地域環境保全領域: 先見的・先端的な基礎研究（令和 3年度）
Regional Environment Conservation Domain: Foresight and Advanced Basic Research

研究概要

都市からアジアまでの多様な空間スケールを対象として、大気・水・土壌等の環境の構成要素における物質の動態と影響の解明、基礎となる計測・分析手法の開発、負荷低減や環境修復・再生・保全技術の開発、地域環境の管理や将来計画のための評価手法開発等、地域環境の総合的な保全や課題解決のための調査・研究・技術開発を行う。

研究の性格

• 主たるもの：応用科学研究
• 従たるもの：基礎科学研究

全体計画

　先見的・先端的な基礎研究として、人や生物が生存し、社会を維持するために必要不可欠な基盤である「大気・水・土壌」という環境媒体における物質循環の理解、各媒体の保全、持続的な利活用に関する調査・研究を行う。物質循環については人為起源、及び、自然起源の物質が各媒体中で「どこから」「どこへ」「どのように」、そして「どのような物質に変化して」循環しているのかなど、物質の循環や動態の本質を理解・検証する調査・研究を行う。また、保全、持続的な利活用については、物質循環の理解に基づき発生源における負荷の低減手法、環境修復技術、及び、環境評価手法の開発等を行う。
　3年目を目途に、大気系ではPM2.5やオゾンなど大気汚染物質の環境基準達成のため、大気モデルの改良、排出インベントリの精緻化、大気化学反応の理解を図り、大気観測による動態把握を推進する。水環境系では、湖沼・河川・内湾の良好な環境を再生・創出するため、底層の貧酸素化の理解や生態系機能評価を行い、モデル等を駆使した水質・生態系の変動と要因解析や全層循環不全等の解析などを進める。土壌系では、土壌圏における物質循環機構の健全性の維持・保全、有害物質の動態解明及び土壌環境改善のための技術開発に関する調査研究を推進し、環境技術系では、国内外での水質保全実現のため、排水に起因する水質汚染に伴うリスクの評価、管理手法としての排水処理技術の開発と性能評価、水需要の評価等の研究を行う。最終年度に向けて、引き続きそれぞれの分野において研究を推進するとともに、地域特性などに応じた大気質・水質・土壌などの管理目標の検討、対策や実装に適した管理技術の検討を推進し、大気質・水質・土壌環境の改善、維持及び管理のための知見を提供する。

今年度の研究概要

大気系では、大気シミュレーション精度向上のため、大気モデル、排出インベントリや関連する大気環境データの現時点での問題点を抽出し、それらの改良への取り組みを開始する。また、大気動態解明のため、大気汚染生成機構解明に関するチャンバー実験、福岡市・福江島におけるPM2.5 化学成分の大気観測、及び黄砂データの長期変動解析を行う。また、オキシダント生成に関連する多相反応機構を解明するため、水素酸化物ラジカルの取込係数及び水相反応の反応機構を測定するとともに、大気化学輸送モデルに多相反応を導入する。
　水土壌系では、流域レベルの健全な水循環や湖沼の良好な水・底質環境を再生・創出するための新しい評価手法の構築を行う。UAV やデータロガーによる高頻度観測により、次世代型の湖沼モニタリング体制を確立する。陸域負荷や気候変動による国内海域の長期的な水質・生態系・物質循環への影響評価及び予測を行うため、現地観測・室内実験・数値モデリング研究を行う。土壌圏における物質循環機構の健全性の維持・保全や汚染物質の負荷低減化に資する研究として、森林土壌における植物可給性元素の供給源と存在形態の評価、反応性窒素過剰問題の現状把握と将来予測、有害金属類による土壌汚染の原因・形態及び浄化促進に向けた研究を行う。
　環境技術系では、国内外での水質保全のため、各地域における排水処理インフラの評価を行うと共に、省エネルギー型の排水処理技術の開発と性能評価を行う。また、生活排水由来の大腸菌、病原性細菌の消長を評価するための解析手法の開発と現存する設備における除去特性の調査を行う。さらに、乾燥・半乾燥地域に分布するモンゴルなど典型的な草原域を対象に、気候変動が水循環や牧畜に及ぼす影響や適応策を評価するため、データ収集やインベントリ調査、そして評価モデルの開発を行う