路を用いた秘密分散法の構成が挙げられる.このタイプの秘密分散法はこれまでの秘密分散法の拡張と考えられるが,ある種のhash familyなどとも密接な関係があり,秘密分散法の新しい側面を明らかにする可能性があると考えている.今後は,本研究の主眼のひとつであるランプ型秘密分散法への拡張,安全性評価などを中心に,さらなる理論的な解析を行いたいと考えている.また,秘密分散法以外に,「情報理論的に安全なランプ型動的鍵配送方式」に関する研究を行った.研究を行う上で,昨年度(2006年1月)に論文となった「一般アクセス構造に対する強い秘密保護特性を持つランプ型秘密分散法」での符号化技術が非常に重要な役割を果たした.その意味で,この研究も本研究から生じた成果と考えている.本年度は,partial broadcast channelを用いた秘密分散法に関して研究を行う予定であったが,残念ながら,まとまった結果を得ることが出来なかった.そのため途中から,不正者に対する耐性を持つ秘密分散法を情報理論的に構成する方法を研究した.従来の設定では,完全に不正を防ぐ(不正者の不正成功確率を0にするということ)は不可能であるという結果があるが(Ogata, et. al.),設定をShannon理論的な設定に(わずかに)変更するだけでこの問題が回避できるのではないかというのが,本研究の重要な点である.この問題については平成19年度中に解決を見ることが出来こなかったが最近,認証に関するShannon理論的暗号システムの扱いに関する論文(Koga, et. al.)においても似たような議論が成立していることに気がついた.引き続き研究していく予定である.続いて,ランプ型のVSSSに関しては,理論的な研究が完成せず,論文として発表するにはもう一工夫が必要である.

しかし,情報漏洩と秘密画像のサイズに関して現在までに得られている新しい知見については平成20年度中に開催される国際会議に投稿の予定である.昨年度にある程度論文が出版されたこともあって,研究期間最終年としては来年度以降に引き続き行うべき点が多く残ったことが残念ではあるが,平成20年度以降も研究としては続けていき,成果を発表していく予定である.また,研究課題に関しては昨年度までの結果も含め,一定の成果があったと感じている.
国連行政に関する体系的研究―国際組織法の観点から―

本事業では、国連創設以来、国連行政、とりわけ国連事務局に生起したあらゆる事象および変化を法的に分析することであった。具体的に以下の研究を行った。すなわち、1.事務局に関する法的分析、2.国連事務局の組織面における研究、および事務局の機能面における研究と総括である。研究成果の一部は、国際法学会2015年度研究大会(2015年9月)(発表題目:「国連組織における法秩序の展開」)で発表した。また、『入門国際機構』(法律文化社、2016年)(共著)および「国連組織における法秩序の展開」『国際法外交雑誌』115巻2号(2016年)27-53頁を出版した。平成26年度は、本研究の第1段階として、国連憲章第15章における事務局の法的地位に関する研究を行った。具体的には、国連の起草過程からこれまでの事務局研究に関わる先行研究を網羅的に調査し、個別の条文に即した形でこれまでの実行を分析した。事務局研究の土台として、いわば、関連条文に関する独自のコメンタリーを作成した。憲章97条において、事務総長の下に、事務次長や事務次長補が部局長として配備され、その下に職員が従属する一元的な官僚組織が念頭に置かれている。また、101条に基づき、事務総長が事務職員を任命する。ここでは、法的問題として、職員規則に定められた職員の法的地位や、101条3項に定められた、採用や人事配置の基準のあり方などの諸問題が俎上に上った。職員の地位の独立について定める100条に関しては、冷戦時代に横行した政府からの職員派遣(secondment)制度をはじめ国家による事務局への影響および圧力の問題は本条の中心的検討課題であった。今日PKOをはじめとして、主要機関から事務総長に委任される多くの業務は事務総長に関する98条を根拠としている。さらに、明確に事務総長に政治的権限を付与しているのが99条である。ここでは主に国連創設から冷戦時代の歴代事務総長の実行を検討した。冷戦後とりわけアナン事務総長以降の比較的新しい実行は、28年度に実施する事務総長権限の範囲の分析の中で扱う。研究方法として、国連憲章の起草過程およびこれまでの実行に関して、主として1次資料であるU.N.C.I.O.や国連憲章の諸コメンタリーなど先行研究を網羅的に調査し仔細に検討した。これに加えて、国内の研究機関や在京の国連広報センター、データベースなどを利用し資料収集に努めた。平成27年度においては、国連行政の研究として、最近の傾向分析と事務局のあり方について研究した。とくに、アナン事務総長以来の改革を中心に検討すると共に、今日事務局抱える課題を析出し、今後の事務局のあるべき姿を描き出すことを主眼とした。とりわけ、アナン事務総長時代の1997年に従来の構造は大きく変容し、事務総長はリーダーシップを強化してきた。さらに、アナンは、報告書「人に投資する」で、増大するフィールド職員の需要に対してこれまでの調整が間に合っていないことや、職員の採用と流動性に不備があること、リーダーシップの育成の必要性、退職者への対応といった諸課題を挙げた。次の藩基文事務総長時代には、2009年4月に職員規則が改正され、また、2009年7月より、国連行政裁判所に2審制が導入された。これを補完するオンブズマン事務所の調停手続も新設された。このことから、事務総長を頂点とした機構改革が徐々に動き出したことに鑑み、国連行政の評価を検討した。これと合わせ、法的側面およびアカウンタビリティーの向上という観点からは、新たな職員規則について今日まで適正に機能してきていること、また、新設された2審制の職員身分保証制度が比較的うまく機能していることがわかった。本研究計画で扱う国連行政について研究を重ねる中で、それと並行して展開してきた法秩序の問題が課題として浮かび上がってきた。この点については、2015年9月19日に名古屋大学で開催された国際法学会において、「国連組織における法秩序の展開」と題し研究報告の機会を得た。研究方法としては、国連機関の関連文書、事務総長報告、国際司法裁判所や国連行政裁判所等司法機関の判例集を利用した。さらに、12月にニューヨークに赴いて、実際に国連職員に対するヒアリングも行った。研究が当初の計画通り進捗しているため。最終年度においては、これまで事務総長が果たしてきた機能のうち特に重要と思われる政治的機能に着目し、平成26年度での前提的研究を踏まえた上で、憲章98条に基づく活動と憲章99条に基づく活動に分けて研究を行った。前者の代表例として、中心的活動の1つであるPKOと政治・平和構築ミッションのような活動を、また、後者の例としては、事務総長が予防外交の一環としてさまざまな場面で行ってきた政治的・外交的活動を取り上げて順次考察した。今日、事務総長は、PKOや政治・平和構築ミッションの設置に多大なリーダーシップを発揮する。安保理の委任の範囲とはいえ、PKOの設置から憲章7章の強制措置までをも提案する一定の裁量を付与されている。つまり、事務総長は、安保理による実施の一翼を担う機関としての役割を任されている。では、この裁量権はいかなる範囲まで認められるのか。これは、99条に基づく独自のイニシアティブで行いうる活動においても同様である。この事務総長権限の範囲や正当性について、詳細に検討を行った。

これまでの研究を総括すると、平成26年度に、第1段階:国連憲章第15章の研究ー前提的考察ー、平成27年度は、事務局の組織面における研究を中心とする第2段階:国連行政の研究ー最近の傾向分析と事務局のあり方ー、および平成28年度は、事務局の機能的側面に着目し、それをまとめる第3段階:事務総長権限の研究を行った。3年間の主な研究成果として、研究報告としては、国際法学会2015年度研究大会(2015年9月19日)(発表題目:「国連組織における法秩序の展開」)での報告がある。また、書籍としては、『入門国際機構』(法律文化社、2016年)(共著)があり、論文として、「国連組織における法秩序の展開」『国際法外交雑誌』115巻2号(2016年)27-53頁を発表した。本事業では、国連創設以来、国連行政、とりわけ国連事務局に生起したあらゆる事象および変化を法的に分析することであった。具体的に以下の研究を行った。すなわち、1.事務局に関する法的分析、2.国連事務局の組織面における研究、および事務局の機能面における研究と総括である。研究成果の一部は、国際法学会2015年度研究大会(2015年9月)(発表題目:「国連組織における法秩序の展開」)で発表した。また、『入門国際機構』(法律文化社、2016年)(共著)および「国連組織における法秩序の展開」『国際法外交雑誌』115巻2号(2016年)27-53頁を出版した。研究が当初の計画通りに進捗しているため。平成28年度には、事務総長の研究が中心となるが、これと併せて、これまでの研究成果をもとに、体系的な研究を集大成させたい。まず、事務総長研究として、これまで事務総長が果たしてきた昨日のうち特に重要と思われる政治的機能に着目して、平成26年度での前提的研究を踏まえた上で、憲章98条および憲章99条に基づく活動に分けて研究を行いたい。具体的に、前者としては、PKOや政治・平和構築ミッションに関する研究が主となる。また、後者としては、レインボウ・ウォーリア号事件に見られた事務総長による紛争解決機能等の研究が中心となる。平成28年度は最終年度であるので、これまでの研究成果をまとめ、国連行政全体にわたる包括的かつ体系的な研究を完成させる。内外において、研究成果の発表も併せて行っていく所存である。国際法学今後、平成27年度には、当初の予定通り、第2段階として、国連行政の研究ー最近の傾向分析と事務局のあり方ーを研究し、平成28年度の事務総長権限の研究と総括につなげていきたい。まず、平成27年度においては、アナン事務総長以来の改革を中心に検討するとともに、今日事務局の抱える課題を析出し、今後の事務局のあるべき姿を描き出すことを主眼とする。コフィ・アナン事務総長時代の1997年に事務局の従来の構造は大きく変容し、事務総長の下に副事務総長と上級管理グループ(いわゆるキャビネット)が置かれることになった。これらの機構改革により、事務総長はリーダーシップを強化してきた。さらに、アナンは、この流れを受けて、潘基文事務総長時代には、2009年4月には職員規則が改正され、従来の煩雑な職員の任用形態が改められ、より一元的な管理を目指すことになった。また、職員の身分保障制度については抜本的見直しがなされ、2009年7月より、国連行政裁判所に2審制が導入された。これを補完するオンブズマン事務所の調停手続も新設された。
脳血管攣縮におけるRho-Kinaseの役割と吸入麻酔薬の影響

PKCの脳血管平滑筋収縮機構への関与を明らかにするために、ヒトの脳血管に反応性が極めて類似しているとされるブタ脳血管を用い、2)平滑筋のカルシウム感受性亢進において重要な働きをしていると考えられている低分子量GTP結合タンパクの1つであるRhoA、およびその下流に位置するリン酸化酵素Rho-Kinaseについてウエスタンブロット法により細胞内でのRhoA、Rho-kinaseの動態を検討した。細胞膜無傷標本および膜可透過標本について検索した。細胞分画操作が適正であることを確認するために、Rho-GDIについてもウエスタンブロット法で検出した。3)MLC(ミオシン軽鎖)および、p-MLC(リン酸化ミオシン軽鎖)の存在について、静止時、および刺激時(PGF2α、10-5M、GTPγS投与)の割合の検索を試みた。4)2次元電気泳動法によるミオシン軽鎖のリン酸化レベルの定量化を目的として、1次元目の等電点電気泳動をpH3-10で行い、引き続き、2次元目を12%SDSポリアクリルアミド電気泳動により行い、ゲルの銀染色により、出現する蛋白質のスポットの再現性を検討した。以上より、ブタ脳血管収縮において1)収縮のカルシウム感受性の亢進の機序として、低分子量GTP結合タンパクRhoAおよびその効果器の一つであるRho-kinaseを介する機序が存在していること2)もう一つの血管収縮の情報伝達経路の1つである、PKCについて、特にα,βI,βIIが顕著に存在していることから、これらも実験的脳血管収縮に関わっている可能性があることが解った。脳血管平滑筋収縮機構を明らかにするために、今までに1)脳血管収縮機構の変化を収縮タンパクを制御する酵素活性のレベルで観察するために、摘出細胞膜可透過脳血管標本を用いて、細胞内カルシウム濃度を一定に保った状態で収縮そのものがどのように変化するか(収縮のカルシウム感受性の変化)を測定した。2)平滑筋のカルシウム感受性亢進において重要な働きをしていると考えられている低分子量GTP結合タンパクの一つであるRhoA、およびその下流に位置するリン酸化酵素Rho-Kinaseを各々の特異的抑制薬であるC3酵素、Y-27632を用いて抑制し、脳血管平滑筋収縮機構が低分子量GTP結合タンパクRhoA、Rho-Kinaseを介するかどうかを解析した。その結果、ブタ脳血管収縮において、1)収縮のカルシウム感受性の亢進の機序として、低分子量GTP結合タンパクRhoA、およびその効果器の一つであるRho-kinaseを介する機序が存在していること、2)ブタ脳血管にも、RhoA, Rho-kinase, RhoGDIが存在することが解った。そこでさらに、少なくとも、もう一つの血管収縮の情報伝達経路の1つである、PKCについて、いずれのisoenzymeが関わっているのかをWestern Blotting法により検索した。その結果、ブタ脳血管において、PKCのうち、α,βI,βII,δ,ζが顕著に存在していることが解った。しかし、これらのisoenzymeがどの程度、ミオシン脱リン酸化酵素の活性に関わっているのか、結果として、ミオシン軽鎖のリン酸化に関わっているのかは不明である。今後、この点を踏まえてin vivoの実験系に応用し検索する予定である。脳血管平滑筋収縮機構を明らかにするために、今までにブタ脳血管収縮において、1)収縮のカルシウム感受性の亢進の機序として、低分子量GTP結合タンパクRhoAおよびその効果器の一つであるRho-kinaseを介する機序が存在していること、2)ブタ脳血管にも、RhoA, Rho-kinase, RhoGDIが存在することが解った。

さらに、少なくとも、もう一つの血管収縮の情報伝達経路の1つである、PKCについて、いずれのisoenzymeが関わっているのかをWestern Blotting法により検索し、ブタ脳血管において、PKCのうち、特にα,βI,βIIが顕著に存在していることが解った。しかし、これらのisoenzymeがどの程度、ミオシン脱リン酸化酵素の活性に関わっているのか、結果として、ミオシン軽鎖のリン酸化に関わっているのかは不明である。そこで、2次元電気泳動法によるミオシン軽鎖のリン酸化レベルの定量化を目的として、1次元目の等電点電気泳動をpH3-10で行い、引き続き、2次元目を12%SDSポリアクリルアミド電気泳動により行い、ゲルの銀染色により、出現する蛋白質のスポットの再現性を検討した。使用している組織量(ブタ脳血管)の制限から、定量に十分なスポットの再現性が得られなかった。今後、1次元目の等電点電気泳動を開始する前の、組織量、ゲルへの負荷条件の検討を行い、より狭いpH領域での1次元目の等電点電気泳動を行う予定である。さらに、2次元目の電気泳動後、PVDF膜等にタンパクを転写し、Western Blotting法もあわせて行う予定である。歯血管平滑筋収縮のカルシウム感受性亢進機構を明らかにするために、今までにブタ脳血管収縮において、1)収縮のカルシウム感受性の亢進の機序として、低分子量GTP結合タンパクRhoAおよびその効果器の一つであるRho-kinaseを介する機序が存在していること、さらに、少なくとも、もう一つの血管収縮の情報伝達経路の1つである、PKC系について、いずれのisoenzymeが関わっているのかをWestern Blotting法により検索した。conventional PKC(α,βI,βII,γ)に加え、novel PKC(δ,ε,η,θ,μ),atypical PKC(ζ,ι,λ)について、陽性コントロール細胞タンパクとして、Jurkat WCL(acute T-cell leukemia cell line),NIH/3T3WCL(normal embryo fibroblast),3611-RFWCL(Raf-1 transformed fibroblast)を用いてWestern Blotting法を行った。PKCεについては、IMR-32(neuroblastoma cell line)も併せて用いた。定性的な解析では、ブタ脳血管においては、PKCのうち、特にα,βI,βIIが顕著に存在していることが解った。しかし、これらのisoenzymeがどの程度、ミオシン脱リン酸化酵素の活性に関わっているのか、結果として、ミオシン軽鎖のリン酸化上昇に関わっているのかは不明である。
新規設計概念による錆びないSOFC用合金インターコネクト

SOFCのインターコネクト材は,一方(燃料極側)を水素リッチな雰囲気,もう一方が大気雰囲気に曝される。燃料極雰囲気で酸化しない合金を使用すれば,燃料極側から空気極側に水素が透過し,燃料極側表面においても合金の酸化が生じない可能性がある。この実証のため,厚さ0.1mmの銅によってAr-5%H2雰囲気(水素供給側)とArあるいはAr-1%O2雰囲気(検出側)を仕切り,検出側に透過した水素を水蒸気に転換し,露点計で測定した。酸化物の生成で透過水素量は低下するが,Ar-1%O2を検出側に流しても水素透過量は減少しなかった。すなわち,錆びないSOFC金属インターコネクトが実現できる可能性を示唆した。中・低温稼働SOFCのインターコネクトとしてCr2O3耐酸化保護皮膜形成Fe-Cr合金が用いられている。合金は加工性に優れた安価な材料ではあるが,Cr2O3皮膜から電極が受けるCr被毒,酸化の進行に伴う皮膜成長による導電率の低下が問題となる。酸化皮膜の導電率の観点からAl2O3やSiO2が皮膜候補となり得ないため,Cr2O3形成合金を念頭に置いたCr被毒対策としてのコーティングの研究がなされている。しかし,抜本的な解決には至っていない。ところで,金属材料は水素を透過しやすい材料であり,一部の金属は燃料極雰囲気で金属として安定である。このような金属を使用すると,燃料極雰囲気から透過した水素によって空気極雰囲気でも酸化皮膜が形成しない可能性がある。本研究では,銅を試料とし,その実現可能性を明らかにすることを目的とした。銅(99.99+%,厚さ0.1mm)によってAr-5%H2雰囲気(水素供給側)とArあるいはAr-1%O2雰囲気(検出側)を仕切った。銅を透過し検出側に到達した水素は,Arをキャリアガスとしている場合には,これにAr-21%O2を加え燃焼させ,Ar-1%O2をキャリアガスとしている場合にはそのまま燃焼させ,水に転換し,露点計で水蒸気分圧として測定した。測定は8731073 Kで行った。露点の経時変化を測定したところ,キャリアーガスをArからAr-1%O2ガスに替えることで検出される露点が上昇しており,Cuを透過した水素量が増加した。一般に酸化物の水素透過能は金属の水素透過能より低い。Ar-1%O2によりCu上に酸化銅が生成したならば酸化銅によって水素透過は阻害され,透過水素量は低下するはずである。結果はこれと逆の傾向を示している。すなわち,水素透過により金属の高温酸化を抑制し,SOFCインターコネクト材として金属材料を金属のまま使用できる可能性が得られた。高温固体化学
π-アリル金属活性種の構造と物性

2)π-アリル錯体の環元脱離【1!】の還元脱離によるC【H_2】=CHC【H_2】【C_6】【H_3】【Cl_2】の生成の容易さは、M=Pt《Pd〈Niの順になることが、反応速度の比較から明らかになった。同種の構造を持つ有機ニッケルとパラジウムとで還元脱離反応性を定量的に比べたのは初めての例である。以前に推定したオレフィンで促進される【1!】(M=Pd)の還元脱離の反応機構にとって鍵となる中間体,オレフィン錯体のモデルを,Pd(π-【C_4】【H_7】)(Ar)(Olefin)【4!】(Ar=【C_6】H【Cl_4】-2,3,5,6)として低温で生成させた。置換スチレンを持つ【4!】の還元脱離におよぼすオレフィンの電子効果(Hammett ρ=1.42)と、基底状態における【4!】の相対安定性におよぼす電子効果(Hammett ρ=-0.42)とはかなり異ることが判明した。後者の置換基依存性も、一般的な平面四配位パラジウムや白金のオレフィン錯体における強い親電子的依存性とはかなり違った傾向である。
肺動脈性肺高血圧症の新規治療法の開発

本研究の目的は、肺動脈性肺高血圧症の新規治療法を確立することである。これまでさまざまな治療薬が開発され、肺動脈性肺高血圧症の予後は大きく改善してきているが、死亡もしくは肺移植に至る患者がいまだ多数存在する。本研究では肺動脈性肺高血圧症の発症メカニズムに関与する可能性の高い複数の候補薬剤が、その病態にもたらす影響を解明し、さらに肺動脈に対する最適なdrug deliverysystemを開発することで、新たな治療法を創出する。
市場型間接金融とマクロ安定化政策

本研究では、資産の証券化を通じた市場型間接金融の拡大等に代表される金融システムの変革が、どのような経路を通じて経済の成長に資するのか、さらにその問題点は何かについて理論・実証的に明らかにすることを目的として分析を継続してきた。これらの分析は、現在における経済諸問題の背景を明確化させ、混迷を深める今日において将来のあるべき方向性を示す上でたいへん意義があるものと言える。バブル経済崩壊に伴う長期間にわたる深刻な景気後退を受けて、従来の銀行を中心とした間接金融優位のシステムから社会全体でリスクを分散させ資金の効率的配分を促すことを目指した市場型間接金融についての関心が近年急速に高まっており、本研究会では、資産の証券化等を通じて市場型間接金融が一層拡大することによって、どのような経路を通じて経済の成長に資するのか、さらにその問題点を理論・実証的に明らかにすることを目的とし分析を行った。導き出された主要な成果は以下の通りである。(1)為替レート決定理論を一般均衡の開放マクロ経済モデルに拡張し、国際的な証券投資に伴う資金移動と為替レートの関係について明らかにした後、大幅な財政拡張政策は長期均衡を不安定にする可能性があり、対外不均衡是正の有効性を損なう可能性が存在することを導出した。(2)銀行の貸出行動、企業の資金調達行動、投資家の資産選択行動に焦点を当て、様々なショックが生じても常に国民所得と安定した金融指標が如何なる条件の下で支持されるのかを検証し、証券化が進展した近年になるほどマネー・ビューよりもクレジット・ビューが支持される傾向にあることが明らかにされた。(3)ベイズ的推計を用いて証券市場の効率性について分析し、非合理的なトレーダーが存在することで「市場の厚み」が増しマーケットインパクトが小さくなることを明確にした。(4)生産性ショックに対する評価の違いを通じて、経常収支の反転の背後に株価バブルの発生と崩壊が存在することを理論的に示した。2006年のサブプライムローン問題の発生後、世界的に経済活動が収縮し、その打開策として各国では金融監督改革および新たな金融政策手段の構築が活発に議論されている。こうした中で、本部門研究会では、資産の証券化を通じた市場型間接金融の拡大等に代表される金融システムの変革が、どのような経路を通じて経済の成長に資するのか、さらにその問題点は何かについて理論・実証的に明らかにすることを目的として分析を行った。主要な研究成果は以下の通りである。1.金融システムの破綻を回避する上でその重要性が強調されている市場型間接金融の問題を直接金融および間接金融の概念から遡ってまとめ、証券化に代表される市場型間接金融の功罪について明らかにした。2.銀行の貸出行動、企業の資金調達行動、投資家の資産選択行動に焦点を当て、どのような条件下で国民所得と安定した金融指標が決まるかを理論・実証的に考察し、直接金融化が進む近年になるほどクレジット・ビューが成立する傾向にあることを示した。3.資産担保証券市場で「情報を持たないトレーダー」の数が増えると、ある条件の下で、銀行が流動化するローン債権の質(真のファンダメンタル価値)が悪化することを明らかにした。4.アメリカにおける市場型間接金融市場(証券化市場)の拡大は、世界の投資家にとって投資可能な市場型アメリカ金融商品の増加をもたらし、同国への資本流入拡大ひいてはグローバル・インバランス拡大の下地を形成し、国際金融市場に新らたな不安定要素を生じさせていることを明らかにした。従来の銀行を中心とした間接金融優位のシステムから社会全体でリスクを分散させ資金の効率的配分を促すことを目指した市場型間接金融が拡大したが、2006年のサブプライムローン問題の発生後、世界的に経済活動が収縮し、その打開策として各国では金融監督改革および新たな金融政策手段の構築が活発に議論されている。研究では、資産の証券化を通じた市場型間接金融の拡大等に代表される金融システムの変革が、どのような経路を通じて経済の成長に資するのか、さらにその問題点は何かについて理論・実証的に明らかにすることを目的として分析を行ってきた。主要な研究成果内容は以下の通りである。1金融システムの破綻を回避する上でその重要性が強調されている市場型間接金融の問題を直接金融と間接金融の概念から遡ってまとめ、証券化に代表される市場型間接金融の功罪について明らかにした。2金融政策のトランスミッション・メカニズムとしてマネー・ビューと銀行の貸出行動を比較検討し、どのような条件下で国民所得と安定した金融指標が決まるかを理論・実証的に考察した上で、直接金融化が進む近年になるほどクレジット・ビューが成立する傾向にあることを示した。3資産担保証券市場で「情報を持たないトレーダー」の数が増えると、銀行が流動化するローン債権の質(真のファンダメンタル価値)が悪化することを明らかにした。4証券化市場(市場型間接金融)の拡大が世界の国際資金フローと国際金融市場の安定性に与えた影響について実証的に分析し、アメリカにおける市場型間接金融市場(証券化市場)の拡大は、世界の投資家にとって投資可能な市場型アメリカ金融商品の増加をもたらし、同国への資本流入拡大ひいてはグローバル・インバランス拡大の下地を形成させていることを明らかにした。
ウシ筋肉内に存在する脂肪前駆細胞の増殖・分化を調節するパラクライン因子の同定

前年度は、ウシ脂肪組織とウシ脂肪前駆細胞を共培養する実験を行った結果、脂肪組織側から脂肪前駆細胞の分化を促進するパラクライン因子と抑制するパラクライン因子の両方が分泌されていることが推察された。本年度は、ウシあるいはラットの脂肪組織を培養して得た培養上清を、ウシ脂肪前駆細胞の培養にさまざまな濃度で添加し、脂肪細胞分化に及ぼす影響を検討した。ラット脂肪組織の培養上清を1%添加することにより、脂肪滴を含む細胞の数、グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GPDH)活性のいずれも無添加よりも有意に増加した。しかし添加濃度をさらに増やすとこの効果は消失し、50%の添加では逆に脂肪滴を含む細胞の数が無添加と比較して有意に減少した。培養上清の添加濃度を高めると脂肪細胞分化促進効果が消失したことから、ラット脂肪組織の培養上清に含まれる分化促進物質は、ある濃度を超えると作用しないか、あるいは培養上清中に共存する分化抑制物質が分化促進物質の作用を相殺する可能性が考えられた。また、ウシ脂肪組織の培養上清を添加した実験では、脂肪滴を含む細胞の数ならびにGPDH活性が減少するのが観察された。したがって、ラットの脂肪組織とは異なり、ウシの脂肪組織からは脂肪細胞分化を促進する物質よりも強い作用の分化抑制物質が分泌されることが示唆された。また、とくに脂肪滴を含む細胞の数に対する効果が強かったことから、脂肪細胞の分化を抑制する物質のみならず、細胞内への脂肪滴の蓄積を抑制する物質も分泌されている可能性が示唆された。ウシの脂肪組織における脂肪細胞分化にパラクライン調節が存在することを明らかにするために、以下の実験を行った。屠畜場において、食肉用として出荷されたウシから脂肪組織を採取し、コラゲナーゼ消化および遠心分離により脂肪前駆細胞を含む間質血管系細胞を得た。これを12wellディッシュ上で増殖させ、コンフルエントに達した時点で脂肪組織への分化を誘導する培地(分化培地)に置換するとともに以下の(1)および(2)の実験に供した。(1)共培養系を用いた実験同様に採取したウシ脂肪組織を、脂肪前駆細胞の培養wellに1wellあたり約50mg浮遊させて3日間培養した。その後組織を取り除き、分化培地で7日間培養を続けた。(2)培養上清を用いた実験ウシ脂肪組織を3日間培養して得られた培養上清を、脂肪前駆細胞の培地にさまざまな濃度で添加して10日間培養した。いずれの実験も、培養終了後、脂肪細胞への分化をグリセロール-3ーリン酸デヒドロゲナーゼ活性の測定および顕微鏡観察(脂肪滴を含有する細胞の計数)により評価した。その結果、共培養が脂肪細胞分化に与えた効果は、脂肪組織と脂肪前駆細胞を調製したウシの組み合わせにより異なっており、共培養により分化が促進された場合と、逆に抑制された場合の両方が観察された。一方、脂肪組織を培養して得た培養上清を脂肪前駆細胞の培地に添加することにより、脂肪細胞への分化が抑制された。以上のことから、脂肪組織は脂肪細胞の分化を促進する物質と抑制する物質の両方を分泌しうる可能性が推察された。
総合的な学習と連携した環境教育適用型GISの構築とその実践的利用

本研究は、環境教育に衛星リモートセンシングデータとGISを活用して、教育現場で活用可能な環境教育情報データベースを構築することである。本年度は環境教育情報データベースに必要な画像データ作成に関する研究を実施し,下記内容の成果を得た.1.創造実験の中での環境教育の実践現在、本校において実践されている環境教育の内容を検討した。その内容は主に環境計測が主体とした体験学習であることが判明し、それとモノ作り教育とを連携した技術教育を実践した。2.教材への応用を前提とした最新衛星リモートセンシング画像データの解析ADEOS/POLDERセンサーで観測された地表面偏光度データを解析した.偏光度データは人間の目では捉えることができない情報であり,学生の地球大気に対する興味を引き出す効果が期待できる.大気補正システムに偏光データの活用を加え、より精度の高い地表面情報を環境教育用GISに提供できるようにした。本年度は環境教育情報データベースに必要な画像データ作成に関する研究を実施し,下記内容の成果を得た.1.教材への応用を前提とした最新衛星リモートセンシング画像データの解析地球観測プラットフォーム技術衛星ADEOSに搭載されたPOLDERセンサーにより取得された画像データを解析した。解析対象領域としてモンゴル地域し,大気効果補正処理後,地表面の2方向反射分布関数を推定した.2.環境変化マップの作成のための基礎データ作成衛星画像データ解析ツールソフト(インフォサーブ社PCI)を用いてLandsat/TM画像データを分類処理した.本研究は、環境教育に衛星リモートセンシングデータとGISを活用して、教育現場で活用可能な環境教育情報データベースを構築することである。解析対象領域としてモンゴル地域し,大気効果補正処理前の処理として観測リモートセンシングデータより大気エアロゾルの光学パラメータのひとつである大気の光学的厚さを推定した。さらに、その推定結果を用いて観測データに大気補正処理を施し、地表ターゲットの地表面反射率を求めた。2.環境変化マップの作成のための基礎データ作成地理情報システムツールソフト(米国マップインフォ社MapInfo)を用いて数値統計情報を図形化した.
正標数における極小モデル理論

本研究課題では、正標数の極小モデル理論を確立する事を目標として、以下の2つの具体的な研究テーマに沿って研究を進める事を目指している。1つはp進コホモロジーやヴィット環の理論を極小モデル理論へ応用する事(以下(A)と記す)で、もう1つは正標数におけるファノ多様体の研究(以下(B)と記す)である。1つ目の研究テーマ(A)に関しては、これまでに確立された定理をより本質的な形に一般化する事に成功した。しかし、更に洗練された形に一般化出来るのではないかと期待している為、まだ結果を公表してはいない。この結果に関しては、可能な限り一般化した後、学術論文として公表する予定である。2つ目の研究テーマ(B)に関連して、2本の学術論文「Invariants of algebraic varieties over imperfect fields」および「On del Pezzo fibrations in positive characteristic」を執筆し、プレプリント公開サイトarXivにて公開した。前者の論文では、非閉体上の代数多様体に対していくつかの不変量を導入し、それぞれの不変量の性質を考察した。また、計算例や応用例もいくつか提示した。非閉体上の代数多様体は、正標数の代数幾何学(特にファイバー空間)を研究する上では避けて通る事が出来ない対象である。実際、後者の論文は正標数の極小モデル理論の結果であるが、前者の論文の応用として得られた。後者の論文の結果は、正標数の3次元から1次元への森ファイバー空間について、相対的捩れ線束の捩れ指数の上界を与えた。上の「研究実績の概要」に記載した通り、2つの研究テーマ(A)および(B)に沿って研究を進めた。これらは当初予定していた研究方針であり、今年度はどちらのテーマに関しても当初予想していなかった結果が得られた為、概ね順調にしていると言える。今後も当初の研究方針に従って研究を進める予定である。より具体的には、「研究実績の概要」に記載した2つの研究テーマ(A)および(B)に沿って研究を進める。今年度の研究は発展途上の部分があり、来年度は今年度の研究を引き継ぐ形で進めていく予定である。当初予定していた人件費・謝金が発生しなかった為。来年度の専門書の購入や人件費・謝金に充てる予定である。
胃瘻からの半固形短時間摂取法は患者のQOLを改善する

胃瘻からの半固形栄養材短時間注入法」は、できるだけ生理的な状態で胃内へ食塊や栄養材を入れる機能的バイパスであり、胃本来の胃の貯留・排出機能を生かし、正常な消化管ホルモンや神経反射が保つ栄養摂取法である。本法の実用化に向け、基礎的および臨床的な検討を行い以下の成果をえた。1)栄養材は粘度が高いほど、胃内貯留率が高いにもかかわらず胃食道逆流は減少した2)高い粘度では、十分な胃貯留と5分以内に胃の運動による排出を認めた。また、液体栄養剤では胃貯留とそれに続く蠕動運動による胃排出が発現せず押し出しによる排出を示す3)注入圧300mmHgで加圧して注入しても胃内圧の上昇はみられない4)栄養材は粘度が大きいほど,粘性摩擦力が大きくなるレオロジー特性があり、非ビンガム塑性流体の物性を示すこと5)消化管ホルモンへの影響は、半固形栄養材短時間注入法では正常パターンを示すが液体栄養剤間欠的注入法では,持続する血糖の上昇やインスリンやガストリンの過剰分泌を起こすこと以上から、臨床における本法の使用として1)胃本来の持つ貯留能や排出能が発揮でき胃食道,胃瘻部逆流が防止できる半固形化栄養材の粘度と量および注入時間は20,000cP程度の粘度で300mlから600mlの量を短時間5-15分であることを明らかにした。2)高齢者が簡便にかつ安全に胃瘻から注入できる革新的なデバイスとして300mmHgの加圧バッグによる注入法の安全性、有用性および利便性を確立した。胃瘻からの半固形化栄養材短時間摂取法の実用化に向け、基礎的および臨床的な検討を行い以下の成果をえた。1)胃本来の持つ貯留能や排出能が発揮でき胃食道、胃瘻部逆流が防止できる半固形化栄養材の粘度と量および注入時間は20,000cP程度の粘度で300mlから600mlの量を短時間5-15分であることを明らかにした。3)胃瘻患者および健常人を対象に、注入法の違いによる消化管運動への影響を粘度の異なるバリウム製剤を用いた胃の貯留能と排出能から計測法と胃電図による計測から粘度が高くなるほど生理的な胃の貯留能が発揮でき、胃の運動による生理的な排出が行なえることをあきらかにした。4)半固形化栄養材短時間摂取法が胃内pHと胃内細菌にあたえる影響(gastric colonization)を液体栄養剤による従来法と比較検討し、液体栄養剤による従来法では、胃酸分泌による正常な酸性状態が得られないため胃内で胃食道逆流による誤嚥性肺炎の起縁菌であるグラム陰性桿菌が繁殖することを明らかにした。一方、生理的な摂食である半固形化栄養材短時間摂取法では胃内の酸性化が保たれ細菌の繁殖がないことを明らかにした。1)胃本来の持つ貯留能や排出能が発揮でき胃食道,胃瘻部逆流が防止できる半固形化栄養材の粘度と量および注入時間は20,000cP程度の粘度で300mlから600mlの量を短時間5-15分であることを明らかにした。3)胃瘻患者および健常人を対象に,注入法の違いによる消化管運動への影響を粘度の異なるバリウム製剤を用いた胃の貯留能と排出能から計測法と胃電図による計測から粘度が高くなるほど生理的な胃の貯留能が発揮でき、胃の運動による生理的な排出が行なえることをあきらかにした。4)半固形化栄養材短時間摂取法が胃内pHと胃内細菌にあたえる影響(gastric colonization)を液体栄養剤による従来法と比較検討し、生理的な摂食である半固形化栄養材短時間摂取法では胃内の酸性化が保たれ細菌の繁殖がないことを明らかにした。以上の知見ををもとに多施設での半固形化法による有効性に関する臨床試験を開始した。また、液体栄養剤では胃貯留とそれに続く蠕動運動による胃排出が発現せず押し出しによる排出を示す3)注入圧300mmHgで加圧して注入しても胃内圧の上昇はみられない

4)栄養材は粘度が大きいほど,粘性摩擦力が大きくなるレオロジー特性があり、非ビンガム塑性流体の物性を示すこと5)消化管ホルモンへの影響は、半固形栄養材短時間注入法では正常パターンを示すが液体栄養剤間欠的注入法では,持続する血糖の上昇やインスリンやガストリンの過剰分泌を起こすこと以上から、臨床における本法の使用として1)胃本来の持つ貯留能や排出能が発揮でき胃食道,胃瘻部逆流が防止できる半固形化栄養材の粘度と量および注入時間は20,000cP程度の粘度で300mlから600mlの量を短時間5-15分であることを明らかにした。2)高齢者が簡便にかつ安全に胃瘻から注入できる革新的なデバイスとして300mmHgの加圧バッグによる注入法の安全性、有用性および利便性を確立した。
アジア大河デルタの地層中における高濃度窒素の形成・流動と地下水ヒ素汚染の解析

ベトナム国メコンデルタのロンアン省・ドンタップ省、同国紅河デルタハノイ市内の各ヒ素汚染地でボーリングを行い、ピート(又はピート質粘土)を採取した。ピートの分布深さは、6ー24mであった。メコンデルタで約6mと23m、紅河デルタで約10mと24mの各深さにあるピートについて、諸要素を分析した。放射性炭素年代の測定した結果、メコン及び紅河デルタの各ピートは、今から6000-8400年前及び6200-8200年前のものであった。ピートのヒ素濃度(mg/kg)は、メコン及び紅河各デルタで、23-54及び7-127であり、深い所(23ー24m)で浅い所(6-10m)よりヒ素濃度が高かった。ピートの窒素濃度(%)は、メコン及び紅河各デルタそれぞれ0.15-0.89及び0.58-0.72で、メコンデルタ内での差が大きかった。C/N比は、メコン及び紅河各デルタそれぞれ25-83及び18-40で、各地ともC/N比が小さいほど、ピートのヒ素濃度が高かった。窒素安定同位体比(‰)は、メコン及び紅河各デルタそれぞれ1.5-2.5及び2.8-3.0で、各地とも、窒素供給源の値が化学肥料と土壌有機物の中間にある値を示した。炭素安定同位体比(‰)は、メコン及び紅河デルタとも-2から-30で、ピート中の植物遺体はC3植物と見なされた。また、バングラデシュのヒ素汚染地のピートから微生物由来のDNAを抽出し、遺伝子解析をよってヒ素の遊離に関連する微生物群の特定を試みた。その結果、ヒ素濃度の高いピートからは細菌由来のDNAが高頻度で抽出された。抽出DNAの塩基配列解析の結果からは、硝酸菌および亜硝酸菌と酷似した窒素利用細菌とヒ素の遊離に関連する複数の鉄及びヒ素酸化細菌類が検出された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。バングラデシュ西部ジョソール県のヒ素汚染地で堆積物のボーリングを行い、ピート2サンプル、ピート質粘土4サンプルを採取した。ボーリングは2地点で行い、2地点は相互に近接していた。各サンプルは、地表面から5-9 mの深さにあった。ピートのヒ素濃度は、55-79 mg/kgと高かったが、ピート質粘土のそれは9.0-9.6 mg/kgであった。ピートのアンモニウム態窒素濃度は337-386 mg/kg、ピート質粘土のそれは36-262 mg/kgで、アンモニウム態窒素濃度が高いほどヒ素濃度は高かった。堆積物中のヒ素の存在形態については、ピートでは有機態ヒ素が比較的多く、ピート質粘土では有機態ヒ素は少なかった(ピート、ピート質粘土中のヒ素量のそれぞれ11-30 %、2-4 %)。また、ピートでは有機態ヒ素の濃度も6-24 mg/kgとピート性粘土のそれ(<0.4 mg/kg)より高かった。これらより、ピート中のヒ素は主に有機物(植物遺骸)起源で、ヒ素濃度には有機態ヒ素の量と濃度がそれぞれ関係することが明らかになった。なお、ピート、ピート質粘土には、鉄やマンガン等と結合した形のヒ素も存在した(含有割合14-38 %、濃度2-11 mg/kg)。ボーリング2地点の地下水水質を測定した結果、ヒ素濃度は0.23-0.39 mg/L、アンモニウム態窒素濃度は1.7-1.8 mg/Lと地下水としては高い値で、地下水中のヒ素、アンモニウム態窒素は主にピートのヒ素、アンモニウム態窒素起源である可能性があった。地下水の酸化還元電位は、地下水が還元的状態であることを示した。これらより、地下水とこれに接するピート層は還元的環境下にあり、ピート中のアンモニウム態窒素の影響を受けながら、ピートから地下水へのヒ素の還元溶出が起こっていると推定された。進捗状況は、当初予定した分の100%には達していない。これは、現地での堆積物の採取地の選定、土壌(堆積物)の輸入許可の取得等に時間がかかり、堆積物の採取が、2016年11月に遅れたためである。地下水の諸要素の測定や、日本に輸入した堆積物サンプル(ピート、ピート質粘土)の化学分析は、順調に終了した。ピートの微生物分析については、試料の準備は終えたが、ピートに含まれる還元菌の培養実験はまだ終わっていない。ピートの炭素14年代の測定も、現在ピートの炭素含有量の測定を準備しているところで、この測定が終わり次第、炭素14年代分析(依頼分析)を行う予定である。バングラデシュ北部マイメンシン県のヒ素汚染地で、地層のボーリングを行い、ピートサンプルを採取した。このサンプルは、地表面から6-8 mの深さにあった。ピートの炭素濃度(7%)、窒素濃度(0.4%)は、高い値であった。採取地の地下水のヒ素濃度は25 ppbで、WHOの水質基準を上回っていた。また、地下水のアンモニウム態窒素濃度は、1-5 ppmと高く、また酸化還元電位は負の値で、地下水は還元状態を示した。

また2016年に、バングラデシュ西部ジョソール県のヒ素汚染地で採取したピートについて、炭素14年代、窒素・炭素の安定同位体比、C/N比を測定した。その結果、ピートの形成年代は、今から3200-4000年前で、ピート形成当時に繁茂していた植物はC3植物、ピート中の窒素の供給源は、C3植物遺骸の可能性があると判断された。さらに、上記バングラデシュ西部で採取したピートについて、XRD分析を行ったところ、主な鉱物は、クォーツ、カオリナイト、イライト、バーミキュライトであった。またFE-EPMA分析によれば、ヒ素を吸着するフランボイダルパイライトが、ピート中に存在した。上記のバングラデシュ西部で採取したピートについて、これに存在する還元菌の種類を特定する作業を、PCR-DGGE電気永動およびDNA配列解析により行った。その結果、ピート中には複数種の還元菌が存在し、このうちのいくつかの還元菌はコロニーを形成していた。このことが、ピートから地下水へヒ素の還元溶出に関連を持つと考えられた。研究の進捗状況は、当初の予定の80%程度である。進捗状況が100%でないことについては、本年度のピートの採取(バングラデシュ北部で実施)が、2018年1月に遅れた影響が大きい。ピートの採取は、乾季を待ち、試掘でボーリング位置を決めて行う必要があったため、時期が遅れた。採取したピートを、許可を得て日本に持ち帰った後、ピートの化学分析は順調に進んだ。ピートの炭素14年代、窒素・炭素の安定同位体比は、現在、測定準備中である。また、2016年にバングラデシュ西部で採取したピートの炭素14年代、窒素・炭素の安定同位体比については、依頼分析に出して、測定を終了した。ピートの微生物分析は、2016年に採取したものについて、一定程度終了した。この分析は、これまでに経験のないものであったため、分析手法を確立し、分析結果を得るのに時間がかかった。今年度採取した分については、現在測定中である。ベトナム国メコンデルタのロンアン省・ドンタップ省、同国紅河デルタハノイ市内の各ヒ素汚染地でボーリングを行い、ピート(又はピート質粘土)を採取した。ピートの分布深さは、6ー24mであった。メコンデルタで約6mと23m、紅河デルタで約10mと24mの各深さにあるピートについて、諸要素を分析した。放射性炭素年代の測定した結果、メコン及び紅河デルタの各ピートは、今から6000-8400年前及び6200-8200年前のものであった。ピートのヒ素濃度(mg/kg)は、メコン及び紅河各デルタで、23-54及び7-127であり、深い所(23ー24m)で浅い所(6-10m)よりヒ素濃度が高かった。ピートの窒素濃度(%)は、メコン及び紅河各デルタそれぞれ0.15-0.89及び0.58-0.72で、メコンデルタ内での差が大きかった。C/N比は、メコン及び紅河各デルタそれぞれ25-83及び18-40で、各地ともC/N比が小さいほど、ピートのヒ素濃度が高かった。窒素安定同位体比(‰)は、メコン及び紅河各デルタそれぞれ1.5-2.5及び2.8-3.0で、各地とも、窒素供給源の値が化学肥料と土壌有機物の中間にある値を示した。炭素安定同位体比(‰)は、メコン及び紅河デルタとも-2から-30で、ピート中の植物遺体はC3植物と見なされた。また、バングラデシュのヒ素汚染地のピートから微生物由来のDNAを抽出し、遺伝子解析をよってヒ素の遊離に関連する微生物群の特定を試みた。その結果、ヒ素濃度の高いピートからは細菌由来のDNAが高頻度で抽出された。抽出DNAの塩基配列解析の結果からは、硝酸菌および亜硝酸菌と酷似した窒素利用細菌とヒ素の遊離に関連する複数の鉄及びヒ素酸化細菌類が検出された。