地域環境保全領域: 先見的・先端的な基礎研究（令和 5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について、PM2.5やオゾンなど大気汚染物質の環境基準達成に資するため、衛星観測データ等によるデータ同化や統計的手法によるガイダンス的予測結果補正を用いた大気モデルの改良を継続し、対策効果を考慮した排出インベントリの精緻化を行う。大気動態解明のため、チャンバー実験を行って、オキシダント生成に関連する有機過酸化ラジカルの多相反応機構を解明するとともに、多相反応を導入した大気モデルの感度評価を実施する。また、九州地区における PM2.5 化学成分の大気観測の研究及びライダーによる黄砂・大気汚染粒子観測データの活用に関する研究を進める。
　水系では、湖沼・河川研究では、良好な水・底質環境を再生・創出するため、琵琶湖・霞ケ浦等で集積した高頻度観測データを元に底層の貧酸素化の理解や生態系機能評価を行い、変動要因解析や全層循環不全等の解析などを進める。海域研究では、閉鎖性海域の栄養塩類管理に向けて、広湾における下水処理場の季節別運転を事例として、影響評価や効果予測に必要な水質モニタリングや数値モデルに関して広く自治体で利用可能な汎用的手法の開発を進める。
　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・保全や汚染物質の負荷低減化に資する研究として、火山灰層からのカルシウム供給量推定を目的とした土壌や岩石の化学分析、湿原生態系における無機元素の集積・循環・流出調査、汚染元素の土壌中深度分布の元素間比較、植物と微生物を用いたヒ素汚染水田の浄化に向けた基礎検討を行う。
　環境技術系では、国内外での水質保全のため、排水処理技術の省エネ化と適用範囲拡大に関する開発を行う。また、排水汚濁負荷の排出構造の解析とそれに基づく大腸菌排出の推計方法の検討、及び排水処理施設や汚染環境水での病原性細菌の消長と水質項目との関係性評価を行う。開発したプラスチック環境流出モデルを用い、日本全国及びグローバルな主要河川流域でのプラスチック動態の評価を高度化する。さらに、乾燥・半乾燥地域における土地利用や過放牧などが永久凍土の融解に及ぼす影響のシナリオ予測を行う。

外部との連携

国内外の大学や研究機関と連携