hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガンマ線バースト現象と無衝突衝撃波の物理

これまではカットオフだけを用いていたが、対消滅線を用いることによって制限がさらに強くなるごとが分かった。今後、我々の手法を実際にFermi衛星の観測結果に適用することで、宇宙一明るい天体がどのような物理状態で光っているのか、という基本的な問いに近づける可能性がある。一方昨年度、Auger実験が最高エネルギー宇宙線の非等方性に関する論文を発表し皆を驚かした。GRBも最高エネルギー宇宙線の有力な源の一つであり、GRBで最高エネルギー宇宙線が加速されているかどうかは、本研究テーマである無衝突衝撃波での粒子加速機構に対して重要な示唆を与えうる。また、Augerの結果は宇宙線が鉄などの重い原子核である可能性も示唆しており、GRBで鉄が加速できるのかどうかを調べることは重要である。そこでGRB中での原子核の破壊プロセスを考慮して、最高エネルギー宇宙線の加速可能性を検討した。その結果、重い原子核は十分に生き残れるパラメータが存在することが分かり、それは我々が本研究で提案した非常に暗いGRBが起源であった場合に対応することが分かった。これは暗いGRBが今後の研究対象として非常に面白いことを示唆する。最高エネルギー宇宙線だけでなく高エネルギーニュートリノやガンマ線の観測によって、無衝突衝撃波に対する情報が得られることも議論した。
ラピッドプロトタイピングを応用した金属部品の迅速作製技術の開発

積層造形法は当初プラスチックなどの成形用金型の模型を作製する迅速模型作製法(Rapid Prototyping)として幅広く研究されてきたが,近年,機械部品などの製品そのもののニアネットシェイプ製造法として脚光を浴びて来ている.RP技術の一つである溶融紡糸堆積(Fused Spinning Deposition)法は,プラスチックを対象とした技術として研究されてきたが,本研究課題は金属製品そのものの製造法としての応用を目指したものである.研究代表者らは1995年に米国,ドイツとほぼ機を同じくして積層造形法による金属製品の製造技術に関する研究をスタートさせ,本研究課題の基礎となる溶融紡糸堆積(FSD)法を用いてアルミニウム合金と銅合金の円筒,角筒,板,棒などの基本形状ならびにそれらの組み合わせ形状について,形状制御パラメータのデータベース化を進めてきた.本究課題では材料と形状の適用範囲の拡大を図るために,以下の3点の改良を加えた装置の試作を行った.1.基板駆動部を回転とX-Y-Zの3軸駆動を一体化したものに改良する.2.合金溶解部に予備溶解用高周波コイルと溶湯搬送システムを組込むことにより連続溶解ができるように改良する.3.溶湯流出部を2ノズルとし,異材複合構造体にも適用範囲を広げる.これらをもとにマルチノズルを用いた場合の金属部品の製造パラメータを整理し,より大型の金属部品製造へのFSD法の応用展開を図ることを目指した.得られた結果から,FSD法による精密かつ大型の金属部品の製作のために必要な試作機の開発および種々の合金系における積層条件に関する基礎的知見を十分に得ることができた.積層造形法は当初プラスチックなどの成形用金型の模型を作製する迅速模型作製法(Rapid Prototyping)として幅広く研究されてきたが,近年,機械部品などの製品そのもののニアネットシェイプ製造法として脚光を浴びて来ている.RP技術の一つである溶融紡糸堆積(Fused Spinning Deposition)法は,プラスチックを対象とした技術として研究されてきたが,本研究課題は金属製品そのものの製造法としての応用を目指したものである.研究代表者らは1995年に米国,ドイツとほぼ機を同じくして積層造形法による金属製品の製造技術に関する研究をスタートさせ,本研究課題の基礎となる溶融紡糸堆積(FSD)法を用いてアルミニウム合金と銅合金の円筒,角筒,板,棒などの基本形状ならびにそれらの組み合わせ形状について,形状制御パラメータのデータベース化を進めてきた.本究課題では材料と形状の適用範囲の拡大を図るために,以下の3点の改良を加えた装置の試作を行った.1.基板駆動部を回転とX-Y-Zの3軸駆動を一体化したものに改良する.2.合金溶解部に予備溶解用高周波コイルと溶湯搬送システムを組込むことにより連続溶解ができるように改良する.3.溶湯流出部を2ノズルとし,異材複合構造体にも適用範囲を広げる.これらをもとにマルチノズルを用いた場合の金属部品の製造パラメータを整理し,より大型の金属部品製造へのFSD法の応用展開を図ることを目指した.得られた結果から,FSD法による精密かつ大型の金属部品の製作のために必要な試作機の開発および種々の合金系における積層条件に関する基礎的知見を十分に得ることができた.積層造形法は,当初プラスチックなどの成形用金型の模型を作製する迅速模型作製法(Rapid Prototyping)として幅広く研究されてきたが,近年,機械部品などの製品そのもののニアネットシェイプ製造法として脚光を浴びて来ている.研究代表者らはこれまで,溶融紡糸堆積(FSD)装置を試作し,アルミニウム合金と銅合金による円筒,角筒,板,棒などの基本形状について,形状制御パラメータのデータベース化を進めてきた.本申請課題の17年度では,製品の表面性状及び歩留まりに大きな影響を及ぼすと考えられるノズルの径及び材質の影響について調べた.初めに,ノズル径を0.250.4mmまで変化させて円筒試料を作製した結果,ノズル形が小さくなるにつれて表面性状は悪化した.これは,新たに積層された溶湯による下層の再溶解に必要な熱量が得られなかったため,再溶解による平滑化が十分に生じなかったためであると考えられる.次に,ノズル径0.4mmにおいて,ノズル材質を黒鉛及びKCカーボンセラミックスに変更して円筒試料を作製した結果,黒鉛ノズルでは溶湯の流出及び積層は可能だが,大気中での実験のため黒鉛が酸化してノズル径が変化しため,ノズル部の継続的な利用はできなかった.また,KCカーボンセラミックスノズルでは,溶湯は流出したが,溶湯が不安定に流出したため,安定した積層ができなかった.これは,KCカーボンセラミックス表面のホウ珪酸ガラス形成により,ノズル径がわずかに変化したためと考えられる.しかし,大気中で実験を行っても酸化が進行しない為,再利用が可能という点で有望な材料であることがわかった.また,これまで合金溶解部とノズル部が一体化した装置から,合金溶解部とノズル部を分離させた装置を試作した.これにより,製品形状の適用範囲の拡大が可能になると考えられる.今後は,試作した装置を用いて,製品形状の拡大及び作製した金属部品の特性を評価する.また,形状制御パラメータのより詳細な調査及びパラメータのデータベース化を行う.溶融堆積法(FSD法)は、鋳型を用いずに溶融金属を直接基板上に積層させ、金属部品を作製する新しい鋳造方法である。本申請課題では、実用金属で最も軽く、リサイクル性に優れたMg合金を用いてFSD法により円筒試料を作製し、その形状制御条件を明らかにし、さらに溶融堆積法の大型部品への応用を図るためにノズル駆動方式を採用し、合金溶湯貯蔵部からノズル部への溶湯搬送システムを検討することを目的とした。

ダイカスト用Mg合金(AZ91D)を用いた実験では、ノズル材料にKCカーボンセラミックス用い、溶湯が流出可能な条件を調べた結果、ノズル径が0.5mm、溶湯温度がAZ91Dの融点から過熱度50°C(648°C)で流出可能であることがわかった。そこで、基板回転速度を変化させて円筒試料を作製した結果、どの基板回転速度でも積層することができなかった。そこで、積層中に試料を水冷することにより、形状を安定させることを試みた。その結果、水冷することより、空冷では形状を維持できなかった条件においても、安定した形状で積層が可能であることがわかった。しかし、試料の表面には凹凸がみられ、表面平滑性には乏しいことから、形状安定性と表面平滑性を共に満たすような冷却方法について検討する必要がある。また、溶湯搬送システムにおける溶湯搬送チューブの作製を試みた。チューブに用いる黒鉛クロスの枚数を変え、またクロスの空隙を埋めるため黒鉛粒子を付着させて溶湯の漏れ試験を行い、最適構造を検討した。そして黒鉛テープ、黒鉛クロス及びステンレステープを用いて、溶湯搬送チューブを製作した。溶湯搬送チューブに用いる黒鉛クロスの溶湯の漏れ試験を行った結果、黒鉛クロス5層で漏れはみられなくなった。搬送時の溶湯の漏れについてはノズル径が0.5mm以上の条件において、漏れがなくなり、溶湯搬送が可能であることが確認された。FSD法により大型の金属部品を作製するために、ノズル駆動型FSD装置を製作した。このとき、合金溶解部とノズル部を繋ぐ溶湯搬送部および各パーツの接続部の構造の最適化のために、合金溶解部とのコネクタ部、合金搬送部およびノズル部をそれぞれ試作して、それらを相互に接続したものを用いてアルミニウム合金溶湯の流出実験を行った。ノズル部を可動とするためには、発熱体により溶湯の温度を保持しつつ、溶湯搬送部には柔軟性が求められる。そのため、当初はカーボンテープによりチューブを作製し、発熱体で覆った構造としたが、カーボンテープの隙間およびコネクタやノズル部との接続部からの溶湯の漏れを防ぐことができなかった。そこで、市販のステンレス製フレキシブルチューブを発熱体で覆った構造に改善したところ、これらの問題を解決することができた。また、これまではアルミニウム系合金を用いて研究を行ってきたが、近年需要が増大しているマグネシウム系合金についても、FSD法による金属部品の作製を行った。マグネシウム合金は活性な金属であるため、流出時の発火の可能性が懸念されたが、安定して溶湯を連続的に流出させることにより、積層材を作製できることがわかった。しかし、アルミニウム系合金で得られたような安定した形状の金属部品を作製するための積層条件については、未だ検討の余地があり、今後のより詳細な研究が必要である。さらに、流体力学的な観点から、FSD法における合金溶湯の流出の安定性について検討した結果、従来の比較的弱い圧力で合金溶湯を流出させた場合は、溶湯表面に大きな揺らぎが生じ、製品形状の不安定性化につながるが、強い圧力で流出させた場合は、溶湯表面には揺らぎがほとんど見られず、安定した積層条件が得られることがわかった。
ヒト造血化したマウスにおける白血病幹細胞ニッチ解析

白血病幹細胞のニッチ制御機構に迫ることを目的として本研究を行った。まずヒト造血化マウスモデルを用い、ヒト正常造血幹細胞は、移植後4から8週にかけて低酸素状態を獲得し、8から12週にかけて静止期を獲得し、骨梁辺縁の骨髄ニッチに局在するという特徴を明らかにした。さらに、MOZ-TIF2白血病マウスモデルを作製し、白血病幹細胞はM-CSFRを高発現する特徴を明らかにした。今後はヒト造血化マウスを用いた白血病幹細胞解析に発展させたいと考える。平成21年度は、白血病幹細胞と正常造血幹細胞の相違を明らかにするために、ヒト正常造血幹細胞の特徴を検討するべく、ヒト臍帯血幹細胞が移植後マウス骨髄に生着し静止期を獲得するまでの動態を明らかにした。ヒト臍帯血細胞を超免疫不全マウスであるNOGマウスに移植することで移植後4週の早期から90%以上のヒト造血キメリズムを示し、その後も4か月にわたりヒト造血キメリズムを維持するマウスモデルを作製した。造血幹細胞は「ニッチ」とよばれる骨梁領域のもっとも低酸素な領域において静止期を維持し、生涯にわたって造血細胞を供給することが知られている。そこで、このマウスモデルを用いて、移植後マウス骨髄に生着したヒト造血幹細胞がどのように骨髄ニッチに接着し静止期を獲得するのかを明らかにするために、生着したヒト造血幹細胞の細胞周期や幹細胞制御にかかわる遺伝子の発現について解析した。また酸素動態についても検討した。その結果、細胞周期解析から、移植後4週から8週にかけて、もっとも未分化な造血幹細胞が含まれるCD34陽性CD38陰性の細胞分画において、G0期の静止期にある細胞集団が有意に増加することが示された。また、同時にCD34陽性CD38陰性の細胞集団が他の細胞分画に比し有意に低酸素状態を獲得することも示された。この移植後4から8週の期間において、細胞周期制御因子や幹細胞制御因子のmRNA発現の変化もみられ、造血幹細胞の静止期制御メカニズム解明につながる可能性が示唆された。また、白血病発症にかかわるキメラ遺伝子としてMOZ-TIF2およびMLL-AF10を選択した。レトロウィルス感染の系を用いてキメラ遺伝子を導入したマウス造血細胞およびヒト臍帯血細胞をマウスに移植し、白血病マウスモデルの作製を進めている。平成22年度は、白血病マウスモデルを用いて急性骨髄性白血病(AML)における白血病幹細胞の特徴を明らかにすることを目指し解析を行った。AMLの発症にかかわるキメラ遺伝子としてMOZ-TIF2を選択し、レトロウィルス感染の系を用いてキメラ遺伝子を導入したマウス造血細胞をマウスに移植すると、レシピエントマウスはAMLを発症する。この白血病細胞は繰り返し移植が可能であり、レシピエントマウスに白血病を誘導することから、白血病幹細胞の存在が示唆された。このMOZ-TIF2白血病マウスの骨髄細胞においてM-CSFR高発現の分画が存在することを見出した。M-CSFR高発現分画と低発現分画の細胞の性質の違いを検討すると、両分画間で細胞形態、MOZ-TIF2白血病で発現が上昇するhomeoboxA9の発現、細胞周期に違いはみられなかった。一方、M-CSFRの下流であるSTAT5のリン酸化レベルは、M-CSFR高発現分画で低発現分画に比し有意に高値を示した。また、それぞれの分画を規定細胞数でマウスに二次移植すると、M-CSFR高発現の細胞は10^2個の移植で全レシピエントマウスがAMLを発症したのに対し、M-CSFR低発現の細胞は10^4個の移植でも約半数のレシピエントマウスは白血病を発症しなかった。以上より、MOZ-TIF2白血病幹細胞はM-CSFR高発現分画により高頻度に存在することが示唆された。M-CSFRはMOZ関連AMLのみならず様々なAML患者で発現上昇が報告されており、白血病幹細胞治療の標的としての可能性が期待される。昨年明らかにしたヒト正常造血幹細胞の特徴とあわせ、今後はヒト細胞を用いたマウスモデルの解析に発展させたいと考える。ヒト造血化マウス白血病マウスモデルの作製ついては、キメラ遺伝子のヒト造血細胞への導入効率の改良、および免疫不全マウスの易感染性への対策を検討している。
ポリペプチド鎖を反応場とする金属ポルフィリンの光誘起電子移動反応

本研究では、ミオグロビン中のヘムを亜鉛プロトポルフィリンで置換した亜鉛ミオグロビンを調製し、亜鉛ミオグロビンとビオロ-ゲンとの間の光誘起電子移動反応を行った。亜鉛ミオグロビンをNd-YAGレ-ザ-第二高調波(波長532nm)により光励起すると、励起三重項状態にある亜鉛ミオグロビンが生成した。亜鉛ミオグロビン励起三重項状態の寿命は15ミリ秒であった。本反応系内にメチルビオロ-ゲンを添加すると、亜鉛ミオグロビン励起三重項状態とメチルビオロ-ゲンとの間で電子移動反応が進行し、還元型メチルビオロ-ゲンが生成した。この反応速度定数は、pH7において2.7x10^7M^<-1>S^<-1>と求った。この反応速度定数は、反応溶液のpHの上昇とともに増加することがわかった。これは、pH変化により亜鉛ミオグロビン上の電荷が変化するためであると考えられる。亜鉛ミオグロビン上の電荷の変化に直接関与しているのは、反応サイト近傍に存在するリシン残基であると思われる。電子受容体として、メチルビオロ-ゲンのかわりにチトクロ-ムcを用いた場合も、光誘起電子移動反応が進行することがわかった。EDTA、亜鉛ミオグロビン、チトクロ-ムcより成る系に定常照射を行うとチトクロ-ムcの還元反応が進行した。光照射20分後には、90%以上のチトクロ-ムcが還元されることがわかった。レ-ザ-フラッシュフォトリシスによる過渡吸収スペクトルの測定においては、還元型チトクロ-ムcにもとずく過渡吸収は観測されなかった。これは、逆電子移動反応の速度が速く、電荷分離種が生成しないためであると考えられる。
エチオピアの火山体の発達と分類

エチオピアのアファー三角帯からエチオピア裂谷,ケニア平原にいたる線状の地域に分布する火山体の地形的特徴とその発達を,地形図・空中写真を用いて明らかにした.アファー三角帯北部の裂谷内部にErta Ale, Tat'Aliなどの溶岩原が約20個あり,その一部のピットクレーターには溶岩湖がある.各溶岩原の大部分には比高500-1000mの楯状火山がのる.アファー三角帯の北東部にはダナキル山地を横切って,山頂カルデラをもつ成層火山が7-8個南北に並ぶ.アファー三角帯から1000-2000m高いエチオピア裂谷底にはDensi,Zuqualaなどの成層火山,Shalla,Awasaなどのカルデラ火山,Budemedaなどの単成火山群が混在し,Wonji地溝帯を厚い噴出物で埋めている.エチオピア裂谷北部のCantale,Galiboldi火山は成層火山・カルデラ火山で火砕流を噴出,山頂に5-10kmのカルデラをもつが,同時に苦鉄質の流動性の高い溶岩を流出,溶岩湖や溶岩原を形成,苦鉄質溶岩を主としたアファー地溝帯と珪長質火砕流堆積物を主としたエチオピア裂谷の火山の中間的性格をもっ.エチオピア裂谷の東縁には標高4000mを超える巨大なBadda楯状火山が存在,山頂には10個ほどのカールが残り,氷蝕や凍結融解作用によって,数本の平行した岩脈が長く連なって露出する.エチオピア裂谷中には新旧の巨大カルデラから噴出した大規模珪長質火砕流堆積物などを切って裂谷中央部を走るWonji断層帯に沿って,いたるところで苦鉄質マグマが噴出,新鮮な地形を保持するスコリア丘列,スパター丘,溶岩原が生じている.これらエチオピア火山体の特徴はアファー地溝帯の地下には大陸地殻はなく,薄い海洋地殻を通してマントルからの苦鉄質マグマが直接噴出しているのに対し,エチオピア裂谷下には陥没した厚い大陸地殻が存在,その中に珪長質マグマ溜まりが生じていること,張力場で生じた割れ目に沿ってマントルから苦鉄質マグマが上昇していることを示唆する.エチオピアのアファー三角帯からエチオピア裂谷,ケニア平原にいたる線状の地域に分布する火山体の地形的特徴とその発達を,地形図・空中写真を用いて明らかにした.アファー三角帯北部の裂谷内部にErta Ale, Tat'Aliなどの溶岩原が約20個あり,その一部のピットクレーターには溶岩湖がある.各溶岩原の大部分には比高500-1000mの楯状火山がのる.アファー三角帯の北東部にはダナキル山地を横切って,山頂カルデラをもつ成層火山が7-8個南北に並ぶ.アファー三角帯から1000-2000m高いエチオピア裂谷底にはDensi,Zuqualaなどの成層火山,Shalla,Awasaなどのカルデラ火山,Budemedaなどの単成火山群が混在し,Wonji地溝帯を厚い噴出物で埋めている.エチオピア裂谷北部のCantale,Galiboldi火山は成層火山・カルデラ火山で火砕流を噴出,山頂に5-10kmのカルデラをもつが,同時に苦鉄質の流動性の高い溶岩を流出,溶岩湖や溶岩原を形成,苦鉄質溶岩を主としたアファー地溝帯と珪長質火砕流堆積物を主としたエチオピア裂谷の火山の中間的性格をもっ.エチオピア裂谷の東縁には標高4000mを超える巨大なBadda楯状火山が存在,山頂には10個ほどのカールが残り,氷蝕や凍結融解作用によって,数本の平行した岩脈が長く連なって露出する.エチオピア裂谷中には新旧の巨大カルデラから噴出した大規模珪長質火砕流堆積物などを切って裂谷中央部を走るWonji断層帯に沿って,いたるところで苦鉄質マグマが噴出,新鮮な地形を保持するスコリア丘列,スパター丘,溶岩原が生じている.これらエチオピア火山体の特徴はアファー地溝帯の地下には大陸地殻はなく,薄い海洋地殻を通してマントルからの苦鉄質マグマが直接噴出しているのに対し,エチオピア裂谷下には陥没した厚い大陸地殻が存在,その中に珪長質マグマ溜まりが生じていること,張力場で生じた割れ目に沿ってマントルから苦鉄質マグマが上昇していることを示唆する.地球上の火山の地形発達を明らかにし、それをもとに多様な火山体を分類し、その多様性・地域性の原因を探る研究を20年間継続してきたが、エチオピアの火山に関する本研究はその一環である。購入した地形図・空中写真をもとにエチオピア火山約70個(区分の仕方で若干数変動)について地形分類図を作成、個々の火山の認定に始まり、火山体の種類・規模・構成物・構造・発達史・形成年代に関する情報を得て、それらと地殻構造・構造運動などとの関係を既存の文献などからの情報を加味して推定することを試みている。その結果これまでに明らかになったことを略述する。エチオピアの第四紀火山はAfar三角帯の地溝部と南に続くエチオピア裂谷の中に分布し、溶岩原・楯状火山・成層火山・カルデラ火山・スコリア丘火山・溶岩ドーム火山がすべて存在するという多様性を示す。紅海が開いて形成されたAfar三角帯の火山は玄武岩質の溶岩を主とする溶岩原が広く分布し、その上に楯状火山・スコリア丘、ときには流紋岩質の溶岩ドームが形成される。Afar三角帯の中でも大陸地殻が下部に内在すると見られるだダナキル山地域では安山岩質の成層火山が数個認められる。南のエチオピア裂谷中では成層火山・カルデラ火山が卓越し、それに混在して溶岩原・楯状火山が稀に認められる。

カルデラ火山は直径10-20kmのカルデラをもち、周囲に広い火砕流台地を形成している地形的に明瞭なものは6個数えられる。それぞれから数回にわたって大量の火砕流が噴出したことが推定されるが、詳細は不明である。裂谷特有の複数の正断層崖に切られて、これらの火山の原型は変形し、あるいは大量の火砕流堆積物の下に埋没してわからなくなっているカルデラ火山はかなりの数にのぼると考えられる。裂谷底は標高2000mを超え、地下にかなりの厚さをもつ地殻が存在し、カルデラ火山の形成に関与していると推測される。世界の火山の地形発達を明らかにし、それをもとに火山体を分類、その多様性・地域性の原因を探る研究を20年以上に渡って継続してきたが、本研究はその一環である。エチオピアの火山体の研究は、先年度までにアファー三角帯、エチオピア裂谷内に、溶岩原、楯状火山、成層火山、カルデラ火山、スコリア丘火山、溶岩ドーム火山のすべてが存在すること、地殻が薄いとされているアファー三角帯では溶岩原・楯状火山が卓越、地殻が厚いと考えられるエチオピア裂谷内では成層火山・カルデラ火山が卓越することなどを明らかにした。しかし、空中写真の購入が遅かったため、その判読の時間的余裕がなく、十分な活用がはかれなかった。本年度は、新たに購入した空中写真・地形図も合わせ、その解析がなされたため、かなり詳細なデータが数多く得られた。アファー三角帯地溝部ではErta Aleなどの苦鉄質マグマ活動による溶岩原、楯状火山が卓越し、活動中のピットクレーターの存在など、ハワイ島の火山と酷似する地形・構造を示す。アファー三角帯の紅海沿岸からダナキル山地を横断して一直線上の連なるDubbi,Oumaなど7火山は紅海に近いほど溶岩原的性質が顕著で、ダナキル山地を横断する場所では、成層火山の特徴が明瞭に表れる。これは地殻の厚さが火山体の特徴に大きな影響をあたえていることを強く示唆する。エチオピア裂谷内では、成層火山・カルデラ火山が卓越することがより詳細に明らかにされた。アファー三角帯とエチオピア裂谷の漸移地帯では成層火山に近い楯状火山、溶岩湖が陥没したカルデラと成層火山、溶岩ドーム・スコリア丘火山が混在する多様な火山地形が認められる。
カンジダ抑制作用を有するTea tree oilの義歯用歯磨剤への応用と開発

Candida albicansに対して抗菌効果を有する植物精油の義歯用歯磨剤への応用について検討した。ティートゥリーオイル(TO)とレモングラス(LE)を使用し,床用レジンに付着したバイオフィルムに対する除去効果について調べた結果,1.0%TO,0.5%LEおよび1.0%LEの義歯清掃への利用は,C.albicansバイオフィルムの除去に有効であることが示唆された。また,これらの精油溶液を用いて磨耗試験を行った結果,水のみでのブラッシングよりも,精油を使用した方が表面粗さは小さかった。以上より,精油は義歯清掃に有効である可能性が示唆された。3種の精油Tea treeoil(TTO),Lemongrass West Indian oil(LWO),Lemongrass East Indian oil(LEO)のC.albicansに対するMICを測定した.精油濃度50%のDMSO混合溶液を作製後,精油濃度2%0.0625%のTSBD希釈系列を用意した。前培養した菌液をTSBDで10倍に希釈し,各試験管に10 μlずつ入れ撹拌後,30°Cで48時間,静地培養し,MICを判定した。さらに,TTOについては,MICで用いた0.25%,0.125%,0.0625%の試験管を撹拌後100 μl採取し,サブロー寒天培地に接種,30°Cで48時間,静置培養しMBCを測定した。1の実験において,TTOよりもカンジダ抑制効果が高かったLemongrass East Indian oil(LEO)を用いて,加熱重合レジン,硬質レジンに対するLEOのカンジダ付着抑制効果を洗い出し法で調べた結果,濃度依存的に付着抑制効果が認められた。加熱重合レジン,硬質レジンに対するTTOのカンジダ付着抑制効果をRedox Indicator試験で調べた結果,レジン片の方が硬質レジン片よりも,数値が高い傾向にあり,硬質レジン片の方が菌が付着しにくい傾向にあった。このように,精油がカンジダ抑制に効果があることは確認できたが,まだ実験回数が少ないため,回数を増し統計処理が必要である。また,今後精油のカンジダ除去効果の測定が必要である。まず,植物精油によるカンジダ・バイオフィルムの除去効果について調べた。義歯床用レジンの試料片(直径6mm厚さ1.5mm)にカンジダ・バイオフィルムを形成後,蒸留水(コントロール),ティートゥリーオイル(0.5%,1.0%),レモングラス東インド型(0.125%,0.25%,0.5%,1.0%)の計7種の溶液に,それぞれ1分,3分,5分間浸漬し,その後Alamar blueを用いてカンジダの除去効果を測定した。その結果,ティートゥリーオイル溶液,レモングラス溶液ともに,濃度が高く,浸漬時間が長いほどAlamar blue値は低かった。特に,1.0%ティートゥリーオイル溶液に3分間,5分間浸漬した群,および0.5%または1.0%のレモングラス溶液に5分間浸漬した群では,コントロールに比べ, Alamar blue値は有為に低く,除去効果が高いことが示唆された。次に,植物精油が義歯床用レジンに及ぼす影響について調べた。被験面を鏡面に仕上げた義歯床用レジンの試料片(25mm×15mm×2mm)に,蒸留水(コントロール),1.0%ティートゥリーオイル溶液,0.5%および1.0%レモングラス溶液と義歯用ブラシを用いて,荷重200g,動作幅20mm,摩耗回数10,000ストロークの摩耗試験を行い,試験前後の表面粗さを比較した。その結果,いずれも磨耗試験により表面粗さが大きくなる傾向を示したが,コントロールの蒸留水より精油を用いた方が表面粗さは小さく,特に,ティートゥリーオイル溶液では磨耗試験の前後で有意差は認められなかった。よって,植物精油による義歯床用レジンの劣化の可能性は低く,精油はブラシによる磨耗に対し保護作用があることが示唆された。当初は1種類の精油のみの実験予定であったが,予定していた精油よりも効果の高い精油があることがわかり,それらについても実験を行っているため。医歯薬学,歯学,補綴・理工系歯学,有床義歯補綴学現在行っている義歯床用加熱重合レジンに対する3種の精油のカンジダ除去効果の結果がでたらすぐに,これらの精油がレジンの材質に影響を及ぼさないかを調べる実験を行う。これまでのところはおおむね順調に進行している.当初の予定よりも研究がやや遅れており,購入予定だった物品をまだ購入していないため。物品費として使用実験の消耗品の購入が間に合わなかったため実験の消耗品に使用
概日リズム発振にともなうKai複合体の構造変化の経時的解析

藍色細菌の生物時計は、時計タンパク質KaiA、KaiB、KaiCの3つから構成され、ATP存在下で約24時間の自律的振動を生み出す。これまでに、電子顕微鏡解析やX線結晶構造解析により、時計タンパク質複合体の構造解析が行われてきたが、いずれも溶液中ではなく、生理的条件とは異なる。時間振動中の時計タンパク質複合体の継時的な構造変化およびKaiタンパク質のオリゴマー構造の変化を捉えることで、生物時計分子装置の解明を目指した。本研究では、時間振動中の時計タンパク質間相互作用の解析を溶液中で行うために、電子スピン共鳴(ESR)法を用いた。ESR法は、ラジカルを検出することで、ラジカル近傍の環境を知ることができる。申請者は、KaiBにスピンラベルを導入し、KaiAとの相互作用を明らかにした。これまでに明らかになっていた相互作用部位(Mutoh et al., 2010)に加え、新たに2か所のKaiB上のKaiA相互作用部位を同定した。また、KaiBのオリゴマー構造の変化を捉えるため、パルスELDOR法を用いた。時間振動中のKaiBは、ある時間で単量体に変化することがわかった。また、時間振動中のKaiAの構造変化を捉えるため、KaiAのN末端ドメインにHis-tagを付加した変異体を作製した。核磁気共鳴(NMR)法を用いた時計タンパク質間相互作用解析に向け、新たにKaiAおよびKaiCの変異体を作製した。現在、それらの変異体の活性を確認し、NMR測定に向けた準備を行っている。今後は、作製した変異体を用いて、順次測定を行い、解析を行う。本研究に必要な変異体の作製を順調に進めることができた。現在、それらの発現と活性を確認しているところである。ESR法では、パルスELDOR法を用いて、KaiBのオリゴマー構造が時間振動中にどのように変化するのかを調べた。これまでの研究で、通常は4量体で存在するKaiBが、時間振動中には単量体になるのではないかと予測されていた。今回の測定の結果、KaiBは時間振動中に単量体になることが示唆された。しかし、KaiCに結合したKaiBがKaiCから解離した後、KaiBが単量体のままであるのか、それとも単独で存在するときには4量体に戻るのかは明らかになっていない。NMR法では、タンパク質の分子量に制限があるため(50kDa以下が好ましい)、Kaiタンパク質を直接観測することが難しい。そこで、KaiAまたはKaiCの一部のみをNMR標識することで、溶液中の相互作用部位を同定しようと試みている。現在までに複数のプラスミドを作製し、培養条件の決定を行った。作製した変異体が野生型と同等の活性を持っているのか検証する。活性を確認後、順次NMR測定を行い、KaiA、KaiB、KaiCを混ぜ合わせて時間振動させ、KaiAまたはKaiCの相互作用部位を同定する。そのためには、まずNMRピークの帰属を行う必要がある。今年度は、帰属を進めると同時に測定を行い、必要があれば変異体の改良を行う。

しかし、KaiCに結合したKaiBがKaiCから解離した後、KaiBが単量体のままであるのか、それとも単独で存在するときには4量体に戻るのかは明らかになっていない。NMR法では、タンパク質の分子量に制限があるため(50kDa以下が好ましい)、Kaiタンパク質を直接観測することが難しい。そこで、KaiAまたはKaiCの一部のみをNMR標識することで、溶液中の相互作用部位を同定しようと試みている。現在までに複数のプラスミドを作製し、培養条件の決定を行った。作製した変異体が野生型と同等の活性を持っているのか検証する。活性を確認後、順次NMR測定を行い、KaiA、KaiB、KaiCを混ぜ合わせて時間振動させ、KaiAまたはKaiCの相互作用部位を同定する。そのためには、まずNMRピークの帰属を行う必要がある。今年度は、帰属を進めると同時に測定を行い、必要があれば変異体の改良を行う。高価な試薬を購入予定であったが、試薬を譲り受けたため購入の必要がなくなったため、本年度は使用額が少なかった。また、旅費に関しても、招待講演だったため、交通費のみで済んだため、予定よりも使用額が少なかった。次年度はNMR測定を頻繁に行う予定であり、試薬と旅費が必要になるので、次年度に使用を繰り越した。
日米稲作技術発達史の比較研究-移民史との関係で-

従来のアメリカ移民研究史の中で、カリフォルニア稲作史における日本人移民に関する研究が手薄だった。そのため大型稲作経営という移民農業の発展を示す経営の存在が分析されず、20世紀初頭の日本人移民の新たな動き、ホスト社会への融合と自立の過程が明確ではなかった。本研究はこの点を掘り下げ、記のような成果をあげた。(1)従来の移民農業とは規模も資金も格段に異なる移民経営が存在したこと。(2)その経営が多数存在し、点的なあるいは特殊な存在ではなかったこと。(3)その経営はホスト社会と対等関係を形成し、移民の自立過程でもあったこと。(4)小規模資本を株式会社組織で集めたこと。(5)アメリカ型大規模経営を展開したこと。(6)大規模経営だったからこそ景気循環により経営危機に陥ったこと。(9)大規模移民経営の自立期だったので資金不足という限界があったこと。(10)母国の技術の国際交流がホスト社会での自立を促したこと。(11)日米の政治的関係がホスト社会と移民との関係を阻害したこと。以上のような諸点を明確にしたとともに、インタビュー記録、動産抵当証書、移民の記録等々の多くの原資料を発掘した。上の諸点は、従来の移民研究ではふれられる場合もあったが、多くの研究はその根拠を示せ得ずまた移民稲作経営の意義と重要性を考慮しないものだった。本研究により、カリフォルニア日本人移民史の研究に新たな段階が付与されたと考える。本研究(日米稲作技術発達史の比較研究-移民史との関係でー)は、19世紀末から20世紀初頭にアメリカ(カリフォルニア州)に移民した日本人と当地の稲作発達史との関係を明らかにし、もって国際技術交流史と移民史の視点から日米関係史を再検討するものである。そのため、黎明期カリフォルニア稲作の技術問題と当時のカリフォルニア稲作に関わった移民者氏名を確定する必要があった。カリフォルニア稲作黎明期の技術問題については、当時の稲作試験場報告およびカリフォルニア大学保存の研究論文、農務省資料等から問題の輪郭とその原因に関しての知識を得ることができた。稲作に関わった日本人移民者の氏名についても、1920年段階の在米日本人人名録、日米年鑑等から多くの人々が確定できたとともに、州内各地の登記所に残された動産抵当権設定証書に記載された日本人名から日本人稲作経営者の人名を確定できつつある。さらに、ワシントン国立公文書館保有の日本人移民者入国カードによって、上の日本人稲作経営者の日本での出身地やアメリカ入国日、保持金、在留資格等々が明らかになってきた。また彼らの子孫(二世および三世)の氏名と所在も数人について明らかになり、インタビューを試みている。かかる当年度の研究実績は、稲作技術の伝播、大規模移民農業の経営体制、資金・金融実体、農地確保方法、販売体制等々について研究史の上で多くの業績となるものである。来年度は、さらに不足する資料を蒐集するとともに、ある程度のまとめを試みたい。本年度の研究は、現地でのインタビューと関連資料の収集、整理および分析に集中した。インタビューの成果は、カリフォルニア稲作のパイオニアの一人であり日本人移民初の大規模稲作農家であった生田見寿子息、Butt Rice Company共同経営者だった山田栄、山田三郎子息、農場総責任者(共同経営者ともいわれる)満治嘉蔵子娘、稲作農場経営者沖土井直一子娘、同Fumie Ishihara、同Satomi Tanimoto、同Michie Yenokida, Susumu Yenokida各氏、國府田農場共同経営者池田喜平の総農場責任者宮本要氏へのインタビュー等である。また19世紀末から1920年代半ばまでの北カリフォルニアにおける動産抵当権設定証書(主として米を担保とする)の収集と分析もおこなった。

かかる研究の結果、移民史の視点から見れば、191020年代年代のカリフォルニア日本人稲作は、移民日本人の人的関係や日本の種子および稲作技術の導入を基礎としつつも、水利、土地賃貸、資金確保、販売ルートの確保等々の面で地域社会と密接な関係を有しており、定着期の移民日本人の地域社会との関係形成のあり方を示している。特に大規模稲作に必要な資金の確保では、地域銀行との密接な結びつきがあり、1910年代にはすでに移民稲作日本人がホスト社会の信頼を得ていたことが確認できる。またカリフォルニア稲作の技術的展開という視点からは、当時の栽培技術の問題の解決のため日本の技術の導入がはかられていたことが明確になった。「極早稲種」、「早稲者」の導入、「田越潅漑」、「中干し」等々の技術がそれである。これらの技術は、戦後にも継承され、カリフォルニア稲作の技術的基盤となっていく。このような研究成果は、カリフォルニア農業史(稲作史)と移民史をクロスさせた研究として意義がある。本研究では、まず、20世紀初頭のカリフォルニア稲作に関わった日本人稲作者の個人名、出身地等を特定している。従来、この点の研究がなされていなかったため、カリフォルニア稲作と日本人との関係の研究が深められなかったからである。当時の日本人人名辞典、移民局出入国カード、当時の日本人移民の文献等を資料とした。つづいて日本人稲作経営の場所と規模をできるだけ特定した。これも、カリフォルニア稲作に日本人がどの程度関わっていたか、彼らの活動範囲や土地確保方法を明らかにしたものである。資料としては、各郡の動産抵当証書と当時の日本人移民の二世達へのインタビューによっている。このインタビューテープは、全50数巻にも及んでいる。ただし、一部はインタビュー相手本人の意志で未公開である。さらに、抵当証書を用いて、経営資金の確保方法、土地所有者との関係等を明らかにした。日本人移民稲作者の当初の資金確保方法は、移民日本人社会を基盤にしていたが、次第にホスト社会の人々から、そして銀行や企業等のホスト社会の組織から資金を確保していた。この過程で、日本人稲作者はホスト社会のコメ産業の一部を形成することになった。移民者の日本国内の活動については、学歴、職業、出身地等々を調査し、移民社会での稲作は当初は出身地中心の人間関係に立脚していたが、次第にビジネスパートナーの関係が形成されたこと、多くの場合、学歴は重要な要素ではなかったが、中学卒以上の学歴者が経営の中心になることが多かったことを明らかにしている。このようなカリフォルニア稲作史における日本人移民の活動からは、同地における黎明期稲作の発展に果たした日本人移民の重要性が各種の視点から明らかになってくる。
実ハーディー空間の特徴付けと関数分解

n次元ユークリッド空間上のハーディー空間を特徴づける最大関数として、ある試験関数を指定してそれの拡大縮小を考え、それと考察の対象とする超関数との畳み込みから作られる関数族を作る。試験関数の拡大縮小を与えるパラメーターと畳み込み関数の変数との関係の持ち方により、いろいろな最大関数が現れる。そのうちの直交最大関数と非接最大関数、非接最大関数をn次元ユークリッド空間全体の様子を反映するように変形した修正された最大関数、そして、試験関数の族を指定しその族の各々から作られる直交最大関数のうちの最も大きいものとして定義されるグランド最大関数を取り上げ、さらに、古典的なハーディー空間の議論で中心的な存在であるポアソン積分から作られる直交最大関数と非接最大関数をも扱う。これらの最大関数のオルリッツ・ノルムと呼ばれる積分評価、および、1以下のpに対するp-乗積分ノルム評価を特別な形として含むもっと一般な形の積分評価を調べ、その各々の積分が有限なことが他のそれと同値であることを完全に証明することができ、発表できる形にまで仕上げることができた。アトム分解の可能性や、上半空間上でコーシー・リーマンの方程式を満たし、境界から等距離にある空間での上で述べたような一般的な積分評価が有界であるようなシステムの各々が作る直交最大関数や非接最大関数の上述のような一般的積分評価が有限であることを導き出す方法の改善に成功した。また、非線型クレイ・ゴードン方程式など、様々な方程式の解へのこの議論の適用可能性を追及し、一定の道筋をつけることができた。n次元ユークリッド空間上のハーディー空間はある種の緩増加超関数の集りとして定義される。緩増加超関数が与えられたとき、それがハーディー空間に入るか否かは、それが作る幾つかの最大関数のうちの一つの積分評価によって判定できる、この研究では、ある試験関数を指定しでそれの拡大との畳み込みから作られる直交最大関数と非接最大関数、非接最大関数をn次元ユークリッド空間全体の様子を反映するように変形した修正され最大関数、そして、試験関数の族を指定しその族の各々から作られる直交最大関数の最も大きいものとして定義されるグランド最大関数を取り上げ、さらに、古典的なハーディー空間の議論で中心的な存在であるポアソン積分から作られ直交最大関数と非接最大関数をも扱った。これらの最大関数のオルリッツ・ノルムと呼ばれる積分評価を調べ、その各々の積分が収束することが他のそれと同値であることを示した。また、上半空間上でコーシー・リーマンの方程式を満たし、境界から等距離にある空間でのオルリッツ・ノルムが有界であるようなシステムの各々が作る直交最大関数や非接最大関数のオルリッツ・ノルムが有限であることを導き出すことができた。有限次元での擬似直交基や疑似双直交基の概念を一般の無限次元ヒルベルト空間に拡張し、有限次元での議論で得られている定理を無限次元の形にすることができた。関連する結果として、2次元ハミルトン・ヤコビ・バルマン方程式のホモジナイゼーシヨン、作用素環上のある種の関数の凸性、ソボレフ空間内でのある種の偏微分方程式の解に関する性質について興味ある結果が得られた。関数のフーリエ級数展開や、ヴェーヴレット展開等は、複雑な関数を簡単な関数の和として捉えようとの試みであり、その背景にはその収束性がなければいけない。その収束を示すためには近似する関数族が作る最大関数の解析が必要となる。関数の概念を拡張した超関数から作られているハーディー空間の元の近似という観点から導き出される最大関数を取り上げ、その解析のための技術の改良を試みている。ハーディー空間を特徴付ける6種類の最大関数のそれぞれにヤングの関数と呼ばれる関数を被せたものの積分可能性が同値となることを証明できることを昨年報告した。ハーディー・リトルウッドの最大関数作用素が有界とならないオルリッツ空間での取り扱いを可能とする方法を提示し、6つの積分可能性の同値性の証明に成功している。

本年度は、1未満のpに対するp乗積分可能性の議論を含む形に昨年度の結果を改良することを試み、成功した。p乗関数を特殊な場合とし、さらに、ヤングの関数をも含む関数で、下方p型と呼ばれる関数を扱い、昨年度の結果におけるヤングの関数を下方p型関数で置きかえられることを示した。オルリッツ空間の双対性などの性質を用いない独自の方法を考案し、見通しの良い証明を与えることができた。また、ハーディー空間理論の元来の出発点である共役調和関数系の境界値との関係を調べ、共役調和関数系から作られる最大関数に下方p型関数を被せたものの積分可能性よりその境界関数(超関数)の様子を知る事ができることもわかった。さらに、最大関数に下方p型関数を被せたものの積分可能性がアトム分解可能性を導くことを、被せる関数に幾つかの条件を付けてではあるが、構成的に行うことができた。関連する結果として、反射力の長時間平均と振動レイマン境界条件についての関係や、自由積型の自己同型とその交叉積の性質、岩澤不変量の計算において興味ある結果を得ることができた。n次元ユークリッド空間上のハーディー空間を特徴づける最大関数として、ある試験関数を指定してそれの拡大縮小を考え、それと考察の対象とする超関数との畳み込みから作られる関数族を作る。試験関数の拡大縮小を与えるパラメーターと畳み込み関数の変数との関係の持ち方により、いろいろな最大関数が現れる。そのうちの直交最大関数と非接最大関数、非接最大関数をn次元ユークリッド空間全体の様子を反映するように変形した修正された最大関数、そして、試験関数の族を指定しその族の各々から作られる直交最大関数のうちの最も大きいものとして定義されるグランド最大関数を取り上げ、さらに、古典的なハーディー空間の議論で中心的な存在であるポアソン積分から作られる直交最大関数と非接最大関数をも扱う。これらの最大関数のオルリッツ・ノルムと呼ばれる積分評価、および、1以下のpに対するp-乗積分ノルム評価を特別な形として含むもっと一般な形の積分評価を調べ、その各々の積分が有限なことが他のそれと同値であることを完全に証明することができ、発表できる形にまで仕上げることができた。アトム分解の可能性や、上半空間上でコーシー・リーマンの方程式を満たし、境界から等距離にある空間での上で述べたような一般的な積分評価が有界であるようなシステムの各々が作る直交最大関数や非接最大関数の上述の一般的積分評価が有限であることを導き出す方法の改善に成功した。また、非線型クレイ・ゴードン方程式や渦度方程式の解へのこの議論の適用可能性を追及し、一定の成果が得られた。
四国の樹氷によるPM2.5越境大気汚染評価の研究

北東アジアから長距離輸送された石炭燃焼排出物が四国の標高の高い山岳において冬期樹氷や降雪中から発見された。環境対策されていない石炭燃焼施設は、1)カドミウムや鉛を含むエアロゾル、2)硫酸イオンに変化する二酸化硫黄の大気汚染ガス、3)不完全燃焼物および4)小球形粒子の石炭飛灰を放出する。樹氷や雪から石炭燃焼排出物の証拠を示す有機イオウ化学種が発見された。気象学的情報をベースに小球形粒子の化学組成、重金属濃度、硫酸イオン濃度から発生地域が推定できる方法を開発した。その結果、発生域は、中国華北や北東中国南部であることが解った。健康リスクの高いPM2.5の越境汚染にための有力なツールとして気象学的データを利用したコンピュータシミュレーションが各種開発されている。しかし、コンピュータモデルに基づいた長距離輸送経路や推定値に決定的な数値的な証拠が出にくい現状でもある。東アジアからの越境汚染研究において、航空機観測や冬山観測は、理想に近い観測態勢であるが物理的困難さが原因して研究は進んでいない。冬山研究は八方尾根、蔵王など僅かである。PM2.5による越境汚染の影響が強い西日本地区において唯一の山岳研究フィールドは、本グループフィールドである四国山地の中央部標高1400mの梶ヶ森山頂のみである。当該年度において継続観測を行いつつ、準備段階としての研究成果をまとめた。山岳で採取した樹氷と降雪中に含まれる石炭燃焼生成物として特定されるフライアッシュの粒子別個別組成分析を実施した。粒子径2.5nm以下のPM2.5一次生成粒子である。粒子組成を6つのカテゴリーに分類して大陸からの大気塊の流入経路を後方流跡線解析から、発生に影響の強い地域が分かってきた。本州日本海沿岸の山岳試料中のフライアッシュについても解析を行い、移流経路を明らかにした。特徴として、吉林省付近からの移流と華北地区からの移流において、フライアッシュに明確な組成場の相違が見つかった。この事実は、北東中国が農業地帯であり直接バイオマス燃料の使用に関連していると考察された。冬期に石炭燃料の消費量が増加する華北地区では、典型的な組成を持つ石炭フライアッシュが主であった。日本近郊では、フライアッシュの代わりに鉄粒子が発生していることが分かった。研究発表:今井昭二、耒見祐哉、佐名川洋右、山本祐平、上村健:本州と四国山岳での2013年度冬季降雪中のPM2.5相当の一次生成粒子の越境移流経路,日本分析化学会第63年会(広島大)2014年9月17ー19日.四国におけるPM2.5年平均濃度に対する相対的寄与率は中国(PRC)が59%、朝鮮半島8%とモデル計算されている.日本の九州と中国地方もほぼ同じ割合である.東アジアの中国からの越境移流の割合が大きい.とくに冬期では、中国の寄与が90%にまで上昇する場合がある.[金谷;環境省環境研究総合推進費2013]寒冷な北東アジア地域では、火力発電や産業用炉に加え暖房による石炭消費が増加する.石炭は、SOxやPb, Cd, As, Hgなどの有害重金属の主要な排出源でもある.越境大気汚染物質の移流に重要な意味を持つ高度1500m付近での観測には、国内都市部の影響を受けていない山岳の山頂での観測が適している.PM2.5の冬期越境汚染が社会問題化したが電源がなく厳寒の山岳での大気観測は困難を極める.長い滞留時間と数百から千キロ以上の移動距離をもつ燃焼起源エアロゾルが属する蓄積モード(粒径0.12μm)の領域は、雲底下洗浄や乾性沈着によって除去され難いが、雲粒の凝結核になり雲内洗浄されることから冬期降水現象の利用が有効である.本研究室では、冬期降水現象を利用して越境大気汚染の機構研究のために、発生源に直結する一次生成粒子の石炭フライアッシュの組成分析から中国中北部(華北・遼寧省南部)と中国東北部(瀋陽・吉林省・黒竜江省)に固有の粒子パターンを発見・報告した.[耒見ら:分析化学63,837(2014)]この差違は燃料に起因することから、燃料由来の他の大気汚染物質においても地域特性が観測されると予想された.平成27年度の試料採取は、記録的な暖冬であったことから高知県大豊町梶ヶ森山頂における定点観測が難しかった。また、全国の遠隔地における雪試料採取においても積雪量と降雪量が極端に少なく大きな障害となった。全国での試料採取が厳しい状況にあったために、試料数の問題が影響しており、やや遅れ気味である。なお、夏期の降水時には、試料採取数が少なかったことも影響した。平成28年度は平成27年度冬期に採取した雪や樹氷の化学分析を実施するとともに平成29年1月-3月において西日本および本州日本海沿岸部の冬期の山岳において雪や樹氷の試料を採取した。標高2000m近くでの雪試料採取ができたことは稀少な試料を入手できた点で今後が期待できる。具体的内容は、四国を含み、日本海沿岸の山岳における冬期湿性沈着中のフライアッシュの化学組成から東アジアでの発生源と輸送機構について明らかにした。また、北東中国がPM2.5粒子の発生地域であり、その流入には僅かに24時間であることも初めてわかった。

さらに西日本に流入する大気汚染物質の発生源を特定する方法として石炭由来物質の鉛とカドミウムと非海塩性硫酸イオンが有効であることを実証した。2008年から2014年における高知県梶ヶ森山頂の樹氷と降雪中のカドミウム、鉛、非海塩性硫酸イオンの長距離輸送機構,本州日本海沿いの遠隔地における降雪中の無機小球体粒子の組成と長距離輸送,及び,日本海沿岸および四国の遠隔地における降雪中のPb/Cd比を用いた長距離輸送機構解明のためのバックグラウンドを明らかにした。PM2.5粒子の東アジアからの冬季長距離輸送器項と起源評価を可能にしたことは、特に西日本に流入する大気汚染物質の発生域の推定に後方流跡線解析と中国産の石炭特有の重金属濃度比を活用することで可能にした。最後に、人為起源の大気汚染物質の負荷量の評価には自然界におけるバックグラウンド濃度の情報が必要であるが南極やヒマラヤなど日本からかけ離れた場所の情報しかない現状がある。そこで、四国の山岳部や中国地方の山岳部、東北地方の山岳において人為活動に依存しない時の重金属濃度の情報が獲得できたことは国内と越境の寄与率計算に有効である。一昨年からの暖冬の影響で冬季湿性沈着物(雪、樹氷など)のサンプリングが難し以上状況であった。平成29年冬季においても2月上旬まで歴史的な暖冬の影響で新鮮な試料採取が難しかったが、2月中旬から3月下旬の寒波の襲来で試料採取ができたことが理由である。これまでのデータによる論文執筆や学会発表については順調に進行した。本研究では、越境大気汚染物質の発生地域を特定できる手法の開発やその原理となる論理的根拠を研究することが研究の目的であった。最終年度にあたる今年度は、研究期間全般における調査資料を基にして体系的に結果を解析し、方法論を導くことに注力した。成果1)降雪中の鉛とカドミウムの含有量は、越境汚染物質の発生域を示す大気の起源と強い相関関係を初めて発見した。この相関関係を利用して日本における標高の高い場所での降雪中の重金属濃度を測定することで大気汚染物質の発生源を解明できる手法が構築された。この理論について、本州全体において採取した降雪試料において立証した。成果2)降雪に含まれる黒色のスス状の物質の正体は、科学的に証明されていない。一般的に外観としてススと考えられていた。その証拠を蛍光エックス線分析法を利用して捉えた。融解した雪の濾過物中のイオウ元素の蛍光エックス線分析をすることで、有機化合物に含まれたイオウ元素であり、石炭燃焼排出物中の硫黄に酷似していたことがわかった。標高の高い遠隔地における雪中に石炭燃焼排出物が高濃度に含まれていることが初めて立証された。以上の研究の集大成として学術論文を発表した。北東アジアから長距離輸送された石炭燃焼排出物が四国の標高の高い山岳において冬期樹氷や降雪中から発見された。環境対策されていない石炭燃焼施設は、1)カドミウムや鉛を含むエアロゾル、2)硫酸イオンに変化する二酸化硫黄の大気汚染ガス、3)不完全燃焼物および4)小球形粒子の石炭飛灰を放出する。樹氷や雪から石炭燃焼排出物の証拠を示す有機イオウ化学種が発見された。気象学的情報をベースに小球形粒子の化学組成、重金属濃度、硫酸イオン濃度から発生地域が推定できる方法を開発した。その結果、発生域は、中国華北や北東中国南部であることが解った。