研究成果
受託事業の概況 ＜＜前ページ
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4．閉鎖型生態系実験施設における炭素移行に関する調査研究
4.1 作物における炭素移行データの収集
大型再処理施設から放出される14Cの環境移行のモデル化、及び速度論的な被ばく線量評価に資するため、イネ及びコマツナに13CO2を曝露し、生育時期による13C取り込み量の違いを明らかにした。
4.2 ヒト・動物における炭素移行データの収集
ヤギに13Cでラベルした稲ワラを給餌し、呼気、血清、血球、乳汁、尿、糞中の13C濃度変化から、13C代謝速度（排出速度）に関するデータを得た。
また、ヒトにおける14C代謝に関するデータを収集した。あらかじめ13C摂取量の変動を抑えた被験者5人に対し、13Cをラベルした米、及びグルコースを与える実験を行い、呼気中の13C濃度の時間変化を求めた。この結果、米及びグルコースいずれを用いた場合でも、2つの排出速度が観察された。
4.3 炭素移行シミュレーション基本プログラムの開発
閉鎖型生態系実験施設全体のCO2濃度制御のための炭素移行シミュレーションプログラムを開発するため、ボックス型シミュレーションシステムが持つべき基本構造、各ボックス間での物質（CO2）移動の特性（応答特性）の解析を行った。また、系内には時定数の小さな（速い）物理的なプロセスから、生態系を通してのCO2移行などの時定数の大きな（遅い）プロセスまで内包しているため、ルンゲクッタ法など適切な計算アルゴリズムの検討を行った。
4.4 閉鎖居住実験
閉鎖型生態系実験施設全体の機能確認のため、平成18年度は空気及び水を閉鎖系内で循環させ、2週間の居住実験を3回実施した。4名の居住被験者を2名ずつ組み合わせ、各実験ごとに生理・心理面の検査を行った。閉鎖系内での植物栽培では、養液の再利用による植物生育に対する影響を調べた。
居住実験期間中、系内のCO2濃度は、CO2濃度制御システムにより適切に制御された。また、被験者の生理学的・心理学的状態は良好であった。
4.5 廃棄物循環システムの運用技術開発試験
閉鎖型生態系実験施設において植物の非可食部や動物・ヒトの糞尿等の廃棄物からCO2や栄養塩を循環・再利用する技術を確立するため、炭化・燃焼法による廃棄物循環システムを開発し、その機能試験を行った。模擬試料（ろ紙パルプ）や作物の非可食部（モミ殻）、ヤギの糞を用いた炭化・燃焼試験では、ほぼ予定した燃焼効率が得られた。
4.6 閉鎖系居住実験施設における微量ガス制御技術試験
閉鎖系内でヒトや動物の排泄物等の処理に伴い発生する微量NOxの濃度を制御するため、新たに導入した吸着・除去システムの機能試験を行った。触媒による酸化燃焼と洗気によるNO2吸着を組み合わせることにより、閉鎖居住実験期間におけるNO2濃度を基準上限値（5ppm）以下で制御することが可能となった。
5．閉鎖系陸・水圏実験施設における炭素移行に関する調査研究
5.1 湿地生態系構築と炭素移行に関する試験
大気-湿地植物-土壌間での炭素移行を明らかにするための予備試験として、閉鎖系陸圏実験施設内に、六ヶ所周辺に広く分布しているヨシ群落生態系を構築した。導入された土壌、ヨシ群落における土壌特性（酸化還元電位、全炭素含有量）、土壌水・地下水特性（pH、電気伝導度）、土壌からのCO2及びCH4フラックス等は、野外のヨシ群落土壌とほぼ同様の値を示した。
5.2 海草群落生態系構築と構成生物の炭素収支に関する試験
水圏での14C移行に関する試験を行うため、閉鎖系水圏施設内に生産者としてのアマモ及び消費者としての底棲動物からなる海草群落生態系を構築し、この生態系の長期維持に関する試験を行った。また、生産者、消費者の生物活性（生産速度、呼吸速度、摂食速度、排糞速度等）を調べ、個体重量との関係を明らかにした。
6．微生物系物質循環に関する調査研究
6.1 土壌における炭素の蓄積と放出の調査
大気-植物-土壌間での14C循環に関するモデル構築のため、土壌からの14C再放出に係る微生物活動の寄与について調査を開始した。平成18年度は、予備試験として水田及び畑地における炭素の蓄積及び放出に関する調査を行った。水田土壌においては、稲ワラを鋤込んだので、その分土壌中の炭素量は増加したが、冬季だったため微生物活性が低く、大気中へのCO2、CH4の放出量は低かった。しかし畑地では冬季でも比較的微生物活性が高く、CO2、CH4の大気中への放出が有意に高かった。