hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国思想のグローバル化－－18世紀在華イエズス会士の報告を中心に

本研究では、フランス、台湾、そして中国大陸の各機関における史料調査を通して、おもに次の2点を明らかにした。(1)18世紀、とくに禁教体制確立以降における、天主教を信仰する満洲旗人と在華イエズス会士との日常的交際の実態、ならびにこうした交際が在華イエズス会士による中国思想の翻訳全体に影響を与えた可能性が高いことを明らかにした。(2)18世紀後半の在華イエズス会士がはじめてヨーロッパへ『四訳館考』、『大清一統志』、『華夷訳語』の内容をもたらし、清朝による帝国統治および国際関係をめぐる理解に、大きな影響を及ぼしたことを明らかにした。本研究は、1618世紀における中国思想のヨーロッパへの伝播を中心に、中国思想のグローバル化について解明するものである。とくに中国思想に関する広範かつ精密な情報がヨーロッパへ伝わった18世紀に焦点をあて、中国とヨーロッパとの思想交流の媒介者として最も主要な役割を担った在華イエズス会士に注目する。そのため今年度は、とくに18世紀在華イエズス会士に深く関わるヨーロッパ側、中国側双方の史料の調査に重点を置いた。フランス国立図書館写本室では、ラテン語-漢語-満洲語辞書(または文例集)の写本を発見した。その記述から、18世紀後半に完成したものと考えられる。清朝宮廷に仕え、北京に居住した在華イエズス会士は満洲語に習熟し、漢籍の読解にも満訳本を利用しており、彼らの中国思想の解釈に満洲語がいかなる役割を果たしたのかは重要な問題である。報告者はこれまで、18世紀在華イエズス会士が編んだフランス語あるいはラテン語-満洲語辞書が、おもに当時清朝で編纂された官製満漢辞書などを底本としたことを解明してきたが、今回発見した史料では漢語訳が白話で書かれ、天主教の教理に関する文例が多いことから、イエズス会士が独自に作成した可能性が高い。今後この史料の分析を進め、当時在華イエズス会士が実際に使用した満洲語への接近を図っていきたい。さらに台湾中央研究院傅斯年図書館および故宮博物院図書文献館では、北京四堂(内城にあった東西南北四つのカトリック教会)のうち北堂在住のフランス出身在華イエズス会士たちと交流があったと考えられる、ある満洲旗人父子に関する漢文および満文トウ案を多数発見した。上記のごとく、在華イエズス会士の中国思想解釈には満洲語が大きな役割を果たしたと推測されるが、今回の史料の発見によって、天主教に親近感を持つ満洲旗人との接触が、北京在住の在華イエズス会士に何らかの思想的影響を与えていた可能性が高まった。本年度1月(平成28年1月)に異動があったため、年度後半に予定していた北京の中国第一歴史トウ案館および北京大学図書室での調査を行うことができなかった。しかしフランス国立図書館写本室、台湾中央研究院傅斯年図書館および故宮博物院図書文献館における史料調査では、本研究にとって決定的な役割を果たし得る史料を多数発見し、予想を上回る成果を挙げることができた。これらの史料について詳しく調査したのは、世界的にみて本研究が最初である。これらの成果については、東方学会平成27年度秋季学術大会、中央研究院明清研究国際学術研討会など大規模な国際学会で発表を行ったほか、平成28年6月に国書刊行会から刊行予定の、後藤末雄『乾隆帝伝』(復刊)の校注と解説にも反映させることができた。そのため研究全体としては順調に進展している。平成28年度は、前年度に発見した史料に関して、さらに調査を深めることができた。具体的には以下四点に集約される。(1)北京大学所蔵『華夷訳語』ラテン語版に関して、前年度に18世紀の在華イエズス会士によって編纂された可能性を指摘した。今年度はこの可能性についてさらに追及するため、18世紀後半の在華イエズス会士アミオの報告を分析した。その結果、アミオの報告のなかに、清代に作成された『四訳館考』の部分訳があることがわかった。それだけでなく、四夷館および四訳館において編纂された『回回館訳語』、『暹羅訳語』など、各館の『華夷訳語』の翻訳も見出すことができた。このように明朝および清朝における、外交のための翻訳機関について、確実な情報をヨーロッパに提供したのはアミオが初めてである。前年度までの成果とあわせて、18世紀の在華イエズス会士が清朝における四訳館に関わり、『華夷訳語』ラテン語版の編纂にも関わった可能性がさらに高まった。(2)前年度のもうひとつの大きな成果として、台湾各機関において、満洲旗人父子の天主教徒に関するトウ案を複数発見したことが挙げられる。今年度はこれらのトウ案を分析し、ヨーロッパ側史料(在華イエズス会士の報告)と突き合わせるとともに、関連する史料の調査も行った。その結果、フランス国立図書館所蔵の中国天主教関連の漢文書籍のなかに、これらの父子が18世紀の北京教会で具体的にどのような活動を行っていたかを示す、きわめて有力な史料を見出すことができた。(3)前年度フランス国立図書館にて発見した、康熙遺詔フランス語訳の手稿について引き続き現地調査を行った。その内容と作成者ジェルビヨンに関して、今後の継続調査のために必要な情報の整理を行った。(4)以上の成果について、各発表論文および口頭発表に反映させることができたほか、さらに平成29年度公刊予定の単著にも取り入れる予定である。

(1)18世紀、とくに禁教体制確立以降における、天主教を信仰する満洲旗人と在華イエズス会士との日常的交際の実態、ならびにこうした交際が在華イエズス会士による中国思想の翻訳全体に影響を与えた可能性が高いことを明らかにした。(2)18世紀後半の在華イエズス会士がはじめてヨーロッパへ『四訳館考』、『大清一統志』、『華夷訳語』の内容をもたらし、清朝による帝国統治および国際関係をめぐる理解に、大きな影響を及ぼしたことを明らかにした。本年度の研究成果を、これまで蓄積してきた成果との連関を含めて総合的に分析し、在華イエズス会士による中国思想のヨーロッパへの伝播という観点からみた中国思想のグローバル化の内容、意義、限界について明らかにする。具体的には以下(1)(3)の計画に従って推進する。(1)史料分析、史料調査の継続。本年度フランス国立図書館、台湾中央研究院および故宮博物院で調査したラテン語-漢語-満洲語辞書の写本、および満洲旗人父子に関する漢文、満文トウ案を中心に、分析を進める。さらに、平成27年度前半(本研究の開始前)に北京大学図書室およびフランス国立図書館にて基礎調査を行ったが、その際発見した『華夷訳語』ラテン語版(刊本)と、いわゆる康熙遺詔のフランス語訳注(写本)について、本格的な調査を行う。『華夷訳語』ラテン語版と康熙遺詔フランス語訳注はいずれも、18世紀のフランス出身在華イエズス会士が決定的な役割を果たして完成されたものと考えられ、彼らによる中国思想の翻訳が清朝の統治からいかなる影響を受けていたのか、明らかにする上で重要な史料である。(2)全史料に対する総合的分析。上記のごとく、本年度前半と後半に北京、フランス、台湾で行った調査では、互いに深く連関する史料を見出すことができた。これら全ての史料を総合的な観点から分析し、18世紀の在華イエズス会士が行った中国思想翻訳について、その特質、およびヨーロッパへの伝播に果たした役割と限界を明らかにする。(3)個別および総合的成果の発表。平成28年度には、東アジア文化交渉学会第8回大会、東方学会秋季学術大会での発表が決定しており、さらに報告者が寄稿する台湾中央研究院と東洋文化研究所との合同論文集、秋に出版予定の『アジア遊学』も刊行が決定している。また平成29年度刊行を目指して準備中の単著(博士論文を大幅に加筆修正)にも、本研究の総合的成果を反映させる予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。東西交渉史28年度が最終年度であるため、記入しない。
途上国の廃棄物管理事業における社会配慮分野項目間の相互連関システムの構築

都市廃棄物管理を見る際にはガバナンス概念が重要になってくる。中でも、開発途上国の場合は社会配慮的側面が軽視されがちであるので、同側面への研究が必要となり、それらをガバナンスの中にどのように連関づけるのかが重要となっている。本研究は、テロ事件の影響により、1年間延長したが、最終年度は、これまでのバングラデシュ・ダカの廃棄物管理事業の社会配慮的諸要素調査の中で調査結果を十分揃わせることができなかった分野の追加調査を行った。ガバナンス面と環境教育政策面である。特定地区を選択し、カウンシラー(市会議員)、同区清掃管理官、住民組織や学校などのアクターへのインタビュー調査を行った。その結果、区内の廃棄物管理に関してはカウンシラーに絶大なる権限があり、そのもとに様々なアクターが関係を持っていた。しかし、権限の強さゆえに、自由に議論をぶつかり合わせるということは難しい。よって、社会配慮的要素の中でも社会的経済的弱者とみられる清掃人や有価廃棄物回収人への差別や偏見を除去するような取り組みは行われていない。そのことは、廃棄物を取り巻く人権問題や3Rを含む広義の環境教育が学校でも実施されていないことに関係する。学校だけでなく、地域社会全体に環境教育の結果としての環境に配慮した社会を作るといった積極的な動きや考えは現れてはいなかった。この背景には、中央政府の環境森林省や教育省が、環境教育に関する基本政策・方針を打ち立てていない事実があった。調査では、環境NGOには聴き取りができたものの、政府や市役所レベルでの環境教育の担当部署を発見することはできなかったし、同様に担当部署が作成している政策・計画も書面として見つけることができなかった。その意味では、ダカでは社会配慮的側面を組み込んだ廃棄物管理事業が実施されていないと言える。途上国の適切な廃棄物管理を考えるにあたり、社会配慮的側面の研究は軽視できない。そこには清掃人への差別・蔑視の撤廃、有価廃棄物回収人(児童)と貧困、地域社会内廃棄物管理をめぐるガバナンス及び環境教育が含まれる。今年度は、有価廃棄物回収人(児童)に焦点をあて、現場の調査地を南ダカ市の3か所(ジュライン地区、コムラプル地区、ドルプル地区)に設定、道路上で有価廃棄物を探している児童を対象に120名ほどにアンケート調査を予定通り9月に行った。物価上昇率が激しいせいか、8年前に行った聴き取り調査の廃棄物価格をはるかに上回っており、よって、有価廃棄物回収児童の収入も高かった。中には路上暮らしの児童もいた。前記二つの地区では学校に通っていない児童が大半を占め、最後の地区(ドルプル地区)ではNGO運営の学校があるためか、数多くの児童が通学していた。非就学児童と比べ、就学している児童は、収入は少ないものの、学校で教えられ、集団行動をっとっているせいか、自らの行為や振る舞いに自信を持っていた。現在、アンケート調査で得られたデータの打ち込みが終了し、その分析を行っている。他方で、ダカの廃棄物管理の状況・位置を途上国全般の中で捉えるために、3月にはインドネシアのバンドンとスラバヤを訪れ、地域内での有価廃棄物回収銀行(通称Garbage Bank)の現状と有価廃棄物回収人(インドネシアでは同業に携わる児童はバングラデシュに比べ極端に少ない)の仕事状況の把握に努めた。ここでは中央政府が推奨している地域内ゴミ銀行とスラバヤ市が展開する大規模コンポスト事業が将来的に対立する可能性を垣間見た。このインドネシアの状況は、本研究をまとめる際に非常に役に立つと考える。今年度の目標は、現地でのアンケート調査や聞き取り調査を通してダカの有価廃棄物回収児童の現状を把握することであった。途上国においても児童労働の禁止が急がれる中、路上で活動する児童を探し出し、アンケート調査を行うのは容易ではないと考えていたが、若干の日数の延長を見ながらも、同行の調査協力者の努力によって可能となった。当初の計画では、インドネシアは訪問国に含まれていなかったが、南アジアの国々以外に、経済構造や成長が同じような国を対象して比較する重要性を知ったため、インドネシアの訪問に踏み切った。リサイクルを推進するにあたっての政府の方針と市役所の方針に多少の違いがみられ、これは本研究のテーマに対して全体をまとめる際にかなり興味深い情報を提供してくれる。現在、ダカでのアンケート調査のデータ分析を行うと同時に、聴き取り調査の整理も終えた状況である。途上国、特にバングラデシュの大都市ダカの廃棄物管理システムの社会配慮的視点を見れば、清掃業・清掃人への差別・偏見の除去、有価廃棄物回収人のフォーマル化、環境教育・地域社会ガバナンスなどに焦点があてられる。研究の1年目に有機廃棄物回収人、特に児童に関する社会経済調査を行った。2年目は清掃業・清掃人に焦点を絞り、8月に事前予備調査と2月に本調査を行う予定であったが、昨年7月にISによる外国人殺害事件(JICA専門家が7人射殺)がダカで起こり、バングラデシュへの渡航は制限された。よって、事前予備調査を8月から2月に延期せざるを得なかった。2月には、同じベンガルに位置するインドのコルカタでの清掃人に簡単なインタビューを行い、労働環境の比較を行った。ダカでは事前予備調査を行った。元JICA廃棄物管理改善事業チームの補佐役ショリフから近年の動向の変化を聞き、特に、スラムのようなコロニーが6階建てのマンションに建て替えられ、今とは全く生活環境になるとの情報をつかんだ。清掃人への差別や偏見を取り除くには生活・労働環境の改善は重要である。

また、研究協力者のバングラデシュのBRAC大学のモシュミ・ザフル(Moushumi Zahur)助教授と一緒にガブトリ清掃人コロニーに毎日出かけた。同地ではコロニー代表に調査の趣旨説明を行い、本調査の協力への理解を求めた。ヒンドゥーの清掃人の代表にも会い、了解を得た。コロニーのライフラインに関しては、共同水道・トイレも完備していた。ムスリムの清掃人に比べ、少数派のヒンドゥーは片隅で静かに暮らしている。清掃人以外の家族成員の職業幅もムスリムが広く、ヒンドゥーは狭い職業選択の幅であった。家の番号を確認、どの家々にアンケート調査をするか、それらを決定した。北ダカ市役所では幹部職員よりこの間の労働・生活環境の変化について聞き取りをした。2年目は、廃棄物管理システムの社会配慮的視点の清掃人・清掃業への差別や偏見がどのように形作られているのかを調べるために、8月にバングラデシュのダカに足を運び、事前調査、2月に本調査を行う予定であった。しかし、7月にダカではISに影響を受けた武装集団によって、JICA専門家7人を含む外国人多数が殺害される事件が起きた。その結果、バングラデシュへの渡航が制限され、現地での事前予備調査を半年遅らせざるを得なくなった。2月に行った事前予備調査では清掃人コロニーの代表者に調査の主旨を説明し、許可及び協力の約束を得た。同時に、1年目にある程度まとめようと考えていた有価廃棄物回収児童の調査の整理が少し手間取り、また、収集した文献にすべて目を通していない状況である。このような結果、予定していた計画より多少遅れている。廃棄物管理の社会配慮面には、有価廃棄物回収人・回収児童の仕事や人権問題、清掃人・清掃業への偏見や差別の撤廃、さらには区域の廃棄物に係るステークホルダーなどによるガバナンスの問題があり、それらは相互に係り合いを持っている。その実態を調べることが本研究の目的である。3年目(最終年度は4年目)は、次の2つを行った。1つめは、2年目に行った有価廃棄物回収児童の調査結果をもとに成果として活字にした(「廃棄物回収児童への社会配慮に関する一考察」『広島大学現代インド研究空間と社会』第8号)。そこでは児童労働の禁止を強化する労働法によって、以前に比べ廃棄物回収児童の数は減ったが、依然まちの界隈で見られ、1011歳前後の児童が従事していること、男子が圧倒的に多く、夜遅くまで働いている者も見受けられることが発見された。また、彼らの多くが学校に通っていたが、教員などの偏見もあり、中途退学を余儀なくされたといった学校教育の在り方を問うような問題にも関連している。彼ら・彼女らは、楽しさや安全のためグループ行動をとることが多く、また、販売先としては子どもに対して正直に対応してくれる仲介業者を探し出していることに見られるように、自己防衛や自らのセーフティネットを考慮に入れている。家計を助けるために働いていることは言うまでもない。彼ら・彼女らの保護や教育を行っているNGOの活動も紹介し、今後の方向性を示しておいた。2つめは、清掃人コロニーでの清掃人の社会経済状況の調査である。2005年に新しくできたコロニーでの清掃人への聴き取り・アンケート調査をこなった。
蠕虫感染にともなうヒトのIgE産生機構とその動態

蠕虫感染による特微的宿主反応であるIgE産生の機序を解析するにあたり鉤虫症および肝吸虫症の患者末梢血を材料として以下の検討を行った。1,血中IgE値;鉤虫感染者では平均4823IU/mlであったが、駆虫により1956IU/mlに低下をみた。肝吸虫感染者では平均2303IU/mlと高値を示した。2,Fcε【R^+】リンパ球;IgE産生の調節に重要な役割をもつとされるFcε【R^+】リンパ球について抗FcεRモノクローナル抗体と各種リンパ球マーカー抗体とを用いたフローサイトメトリー解析を行った。感染者のFcε【R^+】リンパ球の大部分はB細胞で、その発現頻度および細胞あたりのFcεR数は、正常人のそれと同等であった。この結果は、高IgE症侯群の患者の場合と異るものであった。また、鉤虫症患者では、駆虫によってFcε【R^+】Bリンパ球の増加がみられた。3,自発的IgE産生細胞;末梢血よりBリンパ球を特異的に分離し、抗原,マクロファージ,Tリンパ球の存在しない条件下で1週間以上培養すると、正常人ではIgEの自発的産生がみられないが、肝吸虫感染者では強いIgE産生が認められた。この反応はIgE産生に限定されており、IgG,IgA産生については両者に差をみなかった。4,抗IgE自己抗体:この抗体は、正常人では検出されないが、高IgE血症をきたす各種疾患で検出され、IgE産生の調節とのかかわりが最近注目されつつある。ELISA法を用いて、鉤虫感染者の血清について検討すると、抗IgE抗体が高値をもって検出された。この抗体はIgGであり、その値は血中総IgE値と相関をみた。以上の各検討項目と感染蠕虫数との間には相関をみなかった。
放線菌ストレプトミセス・グリセウスのA-ファクター制御カスケードの網羅的解明

放線菌Streptomycesgriseusの抗生物質生産と形態分化は、自身の生産する化学調節物質A-ファクターによりスイッチ・オンされる。本研究は、A-ファクター制御カスケード内の遺伝子を網羅的に解明することであり、本年度の成果は以下のようにまとめられる。(1)A-ファクターレセプター(ArpA)は、同時に転写調節因子として機能する。ArpAのホモログであるCprBの結晶化、3次元構造を解明した。CprBはダイマー構造をとり、N末側のヘリック-ターン-ヘリックスのDNA結合ドメイン、C末側のA-ファクター結合ドメインと考えられる疎水性ポケットを含む調節ドメインから成っていた。この構造決定により、我々がこれまでに提唱してきたArpAによる転写制御モデルの正しさが裏付けられた。(2)ArpAは下流の転写因子AdpAを誘導させる。AdpAの標的遺伝子として亜鉛結合型金属プロテアーゼ(SgmA)および気中菌糸内の隔壁形成に必須な15kDaのタンパク質(AsgA)を単離、同定し、これらの転写制御様式を解明するとともに、遺伝子破壊によりその遺伝子機能を決定した。(3)A-ファクターによってその生合成が調節される黄色色素の構造を決定したところ、フェノキサジノン骨格を有する新規化合物であり、フェノキサジノンと名付けた。本色素の生合成遺伝子のほぼ全体をクローニングし、予備的な転写解析を行ったところ、生合成遺伝子と考えられるこれらすべての遺伝子はA-ファクターおよびAdpAに依存的に転写された。系全体の調節遺伝子と考えられるgrxRを同定しており、現在、AdpAによる直接制御か否かを検討中である。さらに、これらの生合成遺伝子はリン酸濃度の低い条件でのみ転写されるため、抗生物質生合成とリン酸との関連を解明するための格好の材料として期待される。
硫黄サイクルを基幹とした高度水資源循環システムの構築

省エネ・自立性の観点から嫌気処理法を主体とした水処理技術の開発が行われている。本研究では、これまで培ったオリジナルの硫黄サイクル微生物制御技術を基盤とし、有機物等の分解に関わるエレクトロンタワー基盤微生物群を活性化して、有機物分解、脱硫、炭素固定およびメタン生産を高めることで、処理水の向上と、低温でも稼働可能な自立型の水質循環システムの構築を行うことを目的としている。具体的には、嫌気的硫黄酸化反応の発現条件を明らかにするために、複数の嫌気的上昇流汚泥床型のラボスケールリアクターを1年以上長期連続運転し、保持微生物生態が定常状態に達する状態を得た。それらのリアクターの保持微生物に対して、嫌気的硫黄酸化の発現が良く起きる条件などを、リアクター連続運転における供給基質と反応槽内水質、およびリアクターのプロファイル水質から検討を行った。その結果、基質種、有機物濃度、ORP条件について嫌気的硫黄酸化反応が良く発現する条件を明らかにできた。また、実下水を流入させた嫌気的排水処理システムの反応槽保持微生物の生態評価として、バクテリア,古細菌以外の関与についても明らかにするため、大型微生物である原生動物にも注目し、次世代シーケンサーなどについて開発を進めた。この結果、嫌気的条件下でも生息する主な原生動物の検出が可能となった。また、嫌気的硫黄酸化反応が進行する条件の下水処理嫌気性汚泥床においても原生動物はよく観察されることが明らかにできた。くわえて、実下水を処理する嫌気性廃水処理リアクターのウイルスと細菌の定量方法についても次世代シーケンサーを用いて解析を試みた。さらに、「嫌気的硫黄酸化反応」がおきることを確認しているリアクターを対象に、有機物除去に対する嫌気的硫黄酸化反応の寄与度を評価したところ全有機物除去に対して3割程度の有機物分解ポテンシャルを有していることを見出した。低濃度有機性排水を処理する上向流嫌気性生物リアクター下部で硫酸塩の還元により発生した硫化物がリアクター上部で再び硫酸塩へ酸化される「嫌気的硫黄酸化反応」がおきることを確認しているリアクターを対象に、有機物除去に対する嫌気的硫黄酸化反応の寄与度を評価したところ、下水程度の低濃度の全有機物除去に対して3割程度の有機物分解ポテンシャルを有していることを見出した。また、嫌気的硫黄酸化が進行するリアクターを対象に硫黄酸化・還元に関わる機能遺伝子の発現について、APSをAMPと亜硫酸塩に還元するAdenosine phosphosulfate (APS) reductase (Apr; EC 1.8.99.2)に着目して解析をすすめた。APSはいくつかの無酸素光栄養性および通性嫌気性硫黄酸化細菌に相同タンパク質が存在していることから,逆方向への作用が示唆されている。本研究ではaprA遺伝子を標的遺伝子とし、嫌気的硫黄酸化反応進行時における硫黄関連機能遺伝子の解析を行った。その結果,反応進行時が確認されたリアクターの下部から上部にかけてDesulfobulbus sp. DSM 2033 (OTU 55)が優占していることが確認された。Desulfobulbus属細菌のなかには亜硫酸塩を硫酸塩と硫化物に不均化する細菌がいることが報告されている。そのため, Desulfobulbus sp. DSM 2033が硫黄の嫌気的酸化に関与している可能性が示唆できた。低濃度有機性排水を処理する上向流嫌気性生物リアクター下部で硫酸塩の還元により発生した硫化物がリアクター上部で再び硫酸塩へ酸化される「嫌気的硫黄酸化反応」がおきることを確認しているリアクターに関して、流入基質(下水、有機酸類)を絞って、有機物除去に対する嫌気的硫黄酸化反応の寄与度を評価し、有機物除去に対しする嫌気的硫黄酸化反応制御による分解技術を確立する。また、嫌気的硫黄酸化が進行するリアクターを対象に硫黄酸化・還元に関わる機能遺伝子の発現の解析をすすめるともに、硫黄酸化反応の微生物の集積を進める。省エネ・自立型の観点から嫌気性処理法を主体とした水処理技術の開発が進められているが、嫌気性処理には硫酸塩還元で生じた硫化物が残存し、それが生物化学的酸素要求量としてカウントされ、結果として処理水質が良好でないという問題を有する。本研究では、申請者が発見した嫌気的な環境でも硫化物の分解が進行する嫌気的硫黄酸化を活性化し、嫌気性反応槽内において硫化物を分解することにより、浸漬曝気操作無しで、高度処理も含めた排水処理システムの構築を目的として研究を推進している。具体的には、都市下水処理場に、嫌気性微生物保持上昇流汚泥床、硝化散水ろ床、及び脱窒性リン蓄積連続回分槽を設置して通年の連続処理試験を実施した。浸漬曝気操作無しで、有機物を除去し、脱窒とリン除去・回収という高度処理まで進行させる条件について検討した。また、嫌気的硫黄酸化反応の生態を解明するために、ラボスケールリアクターを複数製作し、嫌気的硫黄酸化が起こる微生物の保持・培養を行った。リアクター高さ方向の物質濃度プロファイル、次世代シーケンサーを用いた網羅的微生物解析を実施し、嫌気的硫黄酸化反応のリアクター立ち上げ条件を明らかにした。また、複数の基質を用いて硫黄酸化反応の発現特性を評価した。排水処理システムの反応槽保持微生物評価として原生動物を、次世代シーケンサー、蛍光ハイブリダイゼーション法による顕微鏡観察、実体顕微鏡観察について開発を進めた。また、ウイルスと病原性細菌の定量方法についても次世代シーケンサーを用いて解析を試みた。

本研究では、申請者が発見した嫌気的な環境でも硫化物の分解が進行する嫌気的硫黄酸化を活性化し、嫌気性反応槽内において硫化物を分解することにより、浸漬曝気操作無しで、高度処理も含めた排水処理システムの構築を目的として研究を推進している。平成28年度の計画では、都市下水処理場に、嫌気性微生物保持上昇流汚泥床、硝化散水ろ床、及び脱窒性リン蓄積連続回分槽を設置して通年の連続処理試験を実施し、提案システムが排水処理システムとして構築可能かを評価する基盤データを得ることを計画であるが、結果より、浸漬曝気操作無しで、有機物を除去し、脱窒とリン除去・回収という高度処理まで進行させることに成功している。また、嫌気的硫黄酸化反応の生態を解明するために、ラボスケールリアクターを複数製作し、リアクター高さ方向の物質濃度プロファイルや基質特異性についても知見収集を進めることも、計画どおり進捗している。特に、嫌気的硫黄酸化反応のリアクター立ち上げ条件を明らかにできたところは高い成果といえる。さらに、排水処理システムの反応槽保持微生物評価の開発を、次世代シーケンサー、蛍光ハイブリダイゼーション法による顕微鏡観察、実体顕微鏡観察,等を駆使して、計画通り進めている。省エネ・自立性の観点から嫌気処理法を主体とした水処理技術の開発が行われている。本研究では、これまで培ったオリジナルの硫黄サイクル微生物制御技術を基盤とし、有機物等の分解に関わるエレクトロンタワー基盤微生物群を活性化して、有機物分解、脱硫、炭素固定およびメタン生産を高めることで、処理水の向上と、低温でも稼働可能な自立型の水質循環システムの構築を行うことを目的としている。具体的には、嫌気的硫黄酸化反応の発現条件を明らかにするために、複数の嫌気的上昇流汚泥床型のラボスケールリアクターを1年以上長期連続運転し、保持微生物生態が定常状態に達する状態を得た。それらのリアクターの保持微生物に対して、嫌気的硫黄酸化の発現が良く起きる条件などを、リアクター連続運転における供給基質と反応槽内水質、およびリアクターのプロファイル水質から検討を行った。その結果、基質種、有機物濃度、ORP条件について嫌気的硫黄酸化反応が良く発現する条件を明らかにできた。また、実下水を流入させた嫌気的排水処理システムの反応槽保持微生物の生態評価として、バクテリア,古細菌以外の関与についても明らかにするため、大型微生物である原生動物にも注目し、次世代シーケンサー、蛍光ハイブリダイゼーション法による顕微鏡観察、実体顕微鏡観察について開発を進めた。この結果、嫌気的条件下でも生息する主な原生動物の検出が可能となった。また、嫌気的硫黄酸化反応が進行する条件の下水処理嫌気性汚泥床においても原生動物はよく観察されることが明らかにできた。くわえて、実下水を処理する嫌気性廃水処理リアクターのウイルスと細菌の定量方法についても次世代シーケンサーを用いて解析を試みた。省エネ・自立型の観点から、浸漬曝気操作無しで、高度処理も含めた排水処理システムの構築を目的として研究を推進している。嫌気的硫黄酸化反応の生態を解明するために、嫌気的上昇流汚泥床型のラボスケールリアクターを運転し、嫌気的硫黄酸化が起きる微生物の保持・培養・集積を進めた。供給基質と上昇流汚泥床
血糖値上昇抑制成分１－デオシキノジリマイシンの吸収・動態の評価

桑葉は1-デオキシノジリマイシン(DNJ)と呼ばれる食後血糖値上昇抑制成分を含み、糖尿病予防効果が期待される食材である。桑葉DNJが機能性食材として展開されるためには、その安全性を十分に検証する必要がある。本研究では、DNJの吸収、蓄積、代謝、排出バランスを明らかにする目的で、安定同位体15NでラベルしたDNJの大量生産法を開発し、精製ラベル化DNJを10g得ることに成功した。現在ラベル化DNJを動物への投与を行い、DNJの作用メカニズムと安全性の評価を行っている。桑葉は1-デオキシノジリマイシン(DNJ)と呼ばれるαグルコシダーゼ阻害剤(α-GI)を含み、食後血糖値上昇を抑制し、糖尿病予防効果が期待される食材である。桑葉DNJが機能性食材として展開されるためには、その安全性と効能発現メカニズムを十分に科学的に検証する必要がある。本研究では、安定同位体15NでラベルしたDNJを作成し、DNJの吸収、蓄積、代謝、排出バランスを明らかにすることを目的とする。24年度はラベル化DNJを作成するために、23年度に選抜したDNJ生産能力の知られているBacillus属細菌を使用し、DNJを培養上清あたり1g/L程度に安定して生産させる培養条件を確定した。その条件を使用し、安定同位体15Nラベルされた硫酸アンモニウムを唯一の窒素源とする合成培地にて16L培養した。得られた培養上清より、DNJを精製し精製DNJを10g得た。本DNJはMS分析にて分析し15NラベルされたDNJであることを確認した。DNJの高生産する培養条件については2報を報文化し、さらに現在もう一報を投稿準備している。桑葉は1-デオキシノジリマイシン(DNJ)と呼ばれるαグルコシダーゼ阻害剤(&#61537;-GI)を含み、食後血糖値上昇を抑制し、糖尿病予防効果が期待される食材である。H23年度はDNJ生産能力の知られているBacillus属細菌(Bacillus amyloliquefaciens)を選抜し、DNJを培養上清あたり1g/L程度に安定して生産させる合成培地での培養条件を確定した。H24年度は安定同位体15Nラベルされた硫酸アンモニウムを唯一の窒素源とする合成培地にて20L培養した。これより10gを超えるDNJを精製し精製DNJを得た。本DNJはMS分析にて15NラベルされたDNJであることを確認した。H25年度はBacillus属細菌の培養液にはDNJの他、桑葉に含まれないアザ糖(DMJ、1-デオキシマンノノジリマイシン)および前駆体(2-アミノマンニトール)を含むことが判明したことから、DNJの単離を試みた。プロトンNMRを測定し、DNJのみの15Nラベル化DNJを得ることに成功した。研究代表者と分担者の異動等、予期せぬ事情により若干の遅れが生じたが、研究のオリジナリティーとなる実験に必要なラベル化DNJを得たこと、報文も3報得たことから十分な実績をあげることができた。今後はラベル化DNJを動物への投与を行い、DNJの吸収動態と安全性を詳細に評価する。平成23年度はラベル化DNJを作成するために、DNJ生産能力の知られているBacillus属細菌を入手し、培養上清中のDNJ高生産株を選抜した。その後、DNJ生産に最適な培地組成、培養条件を詳細に検討し、DNJ生産のための培養スケールを決め、菌体増加とDNJ生産量のタイムコースを測定した。結果の詳細な内容については、将来の知財化の可能性があるため詳細な記述は差し控えるが、Bacillus amyloliquefaciensに属するある菌を用いて種々検討を行った結果、培養上清あたり1g以上のDNJを生産する培養技術の開発に成功した。ヒト結腸癌

由来の細胞株CaCo2細胞に桑DNJと2-デオキシグルコースを添加し、一定時間取り込ませたのち細胞を回収し、細胞溶解液の2-デオキシグルコースの取り込み量の測定をLC-MS/MSで行ったが、2-デオキシグルコースの分析が良好に行えなかった。このため、更なる分析の検討が必要であることが分かった。研究計画において24年度にラベル化DNJを数グラム精製、25年度に動物への摂取試験の流れになっている。24年度に精製15Nラベル化DNJを10g得て動物試験に十分な量を得たことから研究は順調に進行している。研究計画において平成23年度にラベル化DNJの作成手法を開発し、平成24年度にラベル化DNJの精製、平成25年度に評価の流れになっているが23年度にDNJを高生産する見込みが立ったことから研究はおおむね順調に進展している。24年度に得た安定同位体15Nでラベルした精製DNJをラット等の動物に与え、一定期間の尿、糞を回収し15N量を測定する。対照に対し増加した15NをDNJとして吸収・代謝量を評価する。また給与した動物の組織の15N量を測定しDNJの組織への移行を評価することも検討する。平成23年度に確立した技術により窒素ラベルした培地によりDNJを大量生産し、安定同位体15Nでラベルした精製DNJを数グラム製造する。また、生体中のラベル化DNJの検出法を検討する。CaCo2細胞における2-デオキシグルコースの分析法を検討する。本研究課題の推進のため、次年度の研究費は、交付金申請時の計画どおり使用する。なお、次年度使用額22492円は研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。なお、次年度使用額384円は研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のため使用する。
生物システムの振る舞いに着想を得た自己組織型センサネットワーク制御に関する研究

本研究では,自己組織的に動作する複数のネットワーク制御を階層的に用いる場合について,階層間での相互作用のさせ方の違いと得られる性能や特性の関係を評価,分析することで,自己組織型ネットワーク制御における階層型制御のあり方を明らかにすることを目指している.本年度は,自己組織的に動作する適応型経路制御を階層的に組み合わせるときの,階層間の相互作用の影響について検討した.具体的には,無線ネットワークと,その上に構築されたオーバーレイネットワークのそれぞれで,生物システムの環境変動に対する適応的な振る舞いを説明した数理モデルであるアトラクタ選択モデルにもとづく適応型経路制御が動作する場合について,アクティビティと呼ぶ経路の良さを表す制御指標を共有させることで,階層間を明示的に相互作用させた.そして,相互作用のさせ方として,双方の階層の制御が互いに独立して動作する場合に加え,上位層が下位層のアクティビティを考慮する場合,下位層が上位層のアクティビティを考慮する場合,双方の階層が他方の階層のアクティビティを考慮する場合の4種類について,ノード故障が発生する環境において,相互作用のさせ方の違いが,経路変更回数や経路長,メッセージ到達率,通信遅延,経路収束時間に与える影響を評価した.評価のために,ネットワークシミュレータであるNS3を用いて経路制御を実装し,これらの4つの相互作用について,シミュレーションを行った.シミュレーションにより,下位層が上位層のアクティビティを考慮した制御を行うことで,独立に動作する場合と比較して,経路回復期間における経路の安定性やメッセージの到達率は低下するものの,いずれの相互作用と比較しても,ノード故障に対してエンド間通信遅延の小さい経路に短い時間で回復できることを確認した.本研究では,自己組織的に動作する複数のネットワーク制御を階層的に用いる場合について,階層間での相互作用のさせ方の違いと得られる性能や特性の関係を評価,分析することで,自己組織型ネットワーク制御における階層型制御のあり方を明らかにすることを目指している.本年度は,自己組織的に動作する適応型経路制御を階層的に組み合わせるときの,階層間の相互作用の影響について検討した.具体的には,無線ネットワークと,その上に構築されたオーバーレイネットワークのそれぞれで,生物システムの環境変動に対する適応的な振る舞いを説明した数理モデルであるアトラクタ選択モデルにもとづく適応型経路制御が動作する場合について,アクティビティと呼ぶ経路の良さを表す制御指標を共有させることで,階層間を明示的に相互作用させた.そして,相互作用のさせ方として,双方の階層の制御が互いに独立して動作する場合に加え,上位層が下位層のアクティビティを考慮する場合,下位層が上位層のアクティビティを考慮する場合,双方の階層が他方の階層のアクティビティを考慮する場合の4種類について,ノード故障が発生する環境において,相互作用のさせ方の違いが,経路変更回数や経路長,メッセージ到達率,通信遅延,経路収束時間に与える影響を評価した.評価のために,ネットワークシミュレータであるNS3を用いて経路制御を実装し,これらの4つの相互作用について,シミュレーションを行った.シミュレーションにより,下位層が上位層のアクティビティを考慮した制御を行うことで,独立に動作する場合と比較して,経路回復期間における経路の安定性やメッセージの到達率は低下するものの,いずれの相互作用と比較しても,ノード故障に対してエンド間通信遅延の小さい経路に短い時間で回復できることを確認した.
クリーンで持続可能な水素製造プロセスの実用化に必要な高効率水素分離膜の開発

本研究では水素と酸素を室温付近で高効率分離するための分離膜の開発を行った。目標性能は分離係数が100、水素透過速度が100であった。ここで、分離係数は単位のない無次元数、透過速度は膜面積1m2、圧力差1Paあたり、1秒間に膜を透過する水素のモル数の10の10乗倍である。主に3種類の分離膜について検討した。それぞれの最高性能は、紫外線照射により架橋する高分子の薄膜が分離係数77、透過速度6であった。炭素薄膜は分離係数26、透過速度35であった。分離性の高いシリカ膜を得ることはできなかった。架橋高分子薄膜と炭素膜の2種類において、目標を超える性能の分離膜の作製条件を絞り込むことができた。本研究は室温付近で高い水素分離性能を示す分離膜の作製を検討している。本年度は、シリカ膜と高密度架橋高分子膜の作製、およびそれらに必要なセラミックス多孔質支持体上の中間層の作製条件の検討を行った。支持体上に形成させるシリカ層は10nm未満、高密度架橋膜は100nm未満にする必要があるが、入手できた多孔質支持体の細孔径は1.3μmであり、その表面に直接、薄層を形成させることはできない。中間層は、この薄層の形成に必要な、細孔径のより小さい滑らかな表面を持つ層のことである。シリカ膜は10nm以下の薄層を形成させることができたが、水素分離性を得ることができなかった。電子顕微鏡で観察された薄層の欠陥とナノパームポロメトリーにより得られた中間層の細孔径分布から、アルミナ多孔質支持体の表面の制御が不十分であると考えられる。高密度架橋高分子膜も1.3μmの支持体では分離性のある膜を得ることはできなかったが、過去に細孔径150nmの支持体上に作製を検討した分離膜の分離層を削り落として再利用した結果、有効膜厚2.5μmの膜を作製することができた。また、中間層を粒径の異なる2種類の微粒子を用いて作製することで、単一種類の微粒子で作製した中間層よりも細孔径を小さくすることが可能であることが分かった。過去の研究で最も高い分離性を示し有望と思われるシリカ膜の作製を中心に研究を進めた。細孔径が150nmの市販の多孔質基材を入手し、その表面にチタニア微粒子をコーティングして表面改質を行った。得られた支持体の平均細孔径は15nmで、細孔径20nmを超える細孔はほとんど見られなかった。この支持体は当初の目標と同じレベルであった。そこで、この支持体にゾルゲル法を用いてシリカ層を形成させたが、水素分離性能を示すシリカ膜は得られなかった。ゾルの調製条件の検討が不十分と考えられる。この成果は化学工学会高松大会にて発表を行った。この多孔質基材は入手が容易ではなかったので、比較的入手が容易な細孔径1.3μmの多孔質基材を出発材料としてその表面改質を行った。具体的には、比較的粒径の大きなアルミナ微粒子をコーティングした後、チタニア微粒子をコーティングした。条件を検討した結果、平均細孔径を15nmに制御できたが、全ガス透過速度の20%が20nmよりも大きなサイズの細孔を透過していた。この支持体を用いて作製したシリカ膜も水素分離性能は示さなかった。シリカ膜の他に炭素膜と高密度架橋高分子膜も水素分離膜の候補と考えている。過去に行った実験では、細孔径150nmの支持体では高密度架橋高分子の薄膜を作製することができなかった。また、同じ支持体を用いた炭素膜の膜厚は1μmであった。より薄い膜を得るためには目標とする10nm程度の細孔でできた欠陥のない多孔質支持体が必要であり、多孔質基材の表面改質条件の探索を続けている。準備として、炭素膜および高密度架橋高分子の前駆体となる高分子の合成を行った。また、シミュレーション実験ではシリカネットワーク層の分子モデルの構築を行った。目標性能はモデル計算により得られた必要性能の約2倍とした。具体的には分離係数が100、水素透過速度が100×10のマイナス10乗[mol/(m2 s Pa)]である。分離膜の透過速度は膜厚に反比例するが分離係数は膜厚に依存しない。従って、目標を超える性能を示す分離膜の作製は目標値を超す分離係数を示す膜素材を欠陥のない薄膜に成形することになる。

研究計画で示した候補素材のうち、高密度架橋高分子薄膜(架橋薄膜)と、別の高分子膜を炭素化することで得られる炭素薄膜の作製を本年度は検討した。1μmの薄膜は強度の点から多孔質支持体の上に作製する必要がある。これまでの結果を受け、細孔径150nmの支持体を用いた。架橋薄膜の分離係数は77で目標に近づくことができたが、炭素薄膜は26と低かった。水素透過速度は上記の単位で架橋薄膜が6、炭素薄膜が35で、これも目標を下回った。架橋薄膜については架橋前の段階では欠陥の無い2μmの薄膜の作製に成功した。しかし、架橋により分離係数が大きく増加した薄膜と増加しなかった薄膜の二通りの結果が得られた。分離係数が増加した膜で最も薄い膜の膜厚は5μmであった。架橋のために用いた紫外線照射装置の光強度に分布があることが原因と考えられた。現在、光源の光強度分布を測定し照射条件を検討している。炭素薄膜については分離係数が大きく増加する炭化温度である800°Cを超える温度での焼成を行うと炭素収率が極端に低下するという問題に直面し、結果として800°C以下での炭素化しかできなかった。その後、原因が合成条件にあることを突き止めた。今後、800°Cを超える温度での炭素化も可能になると考えられる。このように、研究期間内に目標を超えることはできなかったが、高密度架橋高分子薄膜と炭素膜の2種類において、目標を超える性能を示す分離膜の作製条件を絞り込むことができた。膜分離工学中間層の細孔径と表面の滑らかさが、その上に薄層を作製することで得られるシリカ膜と高密度架橋高分子膜の分離性能を決定的に左右することに当初は思い至らなかった。細孔径の小さな支持体でも、そのままでは欠陥の無いシリカ薄層を形成させることができなかった。そのため、計画にはなかった中間層の作製条件の検討に手間取り、計画通りに進まなかった。分子モデルの検討も不十分であった。このことから、(4)であると判断した。シリカ膜、炭素膜、高密度架橋高分子膜のいずれも、機械的強度のある多孔質支持体上に形成させる必要がある。その多孔質支持体の表面は細孔径10nm以下の平坦なものにする必要があり、市販の多孔質基材の表面の改質が不可欠である。当初、入手できた細孔径150nmの多孔質基材では比較的簡単な表面改質により当初の目標と同じレベルの細孔径制御を達成できた。しかし、その基材の入手は容易ではなく、改質後のシリカ膜、炭素膜、高密度架橋高分子膜の作製の検討ができなかった。そこで、入手が容易な細孔径1.3μmの多孔質基材を出発基材として表面改質を行ったところ、20nmを超える細孔が欠陥として残った。このため、ガス分離性能を示すシリカ膜の作製に成功しなかった。当初はこの表面改質を初年度に達成する予定であったが2年目に持ち越しとなった。また、シミュレーションで用いるシリカネットワークの分子モデルは未完成であった。これらのことから(4)と評価した。本研究の初年度に、150nmの支持体に微粒子を塗布することで細孔径が10nmの中間層を作製することに成功している。最近、同じ細孔径を持つ支持体の入手が可能となったため、次年度ではこの支持体を中心に検討を進める。細孔径の制御は初年度の手法により可能と考えられる。しかし、表面の滑らかさを評価する手段が今のところ電子顕微鏡しかなく、容易ではない。電子顕微鏡観察は破壊検査であり、また、観察には時間がかかるため、他の評価法を検討し、欠陥の無い薄層の作製のキーポイントとなる表面の滑らかさの制御に道筋をつける。
福島における放射性セシウムの土壌中の挙動・流出経路・稲への移行メカニズムの解明

福島県の一部のため池や河川に放射性セシウム(Cs)濃度の高い底泥が堆積しているホットスポットがある。その流出源が、流域の大半を占める森林ではなく、市街地(アスファルトや建物屋根)であることを、ため池底質の濃度(Fsed ;Bq/m2)と湖面沈着濃度(Ffall ;Bq/m2)を測定しその比を土地被覆の異なるため池間で比較し、上流域が森林のため池ではFsed /Ffall<1であったが、上流域の大半がアスファルトのため池ではFsed /Ffall=4.8であったことから確認した.福島県の一部のため池や市街地河川、阿武隈川や阿賀野川に放射性セシウム濃度の高い底泥が堆積しているホットスポットがみられる。水系流出した高濃度の放射性セシウムの流出源を明らかにするために、溜池が、上流域から池に流出した原発事故以来の放射性セシウムの大半を底泥に蓄積していることに着目し、上流域が森林である2つの溜池と上流域の大半が市街地(工場)でアスファルトと建物で覆われた一つの溜池の底泥に蓄積している放射性セシウムの総量から得られる池の単位面積当たりの平均値(Ls;Bq/m2)と池に直接フォールアウトした放射性セシウムの値(Ffall;Bq/m2)との比(Ls/Ffall)を、サーベーメータで現場水中測定する新たな方法を開発して求めた。この結果、上流域が森林である溜池のLs/Ffallの値は0.86と0.84で何れも1より小さく上流から池へ流入した放射性セシウムよりも池から流出した放射性セシウムの方が多いことを示すものであった。一方、上流が市街地の溜池のLs/Ffall値は4.8であり、池に直接フォールアウトした量の少なくとも4倍程度もの放射性セシウムが上流域から池に流入したことを示した。これより、水系への放射性セシウムの大きな流出は流域の大半を占める森林から生じたのではなく、わずかな面積の市街地から生じたことが示された1.福島県内の3カ所に設置している土中の放射性セシウム移動量測定パイプ内で、NaIシンチレーションパイプによる鉛直放射分布を測定し、濃度分布の重心位置の移動量から20132014年の放射性セシウムの平均移動量移動量を求めた。この間の降水量1600mmに対して、放射性セシウムの降雨浸透に伴う鉛直降下移動量は、12mm/yで、水移動速度の約1/1000になった。毎年、測定を行っているが、着実に低下している。2.2013年に南相馬市で100Bq/kgを超える米が3カ所(試験栽培)で出た原因に関連して、2013夏に福島第一原発内のガレキ撤去作業に伴う放射性セシウムの環境への放出量を、原子力規制委員会の資料に基づいて検討し、第一原発の周辺(外)のモニタリングデータによれば、東電および原子力規制委員会の推定値の約100倍であることを推定した。しかし、南相馬市の100Bq/kg超米の原因ではないと考察した。著者らのフクシマこおけるこれまでの土壌中の放射性セシウム移動調査およびホウレンソウの移行係数のモニタリングデータを解析した結果は、放射性セシウムが2011年3月に降下沈着した直後の2-3か月間は、意外に土壌水とともに移動しやすく、作物にも移行しやすい形態であったことを示しており、当初の土壌への弱い固定から時間をかけて強い固定への移行に進んだと考えられる。この弱い固定から強い固定への移行プロセスをCs-137を添加する室内実験で明らかにした。フクシマの3つの水田土壌に、薬品のCs-137を添加した試料を作り、その後の交換態Cs(1M酢酸で抽出されるCs-137 =弱い固定を示す)の経時変化を250日間測定した。用いた水田土壌は以下である:(1)郡山(フクシマの典型的な水田土壌)(2)伊達(2011年に500Bq/kgの基準超過米を産出した水田土壌)、(3)南相馬(2013年に100Bq/kgの基準値を超過した水田土壌)。この結果、Cs-137添加から1-2か月は交換態(弱い固定)の割合が速く減少し(半減期10-20日)、その後は遅くなった(半減期数か月から数年)。郡山に比べて、伊達と南相馬土壌の2011年および、交換態Csの減少(強い固定の増加)が遅かった。とくに南相馬土壌は著しく遅く、原発事故から2年以上も経て基準値を超える汚染米が産出された原因が土壌のCs固定力が著しく弱いことにあることを強く示唆している。

その流出源が、流域の大半を占める森林ではなく、市街地(アスファルトや建物屋根)であることを、ため池底質の濃度(Fsed ;Bq/m2)と湖面沈着濃度(Ffall ;Bq/m2)を測定しその比を土地被覆の異なるため池間で比較し、上流域が森林のため池ではFsed /Ffall<1であったが、上流域の大半がアスファルトのため池ではFsed /Ffall=4.8であったことから確認した.予定していた放射性セシウムの土壌と環境中の2014年度のモニタリングを進め、さらに、予期せず生じた原発ガレキ処理に伴う粉じん飛散と南相馬市の汚染米問題の原因解明を行った。農地環境工学類似のテータでの基盤研究(B)も交付内定となり、長期のモニタリングを進めるとともに、放射性セシウムの土壌への強い固定のプロセス(とくにフォールアウトから3ヶ月以内の現象)を実験室で再現して、強い固定の速度を求める実験を行う。湖の底泥表面の放射性セシウムの濃度(Bq/m2)を水のある底泥のサンプリングによって求めるのは容易ではない。一定の断面積で定容積のサンプリングが必要であるが、このようなサンプリングは水底では困難である。また、地上の土壌と違って、水中での沈降過程で水平方向に移動するため、地点によってバラツキが大きいことが知られていおり、一つの池の全体に蓄積している総量を求めるには、多点の測定が必要である。そこで、NaIシンチレーションサベーメータを水底に入れて底泥の表面濃度を測定する方法を考案した。水中ではプローブ周囲の水がγ線を減衰させるので、鉛等の遮蔽材が不要である。しかし一方、サーベーメータを水底に置いた時に、そのままでは水底の底泥からシンチレーション管に到達するγ線が水の存在によって減衰し感度が低下するという問題がある。この問題を回避して、サーベーメータを柔らかい底泥の表面に静置して再現性の高い測定値を得るために、サベーメータの先端に発泡スチロール製アタッチメントを付けることで底面積を拡げるとともに底泥とシンチレーション管の間の水を排除して測定感度を高めることにした。市販のNaIシンチレーションサベーメータ(HPI社,5000型)のプローブのコネクター接続部をゴムカバーで防水して水中に入れられるようにし、先端に発泡スチロール製アタッチメントを付けて底泥に静置して、放射能(CPS)を測定した。底泥の放射能測定は、湖面のゴムボートからプローブを湖底に降ろして行った。池の平面上に格子状に測点を設け、放射能測定中にボートを測点に固定するために、岸に杭を打って測線上にロープを張り、ロープに沿って5mまたは10m間隔で測定した。この方法によって、ため池に蓄積している放射性セシウムの総量を正確に現場測定できるようになった。ため池におけるセシウム蓄積量調査から、水系への放射性セシウムの大きな流出は流域の大半を占める森林から生じたのではなく、わずかな面積の市街地から生じたことが示された。今後は、農業用水路および河川における放射セシウム蓄積量の調査を行う予定である。
Langmuir循環流のCL2機構に関する基礎的研究

風速をほぼ一定に固定して、熱線風速計とLaser-Doppler流速計による計測により、平均流速の2成分(水平成分、鉛直成分)と水面上と水面下のReynolds応力の計測を行った。次の3ケースで実験を行った。風波が発生する流速場に、造波機で正弦波状の波を与え、波の効果を調べた。主循環流と2次循環流に大きな影響を与え、基本的な流速場が劇的に変化する事を見つけた。水平流速成分の吹送流はケースPWを基準として、ケースOSで約1.4倍に増し、ケースFSで約1/3に減少した。その原因は波の有限振幅の非線形効果によると思われる。水面上の気流側のReynolds応力には、3ケースの問で大きな変化はなかったが、水側のReynolds応力はケース(PW)では気流側のそれにほぼ等しく、ケースFSでは波面下で著しく減少し、ケースOSでは気流側のそれよりも若干増加した。この様に、造波機による波を風波の場に加えると摩擦応力の連続性は水面の上下で成立しなくなり、吹送流の強さに多大な影響を与える事が判明した。造波機による波の成長・減衰と関連して水側のReynolds応力が変化するようである。次に、本研究の主題である、風速に直交する一鉛直断面内の2次循環流(Langmuir循環流)をCraik-Leibovich (CL2)理論と比較した。波は正弦波を与えているので、実験結果はCL2理論と比較可能である。水槽幅と同じ程度の横スケールを持つ、鉛直上向きの渦度成分(ω_z)と風向に平行な渦度成分(ω_x)を計測データから求め、CL2理論の予測と比較した所、定性的に理論を支持する実験結果を得た。波(うねり)と吹送流の間の相互作用の特徴を捉える実験研究を風洞水槽を用いて行った。造波機の波の周期=1秒、波形勾配をak=0.05、風速を7.5m/sに固定し、風に直交する水槽の鉛直断面内で流速の断面分布の詳細を2成分レーザー・ドップラー流速計を用いて計測した。その結果、造波機で発生した波により、風で水面下に発生する吹送流とその帰還流からなる主循環流の流速と乱流構造を制御できる実験事実を見つけた。(1)波向きが風と同じ向きのケースでは、上層の吹送流と下層の帰還流が混合し、主循環流を著しく減速した。他方、平均流速の鉛直成分は、水槽の中央における上昇流と側壁付近の下降流からなるLangmuir循環流の強さが、風のみのケースと比べて若干強くなった。このケースでは、Langmuir循環流の強化により混合作用が強まるため上下層の流れが混合し、主循環流を減速すると考えられる。(2)次に、波向きが風と逆向するケースでは、逆に吹送流も帰還流も強化され強い鉛直シアーと水平シアーからなる流速構造が形成された。他方、平均流速の鉛直成分は幾分弱くなり、Langmuir循環流の減衰が確認された。(3)(1)と(2)の主循環流に関する実験結果は、水槽内に存在する2次流れ(Secondary flow)の強さの変化と密接に関連する事を示し、しかもLangmuir循環流のCraik-Leibovich(CL2)理論(Leibovich,1983)の予測と総体的には矛盾しない。従って、CL2理論で実験結果を定性的に説明できると考え、波(うねり)と吹送流の間の相互作用の物理機構を明らかにする事を考慮中である。