CN106795702A - 附着生物的附着防止方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种防止附着生物附着于水中的结构物的方法，其特征在于，对防止附着生物的附着的结构物照射包含409～412nm的波长的光。

Description

附着生物的附着防止方法
技术领域
本发明涉及一种防止附着生物附着于水中的结构物的方法。
背景技术
在利用海水作为冷却水的火力发电厂或原子能发电厂等发电工厂中，在取水装置等上容易附着各种附着生物。附着的附着生物变多时，有可能招致设备的性能降低等不良情况。
因此，目前正在进行将次氯酸钠溶液或二氧化氯等氯系药剂注入到冷却水中的技术(例如参照非专利文献1～3)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：海生生物污损对策便览.电化学会·海生生物污损对策恳谈会编，技报堂出版，1991.
非专利文献2：发电厂海水设备的污损对策手册.火力原子能发电技术协会编，恒星社厚生阁，2014.
非专利文献3：大型附着生物对策技术总览.川边允志著，电化学会·海生生物污损对策恳谈会，1998.
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于，提供一种防止附着生物附着于水中的结构物的方法。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个实施方式为防止附着生物附着于水中的结构物的方法，其为对上述结构物照射包含409～412nm的波长的光的方法。上述附着生物可以为藻类、贻贝类、莺蛤类、苔藓虫类、毛掸虫类、钩虾类、海绵类、海鞘类、水螅类。上述光可以包含400～440nm的波长域中的一部分波长。上述光可以在409～412nm的波长域内具有峰值。上述光优选在409～412nm的波长域中具有对上述结构物的分光照射强度为1.4μWcm-2nm-1以上的波长。上述光可以包含400～420nm的波长。上述光的照射强度优选为3Wm-2以上。上述光优选不是激光。上述光可以为LED光。上述水可以为海水。
附图说明
图1是表示在本发明的一个实施例中，在空气中测定的光量子束密度和辐射照度的关系的图表。
图2是表示在本发明的一个实施例中，各附着板的分光辐射照度的图表。
图3是表示在本发明的一个实施例中，LED光在海水中传播时的辐射照度的衰减的图表。
图4是表示在本发明的一个实施例中，安装于附着板的可乐隆(Kuremona)网的照片。
图5是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，附着于附着板的附着生物的迁移状况的图。
图6A是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在3周后附着于附着板的附着生物的情形的照片。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图6B是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在8周后附着于附着板的附着生物的情形的照片。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图6C是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在16周后附着于附着板的附着生物的情形的照片。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7A是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在4周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7B是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在6周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7C是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在8周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7D是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在10周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7E是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在12周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7F是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在14周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图7G是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在16周后附着于附着板的二枚贝类的附着总个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图8A是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在4周后附着于附着板的紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的附着个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图8B是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在6周后附着于附着板的紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的附着个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图8C是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在8周后附着于附着板的紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的附着个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图8D是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在10周后附着于附着板的紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的附着个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图8E是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在12周后附着于附着板的紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的附着个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图8F是表示在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，在14周后附着于附着板的紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的附着个体数的图表。上列为实验区(光照射)，下列为对照区(光不照射)。
图9A是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在6周后附着于附着板的水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫(イタコケムシ)类、冠粗胞苔虫(エダコケムシ)类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫(ウズマキゴカイ)类、钩虾类·毛掸虫类，表示附着板中的被覆度的图表。左列为实验区(光照射)，右列为对照区(光不照射)。
图9B是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在8周后附着于附着板的水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫类、钩虾类·毛掸虫类，表示附着板中的被覆度的图表。左列为实验区(光照射)，右列为对照区(光不照射)。
图9C是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在10周后附着于附着板的水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫类、钩虾类·毛掸虫类，表示附着板中的被覆度的图表。左列为实验区(光照射)，右列为对照区(光不照射)。
图9D是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在12周后附着于附着板的水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫类、钩虾类·毛掸虫类，表示附着板中的被覆度的图表。左列为实验区(光照射)，右列为对照区(光不照射)。
图9E是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在14周后附着于附着板的水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫类、钩虾类·毛掸虫类，表示附着板中的被覆度的图表。左列为实验区(光照射)，右列为对照区(光不照射)。
图9F是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在16周后附着于附着板的水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫类、钩虾类·毛掸虫类，表示附着板中的被覆度的图表。左列为实验区(光照射)，右列为对照区(光不照射)。
图10是在本发明的一个实施例中，设置于海水中之后，针对在6周～16周后附着于附着板的总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、海蚯蚓类、其它，表示附着板中的被覆度的图表。(A)为实验区(光照射)，(B)为对照区(光不照射)。
具体实施方式
本发明的目的、特征、优点及其构思通过本说明书的记载，对本领域技术人员而言是明确的，根据本说明书的记载，只要是本领域技术人员，就可以容易地再现本发明。以下所记载的发明的实施方式和具体的实施例等表示本发明的优选的实施方式，是为了例示或说明而示出的，本发明并不限定于这些实施方式。可以在本说明书中所公开的本发明的意图以及范围内，基于本说明书的记载进行各种改变以及修饰，这对本领域技术人员而言是明确的。
本发明的防止附着生物附着于水中的结构物的方法包含对结构物照射包含409～412nm的波长的光的工序。
在此，附着生物是指具有附着于水中的结构物的表面的性质的生物，可以例示属于硅藻纲、绿藻纲、褐藻纲、红藻纲的藻类、属于紫贻贝、东方缝栖蛤等贻贝目、中国不等蛤、习见锉蛤等莺蛤目、总合草苔虫、血苔虫、薄板苔虫等苔藓虫目、有孔右旋虫等毛掸虫目、钩虾目、海绵类、海鞘纲、水螅纲的动物。另外，生物(可以为天然生物，也可以为养殖生物)、例如鱼类、牡蛎类、扇贝类的表面所附着的病毒、细菌、真菌、原虫、粘液胞子虫、单生虫、吸虫、绦虫、线虫、棘头虫、甲壳虫等病原虫、寄生虫。
另外，在此，就结构物而言，只要在水中，就没有特别限定，可以例示：火力发电厂、原子能发电厂、潮流发电厂、波力发电厂、海流发电厂、海洋温度差发电厂、水力发电厂、海水抽水发电厂、LNG工厂、石油精制工厂、海水淡水化工厂中的取水管路、旋转筛、条杆筛、转筒筛、除贝装置、贝类(MUSSEL)过滤器、网筛、取水泵、循环水泵、循环水管、热交换器、冷凝器、轴承冷却水冷却器、润滑油冷却器、LNG气化器、发电机、海绵球清洗装置、放水管路、海水水温计、残留氯计、水质计测器、防水母网、水车、叶轮、阀门、旋转轴、导水管路、过滤槽、膜、拦水坝、船舶、造船厂中的船体、螺旋桨、压载水箱、压载水导入·排出管、泵类、水产养殖设备、水产试验场、水产设备、水族馆、鱼介类饲养水槽中的水槽、配管、泵类、砂过滤槽、网鱼笼、绳子、海苔养殖网、浮标、浮码头、浮舟、定置网等。
对附着生物照射的光为包含409～412nm的波长的光。可以为包含400～440nm的波长域中的一部分(在此，“一部分”不包括“全部”)的波长的光。该光优选包含400～420nm的全波长，可以包含紫外线(小于400nm的波长)、可见光(400～830nm)和红外线(大于830nm的波长)。400nm～420nm的波长的光与紫外线相比，海水中的透射性高，因此，与使用仅包含紫外线的光的方法相比，本发明可以在宽范围产生光的效果。另外，如实施例所示，光优选在409～412nm的波长域内具有峰值。予以说明，该光可以不是激光。
光的照射强度没有特别限定，根据照射的环境(例如水质、水的深度、透明度等)，本领域技术人员可以适当且容易地确定，但优选照射强度为约3Wm-2以上的光，更优选具有约200Wm-2以上的波长的光。而且，优选在409～412nm的波长域内具有对附着生物的分光照射强度为约1.4μWcm-2nm-1以上的波长的光，更优选具有约500μWcm-2nm-1以上的波长的光。光的照射时间也没有特别限定，根据照射的环境，本领域技术人员可以适当且容易地确定，例如可以设定3秒以上、10秒以上、30秒以上、100秒以上或5分钟以上的照射时间。照射可以为持续的，也可以为间歇的，但为间歇的情况下，优选将光的总照射时间设为如上所述的时间。
照射方法没有特别限定，例如作为光照射装置，可以使用LED照射装置、水银灯、荧光管等装置等，但优选使用LED照射装置，特别优选为照射LED的光纤。
实施例
＜1＞模型水路的设置
本实施例中，在广岛县水产海洋技术中心的海上设施上的用地内设置长度7m×宽度10cm×深度10cm的模型水路，以0.1m/秒的流速使海水流动。在水路的一个壁上设置LED照射装置(CCS株式会社制SMD元件安装型、LED面板的型式：ISL-150X150-VV-TPHI？BTFN、照射面：15cm×15cm、SMD元件数：120(8×15)个、SMD元件尺寸：5×5mm、峰值波长：409～412nm、指向角特性：半角值58.6°、半值宽度14nm)，通过扩散板和石英玻璃(厚度5mm)在水路内以水平照射光。在面板和石英玻璃之间安装椭圆扩散型(扩散角60°×1°)的透镜扩散板(株式会社Optical Solutions、LSD60×1PC10-F5、厚度1.25mm、基盘；聚碳酸酯)，一边利用该扩散板使照射光扩散，一边将LED光照射在水路内。予以说明，照射LED光的水路壁面的开口部设为10cm×10cm(正方形)。
接着，在水路的另一个壁上并列地设置多个附着板(宽度10cm×高度15cm)。首先，在LED面板的正面上配置附着板(E)，在两侧各配置4张附着板，每隔25cm进行配置(从上游向下游方向夹持E而配置A～D和F～I)(板彼此的间隙为15cm)，在下游侧进一步配置4张(J～M)，每隔100cm(板彼此的间隙为90cm)进行配置，最终使附着板从上游向下游方向以A～M的顺序排列。
试验中，在水路中遮断光，以位于与LED面板对面的附着板E(基点)的中心的辐射照度成为约200Wm-2的方式调节LED光。将试验开始时(2014年3月6日15：00)的光的测定结果示于表1。予以说明，作为对象，不照射LED光，使用遮断了光的水路(附着板为A’～M’)。
[表1]
在此，测定海水中的光量子束密度，使用由预先在空气中测定的光量子束密度和辐射照度的关系得到的以下的换算式(I)算出海水中的辐射照度(图1)。
辐射照度(Wm-2)＝0.112884×光量子束密度(μmols-1cm-2)+0.051842···(I)
试验期间中，每观察日进行将附着板E中的辐射照度调整为200Wm-2的作业，此时，通过将海水中的光量子束密度设定为1768.5μmols-1cm-2而进行该调整。
予以说明，测定中使用以下的计测器。
(1)光量子束密度：MEIWAFOSIS株式会社制光量子计LI-192SA(400～700nm)
(2)分光辐射照度：Opto Research Corporation制多目的分光辐射计MSR-7000N(200～2500nm)
(3)照度：Konica Minolta Sensing株式会社制照度计T-10WL(测定波长；400～700nm)
另外，将各附着板中的LED光的波长和分光辐射照度的关系示于图2，但在任何附着板中峰值波长均位于409～412nm。
在表1的海水中，LED光的辐射照度在距面板的距离5cm处衰减至73.2％，在10cm处衰减至44.43％(图3)。因此，将附着板E中的辐射照度规定为200Wm-2时，距面板的距离0cm处的辐射照度成为450Wm-2，水路中央(距离5cm)处的辐射照度成为325Wm-2。
相对于实际的对面面板，LED光的辐射范围达到宽度30cm的范围。由于通水海水的流速为0.1m/sec，因此，海水中的幼虫需要1～3秒通过该照射区域，期间，接受(至少1秒)200～450Wm-2的辐射照度光。
在各附着板上安装可乐隆网(日东制网株式会社制无结节网；丝粗度1mm、网眼尺寸5mm)(图4)。附着板的宽度为10cm，在水路内浸渍至水深10cm，但由于附着生物附着于海水外的高度13cm，因此，至水深13cm设为评价对象，因此，附着板的评价面积成为130cm2。该评价面中的丝数为纵丝16根，横丝20根。网眼尺寸(5mm×5mm)的数每评价面成为300个(纵列15个×横列20个)。
＜2＞LED光照射进行的附着生物的附着的抑制
每2周观察这样配置的附着板中的附着生物的附着的情形，结果，从4周后各种附着生物时期特异性地附着。将其迁移状况示于图5。
在2014年3月6日试验开始后，4月中旬以后，二枚贝类、特别是紫贻贝、东方缝栖蛤附着，至6月下旬两种附着个体数显示增加的倾向。4月中旬～5月中旬期间，可看到水螅类的繁茂，但其在5月下旬消失，其后，以总合草苔虫为中心，板苔虫、冠粗胞苔虫、血苔虫、薄板苔虫等苔藓虫类、海鞘类成为优势的状态。除此之外，观察到有孔右旋虫类、海绵类、钩虾类等生物的附着。但是，在该附着生物的迁移过程中，作为辐射照度200Wm-2的连续照射面的附着板E中，在16周内也没有看到任一种生物的附着。而且，即使作为辐射照度3Wm-2的连续照射面的附着板D和F，也在8周以后能够看到充分的生物的附着抑制。将3、8、16周后的附着板的外观示于图6。
作为具体的附着状况的一例，在4周～16周后研究二枚贝类的附着总个体数，将4周～14周的结果(16周后的结果与14周大致相同)图表化的图是图7。另外，对紫贻贝、东方缝栖蛤、中国不等蛤、习见锉蛤的各自，研究附着个体数，进行了图表化的图是图8。而且，在6周～16周后，对水螅类、藻类、总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、有孔右旋虫类、钩虾类·毛掸虫类，研究附着板中的被覆度，进行了图表化的图是图9。在此，被覆度作为评价面积130cm2中的被覆比例算出。另外，以在试验结束时(16周后)所回收的附着板为材料，测定总合草苔虫类、板苔虫类、冠粗胞苔虫类、海鞘类、海绵类、海蚯蚓类、其它的湿重量。将其结果示于图10。
在直接接受包含409～412nm的波长的光的照射的附着板E中，在16周后也没有观察二枚贝的附着，与此相对，在其它的场所中，均观察到二枚贝的附着。另外，在照射了光的实验区中，与没有照射光的对照区相比，更多的个体附着于附着板E的上游侧，附着于下游侧的个体变少。其认为是，附着生物来到照射光的部分时，与光反应后返回，附着于附着板A～B等光弱的部分。其结果认为，通过附着板E的附着生物的数减少，附着于附着板E的下游侧的个体数减少。
另外认为，在附着板D和F中，二枚贝和海鞘以外的附着生物的附着减少，或产生迁移阶段中的生物的死亡的促进、加入的抑制、成长的抑制。
工业上的可利用性
根据本发明，可以提供一种防止附着生物附着于水中的结构物的方法。

Claims (10)

1.一种防止附着生物附着于水中的结构物的方法，其特征在于：
对所述结构物照射包含409～412nm的波长的光。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述附着生物为藻类、贻贝类、莺蛤类、苔藓虫类、毛掸虫类、钩虾类、海绵类、海鞘类、水螅类。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述光包含400～440nm的波长域中的一部分波长。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于：
所述光在409～412nm的波长域内具有峰值。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于：
所述光在409～412nm的波长域中具有对所述结构物的照射强度为1.4μWcm-2nm-1以上的波长。
6.如权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于：
所述光包含400～420nm的波长。
7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于：
所述光的照射强度为3Wm-2以上。
8.如权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于：
所述光不是激光。
9.如权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于：
所述光为LED光。
10.如权利要求1～9中任一项所述的方法，其特征在于：
所述水为海水。
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