CN102190508B - 铁螯合物生成材料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁螯合物生成材料及其使用方法。本发明的目的在于提供可以持续溶出铁离子，同时使溶出的铁离子以离子状态存在于水中的铁螯合物生成材料。铁螯合物生成材料的构成为：含有铁、炭、酒糟或柑橘类渣滓构成，且铁与炭利用酒糟或柑橘类渣滓形成为一体。并且，通过将铁螯合物生成材料配置在水中，利用铁与炭的接触溶出铁离子，进而，利用铁离子与酒糟或柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物。

Description

铁螯合物生成材料及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请以2010年3月17日提出的日本专利申请2010-061416号的说明书为基础。该申请的说明书、权利要求书以及全部附图通过参考而引入本说明书中。

技术领域

本发明涉及在水中生成铁螯合物的铁螯合物生成材料及其使用方法。

背景技术

在河流、湖泊或海边等，淤泥等沉淀物堆积，引起水质恶化。在这种情况下，对于浮游植物而言，容易造成必需营养不足。其中，当铁不足时，浮游植物不进行繁殖。浮游植物是食物链的基础。若浮游植物不进行繁殖，则以浮游植物为食物的水生生物的活性就会受损。其结果导致水生生物环境整体进一步恶化。

以下公开的发明以改善这种恶化的水质环境为目的。

在专利文献1中公开了一种用于溶出铁离子的物体，其是将粒状铁、炭与淀粉糊等水溶性粘合剂一起混合后凝固而成的多个小块用粘土粉等非水溶性粘合剂凝固成板状而得到的。该铁离子溶出体被置于水中时，铁离子溶出。溶出的铁离子如果被浮游植物摄取，则促进浮游植物的繁殖。浮游植物如果繁殖，则促进以该浮游植物为食物的其他水生生物增殖，或者提高活性。该结果使水质环境得以改善。

另外，有报道，用添加有柠檬酸铁的培养基培养藻等浮游植物时，浮游植物增殖。原因在于，柠檬酸铁中铁螯合物以铁离子状态存在，所以铁离子容易被浮游植物摄取。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2007-268511号公报。

发明内容

溶出的铁离子容易被氧化。被氧化的铁离子形成难溶性的氧化铁等，在水中凝集而沉淀。由于浮游植物不能摄取这种状态的铁，所以在铁离子迅速被氧化的条件下浮游植物无法充分繁殖。如果浮游植物无法充分繁殖，则不能期待其他水生生物的增殖或活化，所以存在无法改善水质环境的问题。

另外，柠檬酸铁还存在无法长期持续地向浮游植物供给铁离子的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够持续溶出铁离子，且使溶出的铁离子以离子状态存在于水中的铁螯合物生成材料及其使用方法。

本发明第1观点的铁螯合物生成材料的特征在于：

含有铁、炭、酒糟或柑橘类渣滓；

所述铁和所述炭通过所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

在水中通所述铁和所述炭的接触而溶出铁离子，并利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物。

另外，所述铁螯合物生成材料优选配合2.5～10重量％所述酒糟而形成。

本发明第2观点的铁螯合物生成材料的使用方法具有以下特征：

在河流、湖泊或海的水中或者底部设置铁螯合物生成材料，所述铁螯合物生成材料含有铁、炭、酒糟或柑橘类渣滓，所述铁与所述炭通过所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

通过所述铁与所述炭的接触使铁离子溶出，并利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物，从而促进浮游植物增殖。

本发明第3观点的铁螯合物生成材料的使用方法具有以下特征：

在水质恶化的河流、湖泊或海的水中或底部设置铁螯合物生成材料，所述铁螯合物生成材料含有铁、炭和酒糟或柑橘类渣滓，所述铁和所述炭通过所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

通过所述铁与所述炭的接触使铁离子溶出，并利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物；

使浮游植物摄取所述铁螯合物，促进所述浮游植物增殖，改善恶化的水质。

本发明第4观点的铁螯合物生成材料的使用方法具有以下特征：

在贝类的养殖筏中设置铁螯合物生成材料，所述铁螯合物生成材料含有铁、炭、酒糟或柑橘类渣滓，所述铁与所述炭通过所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

通过所述铁与所述炭的接触使铁离子溶出，并利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物，促进浮游植物增殖。

另外，优选使用配合2.5～10重量％所述酒糟而形成的所述铁螯合物生成材料。

本发明的铁螯合物生成材料持续溶出铁离子，且溶出的铁离子形成铁螯合物后以离子状态存在于水中。

该铁螯合物存在于水中，所以容易被浮游植物摄取，促进浮游植物增殖。浮游植物的增殖促进以食物链中第一消费者，即浮游动物为代表的水生生物的增殖或使其活化。其结果可以实现淤泥等的净化、水质环境的改善、资产资源的增加。

另外，迄今为止，酒糟或柑橘类渣滓作为废弃物苦于处理，对此也可以实现这些废弃物的有效利用及处理成本的降低。

附图说明

【图1】是实施例2中的铁溶出实验数据。

【图2】是实施例3中的浮游植物增殖实验数据。

【图3】是实施例4中的浮游植物增殖实验数据。

【图4】是实施例5中的铁螯合物生成材料及铁离子溶出体的配置图。

【图5】是实施例5中的铁螯合物生成材料及铁离子溶出体的配置图。

符号说明

11L铁螯合物生成材料L

11S铁螯合物生成材料S

12L铁离子溶出体L

12S铁离子溶出体S

具体实施方式

详细说明本发明的第1实施方式中的铁螯合物生成材料。本实施方式中的铁螯合物生成材料具有这样的构造：含有铁、炭、酒糟或柑橘类渣滓，并且铁和炭通过酒糟或柑橘类渣滓形成为一体。

铁螯合物生成材料主要配置在河流、湖泊或海的水中或底部等进行使用。当酒糟或柑橘类渣滓在水中慢慢分离时，铁与炭接触，电负性比炭低的铁被氧化后溶出铁离子。然后，该铁离子与酒糟或柑橘类渣滓中所含的螯合剂反应，形成铁螯合物。

铁螯合物生成材料持续地供给作为浮游植物的重要营养源的铁离子。并且生成的铁离子形成铁螯合物，所以不发生凝集或沉淀，以离子状态稳定地存在于水中。因此，作为食物链基础的浮游植物可以容易地摄取铁离子，促进浮游植物增殖。浮游植物的增殖促进或激活以其为食物的水生生物的增殖，结果使水质环境得以改善。

铁螯合物生成材料中所含的炭只要是含碳物质即可，例如可以使用焦炭、石墨、木炭、竹炭、煤等各种炭。由于碳的电负性比铁高，所以在水中与铁接触时，迅速使铁氧化，溶出铁离子。

铁螯合物生成材料中所含的铁只要是含有铁原子的物质即可，可以为合金或氧化物。因此，例如也可以使用铁屑等。

铁螯合物生成材料中所含的炭及铁优选为粒径小的粉体。通过使其成为粒径小的粉体，铁与炭的接触面积变大，并有效地进行铁离子的溶出。

酒糟及柑橘类渣滓具有粘性，成形炭和铁时，作为粘合剂发挥功能。另外，酒糟及柑橘类渣滓中含有与铁离子结合形成铁螯合物的成分，即螯合剂。

酒糟是在烧酒制造过程中产生的残渣。通常，烧酒是经过制曲、一次发酵、二次发酵、蒸馏工序制造的。首先，在麦、甘薯、米等原材料中加入米曲霉进行培养，制造曲(制曲)。使曲在罐等中发酵，制造醪(一次发酵)。在醪中进一步投入上述原材料，使其发酵(二次发酵)。将二次发酵生成的发酵液进行蒸馏(蒸馏)，制造烧酒。蒸馏后残留的残渣被称为所谓的酒糟。酒糟由蒸馏残留液体与固体物质的混合体构成。

柑橘类渣滓是蜜桔等柑橘类的果实的压榨渣滓。可以使用以柑橘类的果实为原料加工成食品或饮料时被排出的渣滓。

酒糟及柑橘类渣滓通过投入海洋或销毁等进行处理，作为废弃物苦于处理，但可以有效地将这些渣滓作为铁螯合物生成材料进行再利用。因此，能够降低这些废弃物的处理成本，还有利于推进循环型社会的形成。

本实施方式中的铁螯合物生成材料例如可以如下所述地制造。首先，将铁、炭、酒糟或柑橘类渣滓混匀。使其成形为规定的形状。将该成形体放入炉等中，在规定条件下烧结，由此可以制造本实施方式的铁螯合物生成材料。

在本实施方式的铁螯合物生成材料中，炭的含量为能充分溶出铁的程度即可。酒糟或柑橘类渣滓的含量为能够混匀铁和炭并成形的程度即可。

使用酒糟时，相对于铁、炭及酒糟的总重量，可以配合2.5重量％以上酒糟，形成铁螯合物生成材料。如果为上述配合比，则可以形成铁螯合物生成材料。可以更优选配合2.5～10重量％酒糟，形成铁螯合物生成材料。通过以上述配合比形成铁螯合物生成材料，可以制成机械强度高、难以损坏的铁螯合物生成材料，并且至施工场所的搬运及施工时的操作性优异。

铁螯合物生成材料的形状没有特别限定，可以根据目的选择。作为具体的形状，例如可以举出球体、立方体、圆柱体等。在希望尽可能长期产生铁螯合物时，优选表面积相对于体积的比尽可能小的形状，所以优选球体。

铁螯合物生成材料的大小没有特别限定，可以根据目的选择。例如，如果为相同的形状，则形状越大，表面积相对于体积的比越小，所以可以长期产生铁螯合物。在这种情况下，优选在使用上没有问题的范围中的尽可能大的铁螯合物生成材料。

接下来，说明本实施方式中的铁螯合物生成材料的使用方法。本实施方式中的铁螯合物生成材料配置在例如河流、湖泊或海的水中或底部等进行使用。或者，可以将铁螯合物生成材料直接投入水中，或者置于河底或海底等。

列举一例说明将铁螯合物生成材料配置于河流底部等的情况。在欲改善水质的河流范围的底部，将多个铁螯合物生成材料配置成例如矩阵(matrix)状。此时，如果在河底等露出的时间段或水深变浅的时间段配置铁螯合物生成材料，则容易操作，故而优选。铁螯合物生成材料的配置间隔可以根据铁螯合物生成材料的大小和形状进行适当调节。例如，使用大的铁螯合物生成材料时，可以扩大间隔进行配置。需要说明的是，铁螯合物生成材料的配置方法并不限于上述配置。只要能够在欲改善水质的范围充分遍布铁螯合物，可以采取各种方案配置铁螯合物生成材料。

铁螯合物生成材料中所含的酒糟或柑橘类渣滓通过与水接触而慢慢分离，从而使铁与炭接触，电负性比炭低的铁被氧化，向水中溶出铁离子。本实施方式的铁螯合物生成材料中，随着酒糟或柑橘类渣滓慢慢分离，铁与炭依次接触，所以铁离子的溶出也慢慢发生。因此，利用本实施方式的铁螯合物生成材料，可以长期持续地向水中供给铁离子。

溶出的铁离子在水中立刻被氧化，变成氧化铁，所以无法以单独铁离子的状态长期稳定地存在。氧化铁凝集形成大块后沉淀。在该状态下，浮游植物无法摄取铁。即使浮游植物摄取氧化铁，氧化铁也不通过细胞膜，所以浮游植物无法将作为营养源的铁成分摄入细胞内。因此，仅使铁离子溶出于水中并不能期待浮游植物增殖。

此处，本实施方式的铁螯合物生成材料随着酒糟或柑橘类渣滓的分离，将酒糟或柑橘类渣滓所含的螯合剂释放在水中。释放的螯合剂与铁离子迅速结合，生成铁螯合物。铁螯合物在水中可以稳定地存在，所以容易被浮游植物摄取。如果铁螯合物被摄取，则铁成分作为营养源被摄入浮游植物的细胞内。

铁作为营养源被摄入浮游植物的细胞内，由此促进浮游植物增殖。浮游植物的增殖促进作为食物链中第一消费者的浮游动物或其他水生生物的增殖或活化。其结果促进淤泥等的净化或水产资源的增加，从而改善水质环境。

另外，改善水质环境的结果也促进水生植物的增殖。这些水生植物或浮游植物通过光合作用排出氧，消耗二氧化碳。由此，本实施方式的铁螯合物生成材料也可以有利于减少作为温室效应气体的被列为导致地球温暖化原因之一的二氧化碳。

另外，作为本实施方式的铁螯合物生成材料的其他使用方法，例如，可以举出将铁螯合物生成材料配置于牡蛎或珍珠贝等贝类的养殖筏等，用于贝类的养殖。通过将铁螯合物生成材料配置于养殖筏等，如上所述，生成铁螯合物，浮游植物可以有效地摄取铁成分作为营养源。该结果促进浮游植物的增殖。该浮游植物被牡蛎或珍珠贝等作为食物摄取。即，本实施方式的铁螯合物生成材料也可以有效地用于上述贝类的养殖。

以下给出实施例，更详细地说明本发明。需要说明的是，这些实施例表示本发明的优选例，本发明的范围并不限定于此。

【实施例1】

在炭和铁的粉体中以各种比例配合酒糟形成铁螯合物生成材料，并分别测定压缩强度。

使用earthrich的粉末型(日之丸产业株式会社制)作为炭和铁的粉体。earthrich的粉末型是铁粉与炭粉以重量比1∶1混合的粉体。

向炭和铁的粉体中加入酒糟，成形为圆柱体后进行烧结。改变酒糟的配合量，成形为圆柱体1～圆柱体6共计6个。各圆柱体均为直径5cm、高度5cm、重量100g。酒糟的配合量相对于炭、铁、酒糟的总量为0重量％、2.5重量％、3.75重量％、5重量％、7.5重量％、10重量％。

将各个圆柱体置于地面，在圆柱体上面放置砝码，测定各圆柱体的压缩强度。其结果示于表1。

【表1】

未添加酒糟的圆柱体1没有放置砝码，因自身重量而自然破碎。另一方面，添加有酒糟的圆柱体2～圆柱体6不发生自然破碎，并且直至放置15kg的砝码为止均未破碎。由此可知，通过在炭和铁的粉体中配合2.5～10重量％酒糟进而形成铁螯合物生成材料，能得到机械强度优异、操作性优异的铁螯合物生成材料。还可知，在炭和铁的粉体中添加5重量％酒糟时，能得到机械强度最高的铁螯合物生成材料。

【实施例2】

(铁溶出实验)

将本实施方式的铁螯合物生成材料放入水中，进行铁离子的溶出实验。

将炭和铁的粉体及酒糟混匀，将其成形后进行烧结，得到铁螯合物生成材料。使用earthrich的粉末型(日之丸产业株式会社制)作为炭和铁的粉体。需要说明的是，earthrich的粉末型是铁粉与炭粉以重量比1∶1混合得到的。作为酒糟，使用甘薯烧酒制造过程中蒸馏后残留的残渣。相对于900g earthrich的粉末型，以100g的比例添加酒糟。该铁螯合物生成材料是直径约17.5cm、高度约11.5cm的圆柱状，重量为3kg。

将该铁螯合物生成材料放入一个桶中，向其中加入5升蒸馏水，使铁离子溶出。准备共计3个相同的试样，在相同的条件下进行实验。

从溶出实验开始每经过规定的时间，从桶中采集表面水。过滤采集的表面水，用菲咯啉(phenanthroline)法等测定存在于滤液中的铁离子(溶存铁)的浓度。

菲咯啉法(邻菲咯啉法)是用分光光度计将亚铁离子与邻菲咯啉反应生成的络盐的红橙色进行比色来求出浓度的方法。另外，对于三价铁离子，是在试样水中加入盐酸羟胺使其还原成亚铁离子后，按照相同的操作进行定量。需要说明的是，利用过滤或盐酸酸性下的煮沸等前处理的组合方式来得到溶存铁。

以下记载具体的测定顺序。首先，从桶中采集12.5ml表面水。将其用孔径为0.45μm的过滤器过滤后，立即加入5.0ml 3N HCl。加热使其沸腾5分钟后，在室温下冷却30分钟。用少量蒸馏水洗涤3次后，转移到50ml量瓶中。

然后，加入1.0ml盐酸羟胺溶液。该盐酸羟胺溶液是将10g NH₂OH·HCl溶解于100ml蒸馏水中而配制的。

接下来，加入2.5ml 1，10-菲咯啉溶液，充分混合。该1，10-菲咯啉溶液是将0.12g 1，10-菲咯啉(C₁₂H₈N₂·HCl)溶解于100ml蒸馏水中而配制的。

然后，加入约2～3ml的6N NH₄OH，中和直至pH试纸呈现黄色。

接着，加入2.5ml缓冲液。该缓冲液的配制方式如下：将6.8g乙酸钠(CH₃COONa)溶解于约50ml蒸馏水中，向其中加入2.88ml乙酸(CH₃COOH)，再加入蒸馏水，使其为100ml。

然后，加入蒸馏水，使其为50ml。将其充分搅拌后，转移至塑料容器。放置30分钟，使其显色。

使用分光光度计，测定520nm处的吸光度。以另外制作的标准曲线为基准，求出反应液中所含的铁的浓度。利用完全相同的顺序对3个试样进行测定，计算平均的溶存铁浓度。以下，将其作为样品1进行说明。

作为参考例，对于不合酒糟的铁和炭的粉体的成形体(以下记为铁离子溶出体。)，也进行与上述相同的实验，计算溶存铁浓度。铁离子溶出体直接使用earthrich的煤饼型(日之丸产业株式会社制)。该铁离子溶出体的大小等与上述铁螯合物生成材料相同。以下，将其作为样品2进行说明。

图1表示使用样品1及样品2时的实验结果。横轴为溶出实验天数，纵轴为溶存铁浓度(ppm)。可知样品1及样品2均持续溶出铁。从溶出实验开始49日后的溶存铁浓度在样品1与样品2之间未见大的差别。但是，实验开始～第30日，样品1的溶存铁浓度比样品2高，且显示稳定的值。由这些结果可确认，与不含有酒糟的样品2相比，本实施方式的螯合物生成材料，即含有酒糟的样品1迅速溶出铁，且与样品2相比，提供长期稳定的溶存铁浓度。

【实施例3】

(浮游植物的增殖实验1)

接下来，使用实施例2得到的铁离子溶出液，进行浮游植物的增殖实验。

首先，准备培养浮游植物的液体培养基。本实施例中，使用从作为一般的浮游植物用液体培养基的f/2液体培养基中除去铁成分的无铁f/2液体培养基(以下记为无铁液体培养基。)。该无铁液体培养基的组成是从表2所示组成的人工海水中除去铁成分即FeCl₃·6H₂O(3.15mg/l)而得到的。

【表2】

向无铁液体培养基中添加实施例2中的样品1第22日的桶表面水(溶存铁浓度约21ppm)，使溶存铁的终浓度为0.53ppm。以下，以其作为样品3进行说明。

与上述样品3不同，向无铁液体培养基中添加实施例2中的样品2第22日的桶表面水(溶存铁浓度约19ppm)，使溶存铁的终浓度为0.65ppm。以下，将其作为样品4进行说明。

与上述样品3、4不同，向无铁液体培养基中添加氯化铁(FeCl₃)，使溶存铁的终浓度为0.65ppm。以下，将其作为样品5进行说明。

向加入到螺口试管中的各5ml样品中，添加200μl预先用无铁液体培养基清洗的浮游植物培养液。使用荧光光度计每日对各样品测定1次荧光光度(叶绿素a荧光强度)。作为浮游植物，使用硅藻(威氏海链藻(Thalassiosiraweissflogii))。需要说明的是，实验中不添加铁。

结果如图2所示。图2的纵轴为叶绿素a荧光强度，表示浮游植物的相对量。即，与初始值相比，叶绿素a荧光强度越高，浮游植物增殖越活跃，显示对浮游植物的增殖促进具有较高效果。

与样品4和样品5相比，样品3尽管初始溶存铁浓度稍低，但仍然可见显著的浮游植物增殖促进效果。样品3是使用使铁从本实施方式的铁螯合物生成材料中溶出的水得到的试样。确认本实施方式的铁螯合物生成材料对浮游植物具有较高的增殖促进效果。

样品3含有使铁从含有酒糟的铁螯合物生成材料中溶出的水。认为样品3的水中，铁离子与酒糟中所含的螯合剂生成铁螯合物。与不形成螯合物的铁离子相比，铁螯合物可以长期稳定地存在于水中。因此，样品3的水中所含的铁成分容易被浮游植物摄取，并且容易被摄入浮游植物的细胞。该结果是可以认为，在样品3中浮游植物的增殖得到显著促进。

另一方面，与样品3相比，样品4及样品5虽然初始铁浓度高，但浮游植物的增殖促进效果低。这被认为是由于虽然样品4及样品5也含有铁螯合剂(Na₂·EDTA)，但其量不足以形成铁螯合物，一部分溶存铁转化为氧化铁。如前面所述，由于氧化铁容易凝集或沉淀，所以浮游植物难以摄取氧化铁。即使浮游植物摄取了氧化铁，氧化铁也不能通过细胞膜，所以浮游植物无法将其用作营养成分。可以认为在样品4及样品5中由于浮游植物能摄取的铁离子少，所以与样品3相比，浮游植物的增殖减少。

【实施例4】

(浮游植物的增殖实验2)

实施例3中使用的无铁液体培养基中含有人造铁螯合物Na₂·EDTA，不能忽略Na₂·EDTA的影响。为此，配制没有铁螯合物的培养基，使用其进行浮游植物的增殖实验，由此对螯合剂有无的影响进行检验。

使用分别添加氯化铁、柠檬酸、氯化铁+柠檬酸而配制的液体培养基，检验柠檬酸及铁离子对浮游植物增殖的影响。作为螯合剂，使用被认为包含于酒糟及柑橘类渣滓中的柠檬酸(柠檬酸钠)。

由实施例3中的无铁液体培养基进一步配制“无铁螯合物的液体培养基”。该“无铁螯合物的液体培养基”是从无铁液体培养基中除去天然不存在的人造铁螯合物Na₂·EDTA(4.36mg/l)而得到的。

向无铁螯合物的液体培养基中添加氯化铁，使溶存铁的终浓度为0.65ppm。以下，将其作为样品6进行说明。

向无铁螯合物的液体培养基中添加柠檬酸钠，使终浓度为3.4g/l。以下，将其作为样品7进行说明。将柠檬酸钠作为天然铁螯合物考虑时，该柠檬酸钠的浓度与显示与无铁液体培养基中所含的Na₂·EDTA(4.36mg/l)相同的配位形成能力的浓度相当。即，这是为了检验柠檬酸钠是否作为人造铁螯合物Na₂·EDTA的代替物发挥功能而添加的。

向无铁螯合物的液体培养基中添加氯化铁与柠檬酸钠。此时，使溶存铁的终浓度与样品6相等，使柠檬酸钠的浓度与样品7相等。以下，将其作为样品8进行说明。

向放入螺口试管中的各5ml样品中添加0.5ml的浮游植物培养液。所用的浮游植物预先用f/2液体培养基培养后，通过离心(8000rpm，5min)集菌，并用无铁液体培养基洗涤3次。作为浮游植物，使用硅藻(威氏海链藻)。

将各样品在24℃的恒温室中于12小时明、12小时暗的条件下培养。使用荧光光度计每日对各样品测定1次荧光光度(叶绿素a荧光强度)。需要说明的是，实验过程中不开封螺口试管，也未添加铁源和螯合物。

结果如图3所示。仅添加柠檬酸钠的样品7几乎未见增殖。确认在铁不存在的情况下不发生浮游植物的增殖。

在添加了氯化铁的样品6中，浮游植物进行一定程度的增殖。可见在铁离子凝集、沉淀前，浮游植物摄取铁离子并增殖。

另一方面，如图3所示，与样品7相比，添加了氯化铁与柠檬酸钠两者的样品8中可见浮游植物显著增殖。可以确认，通过添加氯化铁与柠檬酸钠两者，能够有效促进浮游植物增殖。

由实施例3及本实施例的结果可知，铁离子利用螯合剂形成铁螯合物，以离子状态存在于培养基中，该铁离子作为营养源被浮游植物摄取，从而促进了浮游植物的增殖。另外，作为酒糟中所含的螯合剂，推测酒糟中通常所含的柠檬酸作为该螯合剂之一发挥功能。

【实施例5】

(水质环境改善实验)

将制备的铁螯合物生成材料配置于河流中，进行水质环境改善实验。实验在广岛县太田河的支流京桥河进行。

在2008年10月27日退潮时，京桥河水位下降露出底泥之际，分别配置铁螯合物生成材料及铁离子溶出体。

图4表示铁螯合物生成材料及铁离子溶出体的配置地点。在河口侧距离建造在京桥河上的常叶桥(常盘桥)约250m处的14m×30m的长方形区域(以下记为区域A1。)配置铁螯合物生成材料。另外，在河口侧距离常叶桥约200m处的14m×30m的长方形区域(区域A2)配置铁离子溶出体。

铁螯合物生成材料使用在炭和铁的粉体中加入酒糟混匀，成形为2种形状后进行烧成而得到的材料。作为炭和铁的粉体，使用earthrich的粉末型(日之丸产业株式会社制)。作为酒糟，使用在甘薯烧酒的制造过程中蒸馏时残留的残渣。相对于900g earthrich的粉末型，以100g的比例添加酒糟。需要说明的是，earthrich的粉末型是铁粉与炭粉以重量比1∶1混合的粉体。

铁螯合物生成材料的形状是下述两种：直径约17.5cm、高度约11.5cm的圆柱状，重量为3kg(以下记为铁螯合物生成材料L11L。)；长约5cm、宽约5cm、最厚部4cm的煤球状，重量为100g(以下记为铁螯合物生成材料S11S。)。

如图5所示，在区域A1的外周以2m的间隔配置44个铁螯合物生成材料L11L。并且在区域A1的内侧均匀地配置300个铁螯合物生成材料S11S。

铁离子溶出体是下述两种：earthrich煤饼型(日之丸产业株式会社制，以下记为铁离子溶出体L12L。)，为直径约17.5cm、高度约11.5cm的圆柱状，重量为3kg；earthrich煤球(briquette)型(日之丸产业株式会社制，以下记为铁离子溶出体S12S。)，为长约5cm、宽约5cm、最厚部4cm的煤球状，重量100g。需要说明的是，earthrich煤饼型及earthrich煤球型中，均以1∶1的重量比含有铁与炭。

铁离子溶出体也与铁螯合物生成材料相同，如图5中括号所示，在区域A2的外周以2m的间隔配置44个铁离子溶出体L12L，在区域A2的内侧均匀地配置300个铁离子溶出体S12S。

如上所述，以一定间隔配置区域A1(铁螯合物生成材料配置地点)与区域A2(铁离子溶出体配置地点)的原因在于，两区域过度接近时，区域A1中的铁螯合物生成材料的效果也有可能出现在区域A2。另外，将铁螯合物生成材料配置在河下游侧，将铁离子溶出体配置在河上游侧的原因在于，在河上游侧配置铁螯合物生成材料、在河下游侧配置铁离子溶出体时，因水的流动铁螯合物生成材料的效果也可能出现在河下游侧配置铁离子溶出体的部位。

该水质环境改善实验在河中进行，由于水经常流动，所以即使采集水进行分析，也无法评价水质改善的效果。为此，通过评价各区域的底质(底泥)的改善程度来判断利用本实施方式的铁螯合物生成材料能否改善水质。

采集底泥，计算出灼烧减量(IL：Ignition Loss)，通过该灼烧减量的变化来评价底部物质的改善。灼烧减量IL通过下式计算。

IL(％)＝{(A-B)/A}×100

上式中，A表示将约5g湿泥在110℃干燥12小时后称量得到的干重(g)，另外，B表示将干燥后的湿泥在600℃加热3小时使有机物燃烧后称量得到的重量(g)。

灼烧底部物质时，底部物质中所含的有机物燃烧。因此，越是含有大量有机物等的底部物质，越能显示重量的大幅减少。该减量比例(％)为灼烧减量，是了解底部物质中所含的所有有机物的比例的指标。通常，水质环境恶化时，底部物质中所含的有机物或沉淀物增加，所以灼烧减量增大。相反，水质环境改善时，底部物质中所含的有机物或沉淀物减少，所以灼烧减量减小。

在铁螯合物生成材料及铁离子溶出体的设置日(2008年10月27日)分别采集区域A1及区域A2中心部的湿泥，计算出灼烧减量。经过80日后(2009年1月17日)，同样分别采集区域A1及区域A2中心部的湿泥，计算出灼烧减量。

表3中分别表示设置日及经过80日后底泥的灼烧减量。

【表3】

由表3可知，在配置了铁离子溶出体的区域A2中，自设置日开始经过80日后底泥的灼烧减量与设置日相比增加。这表示区域A2中有机物或沉淀物反而增加，无法净化淤泥等。即，可知配置有铁离子溶出体的区域A2中水质环境未被改善。

另一方面，在使用了铁螯合物生成材料的区域A1中，经过80日后底泥与设置日相比，灼烧减量降低。灼烧减量降低意味着有机物或沉淀物减少，即淤泥等被净化，从而减少了有机物或沉淀物。由此确认，利用本实施方式的铁螯合物生成材料可以实现水质环境的改善。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的铁螯合物生成材料通过配置在水中，能够在水中持续释放铁离子与螯合剂。铁离子与螯合剂接触生成铁螯合物，所以铁离子能够以稳定状态长期停留在水中。该铁螯合物容易被浮游植物作为营养源摄取，促进浮游植物增殖。浮游植物的增殖也与以浮游植物为食物的水生生物的活化相关。其结果能够期待改善河流、湖泊或海边等水质环境。另外，本发明的铁螯合物生成材料也能用于以浮游植物为食物的贝类的养殖。

Claims (6)

1.一种铁螯合物生成材料，其特征在于：

含有铁、炭和酒糟或柑橘类渣滓；

所述铁和所述炭利用所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

在水中，通过所述铁与所述炭的接触溶出铁离子，利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物。

2.如权利要求1所述的铁螯合物生成材料，其特征在于，所述铁螯合物生成材料是配合2.5～10重量%所述酒糟而形成的。

3.铁螯合物生成材料的使用方法，其特征在于：

在河流、湖泊或海的水中或水底设置铁螯合物生成材料，所述铁螯合物生成材料含有铁、炭和酒糟或柑橘类渣滓，所述铁与所述炭利用所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

通过所述铁与所述炭的接触溶出铁离子，利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物，促进浮游植物增殖。

4.铁螯合物生成材料的使用方法，其特征在于：

在水质恶化的河流、湖泊或海的水中或水底设置铁螯合物生成材料，所述铁螯合物生成材料含有铁、炭和酒糟或柑橘类渣滓，所述铁与所述炭利用酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

通过所述铁与所述炭的接触溶出铁离子，利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物；

使浮游植物摄取所述铁螯合物，促进所述浮游植物增殖，改善恶化的水质。

5.铁螯合物生成材料的使用方法，其特征在于：

在贝类的养殖筏中设置铁螯合物生成材料，所述铁螯合物生成材料含有铁、炭和酒糟或柑橘类渣滓，所述铁和所述炭通过所述酒糟或所述柑橘类渣滓形成为一体；

通过所述铁与所述炭的接触溶出铁离子，利用所述铁离子和所述酒糟或所述柑橘类渣滓中所含的螯合剂生成铁螯合物，促进浮游植物增殖。

6.如权利要求3~5中任一项所述的铁螯合物生成材料的使用方法，其特征在于，使用配合2.5～10重量%所述酒糟而形成的所述铁螯合物生成材料。

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