2 研究活動の充実
本研究所における研究活動は、大型実験施設の整備及び研究者の増員により、また、所外の研究者の協力のもとに年毎に活発化してきている。研究内容は社会ニーズに対応した目的指向型の研究に重点を置いてるが、一方、環境研究分野は複雑な要因がからみあった困難な問題を抱えており、いまだその研究の基礎が確立されていないものが多いため、基礎的な研究分野をも重視して進めている。
(1) 特別研究
特別研究については、テーマ毎に所内の関連する各部が協力し、所外の研究者の参加も得て進めており、また、大型施設を利用した実験研究と野外の実地調査とを組み合わせることにより総合的なプロジェクトとし、数年を一区切として計画的に実施している。
57年度では、前年度以前より継続分の6課題に加えて新たに5課題の研究に着手して合計11課題を実施した。なお、このうち、57年度で研究を終了したものは3課題である。
ア 57年度で終了した研究
(ア) 「炭化水素一窒素酸化物一硫黄酸化物系光化学反応に関する研究」(55〜57年度)
この研究により、環境大気のような多種類の炭化水素と窒素酸化物の混合系におけるオゾンの生成の定量的解析手法が開発され、また、炭化水素一窒素酸化物共存系に二酸化硫黄が添加されたときの光化学エアロゾルの生成機構に関する新しい知見が得られた。さらに南関東を対象とした航空機による野外調査から、実際の大気中の光化学反応を解析するための基礎データを得た。
(イ) 「陸水域の富栄養化防止に関する総合研究」(55〜57年度)
この研究により昭和51年から継続している霞ケ浦の現存量調査(水質、プランクトン、魚類ほか)にもとづいて物質収支を明らかにし、更に湖内の物質移動モデルの構築に必要な流入負荷量と底泥にかかわる調査を行った。この結果、霞ケ浦の現存量を再現するモデルを完成させ、流入負荷量のカット、底泥のしゅんせつなど富栄養化防止施策を講じた場合の湖内の水質と生態現象の変化を基本的に明らかにした。
一方、霞ケ浦湖内に設置した隔離水界で湖水質の改善、回復をはかる実験を行い、底泥表層からのリン溶出の抑制、水生高等植物による栄養塩吸収、湖内の生態系管理について多くの知見を得た。また流域の負荷発生源対策として、生活雑排水、し尿浄化槽排水、養豚排水等についての小規模、低コスト、省エネルギーの浄化方式を実験的に検討するとともに現地実験による実証的な研究を実施した。
(ウ) 「環境資料による汚染の長期的モニタリング手法に関する研究」(55〜57年度)
この研究により、我が国における大気汚染に係るいくつかの項目のバックグランド値を推定することができた。
また、陸水に関するバックグランド地域として摩周湖を選定し、その妥当性がほぼ確められた。
大気粉じん、水、底質、生物等の試料について、各種の保存条件における保存性をそれぞれ確認したが、より長期の保存性については更に実験の継続が必要であることがわかった。
さらに、上記研究に必要な微量汚染物質の高感度分析法の検討を行い、高速液体クロマトグラフー誘導結合プラズマ法(HPLC-ICP法)、レーザー螢光法等の応用開発により生体中のヒ素の存在状態の測定、超微量の多環芳香族炭化水素(PAH)の測定を可能とした。
イ 前年度から引き続き実施中の研究
(ア) 「環境汚染の遠隔計測・評価手法の開発に関する研究」(55〜58年度)
この研究により大型レーザーレーダー計測データに対する大気透過率補正プログラムを開発し、広域エアロゾル分布に関する良好なデータの収集を図っている。また、地上におけるエアロゾル分布とレーザーレーダーデータとの整合性を検討するため野外調査を実施した。これらの空間分布データは、測定局の最適配置決定に関する基礎データとして用いられ検討を進めている。さらに、広域エアロゾル濃度分布を用いた風系測定アルゴリズムの開発を行い、実データヘの適用性の検討を行っている。
また、人工衛星の航空機により得られた映像データから水域の水質を定量的に推定するため、霞ケ浦を実験水域として、水面反射スペクトルデータの収集や、大気効果、水面反射光の除去手法の開発を行っている。
(イ) 「汚泥の土壌還元とその環境影響に関する研究」(56〜59年度)
この研究により土壌環境実験棟及び実験ほ場のライシメ一夕一等を利用して土壌に還元された汚泥成分の大気への揮散(二酸化炭素、アンモニア、一酸化窒素等)、土壌からの溶脱(硝酸態窒素、カルシウム、マグネシウム等)等の他環境への移動に関するデータを得るとともに汚泥施用土壌の浸透水における藻類生産力(AGP)が測定され、影響評価のための基礎的データの収集を図っている。
(ウ) 「有害汚染物質による水界生態系の撹乱と回復過程に関する研究」(56〜59年度)
この研究により野外調査では、重金属によって汚染されている数箇所の河川で生態調査と重金属の分析等を行い、重金属耐性種などこれら河川の生態系の特徴が明らかにされつつある。この調査の関連で、室内にモデル河川を設置し、カドミウムや銅が水生昆虫に及ぼす影響を検討した。また、農薬等が湖沼の生態系に及ぼす影響を解明するため、大、小各種のモデル生態系を作成し、これらに及ぼす殺虫剤等の影響と、その回復過程を明らかにしつつある。
水界生態系においても、食物連鎖による有害汚染物質の影響が重視されているが、数種の金属(カドミウム、銅、水銀)を用い食物連鎖による生物影響を、各種の水生生物間で検討した。
水生生物が重金属に対していかなる反応を示すかを数種の水生生物について、メタロチオネインの生合成の面から検討した。各種の水生生物を実験動物化し、重金属や殺虫剤などの影響を調べ、生態系への影響を予測する上での基礎的データの蓄積を行っている。
ウ 57年度に着手した研究
(ア) 「複合ガス状大気汚染物質の生体影響に関する実験的研究」(57〜61年度)
この課題では各種の物質が複合共存している状態にある複雑な大気汚染の生体影響を明らかにするため複合ガス状大気汚染物質(N02、03及びS02を対象)の長期慢性暴露実験を柱にした研究を行っている。
(イ) 「広域における大気汚染物質の輸送・混合・沈着過程に関する研究」(57〜60年度)
この課題では広域にわたる(100キロメートル四方程度を対象)気流の立体構造と汚染物質の輸送・蓄積・混合・変質沈着過程を総合的に把握するため、野外調査、風洞シミュレーション及び数値シミュレーションの三つの側面から総合的研究を行っている。
(ウ) 「植物の大気環境浄化機能に関する研究」(57〜60年度)
この課題では、植物集団を主要な対象として、大気浄化能力、ガス抵抗性及び植生の成立過程と環境条件との関係を解明し、これらの相互関係を示すモデルにより種々の環境条件下における植生の大気浄化能力を評価するための研究を行っている。
(エ) 「重金属環境汚染による健康影響評価手法の開発に関する研究」(57〜59年度)
この課題では有害重金属により、長期間微量暴露をうけたとき人間は、どのような影響をうけるかの観点からまだ疾病に至らない潜在的な汚染の影響を検索する新しい手法の開発に関する研究を行っている。臨床疫学的研究であるところに大きな特徴がある。
(オ) 「海域における赤潮発生のモデル化に関する研究」(57〜60年度)
この課題では赤潮発生生態系の構成要素について、現地調査、室内実験及び数値シミュレーションの三つの側面から定量的に解析を行い、赤潮発生生態系の総合的なモデル化に関する研究を行っている。
(2) 経常研究
経常研究としては、環境悪化が人の健康及び生活環境に与える影響、環境汚染現象及び機構の解明、環境汚染の計測技術及び計測方法の開発、環境に関する知見を活用した総合解析等を行うもので本研究所の各部においてそれぞれの担当分野に関する基礎的な面を中心として研究を行っている。56年度においては、127課題(原子力利用研究3課題及び科学技術振興調整費による研究5課題を含む)について研究を実施した。
(3) 環境情報業務
我が国の環境、特に大気及び水質の汚染状況並びに自然環境の変化を評価する数値情報システムの確立のために、大気汚染データについては、大気保全局による大気汚染状況集計結果、大気測定局属性情報、地方自治体による1時間ごとの大気汚染質濃度並びに光化学スモッグ関連情報を磁気テープに集録して、大気環境データベースの拡充を進めた。またOECD環境委員会「環境の状況」グループが行った加盟国に対する環境の状況調査の大気部門の調査結果の解析に協力した。水質汚濁データについては、全国公共用水域の水質測定結果及び河川流量を磁気テープに記録し、水質保全局と協力して、水質評価システムによる集計・解析を行った。また、自然環境に関しては、第2回緑の国勢調査結果の数値化を開始した。
環境科学に関する文献情報システムとしては、国内システムのJOIS(日本科学技術情報センターの文献情報)の利用、所内マイクロフィッシュのオンライン検索とコピーの即時利用および国際オンライン検索等を活用し、さらに、地方公害研刊行物の電子計算機入力も進めて、文献データベースの共同利用態勢を整備した。
また、国連環境計画(UNEP)の国際環境情報源照会システム(INFOTERRA)における我が国の窓口として、参加国拠点(フォーカルポイント)の諸業務を、引き続き行った。57年度においては、国内情報源として、国の行政機関・国公立試験研究機関・公益法人などに続き、新しく大学の環境科学関連部門をINFOTERRAに登録し国外を含む関係機関からの照会に対してサービスを行った。
研究所に設置された大型電子計算機システムEIPS(EnvironmentalInformation Processing System)は所内の研究者の利用にサービスするとともに、環境科学研究のための利用技術として日本語入出カシステムを整備した。