Isso é impossível.
Variáveis de ambiente são herdadas dos processos pai (até o processo de login) em todos os sistemas operacionais modernos (afaik), se você alterar uma variável você precisa garantir que a sessão em que o processo está sendo executado seja reiniciada (tipo logging off e em).
Como o IIS é baseado em services.exe, você não pode fazer isso sem reiniciar (matar o services.exe é verboten).
Aqui está um KB sobre isso .