（別紙1） 重点研究分野の平成15年度事業計画

温室効果ガスの変動要因の一つである陸域生態系や海洋による二酸化炭素の吸収・放出を推定するとともに、それら吸収源の増強や排出抑制に関する研究を行う。具体的には、

主要な社会経済モデル及び温室効果ガス排出モデルを開発・統合するため、特に世界経済モデル、環境産業分析のための経済モデル、及び二酸化炭素以外の温室効果ガスの排出モデルを開発するとともに、これらを適用してアジア主要国における経済発展と温暖化対策との関係を分析し、戦略的データベースを改良する。また、20世紀を対象として、収集した各種温室効果気体および各種エアロゾルソース排出データを全球三次元モデルに与えて、過去100年の気候の再現実験を実施し、気候モデルの検証を行うとともに、過去100年の気候変動の機構の理解に資する。また、気候変化の影響に資するための地域気候モデルの開発を継続する。さらに、昨年度までに開発した温暖化の水資源影響モデルを用いて、とくにアジア地域における将来の発展シナリオに基づき予測し、発展状況と水不足リスクの関係を定量的に評価するとともに、水資源問題が深刻化する地域における農業影響も考慮して水食料から見た安全保障について予測する。また、予測される温暖化影響を経済的に緩和するための適応対策のデータベース化と対策データベースに基づく適応対策評価手法を開発して、問題地域への適用を検討する。

2012年以降の地球温暖化対策のあり方を検証する。現在の京都議定書の排出量抑制義務に続く2012年以降の新たな義務に関する既存の論文を収集し、内容を整理するとともに、わが国からも提案できるような新たな義務のオプションを提示する。そのために、現在の京都メカニズム（排出量取引、共同実施、クリーン開発メカニズム（ＣＤＭ））の動向や遵守手続きや報告手続きの成否など、京都議定書関連の国際制度や手続き規則についても同様の検討を行い、また、主要国の現在の動向（欧米の動きなど）を分析した上で、政治的公平性や法的規範、経済的効率性等の基準下で優れ、かつ、途上国を含めて国際的に合意可能な国際制度と義務のパッケージをデザインする。

極域オゾン層を中心に、衛星観測、地上モニタリング等により得られた観測データ、あるいはその他の種々の観測データを活用した解析的研究として、ILAS/ILAS-IIデータを用いたMatch Techniqueによるオゾン破壊量の定量化、窒素酸化物の分配比の日変化・季節変化とオゾン量の関係の解析、極成層圏雲の発生メカニズムの解明とオゾン破壊への影響評価、地上分光観測による微量成分導出結果と衛星観測との比較等を行う。また、極渦活動度の評価手法を確立し、北極及び南極極渦活動度の年々変動、長期トレンドを解析する。

大気大循環モデルを用いた研究として、ＣＯ2漸増条件下での成層圏オゾンの長期変動の数値実験を継続し、変動幅の評価や変動要因の解析を行う。また、臭素系のオゾン破壊反応系を導入した化学輸送モデルを用いて、極域下部成層圏での極渦崩壊前後のオゾン破壊に対する臭素系反応の役割の解明とオゾン分解速度に対する寄与の評価や低緯度帯におけるオゾン低濃度領域の存在原因の解明を行う。さらに、光化学トラジェクトリーモデル結果とILASデータ及び地上観測データとの比較による極渦内でのオゾン破壊量の推定、及び時間閾値解析法を用いた極渦内外の物質輸送量の見積もりを行う。

紫外線の人の健康に対する影響評価研究として、気象庁から公表されている札幌、つくば、鹿児島、那覇におけるオゾン量及び紫外線量観測値、ならびに国内20数地点で実施中の帯域別紫外線計による観測値の解析により、成層圏オゾン層変動が紫外線地表到達量に及ぼす影響を定量・評価を引き続き進めていくとともに健康影響調査への活用を図る。併せて、対流圏オゾン、大気汚染物質等の影響評価も行う。

経済活動に伴う物資のフローを経済分析との整合性や資源制約等の長期的問題、資源貿易・リサイクル目的の輸入等の国際的問題を考慮に入れて分析するための手法、これに付随する環境影響の現状や各主体の取り組み促進による低減効果を産業部門や製品のライフサイクルに着目して定量化する手法について研究を推進するとともに、これらの手法の適用に必要な基礎情報整備やこれらを利用した事例研究を廃棄物・循環資源関連部門を中心に行う。また、地域レベルにおける廃棄物・循環資源の移動と再利用を規定する諸要因の検討、物質循環性・環境負荷ならびに経済効果からみた地域適合性の診断手法の検討、耐久財関連の循環資源の適正管理手法に関する検討を行う。さらに、リサイクル製品の利用の現状把握及びその安全性評価手法などに関する検討を行う。

環境負荷低減型廃棄物処理及び資源循環のための技術・システムの開発とそれに資する化学物質の各種物理化学定数の高精度測定と解析を行う。また、有機性廃棄物の循環システムの物質収支、環境及び経済的な評価手法の検討を進めるとともに、各種循環資源化要素技術のベンチ及びプラントスケールでの検討を開始する。さらに、最終処分場用地確保と容量増加に必要な技術を評価するために実地調査を行うとともに、海面最終処分場のリスク管理や環境影響上の特性を評価する。加えて、処分場の安定化状態や不適正処分場の修復の必要性を診断する診断指標の検討を進め、既存また新規の安定化・修復技術を実験的に評価する。

資源化や処理処分の場に流入する有害物質を総合的に判断する予測・評価手法として、化学分析手法とバイオアッセイ手法を活用した研究を推進する。その主たる対象として、有機臭素系難燃剤や埋立浸出水を取り上げ、そのモニタリング手法を提案する。難分解性化学物質の分解技術として、熱水分解、紫外線分解や触媒分解などを取り上げ、ＰＣＢなどの残留性有機汚染物質を含む廃棄物への応用研究を行う。環境汚染を招く恐れのある不法投棄抑制と不適正処理現場の早期検知・監視のために、地理情報システム（ＧＩＳ）と人工衛星を活用したシステムの開発を行う。また、長期的な全地球的資源制約を念頭におき、より一層の資源循環利用をはかるため、関連する資源循環・廃棄物管理システムのリスク管理に資する基盤情報として廃棄過程の重金属類の物質移動情報を収集整備する。

公共用水域への負荷削減及び資源循環利用のため、生活由来排水、小規模事業場排水及び汚染環境の場を対象として、生物処理工学、生態工学又はこれらの最適組み合わせシステムにより浄化する内外を対象とした基盤・応用化の技術開発と評価研究を実施する。すなわち、廃棄物に関連するさまざまな環境媒体を修復するための汚濁浄化システム、リン資源回収浄化システム、分子生物学的手法を導入した効率的浄化システム、植栽・土壌を活用した浄化システム及び土壌・地下水の硝酸汚染を防止する生物物理化学的窒素除去システムの技術開発と同時に厨芥ディスポーザー処理システム、浄化槽システムの性能解析評価と環境・経済影響解析評価を行う。

内分泌かく乱化学物質の分析技術に関して、液体クロマトグラフ核磁気共鳴分光法等の新規技術および選択的濃縮剤の開発、高感度・迅速な各種in vitroアッセイシステムによる多数化学物質のスクリーニングを行う。環境中の汚染実態の解明として、東京湾及び霞ヶ浦における環境ホルモンの分析とデータのとりまとめを行う。野生生物への影響に関して、巻貝の雄性化、メダカの雌性化及び鳥における甲状腺過形成の現状調査などを行う。人への影響に関する検討として、脳神経機能への影響を画像診断する高感度機能イメージング手法、超高磁場ＭＲＩ装置の基本的測定システムの確立、胎児期等に甲状腺ホルモンが不足した実験動物を用いた行動試験等の検討を行う。さらに、動物の生殖機能、特にステロイド代謝系への影響評価、ならびにストレス関連ホルモン分泌動態に係る内分泌疫学研究を行う。分解処理については、環境における生分解についての知見を集積するとともに、植物による内分泌かく乱化学物質の不活性化や微生物を用いた分解とそのメカニズムの解明を行う。内分泌かく乱化学物質等の管理と評価のための統合情報システムについては、大気グリッド−河川流域複合の多媒体環境動態モデルの構築を行うと共に、地理統計的手法の検討を行う。

ダイオキシン類の簡易・迅速な計測手法について、簡易なサンプリング法、クリーンアップ法や低分解能質量分析法、生物検定法の評価を行なうとともに、リアルタイムモニタリング手法の検討を行う。ダイオキシン類、多環芳香族炭化水素類の複合曝露モデルとしてディーゼル排気曝露装置を用い、ディーゼル排気の経気道曝露によるそれら化合物の体内への取り込み量と酸化ストレスとの関係を実験動物を用いて検討する。コプラナーＰＣＢが有する非ダイオキシン様の毒性の実体とそのメカニズムの解明に関する研究を行う。さらに、培養細胞系における生体防御反応におけるシグナル伝達経路と転写因子の役割について検討する。臭素化ダイオキシン類について、環境試料の分析法の検討、人体試料及び底質コア試料中の臭素化ダイオキシン類及び臭素化ジフェニルエーテルの分析を行う。地球規模のダイオキシンの移動・分布等について、太平洋をフィールドとした生物蓄積についての検討を行なう。ダイオキシン類及びＰＯＰｓの環境運命予測に関する研究として、グリッド型多媒体運命予測モデルに、地域内における輸送特性と長距離輸送モデルを組み込むことについて基礎的検討を行う。

加速器ＭＳのガスイオン化源の改良を行い、感度の長期安定性とメモリー効果の低減を図り、地球温暖化関連物質や環境汚染物質の成分別の14-Ｃの高精度・高スループット測定を実現する。高沸点や揮発性に乏しい化学物質などを選択性良く同定できる液体クロマトグラフＭＳ-ＭＳの応用をすすめ、医薬品等への適用に関する検討を行う。また、急速に発展しているナノテクノロジーやマイクロ化学などの成果を環境計測に取り込む基礎的な検討を行い、測定法の簡易化、高頻度時空間測定、汚染物質バイオセンサー開発、パーソナルモニターなど、先導的な環境計測技術の検討を行う。

個別分析手法の精度管理の手法のみならず、環境モニタリング手法とその精度管理に係る研究を実施し、環境保全・改善に有効に利用できるモニタリングデータの収集・処理に関する基礎的な検討を行う。特に、ダイオキシンなどの極微量な有害化学物質のモニタリング手法の最適化・標準化などに関する基盤的な検討を行う。

大気中の低分子量有機ハロゲン化合物、環境残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ）など、地球規模で環境に影響を及ぼしている環境汚染物質の汚染実態把握、挙動解明を行い、長期的な変動を予測する。国内外で水土壌圏に対して重篤な環境汚染を引き起こしているヒ素やホウ素に関して、その環境動態を明らかにし、その対策を検討する。また、世界的に希少な長寿命湖沼の底質を利用した古環境解析研究を、特に東北アジアを中心として、加速器ＭＳ、ＩＣＰ同位体ＭＳなど先端的な計測手法を活用して実施する。

空間・時間変動を考慮した曝露評価手法の開発について、河川モデルの統合情報システムへの組み込みを行うとともに、このシステムを用いてＰＲＴＲ結果の解析を行う。また、動物試験の結果と対比させながら体内に取り込んだ化学物質の動態モデルを作成する。既存モデルの中から利用可能なモデルを抽出・改良したものと化学物質の性状等と環境濃度等の関連データの統計解析によるモデルの化学物質審査手順への組み込みを試みる。感受性要因を考慮した健康リスク評価手法を開発するため、感受性を決定する遺伝子多型要因をゲノムデータベースから抽出し、感受性要因となる遺伝子の対応図の構築を続ける。実用的なバイオアッセイ法を開発するため、バイオアッセイ手法の実用化面からの評価・抽出を続けるとともに、バイオアッセイ指標と動物実験の結果の定量的な関係を求める。有害大気汚染物質を対象に、作用機構を考慮した複合曝露評価手法の検討を行う。収集した生物影響データを生物種毎に整理・解析し、生物種と化学物質の構造との関連を探るとともに、生物種を考慮した構造活性相関の開発を試みる。化学物質のリスク関連データベースの改良・提供を行う。ＰＲＴＲの報告結果を国民に理解しやすいように解析し、公表する。

重金属、有機塩素系化合物、大気汚染ガス、放射線及び電磁波の健康影響に関して、遺伝子から行動影響までの指標を用いて量・反応関係に基づきそのメカニズムを解明し、その成果を疫学における野外調査へと応用する技術を確立する。中でも、これら因子の単独あるいは複合曝露条件下において、Ｔ細胞を起点とした免疫機能、脳行動、発がん、酸化的ストレス、次世代影響などに着目して、その毒性発現のメカニズムの検討を行うと共に、肺のガス交換機能のモデル細胞系など実験動物に代わるアッセイ法の開発を行う。また、本年度から、化学物質過敏状態に関する特別研究、ナノテクノロジーを活用した健康影響の把握手法に関する研究を実施する。

藻類、底生動物、昆虫類、高等植物等の各生物系統における多様性の実態を把握するとともに各生物系統の多様性に及ぼす環境ストレスの影響の生理学的・生態学的・分子生物学的メカニズムを解明する。森林動態の個体ベースモデルをさらに発展させ、樹木の集中分布が絶滅時間に与える影響を検討する。モデルの解析とあわせてフィールド調査により樹木の分布様式の解析を行う。流域スケールはフィールド調査によりランドスケープの構成単位となる局所生態系をその中の群集構造によって記述する手法を開発する。地域スケールでは生物多様性の空間分布に関する情報収集を拡大するとともに、過去の航空写真などから植生／土地利用の情報をデジタル地図化する。侵入生物に関して生態的特性，侵入経路，現在の分布に関して情報を収集し、データベースの改良を行う。遺伝子組換え生物についてはマイクロアレイ法によって既成の安全性評価手法の再検討を行うとともに分子生物学的手法による安全性検査手法の開発をおこなう。

自然再生の実施されている霞ヶ浦湖岸とその参照の低湿地において、生態系レベルでの生物多様性と水草帯の機能について研究を行う。水草帯の成立条件の資料収集及びデータベース化、生態系レベルでの多様性と水草帯の機能の相互関係について研究し、水草帯生態系のサービス機能評価基準を算定するための基盤作りを行う。湿地、干潟の構成要素を典型的な景観単位にタイプ分けし、それぞれのタイプにおける物理化学的性質の測定と一次生産、落葉量、分解活性などの物質循環機能の定量化を行い対応関係を解析する。リモートセンシング手法を利用し日本・中国・ロシアの干潟・湿地生態系の各物質循環機能の空間的な不均一性を明らかにする。熱帯域においては、マレーシア半島部にモデルサイトを設置し、マレーシアの研究機関との協力で森林、農耕地などを対象に炭素蓄積機能、集水域保全機能などを評価するための研究をおこない、生態系管理手法の開発に資する。

浮遊粒子状物質等の都市大気汚染の発生源特性の把握、測定方法の開発、環境大気中での挙動の解明を行う。さらに地域濃度分布及び人への曝露量の予測、動物曝露実験による閾値の推定を行い曝露量と健康影響の関係を把握する。これらの結果を基に健康リスクを評価し発生源対策シナリオについて検討する。平成15年度からは、自動車排出ナノ粒子の研究を本格的に立ち上げる。研究を進めるにあたっては、地方自治体環境・公害研究機関との共同研究、中国都市大気汚染特別研究、中国北東地域黄砂研究、開発途上国健康影響評価研究などの所内のプロジェクトや国内外の国公立研究機関、大学、民間、並びにＪＣＡＰ2プロジェクト等の外部との研究協力を行う。

中国における酸性雨原因物質の空間分布、広域光化学大気汚染を明らかにするため、中国環境科学研究院と共同で中国における大気汚染物質等の観測を実施し、また、日本各地における鉛同位体比測定を含む大気汚染物質連続観測やライダー観測、奥日光地域等の森林地域ににおけるオゾン、過酸化物の濃度やフラックスの測定を行う。これらに基づき、気流解析、大陸起源汚染物質の輸送の解析、モデルによる検討を進める。さらに発生源インベントリー作成、次世代型ソース・リセプターマトリックスの精緻化と検証を行う。また、貧栄養山岳地域に分布する樹木組織の樹種別の窒素分布とその時系列変化および渓流河川水及び湖水の酸中和能ならびに水質とその変動の特色を明らかにする。又、新採水器と採水・採泥器を用い、湖底堆積物のサンプリングを行い、湖底における硫黄及び窒素代謝の調査検討を行う。

平成15年度は、三峡ダムの締め切り後、ダム背後に形成されていく湛水域において、水質・生態系調査を実施する。特に、ダムに向かって懸濁物が沈降することによる湖水内で太陽光減衰率の変化、温度成層形成と水界生態系構造との関係について精査し、生態系モデルの基礎的知見を得る。さらに、東シナ海東シナ海への淡水供給量が増加する夏季に、河口域および東シナ海陸棚域において航海調査を実施し、河口から外洋域にかけての生態系構成種の遷移を把握する。また、平成14年度に開発着手した栄養塩・微量金属類など環境負荷物質のキャラクタリゼーション手法を適用し、生態系構成種・生物現存量と環境負荷物質の存在形態の相互関連に関する検討を行う。

河川・湖沼・海域の統一的な有機物指標による評価方法の確立を図るため、湖沼を含む流域圏を対象とし、溶存有機物の特性や水生生物への影響に関する科学的知見を集積し、有機炭素を指標とした水質管理手法の枠組みを構築する。平成15年度は、三次元流動モデルと実測データの比較検討により霞ヶ浦における難分解性溶存有機物（ＤＯＭ）の季節的・場所的変動を明らかにする。また、ＤＯＭの基礎的な物理化学的特性（3次元蛍光特性、金属錯化能、トリハロメタン生成能、分子量、構造解析（13Ｃ−ＮＭＲ）等）を評価する。

沿岸海域の保全のため、瀬戸内海の定期航路を利用した海洋環境のオンラインモニタリングによる常時・迅速な環境評価とこれに基づいた海洋生態系変動の短期予測モデルを発展させる。特に汚濁質の負荷だけでなく、停滞陸水域の増加によって海域への流下量が減少してしまうことに起因する海洋環境変質を評価する。また、有明海のノリ問題に関連して浅海域環境管理手法を確立するため、植物プランクトン、ベントス、栄養塩の挙動を観測・評価する。

また、サンゴ礁の成長とその劣化を評価し、ウェブ公開等を行うことにより、環境保全策の基礎とする。 河川や湖沼の底泥に保存された化学物質の鉛直および水平方向の分布と汚染年代を比較することで、汚染の履歴を検討する。

地下水汚染の経年的データの解析を行い、対策終了判定基準を検討するとともに、現場調査結果の解析に基づく自然浄化機構の解明を試み、それらを組み込んだ科学的自然減衰の方法論を確立する。

次世代技術利用金属（Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、及びＢｉ）の土壌中動態を明らかにする目的で、大型ライシメーター試験や小型土壌カラム試験を利用して、 1）金属の天然賦存量と存在形態、2）金属の移動特性、3）金属の存在形態の経時的変化、4）それらの項目と土壌種や土壌環境因子との関連性、などを検討する。また、これら金属の土壌微生物への影響についても培養試験などを用いて検討する。さらに、製品や廃棄物からの金属の溶出特性を明らかにするために、金属の降雨暴露実験を実施する。以上の結果を総合し、次世代技術利用金属の土壌負荷機構と土壌中動態の解明、ならびに土壌生態系に対する影響評価を行う。

有機塩素系や農薬などの有害化学物質による土壌、地下水汚染の機構解明と除去技術の開発を目的として、これらの有害化学物質を可溶化することのできる有機物が共存した場合の汚染挙動の変化を検討する。

開発途上国においては工業化・都市化の進展に伴い、かつて我が国が経験した大気汚染や水質汚濁などさまざまな環境汚染とそれに伴う健康被害に直面している。そこで、瀋陽市（13年度：石炭による都市暖房と自動車）、撫順市（14年度：都市暖房と工場排煙）との対象として15年度は鉄嶺市（都市暖房のみ）をフィールドとして、大気汚染の実態と影響について、児童の肺機能の継続的観察や個人曝露量の評価を中心に研究を実施する。また、ヒ素汚染地域において、大気及び地下水におけるヒ素等の重金属による汚染状況の把握と暴露量推定方法の開発、大気汚染の実態と健康影響に関して調査研究を行う。さらに、中国における石炭燃焼（特に民生用）からのＳＯ2排出の低減のため、乾式選炭技術の開発と現地化バイオブリケット技術の普及促進、最近の自動車増加に対応して新しい低公害燃料であるバイオディーゼルの開発など、途上国に適した環境改善技術を検討する。

アジア主要国に適用できる本格的な環境?経済統合モデルを開発し、これを用いてアジアの経済発展と環境問題を予測するとともに、アジア地域の環境対策に必要となるイノベーション導入の効果を推計する。また、アジア地域の経済発展と環境の関係を一貫して分析し、分析結果をアジア地域の政策担当者が活用するため、戦略的データ・ベースを開発する。さらに、アジア地域における環境配慮型ライフスタイルの形成要因を明らかにし、持続可能な消費への転換の可能性を検討するため、中国を含むアジア諸国における環境意識と日本や欧米との比較分析を行う。

温室効果気体のモニタリングに関しては、波照間・落石での従来の観測を継続しつつ、同位体・酸素濃度・ＨＣＦＣ濃度などの観測研究のプラットフォームとしての利用に供する。シベリアにおけるフラスコサンプリングによる二酸化炭素高度分布観測を継続すると共に、連続測定機器による観測を併用し、地上での補助的な観測も合わせて時系列データ密度を高める。データをInverse Model に提供し、陸域二酸化炭素吸収の評価に利用する。苫小牧でのフラックス計測を継続すると共に、土壌呼吸・林内上の二酸化炭素高度分布測定・同位体測定・タワー上からのスペクトル画像など観測研究のプラットフォームとして利用に供する。海洋表層水の二酸化炭素吸収については従来の貨物船の航路変更に伴い機材の撤収と新たな船舶への搭載を行う。ミリ波分光による成層圏オゾンの観測を継続し更に低高度の測定が可能なように改良を加える。有害紫外線のネットワーク観測を継続する。GEMS/Waterの国際的動向に対応した今後の検討を行う。モニタリング全体としてはデータ解析を一層すすめ、その結果を公表する。

平成8年11月より平成9年6月まで運用観測を行った「改良型大気周縁赤外分光計（ILAS）」の検証済み処理結果（データプロダクト）の一般ユーザへの提供を継続して行う。平成14年12月に打ち上げられ、平成15年度より準定常運用に移行するILAS-IIのデータ処理運用システムの改良およびアルゴリズムの改訂を行う。この際、ILASに係る処理アルゴリズム検討結果及び再処理データを活用する。また、環境省が担当する地上検証実験に係る準備、データ利用研究者の組織化を引き続き支援するとともに、ILAS-IIデータの検証作業を行う。傾斜軌道衛星搭載太陽掩蔽法フーリエ変換分光計（ＳＯＦＩＳ）のデータ処理のためのアルゴリズム検討を継続する。