Как изменить переменные окружения предка?

Никак, разумеется.

Совсем-совсем? :)

Можно открыть /proc/pid/mem, попытаться найти там начало environ и записать.

Проблема лишь в том, что обычно это не имеет смысла, т.к. обычно программы инициализируются из environment только при загрузке.

Попросить по IPC (pipe/sockets) его самого сделать это