Barrapunto

Mira, resumiendo, tu programa tiene una copia del entorno de la shell, pero sólo eso, una copia.

Si te gusta hacerlo con getenv() y setenv(), funcionaría si tu programa tiene, por ejemplo, 2 threads:
Si una de ellas cambia el entorno con setenv(), la otra podrá ver el cambio con getenv(); pero recuerda que funciona porque estás en el mismo proceso.

Salud!