hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ギガサイクル疲労負荷における溶接材の疲労強度とき裂検出に関する研究

本研究では,パルス核破砕中性子源の標的容器構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼に対して,高ひずみ速度の疲労試験を実施し,実構造物の寿命評価に重要となる溶接部のギガサイクルまでの疲労過程を金属組織の変化に着目し明らかにすると共に,疲労過程で生じる微小き裂が主き裂に移行する過程を非破壊・非接触的に捕らえる手法を開発することを目的としている.研究2年目である平成30年度は,溶接ビードが疲労強度に及ぼす影響について試験片中央部に溶接線を配置したビード付きの板状疲労試験片のギガサイクルまでの疲労データ構築を前年度より継続して実施した.ビード付きの試験片は,疲労き裂の起点となるビードと母材の境界部(止端部)の形状に個体差があるため,ビードを除去した平滑試験片と比較して,疲労強度のばらつきが大きく,疲労限度付近では,応力振幅が同じでも破断回数には3桁程度の開きがあった.疲労過程で生じる繰返し硬化/軟化について,本研究で対象とする高ひずみ速度,かつ超高サイクルの負荷でも出現することを繰返し負荷後の試験片を用いた硬さ測定や残強度測定により既に確認している.本研究では,繰返し過程で生じる力学特性変化をひずみ速度に着目してその変化を中性子回折法により非破壊的に調査した.その結果,溶体化処理材では,負荷の繰返し数の増加と共に転位密度が上昇するのに対し,冷間圧延材では,圧延により転位が蓄積されているため,初期の転位密度は溶体化処理材と比較して著しく高いが,繰返し負荷により転位密度がわずかに低下した後,再び繰返し数の増加と共に上昇する傾向があることを確認した.これらの転位密度変化は,硬さ等で測定された傾向と一致している.ギガサイクルまでの疲労強度に及ぼす溶接ビードの影響について調査するために,超音波共振によって短時間で高サイクルの負荷ができる超音波疲労試験法を溶接ビードを有する板状試験片に適用できるように試験片形状を最適化し,順調にギガサイクルまでの疲労データを取得できるようになった.次年度は,母材強度及び溶接方法による疲労強度の違いを比較するための試験を実施する計画である.溶接材の疲労強度を測定する過程で,溶接ビードが疲労強度に大きく影響し,またその止端部の形状によるばらつきが大きいことがわかった.TIG溶接材に対する評価を実施したが,近年,入熱量が少なく変形や残留応力の少ない電子ビーム溶接が普及しつつある.当初の計画にはなかったが,溶接方法の違いについても疲労特性の評価を予定している.金属組織の観点からの評価は,溶接材における繰返し過程における転位密度変化の中性子回折測定を計画しているが,マシンタイムが確保できない可能性もあるので,硬度や残強度などの力学特性測定からの評価も実施していく予定である.本研究では,パルス核破砕中性子源の標的容器構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼に対して,高ひずみ速度の疲労試験を実施し,実構造物の寿命評価に重要となる溶接部のギガサイクルまでの疲労過程を金属組織の変化に着眼し明らかにすると共に,疲労過程で生じる微小き裂が主き裂に移行する過程を非破壊・非接触的に捕らえる手法を開発することを目的としている.研究初年度である平成29年度は,主に試験片製作と基礎データの構築を実施した.超音波疲労試験は,通常砂時計型の試験片を用いるが,本研究では,溶接ビードが疲労強度に及ぼす影響を調べるために,試験片中央部に溶接線を配置した独自形状の試験片を用いた.したがって,試験片を製作するにあたり有限要素法解析により試験片の共振周波数の最適化,及び端部変位と応力との相関を評価した.その結果,浸透探傷検査及び放射線透過試験により,検出可能な溶接欠陥がないことが確認された溶接ビードを除去した溶接材は,ギガサイクル領域においても非溶接材である受入材と比較して疲労強度が高くなること,溶接ビードが残存する試験片では,受入材と比較して疲労強度が著しく低下することを確認した.ここで,ビードのある試験片の応力はビード形状を考慮しないR型試験片から導出した応力値である.また,試験片の断面及び破面観察により,溶接ビードがある試験片では,ビード止端部の応力集中箇所を起点として疲労き裂が発生・伝ぱすることを確認した.さらに,次年度以降に実施する疲労過程での材料組織変化を調査するための準備として,負荷応力を疲労限度以下に設定し,応力の負荷回数を変化させた試験片を製作した.ギガサイクル領域の疲労強度に及ぼす溶接及び溶接ビードの影響を評価するために,超音波疲労試験法で通常用いられている砂時計型試験片とは形状の異なるR型試験片を有限要素法による共振周波数最適化などを実施して設計・製作した.製作した試験片を用いて,ギガサイクルまでの疲労強度に及ぼす溶接の影響を評価するための疲労データの構築を実施している,次年度は,疲労過程における金属組織の変化を転位密度の観点から評価するための測定を計画している.また,疲労き裂の検出については,これまでよりも高解像度のサーモグラフィを整備し,疲労試験中の試験片表面の温度分布の測定に着手したところである.

本研究では,パルス核破砕中性子源の標的容器構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼に対して,高ひずみ速度の疲労試験を実施し,実構造物の寿命評価に重要となる溶接部のギガサイクルまでの疲労過程を金属組織の変化に着目し明らかにすると共に,疲労過程で生じる微小き裂が主き裂に移行する過程を非破壊・非接触的に捕らえる手法を開発することを目的としている.研究2年目である平成30年度は,溶接ビードが疲労強度に及ぼす影響について試験片中央部に溶接線を配置したビード付きの板状疲労試験片のギガサイクルまでの疲労データ構築を前年度より継続して実施した.ビード付きの試験片は,疲労き裂の起点となるビードと母材の境界部(止端部)の形状に個体差があるため,ビードを除去した平滑試験片と比較して,疲労強度のばらつきが大きく,疲労限度付近では,応力振幅が同じでも破断回数には3桁程度の開きがあった.疲労過程で生じる繰返し硬化/軟化について,本研究で対象とする高ひずみ速度,かつ超高サイクルの負荷でも出現することを繰返し負荷後の試験片を用いた硬さ測定や残強度測定により既に確認している.本研究では,繰返し過程で生じる力学特性変化をひずみ速度に着目してその変化を中性子回折法により非破壊的に調査した.その結果,溶体化処理材では,負荷の繰返し数の増加と共に転位密度が上昇するのに対し,冷間圧延材では,圧延により転位が蓄積されているため,初期の転位密度は溶体化処理材と比較して著しく高いが,繰返し負荷により転位密度がわずかに低下した後,再び繰返し数の増加と共に上昇する傾向があることを確認した.これらの転位密度変化は,硬さ等で測定された傾向と一致している.ギガサイクルまでの疲労強度に及ぼす溶接ビードの影響について調査するために,超音波共振によって短時間で高サイクルの負荷ができる超音波疲労試験法を溶接ビードを有する板状試験片に適用できるように試験片形状を最適化し,順調にギガサイクルまでの疲労データを取得できるようになった.次年度は,母材強度及び溶接方法による疲労強度の違いを比較するための試験を実施する計画である.疲労過程における金属組織の変化について,中性子を用いた転位密度の測定を実施することを計画しているが,中性子による測定は,マシンタイムが確約されているわけではないため,予定通り実施できるとは限らない.したがって,非線形超音波装置を用いた減衰係数の測定を実施し,中性子測定以外の方法による評価もあわせて実施していく予定である.溶接材の疲労強度を測定する過程で,溶接ビードが疲労強度に大きく影響し,またその止端部の形状によるばらつきが大きいことがわかった.TIG溶接材に対する評価を実施したが,近年,入熱量が少なく変形や残留応力の少ない電子ビーム溶接が普及しつつある.当初の計画にはなかったが,溶接方法の違いについても疲労特性の評価を予定している.金属組織の観点からの評価は,溶接材における繰返し過程における転位密度変化の中性子回折測定を計画しているが,マシンタイムが確保できない可能性もあるので,硬度や残強度などの力学特性測定からの評価も実施していく予定である.(理由)溶接試験片の設計や,溶接残留応力による切断時の変形のために,試験片製作に製作に時間を要したため,非線形超音波装置を用いた測定の着手が遅れ,十分なプローブの選定ができなかった.また,参加予定であった国際会議を取りやめ,国内で開催される国際会議に参加したこと及び旅程が変更になったことで旅費に差額が生じた.(使用計画)次年度に製作が難航した疲労試験の追加製作,非線形超音波プローブの購入を予定している.また,き裂検出のための機器の整備を検討している.(理由)試験片の冷却の為に増強する予定であった圧縮空気を生成するコンプレッサーを整備する予定で費用を計上していたが、同等の機能を有する相当品を計上額より安価で入手できたため。(使用計画)データのばらつきの大きい溶接疲労試験片の追加製作と金相組織観察用の消耗品の購入を計画している。
近世の皮革流通構造とその変容過程に関する総合的研究

近世社会において、皮革は、西日本と東日本との間で流通していた。だが、皮革流通に関する研究は、東西日本間で分断され行われている。筆者は、2014年4月2017年12月に特別研究員奨励費の交付を受け、近世西日本の皮革流通構造を流通の「担い手」という視点から解明した。本研究では前課題での成果を受け、流通の「担い手」という同様の視座から東日本の皮革流通構造を解明し、西日本と東日本の皮革流通構造を接合する。それにより、近世の皮革流通構造とその変容過程を総合的に捉えることを目的とする。具体的には、東日本で皮革を売買する者たちの存在形態を分析するとともに、東日本諸地域の人びとによる流通への関与のあり方や、流通に対する幕府・藩の政策について明らかにする。2018年11月24日、第24回全国部落史研究大会において、「近世の皮革流通における西と東」を報告した。本報告では、天明四年(1784)時点における皮革の全国流通のあり方と、天保期の弘前藩における皮革の集荷組織とそれをめぐる同藩の町人、京都の公家、大坂渡辺村の皮問屋・皮商人の関係について検討した。本報告は、1皮革の全国流通のあり方について、実証的に解明したこと、2大坂渡辺村の皮問屋は、西日本だけでなく、東北地方からも皮革を集荷していたが、皮問屋自身は実際の集荷には携わらず、手代を派遣するなど、西日本と同様の構造が東日本にも見られることを明らかにした点で意義がある。報告の内容は論文として『部落史研究』第4号(2019年度中に刊行予定)に掲載が決定している。また、「紹介東日本部落解放研究所編『東日本の部落史』全三巻」(『歴史評論』827号、2019年3月)および「【書評】三田智子『近世身分社会の村落構造ー泉州南王子村を中心に』」(『市大日本史』2019年5月刊行予定)など、書評および新刊紹介を行い、研究領域の発展に寄与した。以下の二つの理由から、おおむね順調に研究が進展していると判断する。1従来研究が行われていなかった、東日本・西日本間の皮革流通の実態を実証的に解明し、第24回全国部落史研究会大会において「近世の皮革流通における西と東」を報告することができた。また、その成果が『部落史研究』第4号に論文として掲載されること。2予定していた東北地方(東北大学災害科学国際研究所、仙台市博物館、秋田県公文書館)・北陸地方(金沢市立玉川図書館、富山大学附属図書館)での史料調査を進め、皮革流通に関する新出史料を収集することができたこと。今後も引き続き、東日本各地で史料調査を行う。次年度は特に、関東・東海地方において史料調査を精力的に進めていきたい。また、本年度に東北地方および北陸地方で収集した史料について、皮革流通の「担い手」、皮革流通に携わる地域の人びと、藩の皮革流通に対する政策という三つの視点から分析を進め、東日本の皮革流通構造の一端を明らかにする。2予定していた東北地方(東北大学災害科学国際研究所、仙台市博物館、秋田県公文書館)

・北陸地方(金沢市立玉川図書館、富山大学附属図書館)での史料調査を進め、皮革流通に関する新出史料を収集することができたこと。今後も引き続き、東日本各地で史料調査を行う。次年度は特に、関東・東海地方において史料調査を精力的に進めていきたい。また、本年度に東北地方および北陸地方で収集した史料について、皮革流通の「担い手」、皮革流通に携わる地域の人びと、藩の皮革流通に対する政策という三つの視点から分析を進め、東日本の皮革流通構造の一端を明らかにする。
フィトクロムAと特異的に結合するタンパク質の同定

当研究室で開発したフィトクロムAに対するモノクローナルIgGであるMep1はラージフィトクロム(N末端側51個のアミノ酸を欠くフィトクロムの断片で赤色光照射による光平衡状態の吸収スペクトルのPfrピークが低いという特徴を示す)と結合すると,その光平衡状態でのPfrの比率を大きく増加させる。他の場所に結合する抗フィトクロムIgGはその様な作用を全く持たないので,Mep1の結合サイトはフィトクロムの色素団-タンパク質相互作用に重要な部位と考えられる。そこでファージランダムペプチドライブラリーを用いてMep1の詳細な結合部域の同定を試みた。Mep-1に結合するファージクローンを数十個得てそのランダム部分の配列を調べたところ、共通する配列からDGLLまたはDGFLという配列が結合部域であると推定された。ペプチドマップの結果から,Mep1の結合サイトとして分かっているN末端側から256番目から383番目のフィトクロムのアミノ酸配列と比較したところ,354番目のアミノ酸から始まるDAVLという配列が第一候補をして挙げられたので,この前後を含め352番目からのSADAVLPQというペプチドを合成してMep1との結合性を調べたところ,確かにこの部域に結合することが分かった。ファージライブラリーを用いる方法はタンパク質のどの部分が他のタンパク質に結合しているかについての解析に有用であることが分かった他にフィトクロムAの354番目付近が表面に露出する構造であること,それが色素団と相互作用する部分であることが示唆された。この近傍の365番目のWは我々のUVラマン等の研究によりPrで強く色素団と相互作用する部位だと推定されているので,この付近はPrでは色素団と,PfrではN末端の53個のアミノ酸と近接する部分であることが示唆された。Pfr特異的に結合するペプチド配列についても現在調べている。フィトクロムAと特異結合性を持つタンパク質を同定するため、1)精製フィトクロムAと特異的に結合するペプチド配列をファージランダムペプチドライブラリーを用いて同定する、2)沈殿性フィトクロムを化学的にクロスリンクしてフィトクロムと架橋される膜タンパク質を同定する、の2つの方向から研究している。1)の方向では今年度はライブラリーを用いる方法自体の性能を検定するため、本研究室で作成したフィトクロムA単クローン性抗体を用いて、それとフィトクロムの結合部域を上記のライブラリーにより決定する実験をした。用いた単クローン性抗体はフィトクロムの光平衡状態を変化させるという興味ある性質を持つものである。その抗体と結合したファージをランダム部分のアミノ酸が6-merのライブラリーからは14クローンを、15-merのライブラリーからは10クローンを得てDNA配列を読んだ。そのうち15クローンがDGLLかDGFLという配列を含んでいた。これをコンセンサス配列と考えフィトクロム中で対応する配列があるかを検索したところ、アミノ末端から354番目からのDAVLが対応するのではないかと考えて合成ペプチドを用いて検討中である。いずれにしろこの方法ではアフィニティ分画を繰り返すことにより結合するファージのクローンが収束することが分かったので、フィトクロムに結合するペプチド配列を決定するために用いて行こうと思う。第2に挙げた方法では、植物組織に光照射して得た膜分画(いわゆるpelletable phytochromeの分画)に2価性試薬のBSOCOESを作用させ化学架橋した。フィトクロムは架橋には関わらず光可逆性を保つが、架橋後の膜分画からはSDSによる熱溶出などの過激な処理以外ではフィトクロムが可溶化されなくなることが分かった。また、架橋した膜分画のフィトクロムのウエスタンブロットは精製フィトクロムを架橋したものとでは高分子領域のパターンがはっきりと異なることが分かった。

膜分画ではフィトクロムと他のタンパク質が架橋したものと考え、現在架橋後のフィトクロムを抗体を用いてアフィニティ精製をして、架橋しているタンパク質のN末端アミノ酸部分配列を決定すべく実験を行っている。当研究室で開発したフィトクロムAに対するモノクローナルlgGであるMep1はラージフィトクロム(N末端側51個のアミノ酸を欠くフィトクロムの断片で赤色光照射による光平衡状態の吸収スペクトルのPfrピークが低いという特徴を示す)と結合すると,その光平衡状態でのPfrの比率を大きく増加させる。他の場所に結合する抗フィトクロムlgGはその様な作用を全く持たないので,Mep1の結合サイトはフィトクロムの色素団-タンパク質相互作用に重要な部位と考えられる。そこでファージランダムペプチドライブラリーを用いてMep1の詳細な結合部域の同定を試みた。Mep-1に結合するファージクローンを数十個得てそのランダム部分の配列を調べたところ,共通する配列からDGLLまたはDGFLという配列が結合部域であると推定された。ペプチドマップの結果からMep1の結合サイトとして分かっているN末端側から256番目から383番目のフィトクロムのアミノ酸配列と比較したところ,354番目のアミノ酸から始まるDAVLという配列が第1候補をして挙げられたので,この前後を含め352番目からのSADAVLPQというペプチドを合成してMep1との結合性を調べたところ,確かにこの部域に結合することが分かった。ファージライブラリーを用いる方法はタンパク質のどの部分が他のタンパク質に結合しているかについての解析に有用であることが分かった他にフィトクロムAの354番目付近が表面に露出する構造であること,それが色素団と相互作用する部分であることが示唆された。この近傍の365番目のWは我々のUVラマン等の研究によりPrで強く色素団と相互作用する部位だと推定されているので,この付近はPrでは色素団と,PfrではN末端の53個のアミノ酸と近接する部分であることが示唆された。Pfr特異的に結合するペプチド配列についても現在調べている。
超好熱古細菌に感染するウィルスの網羅的解析

古細菌は真核生物、真正細菌とは異なるドメインに分類されるユニークな特徴を持つ生物である。古細菌は独特な酵素遺伝子群を持つため、今後も有用な遺伝子が見出されると期待されている。古細菌に感染するウィルスが持つ遺伝子を解析すればこれまでにない有用な遺伝子が見出されることも予想される。DNAを100°C近い温度を持つ温泉水から採取し精製したDNAをクローニングしてDNAシーケンサーによりその塩基配列を決定するクローン解析を行った。この結果、これまでに報告された遺伝子配列と相同性がほとんど見られない塩基配列を多数得ることができた。これらの塩基配列の由来や機能の解析を進めている。真核生物、真正細菌とは異なる第三のドメインに分類される古細菌は他のドメインに属する生物とは異なるユニークな特徴を持つことからそれら酵素の応用研究も進んでいる。近年、古細菌に感染するアーキウィルスの存在が報告された。遺伝子組換え技術はウィルスの機能を利用したものもあるためユニークな特徴を持つ古細菌に感染するアーキウィルスの機能解析は非常に重要である。しかしながらその報告例は非常に少なく、特に生育至適温度が80°C以上の超好熱古細菌に感染するアーキウィルスの報告例はほとんど無くそれらに関するデータの蓄積が期待されている。これらウィルスを網羅的に解析することでその基礎科学的な分野だけでなく、それらの遺伝子産物を用いた応用研究にも貢献できる。試料は大分県の別府温泉、静岡県熱川温泉、北海道の洞爺湖温泉等から100°C近い温度を持つ温泉水から採取した。温泉水を0.22μmのフィルターでろ過し夾雑物を除いた後、ウィルスを濃縮するため5nm程度の孔径を持つ50kDaの分子を分離するための限外ろ過膜で1,000倍以上濃縮した。濃縮液をフェノール、クロロホルム及びプロテアーゼを用いて精製してDNAを得た。得られたDNAをクローニングしてDNAシーケンサーによりその塩基配列を決定するクローン解析を行った。今後はこれらの塩基配列の由来や機能の解析を進めていく。他の生物細胞に感染して自己を複製させるものをウィルスといい、真性細菌に感染するウィルス(ファージ)や真核生物に感染するものは古くから多くの研究が報告されている。しかしながら真性細菌や真核生物とは異なるドメインに属する古細菌、特に80°C以上に生育至適温度を持つ超好熱古細菌に感染するアーキウィルスの報告例は世界で数例しか無い。本研究では80°C以上の温泉試料からこれらアーキウィルスもしくはその宿主となる超好熱古細菌を単離し、それらの遺伝子を網羅的に解析する。今年度は80°C以上の高温の温泉から試料採取を行った。具体的には北海道伊達市北湯沢温泉町(85°C)、大分県別府市の自然湧出温泉5箇所(9095°C)から試料を採取した。この試料をアミコンウルトラフィルターYM100で濃縮し、ウィルス及びその宿主を濃縮した。この濃縮資料からゲノムDNA精製キットを用いてDNAを抽出し古細菌の16SrRNA遺伝子増幅に適したプライマーセット(Ar109f及びAr912r)を用いてその遺伝子増幅を試みた。一方、この試料を遠心分離(6000rpm)した上清をオートクレーブした培地で2ヶ月間培養し、その培養液からDNA抽出を試みた。採取した試料から遺伝子増幅を試みた結果、1.6kb程度のPCR産物が増幅されたものの、そのDNA配列を決定したところいずれも16SrRNA遺伝子ではなかった。このことから採取した試料中にごく限られた種類のDNAは含まれていることが予想できた。このためクローンライブラリーを作成しなくても試料中の遺伝子を同定できる可能性があることが明らかとなった。しかしながら16SrRNA遺伝子を増幅できていないため、今後も引き続き80°C以上の温泉から試料を採取するとともに、採取した試料についてもプライマーの配列を変えて16SrRNA遺伝子増幅を試みる。計画通りに80°C以上の超好熱古細菌しか生育しにくい環境から試料を採取した。この試料中DNAのクローン化を試みたものの、これらの試料からクローンライブラリーを効率よく作成できなかった。しかしながらクローンライブラリーを作成しなくても適切な組み合わせのプライマーを用いればDNAシーケンス可能な単一の遺伝子を増幅できることを明らかにした。この理由として常温の環境試料と比較して高温環境では試料中のDNAの種類が非常に少ないことが予想された。この方法を用いればライブラリーを作成することなく当初の計画にある試料中の遺伝子の網羅的解析も可能になる。現在はライブラリー化せずに直接遺伝子を増幅し、DNAシーケンスし遺伝子情報を蓄積している。今年度の研究において採取した試料から超好熱古細菌の16SrRNA遺伝子を効率良く増幅できていない点が唯一当初の計画から遅れている。

今後はPCR用プライマーの検討や採取する試料の濃縮方法を検討することで成功する可能性が高まると期待できる。試料からPCRによって遺伝子を増幅できていることから培養困難な超好熱古細菌が存在していると予想されるため、培養を進めていくことで超好熱古細菌が生育する可能性もまだ残されている。温泉試料を80°Cでそのまま培養する実験も進めていく。以上のことから実験方法に若干の修正点はあるものの概ね順調に実験計画が進んでいる。一般的に環境中には多種多様な微生物およびそれらが持つDNAが存在するためDNAシーケンスの解析には解析可能な純度に高めるためにクローンライブラリーの作成が必要となる。しかしながら平成23年度の研究によって80°C以上の温泉サンプルならば生育する微生物の種類が少なく、ライブラリーを作成しなくても適切なプライマーを用いることでPCRを行うだけでDNAシーケンス可能な純度で特定の遺伝子を増幅できることが明らかとなった。このため今後は現在同定した遺伝子配列を基にプライマーをデザインし、ライブラリーを作成することなくDNAシーケンスを進めていく。これによって超好熱菌だけが生育する可能性の高い80°C以上の温泉試料中に存在するDNAの解析を進める。本研究で16SrRNA遺伝子を効率良く増幅することに成功していないが、この遺伝子増幅のためのプライマーセットの最適化や、さらなる試料の採取によりこれら遺伝子を増幅させDNAシーケンスを行うことが可能であると期待される。さらに現在培養中の試料を用いることで生育した超好熱古細菌から容易にその遺伝子をPCRによって増幅できることが期待できる。今後は80°C以上の温泉から得られた試料の濃縮方法を変えて試料中の遺伝子解析を行う。具体的にはDNAaseで有利のDNAを分解後、ウィルスしか通過しないフィルター(例えばYM-100)を用いてウィルスを濃縮することでウィルス遺伝子の濃度を高める。この試料から上記の方法でPCRにより遺伝子を増幅し、DNA配列の解析を行なっていく。超好熱古細菌が生育していると予想される80°C以上の温泉からの試料採取をさらに続ける。さらに大分県別府市の80°C以上の温泉試料にはDNAが相対的に多く含まれていたため、この試料を再び採取する。これによって超好熱古細菌とそれに感染するウィルスだけが存在する試料の採取を試みる。この目的のために旅費を100千円計上する。またこれまでに得られた試料中のDNAを解析するために必要な一般遺伝子工学試薬及びDNAシーケンス試薬を購入する。
超高速ビデオカメラを用いた画像解析と数値解析による亀裂破壊過程の検証

本年の研究では,静的載荷時における亀裂の発生,進展過程の画像解析を行うとともに,供試体へのマーキング手法の開発とマーク検出手法の改善を行った.沖中等はガウス粒子を供試体表面にマーキングすることにより画像解析対象表面に既定の濃度分布を与えた.これを撮像素子表面の光電変化部の位置・形状の情報と組合わせることにより,粒子検出精度が0.01画素程度の高性能な画像解析手法の開発に成功している.この手法は高精度である一方,実験の下準備に多大な手数を要する上,鋼材等のガウス粒子のマーキングが困難な材料も存在する.そこで本年は、スプレー・マーキングによる簡易マーキング手法を検討した.黒色スプレーを用いて供試体表面に微小粒子をマーキングすることにより,高解像度かつ簡便で金属等にも応用可能な画像解析手法の開発を試みた.この手法の開発にあたっては,微小粒子の検出,変形前・変形後での粒子の追跡,検出された粒子位置の変位からのひずみの算出の3つのポイントが問題となる.本研究では,粒子の検出には沖中等の開発した粒子追跡手法を応用,粒子の追跡にはカルマン・フィルターを用いた追跡手法を適用,ひずみの算出にはメッシュレス法で用いられる重み付き近似による算出を適用した.尚,カルマン・フィルターを用いた追跡手法は流体分野で開発され,良好な結果を与えている手法である.硬石膏を用いて作成した角柱供試体の3点曲げ試験に開発さらた画像解析手法を適用し,亀裂発生前後の供試体表面のひずみ分布を検討した.画像解析には600万画素のNIKON-D70を使用した.開発された手法の精度は,ガウス粒子を用いた高精度画像解析手法との比較で検討した.結果,簡便で高解像度なひずみ分布が得られたものの,その精度には改善の余地を残すことが明らかとなった.毎秒100万枚撮影可能な超高速デジタル式ビデオカメラを用いて衝撃破壊試験での亀裂進展過程を撮影,亀裂先端域での挙動を画像解析により解明することを試みた.物体表面に粒子をマーキングし,粒子の動きを検出する事により亀裂進展時の先端領域での変位場,ひずみ場を測定し,物体の挙動を解明することが目的である.変位場,ひずみ場の測定精度は,粒子の検出精度に依存する.そこで本研究では,濃度分布がガウス分布に従う粒子(以下ガウス粒子)を用いることを検討した.光電変換部位置に記録される輝度と粒子の中止位置,ガウス分布の標準偏差の関係を最適化問題として解くことにより,コンピューター上のシュミレーションでは粒子の検出精度を0.01画素程度まで向上させることに成功した.実験ではノイズ,画素の感度特性,光電変換部の形状等の影響が含まれるため,粒子の検出精度は低下するが,0.1画素程度の検出精度は期待できるものと言える.本研究では,先ず試験体の材料として石膏を使用し,40×40×160mm^3のブランケツト型供試体を作成,錘落下試験により衝撃的に破壊した.作成材料として石膏を採用したのは,石膏が加工しやすく,表面が平滑であるためにマーキングが容易である,と言う特性を持っためである.石膏供試体表面に感光剤を塗布,別途撮影したガウス粒子のネガを焼き付けることにより,供試体表面にガウス粒子の焼付けを行った.超高速デジタル式ビデオカメラにより撮影された画像から,粒子中心位置を検出,その動きを追うことにより変位場,ひずみ場を計算した.来年度以降,本年度に行った実験を有限要素解析を用いて検証し,本年度に測定された変位場,ひずみ場の精度を検証する.本年の研究では,静的載荷時における亀裂の発生,進展過程の画像解析を行うとともに,実験に使用するビデオカメラ用トリガーの作成を行った.亀裂の発生,進展過程の画像解析では,硬石膏を用いて角柱供試体を作成,3点曲げ試験による破壊試験を行った.試験により供試体中央部に発生した曲げ亀裂の発生,進展の過程を超高速デジタル式ビデオカメラ(ISISカメラ)により撮影,現象の記録に成功した.また,供試体表面には写真現像の原理を利用してガウス粒子を焼付けた.撮影された画像から供試体表面のガウス粒子を検出することにより,各点位置における変位を求め,ひずみの推定を行った.これにより,亀裂の発生,進展過程のひずみ分布の画像解析に成功した.解析の結果,供試体下部で亀裂の発生が確認される直前にひずみの集中が観測され,また亀裂の進展に先立ってひずみの集中領域が拡大していく様子が観察された.本研究でも用いた,破壊試験撮影のためのトリガーの製作を試みた.実験に使用されたビデオカメラは,トリガーによる信号入力で動作を停止し,直近の103枚の画像を記録するものである.そのため,亀裂の発生直後にこれを検知し,カメラに停止信号を送るトリガーを作成する必要がある.今回作成されたトリガーは,ひずみゲージを用いたものと,導電性塗料を用いたものの2種である.ひずみゲージを用いたトリガーでは,亀裂が発生,進展したタイミングで生じるひずみの急激な増大を検出し,カメラ用の停止信号を出力する.一方導電性塗料を用いたトリガーでは,亀裂進展による塗料塗布部の断線を感知し,カメラ用停止信号を出力するものである.実験の結果,両者共良好な動作を示した.本年の研究では,静的載荷時における亀裂の発生,進展過程の画像解析を行うとともに,供試体へのマーキング手法の開発とマーク検出手法の改善を行った.沖中等はガウス粒子を供試体表面にマーキングすることにより画像解析対象表面に既定の濃度分布を与えた.

これを撮像素子表面の光電変化部の位置・形状の情報と組合わせることにより,粒子検出精度が0.01画素程度の高性能な画像解析手法の開発に成功している.この手法は高精度である一方,実験の下準備に多大な手数を要する上,鋼材等のガウス粒子のマーキングが困難な材料も存在する.そこで本年は、スプレー・マーキングによる簡易マーキング手法を検討した.黒色スプレーを用いて供試体表面に微小粒子をマーキングすることにより,高解像度かつ簡便で金属等にも応用可能な画像解析手法の開発を試みた.この手法の開発にあたっては,微小粒子の検出,変形前・変形後での粒子の追跡,検出された粒子位置の変位からのひずみの算出の3つのポイントが問題となる.本研究では,粒子の検出には沖中等の開発した粒子追跡手法を応用,粒子の追跡にはカルマン・フィルターを用いた追跡手法を適用,ひずみの算出にはメッシュレス法で用いられる重み付き近似による算出を適用した.尚,カルマン・フィルターを用いた追跡手法は流体分野で開発され,良好な結果を与えている手法である.硬石膏を用いて作成した角柱供試体の3点曲げ試験に開発さらた画像解析手法を適用し,亀裂発生前後の供試体表面のひずみ分布を検討した.画像解析には600万画素のNIKON-D70を使用した.開発された手法の精度は,ガウス粒子を用いた高精度画像解析手法との比較で検討した.結果,簡便で高解像度なひずみ分布が得られたものの,その精度には改善の余地を残すことが明らかとなった.
シベリア先住民社会における民俗環境知識の政治生態学的研究

本研究は、シベリア・ヤクーチア地域の先住民社会を対象とし、歴史的・政治経済的条件のなかで、先住民の民俗環境知識の生成メカニズムの解明を目的としている。最終年度である2004年度においては、前年度までに収集してきたフィールド民族誌資料を整理すると共に、文献資料を行い、国内の専門家と意見交換を行いながら、研究を進めた。結論から言うならば、当該地域の先住民の民俗環境知識は、畜産学・家畜管理学的な知見に基づく農業政策の影響をうけながらも、放牧活動を実践する牧夫達の経験的知見の相続そして個人的な発見によって生成されている。ただし、その知識はいくつかの相に分類でき、そのことはヤクーチア地域の社会主義化=集団化・定住化と深く結びついている。知識は、(1)家畜の再生産、特に獣医学的な知識にかかわるもの、(2)家畜の群れとしての行動についての知識、(3)牧夫達が家畜管理を行う際の放牧地選定及び宿営地設営にかかわる知識である。類型的に述べると(1)から(3)の順で科学的知識の影響は弱くなり牧夫の経験的な知識が重要性を増すことになる。そのことは、これらの知識が共有される人々の量に関連する。つまり(1)に近いほど、この知識を共有する(あるいは蓄積しうる)社会的階層が人々が多く(3)については牧夫などに限られる。従来、科学的知見は専門家集団に限られ、経験的知識はより幅広い層に認められるという理解であるが、これは歴史的・政治経済的条件のなかで生業という活動に従事する人々自体が先住民コミュニティのなかで少数化していることを示している。主たる成果は、ソ連時代に科学的な畜産技術・家畜管理学的技術が導入されたトナカイ飼育のなかで、牧夫達の移動距離や行動パターンを質的・量的に把握し、群れ管理の技術と知識の位相について論考を出版したことである。第二に、その広い意味での歴史的背景を明らかにした。1920-30年代の初期ソビエト政権においてヤクーチアの民族知識人がみずからの生業の産業化の過程をどのように評価していたのか、民族学史・科学史という視点で考察した論考を出版した。さらに、上記にのべたメカニズムをより具体的な民族誌的文脈に即した論考の出版を計画している。今年度は、(1)サハ人の伝統的牛馬飼育に関する民族誌及び歴史資料の収集と整理を行い、(2)これまでの現地調査で収集された民族誌資料をもちいて、民俗環境知識が今日の社会経済的文脈においてどのように機能しているか、その背後にある社会経済的条件についての考察を行った。(3)さらに、民俗環境知識を含む伝統文化の政治的文脈における位置づけを解明した。(1):主たる成果はロシア連邦モスクワにある民族学人類学研究所における、192030年代に刊行されたサハ人の牧畜に関する伝統的慣行及び越冬用の草採取活動に関する社会調査に関わる研究資料を収集である。これらの整理・分析は今後の課題である。(2):家畜の委託慣行と家畜に対する認識の関係について、ポスト社会主義の今日的文脈を加味しながら分析した。第一に、牛と馬では分析の手法を変えなければいけない。とくに牛の場合、農村部で定住生活をおくる先住民はほぼ等しく家畜の管理及び牧草の確保についての知識をもちそれに基づく実践を行っている。一方馬については、この家畜管理が、周年放牧で遊動的生活を必要とするため先住民社会内部において知識の偏差が大きい。この偏差は、直接家畜管理に関わる個人の活動系の分析と認識に関する聞き取り調査をふまえた生態人類学的手法と、家畜を牧夫に委託するという点で隣人・知人・親族関係を考慮した社会人類学的手法に対応するものであり、とりわけ今年度は後者に視点をあてた研究を行い、その成果は国際シンポジウムで発表した。(3):彼らのシャマニズム・土地などの「主」に関する観念が、今日のサハ・ナショナリズムをささえるイデオロギーとして利用されるあり方と、それを受けとめる住民の意識・実践の多様性について明らかにした。2003年度夏期において行われた現地調査においては、近代化された牧畜に従事する牧夫と彼らを技術・知識面で支える畜産学関係者双方に対して、その具体的な関わりがいかなるものであるかについての聞き取り調査を行った。ソ連時代の集団化以降、農業をはじめ畜産についても現地の農学研究者が政策決定及び生産現場といったさまざまなレベルで提言を行うようになっている。興味深いのは、現在の牧夫達にとって家畜管理及び牧草地管理に関わる科学的知識と自らの経験的知識をより積極的統合させていることである。これは、ソ連時代に確立された「職業的牧夫」を民族誌的に理解する上で、きわめて重要な視座になると思われる。今後はヤクーチア農村部及び放牧地において、畜産学的知識がどのような形で流入するのかその社会的メカニズムを明らかにするともに、むしろ牧夫の個人史に焦点をあて、そうした科学的知識がいかに個人レベルで受容されているのか具体的に資料を収集し、検討を加えていきたい。主たる成果は、昨年度において中心的におこなった家畜委託と社会経済的変動の関連性について論考を完成し、出版したことである。

これは、家畜に最も頻繁に接する牧夫以外の、非牧民のサハ人にとって家畜がどのような存在であるのかその文化的価値および社会経済的位置づけを明らかにすることにつながっている。またこうしたサハの牧畜・畜産に関わる民族学的研究の研究史についても一定の論考をおこなった。さらにより広い意味でサハ人のアイデンティティを理解するためのソ連・ロシアの民族に関わる法規範・制度を明らかにし彼らのエスニシティが発現する制度的背景を解明した。本研究は、シベリア・ヤクーチア地域の先住民社会を対象とし、歴史的・政治経済的条件のなかで、先住民の民俗環境知識の生成メカニズムの解明を目的としている。最終年度である2004年度においては、前年度までに収集してきたフィールド民族誌資料を整理すると共に、文献資料を行い、国内の専門家と意見交換を行いながら、研究を進めた。結論から言うならば、当該地域の先住民の民俗環境知識は、畜産学・家畜管理学的な知見に基づく農業政策の影響をうけながらも、放牧活動を実践する牧夫達の経験的知見の相続そして個人的な発見によって生成されている。ただし、その知識はいくつかの相に分類でき、そのことはヤクーチア地域の社会主義化=集団化・定住化と深く結びついている。知識は、(1)家畜の再生産、特に獣医学的な知識にかかわるもの、(2)家畜の群れとしての行動についての知識、(3)牧夫達が家畜管理を行う際の放牧地選定及び宿営地設営にかかわる知識である。類型的に述べると(1)から(3)の順で科学的知識の影響は弱くなり牧夫の経験的な知識が重要性を増すことになる。そのことは、これらの知識が共有される人々の量に関連する。つまり(1)に近いほど、この知識を共有する(あるいは蓄積しうる)社会的階層が人々が多く(3)については牧夫などに限られる。従来、科学的知見は専門家集団に限られ、経験的知識はより幅広い層に認められるという理解であるが、これは歴史的・政治経済的条件のなかで生業という活動に従事する人々自体が先住民コミュニティのなかで少数化していることを示している。主たる成果は、ソ連時代に科学的な畜産技術・家畜管理学的技術が導入されたトナカイ飼育のなかで、牧夫達の移動距離や行動パターンを質的・量的に把握し、群れ管理の技術と知識の位相について論考を出版したことである。第二に、その広い意味での歴史的背景を明らかにした。1920-30年代の初期ソビエト政権においてヤクーチアの民族知識人がみずからの生業の産業化の過程をどのように評価していたのか、民族学史・科学史という視点で考察した論考を出版した。さらに、上記にのべたメカニズムをより具体的な民族誌的文脈に即した論考の出版を計画している。
産後うつ予防のための妊娠中から産後までの睡眠支援プログラムの開発

本研究の全体構想は、産後うつ予防のための妊娠から産後までの睡眠支援プログラム開発のために、妊娠・出産・産後の睡眠状況と睡眠問題(Sleep disturbances)と産後うつとの関係を明らかにし、睡眠支援プログラムを検討することである。平成29年度は、産後うつと妊娠・出産・産後の睡眠の実態を明らかにするための文献検討と国内外で使用されている主観的睡眠調査票の文献検討を行った。平成30年度は、文献検討により、睡眠の質問票の改変と客観的睡眠が測定できる機器の選択を行った。これらにより、睡眠の主観的調査はピッツバーグ睡眠質問票(睡眠状況、睡眠時間、睡眠の質)、エップワース眠気スケールと妊産褥婦の特性である昼寝の項目とした。客観的調査は、睡眠測滴機器を「貼付け型ウェアラブル生体センサ(Silmee bar type TDK)」とした。さらに、産後うつ病調査票は、世界的に使用されているエジンバラうつ病調査票とした。また、産後うつ病は、不安および社会的サポートとは関連することからこれらの項目が調査できる質問票を構成した。妊婦の睡眠状況と心の健康度・心の疲労度との関係については、これまでの調査結果よりさらなる分析をしたところ、睡眠の質が低い妊婦は、心の疲労度で測定される精神や身体的疲労が低い傾向にあった。妊娠期の睡眠状況は、内分泌や物理的変化の影響を受けやすいため睡眠の質が向上するような睡眠支援を検討していく必要があると思われた。予定していた研究計画の到達度は60%といえる。研究計画書を作成したところであり今後調査の予定である。今後は調査結果により、妊娠・出産・産後の各期に応じた睡眠の特性を踏まえた睡眠支援プログラムを研究分担者と検討していく。研究計画書に基づき、令和元年は睡眠調査の結果により、妊娠・出産・産後の各期に応じた睡眠の特性を踏まえた睡眠支援プログラムを研究分担者と検討していく。本研究の全体構想は、産後うつ予防のための妊娠から産後までの切れ目ない睡眠支援プログラム開発のために、妊娠・出産・産後の睡眠状況と睡眠問題(sleep disturbances)と産後うつとの関係を明らかにし、睡眠支援プログラムを検討することである。文献検討では、妊娠中のうつは約10%であり、リスク因子は妊娠中の不安、ライフイベント、サポート不足、ドメスティックバイオレンス、望まない妊娠、社会経済的状態である。妊娠期の睡眠の質の低下と妊娠期のうつ症状との関係が示されている。産後うつは約1015%であり、リスク因子は精神疾患の既往、妊娠中からのうつ症状および不安、サポート不足である。平成30年度開始予定の調査にむけて、調査フィールドとの事前調整を行い、研究計画書の作成を始めたところである。予定していた研究計画の到達度は70%といえる。産後うつと妊娠・出産・産後の睡眠の実態を明らかにするための文献検討を行ったところである。平成29年度の予定であった研究計画書の作成は、今後睡眠専門家である研究分担者と推進していく。本研究に関連する研究成果については、国際学会で発表した。研究計画書に基づいて、平成30年度は睡眠の主観的質問票と客観的な睡眠が測定できる機器を用いて、産後うつと産後の睡眠との実態調査を行う予定である。研究分担者とは研究実施および研究成果発表に関する会議を行う予定である。平成29年度に予定していた研究計画書の作成準備が遅れているためである。

平成30年度は研究分担者との会議を行い、研究計画書の倫理委員会への申請後、調査を開始する予定である。会議用旅費・質問票の印刷にかかる金額の一部である繰越金が約150,000円あるが、早急に会議を開催し、研究推進のために繰越金を使用させていただく。平成30年度に予定していた調査が遅れているためである。令和元年は調査を行う予定である。繰り越し金が約680,000円あるが、研究分担者とともに調査結果により睡眠支援プログラムの開発および成果発表の研究推進のために繰り越し金を使用させていただく。
グリシン作動性シナプス可塑性の動作原理の解明

音刺激を繰り返し与えることで魚類の後脳にあるマウスナー細胞上のグリシン作動性シナプス伝達は増強されるが、その仕組みは解明されていない。本研究では、蛍光タンパク質で標識したグリシン受容体(GlyR)をマウスナー細胞に発現させることでGlyR集合の変化を蛍光強度の変化として可視化できる実験系を用いて、繰り返し音刺激がGlyRのシナプス部位への集合を促進すること、この促進はマウスナー細胞で活性化したCaMKIIに依存してグリシン作動性シナプスの足場タンパク質であるGephyrinがリン酸化されることで起きることを明らかにした。この現象はグリシン作動性シナプス増強の分子基盤のひとつであると考えられる。シナプス活動に応じたシナプス伝達効率の増減はシナプス可塑性と呼ばれ、学習や記憶の分子基盤であると考えられている。脳幹や脊髄における主要な抑制性化学シナプスであるグリシン作動性シナプスは海馬など大脳の一部においても形成され、神経ネットワークの興奮性を調節するなど重要な役割を担っている。しかし、そのシナプス可塑性の仕組みについての理解は、他の主要な化学シナプスであるグルタミン酸作動性シナプスやGABA作動性シナプスに比べて進んでいない。これまでに、繰返し音刺激がマウスナー細胞におけるグリシン性伝達を増強することが報告されているが、その分子機構は不明である。研究代表者はゼブラフィッシュのマウスナー細胞においてグリシン作動性シナプス増強を可視化することに成功している。本研究ではグリシン作動性シナプス増強の分子機構とそれをもたらすシナプス入力を明らかにすることを目的とした。グルタミン酸作動性シナプスでは、細胞内カルシウム濃度の上昇で活性化されるCaMKIIがシナプス増強に関与することが知られている。グリシン作動性シナプスにおいてもCaMKIIの関与があるのかを検証するため、マウスナー細胞特異的に常時活性型CaMKIIまたはドミナントネガティブ変異CaMKIIを発現させることで、マウスナー細胞のCaMKII活性を操作する実験系を確立した。常時活性型CaMKIIによるCaMKII活性の上昇はグリシン作動性シナプス増強を誘導したが、ドミナントネガティブ変異CaMKIIによるCaMKII活性の抑制は、繰り返し音刺激によるグリシン作動性シナプス増強を抑制した。これらの結果はCaMKIIの活性化がグリシン作動性シナプス増強においてCaMKII活性が必須であることを示している。また、質量分析によってCaMKIIによって抑制性シナプスの足場タンパク質であるゲフィリンがリン酸化されることが示された。平成27年度の研究実施計画に基づき実施した研究によって、CaMKIIが繰返し音刺激とグリシン作動性シナプスの増強を繋ぐ分子であることが示された。この研究と並行して行っている遺伝子組換えゼブラフィッシュ系統の樹立も概ね順調に進んでいるので、本研究は当初の計画通りに進行しているといえる。本研究では音刺激を繰り返し与えることでグリシン作動性シナプスの増強が起きることが報告されているマウスナー細胞をモデルとして、グリシン作動性シナプス増強を誘導する分子機構とそれをもたらすシナプス入力を明らかにすることを目指した。平成27年度には、繰返し音刺激はマウスナー細胞上のシナプス部位にグリシン受容体を集合させること、マウスナー細胞でのCaMKII活性化がシナプス部位へのグリシン受容体集合を促進することを示す結果を得た。また、抑制性シナプスの足場タンパク質であるゲフィリン中の特定のセリン残基がCaMKII依存的にリン酸化されることを明らかにした。平成28年度には、CaMKII依存的なゲフィリンのリン酸化が、ゲフィリンとグリシン受容体の結合を強めることをin vitroでの解析により明らかにした。また、このCaMKII依存的にリン酸化されるセリン残基をアスパラギン酸に置換することで疑似的にリン酸化状態したゲフィリンをマウスナー細胞に発現させることで、シナプス部位へのグリシン受容体集合を促進することに成功した。このグリシン受容体集合はグリシン作動性シナプス伝達の阻害とNMDA受容体活性化の阻害によって抑制されることを示す結果を得た。聴覚神経は、マウスナー細胞にグルタミン酸作動性シナプス伝達を与えるとともに、グリシン作動性介在神経を興奮させることで、マウスナー細胞にグリシン作動性シナプス伝達を与えている。この興奮性入力と抑制性入力のバランスがマウスナー細胞の興奮性を調節していることが知られている。本研究で得られた結果は、マウスナー細胞に対する興奮性と抑制性の両方の入力が繰り返し起こることで活性化したCaMKIIに依存してゲフィリンがリン酸化されることで、シナプス部位へのグリシン受容体集合が促進され、それによってグリシン作動性シナプス伝達が増強されることを示唆している。平成28年度の研究実施計画では、繰返し音刺激によるグリシン作動性シナプスの増強に関与するシナプス入力の同定を目標としている。

音刺激は聴覚神経と抑制性介在神経を経由してマウスナー細胞に興奮性と抑制性のシナプス入力を与える。薬理遺伝学的手法を用いてマウスナー細胞の興奮性を操作することで、どちらの入力がグリシン作動性シナプス増強に重要であるかを明らかにするための解析を行う。神経科学平成27年度に予定していた研究が順調に進んだことにより、予定していたよりも必要経費が少なくなったため。平成28年度の研究遂行に想定外の支出が必要になる可能性を考慮し、今年度は他の予算からの支払いを行い、本研究費を持ち越した。また、学会参加及び発表のための旅費を計上していたが、発表内容などから他予算による支払いがより適切であると判断し、本予算の旅費を執行しなかった。持ち越した研究費は、本年度に樹立したゼブラフィッシュの維持管理費やデータ取得解析のための機器購入などに充てることですべて使用する。
白神山系渓流水の水量的および水質的流出特性に関する基礎的研究

白神山系の二つの河川、真瀬川と粕毛川の三調査地点に関し、冬期を除いた月一回の調査を基本として2年間にわたる水質調査を行った。その結果、白神山系の渓流水の水質には、この地域の急峻で崩れ易い地形も寄与して地質的影響が大きく、SO4、CaおよびMgイオンなどに渓流ごとに大きな濃度の違いが見られることが分かった。これらのイオン類から見ると、この地域の渓流水は全体として鉱山水や温泉水に近い水に分類できる。また、NaやC1イオンなどには風送塩による影響も見られた。一方、流域表面の腐葉層などから流出してくると思われる有機物(TOC)や窒素(硝酸性および総窒素)に関しては、流域ごとの濃度の違いは明瞭には認められなかった。これらの濃度は、流量の増加とともに増大する汚濁型に分類され、供給源が面的に広く分布して水質物質を供給していると判断された。現時点では、三渓流水の平均水質濃度からみて富栄養化のレベルまでは達していないと判断されるが、前述のように汚濁型に属することもあり、降雨時などの水質挙動も考慮して今後とも注意深く観察していく必要があると思われる。比流出負荷量に関しては、多くの項目で高い相関係数を持つ回帰式を求めることができた。流出パターンを比較すると、粕毛川よりも真瀬川の方がやや大きな流出特性を持っていることが認められた。また、北海道の渓流水と比べると、比流出負荷量がほぼ類似している河川と、特にTOCや硝酸性窒素に関してかなり異なる河川とに分かれた。流出パターンについても、白神山系の方が北海道の河川と比べてやや大きな流出特性を持っている傾向も見られた。これらには、地質や地形なども影響していると思われるが、森林生体系の違いも関わっていると考えられ、今後更に調査データを増やして森林の持つ機能を明確していく必要があると考えられる。真瀬川水系中ノ又沢および一ノ又沢の2点で5月から12月まで毎月1回計8回採水調査した。粕毛川については道路事情により6,9,10月の3回採水し調査した。各渓流水の水量と主な分析結果を表1に示す。現在までの調査結果によると,水量は5月と12月にやや多かったが,その他の月は変化が少なくほぼ一定であった。また,各成分の分析結果においても渓流による違いは若干見られるものの,季節による変化は非常に少なかった。いずれの場合も無色無臭で,化学的酸素要求量(COD),総リン(TP),硝酸イオン(NO_3)等は非常に少なく,森林の保水機能や浄化作用が十分なされていることが分かった。各渓流水の特徴,水量との関係,各成分間の相関関係等についても多くの知見を得,現在さらに継続調査している。昨年に引き続き,真瀬川水系の中の又沢(以下真瀬1とする)および一ノ又沢(以下真瀬2とする)について4月から12月まで毎月1回計9回採水し水量および水質を調査した。粕毛川については道路事情により,昨年同様6,8,10月の3回採水し調査した。昨年は雪解けによる増水期以外は流量変化が少なく,水質の変化も少なかった。本年は春の雪解けはほぼ同様であったものの,7月から降水が多く,この時期の流量は昨年同期の35倍にも達した。とくに8月の粕毛川は大増水で推定流量が10m^3/secと昨年の8倍にも及んだ。したがって,流量による水質の変化が若干見られた。Ca^<2+>,SO_4^2などの地質成分は流量の増加で濃度は減少する。

一方,降水中に含まれる,Na^+,Clなどは各種の要因が加味され,明確な相関は得られなかった。真瀬2および粕毛川はCa^<2+>,SO_4^2が常に多く,これはこの地域の地質成分によることが明確になった。2年間にわたる水質調査の結果から,各渓流水について負荷量や比流量等からデータを検討し,各種の結論や推論を得た。また,陽イオンと陰イオンの当量合計の関係を求め,分析値としてほぼ妥当であることが確認できた。表1に今年度の主な測定値の平均を示す。表1 95年度各渓流水の主な測定値平均(mg/l)真瀬1 2.70 6.70 22190.769 1.88 0.264 7.79 0.29 5.12 2.109.38 0.45 6.74真瀬2 1.25 6.70 16.94 0.563 2.72 0.258 7.80 0.30 6.23 3.01 8.14 0.51 13.00粕毛川5.16 6.81 17.740.741 1.67 0.226 6.59 0.44 6.812.03 6.700.54 11.75