JP2000167564A - 航行可能の水域の汚染を回避する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バラスト水中の動物プランクトン及び植物プ
ランクトンによる航行可能の水域の汚染を回避する方法 【解決手段】 バラスト水に加える過酸素化合物含有薬
剤が、過酸素化合物としてＣ原子１〜６個を有する水溶
性過カルボン酸を含有しており、該薬剤をバラスト水１
ｌ当たり０．１〜２００ｍｇの過カルボン酸に相応する
量でバラスト水に加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶のバラスト水
によって取込まれかつバラスト水の排出の際に他の場所
に移動される、そのエピファウナ（Ｅｐｉｆａｕｎａ）
を含む動物プランクトン及びその休眠段階（シスト）を
含む植物プランクトンの系列からの生物による航行可能
の水域の汚染を回避する方法に関する。該方法は、過酸
素化合物を含有する薬剤をバラスト水に加え、該生物が
大体において撲滅されてしまうまでの濃度及び時間で前
記薬剤を作用させかつこのように処理されたバラスト水
を前記水域に導入することから成る。

【０００２】

【従来の技術】船舶航行は、近年著しい構造変化をこう
むっている。特にコンテナ船航行においては船の大き
さ、船積み期間、積込み戦略、したがってバラスト水の
量、バラスト水の滞留期間及びその混合割合が港湾地域
及び海岸地域では著しく変化しており、その結果外来生
物種及び人間にとって病原性の細菌の移動に関する新し
い危険を包含する新しい場面が生じている。近年まさ
に、劇的な例により、このような生物が船のバラスト水
によって生態学及び健康に関する広範囲な結果を伴って
他の場所に移動されることが立証された。一つの例は北
アメリカの五大湖におけるゼブラ貝（Ｚｅｂｒａｍｕｓ
ｃｈｅｌ）の出現である。これは漁業及び観光に対する
諸結果を伴う食物構造の変化をもたらしかつエネルギー
工業に発電所の冷却回路中の貝を駆除するための高いコ
ストを負担させることになった。また望ましくない異常
発生をもたらすのみならず、多くの海岸地域で貝及びか
きの養殖を損なう毒性藻類の休眠シストの大規模な移動
も、持続的にして、部分的には回復できない長期被害の
原因となる。最後にクラゲに類似するある種の黒海への
移動は、数年前サーデイン漁業を完全に破壊してしまっ
た。またコレラ菌（血清型０１Ｌ）のような人間にとっ
て病原性の感染性細菌の大陸間移動も、分子生物学研究
所（米国、ボルテイモア（Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ）在）に
よって立証された。これらの例は、外来の植物的及び動
物的生物及び人間にとって病原性の細菌の、船のバラス
ト水による移動の危険を低減させる手段を開発するとい
う切実な行為の必要が存在することを示す。

【０００３】従来は、船のバラスト水の処理のために適
当な方法を開発するという試みが不足していた。このよ
うな試みは不十分な効果及び／又は固有な欠点のために
成就することができなかった。強い紫外線による水の処
理によってなるほど微生物は撲滅されうるが、しかし動
物プランクトン中に含まれたより大きな生物、例えばア
ルテミア（Ａｒｔｅｍｉａ）、カニ、イガイ（Ｍｕｓｃ
ｈｅｌ）及びそれらの卵は撲滅されない。さらに紫外線
法はバラスト水の費用のかかる吸入排出を必要とする。

【０００４】オゾンはなるほど有効な殺生物剤である
が、船のバラスト水のオゾン化は高すぎる技術的費用を
要する。次亜塩素酸塩によるバラスト水の処理を妨げる
ものは、有機塩素化合物の生成という欠点、次亜塩素酸
塩の乏しい安定性及びその腐食性である。

【０００５】高い殺生物作用を有する多くの有機化合物
は公知であるが、それらの長期効果又はそれらの高い安
定性はバラスト水中で使用するためには望ましくない：
殺生物剤は処理後にバラスト水と一緒に十分に分解され
かつ生態学的に危険のない形で水域に供給されるべきで
ある。船の航行時間、したがってバラスト水の処理時間
は数日から幾週にもわたる可能性があり、その結果残り
の殺生物剤の含量の制御はもはや保証されていない。

【０００６】水及び酸素に分解する過酸化水素は、若干
の微生物に対してはなるほど殺生物作用を有するが、大
抵は生物静止（ｂｉｏｓｔａｔｉｓｃｈ）作用を有する
に過ぎないことは公知である。過酸化水素の酸化ポテン
シャルは一般には、動物プランクトンの生物を有効に損
なうか又は殺すためには小さすぎる。米国特許第５，２
５６，４２３号明細書には、有害なプランクトンのシス
トによる航行可能の水域の汚染を回避する方法が記載さ
れているが、同方法は、バラスト水に有効量の過酸化水
素を加え、シストが大体においてその間に撲滅される十
分に長い作用時間後に初めてバラスト水を排出させるこ
とにある。この方法により撲滅されうるシストは植物プ
ランクトンに属する藻類の休眠段階である。過酸化水素
の作用スペクトルはバラスト水の処理のためには十分で
はない、それというのも同様にバラスト水中に存在する
植物−及び動物プランクトンならびにそれらの休眠段階
の他の生物が撲滅されないか又は十分には撲滅されない
からである。

【０００７】米国特許第５，３９３，７８１号明細書か
らは、成虫及び幼虫の形のゼブラ貝（Ｚｅｂｒａｍｕｓ
ｃｈｅｌ）が過酢酸との接触によって制御されうること
が公知である。この場合には過酢酸を含有する溶液を有
効量で例えば水の入口又は水処理装置の貯蔵容器に加え
る。この刊行物には、外来種の生物の一つの水域から他
の水域への移動を回避するために過酢酸溶液を船のバラ
スト水の処理のために使用することは開示されていない
しまた示唆もされていない。またゼブラ貝ならびにその
エピファウナを含む動物プランクトンの他の生物の卵が
過酢酸によって殺されるかどうか、そしてそれがどの程
度であるか、ということも記載されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、そのエピファウナを含む動物プランクトン及びそ
の休眠段階を含む植物プランクトンの系列からの有害な
生物の船のバラスト水による移動を、有効に回避する方
法を示すことである。該方法は、シスト及びゼブラ貝
（Ｚｅｂｒａｍｕｓｃｈｅｌ）の周知の駆除の他にバラ
スト水によって取込まれる他の生物も有効に撲滅するこ
とを可能にすべきである。他の課題によれば、該方法は
バラスト水の排出の際に生態毒性学的諸問題が生じない
ように十分迅速に分解されるような薬剤の使用下に実施
できるべきである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】船舶のバラスト水によっ
て取込まれかつバラスト水の排出の際に他の場所に移動
される、そのエピファウナを含む動物プランクトン及び
その休眠段階（シスト）を含む植物プランクトンの系列
からの生物による航行可能の水域の汚染を回避する場
合、過酸素化合物（Ｐｅｒｓａｕｅｒｓｔｏｆｆｖｅｒ
ｂｉｎｄｕｎｇ）を含有する薬剤をバラスト水に加え、
該生物が大体において撲滅されてしまうまで前記薬剤を
作用させかつこのように処理されたバラスト水を前記水
域に導入することから成る、航行可能の水域の汚染を回
避する方法において、該薬剤が過酸素化合物としてＣ原
子１〜６個を有する水溶性過カルボン酸を含有しかつ該
薬剤をバラスト水１ｌ当たり０．１〜２００ｍｇの過カ
ルボン酸に相応する量で加えることを特徴とする、航行
可能の水域の汚染を回避する方法が見出だされた。

【００１０】従属請求項は好ましい実施態様に向けられ
ている。

【００１１】プランクトンとは、水中に浮遊しているあ
らゆる生活形態の動物的及び植物的生物の全体を意味す
る。したがって動物プランクトンの場合には卵、幼虫及
び成虫の形態における生物と理解すべきである。“植物
プランクトン”の概念はシストのような生物の休眠段階
も意味する。バラスト水中で撲滅すべき生物は、主とし
て次ぎの分類学的群の代表生物：赤潮の毒性藻類の生理
学（Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｅ）に類似の生理学を有する
単細胞藻類である。動物プランクトンの駆除すべき生物
は、主としてカイアシ類（Ｃｏｐｅｐｏｄｅｎ）及びそ
の幼虫段階、種々の年齢段階の甲殻類を包含する移動性
のベントスファウナ （Ｂｅｎｔｈｏｓｆａｕｎａ）の
代表生物、ならびに貝類（Ｍｕｓｃｈｅｌｎ）、甲殻類
及び魚類の幼虫−及び卵段階である；また腔腸動物、輪
虫−及び被嚢動物、翼足類（Ｆｌｕｅｇｅｌｓｃｈｎｅ
ｃｋｅｎ）及び海綿動物、ひも形動物、軟体動物、輪形
動物、こけむし及び棘皮動物の幼虫段階もバラスト水に
含まれていてもよい−バラスト水中のこれらの生物の駆
除も移動を回避するために望ましい。

【００１２】バラスト水を過カルボン酸（ペルオキシカ
ルボン酸とも称する）で処理することによって属の種類
の極めて異なる生物が撲滅されることが判明した。過カ
ルボン酸は殺生物剤として作用しかつ広い作用スペクト
ルを有する。“大体において撲滅される”という概念は
一般に少なくとも９０％、好ましくは９９％を超える撲
滅率及び卵の孵化率の少なくとも５０％の減少を意味す
る。１００％の撲滅率が試験管内で問題なく達成されう
るとしても、船内のバラスト室の大きさ、この場合除外
できない死空間及び少量の殺生物性薬剤と多量のバラス
ト水との場合により不完全な混合を考慮すると、実際に
は１００％の撲滅率は常に保証されていないが、必ずし
もこれは必要ではない。

【００１３】バラスト水に加えるべき殺生物性薬剤は１
種以上の過カルボン酸を含有していてよい。通常この薬
剤は、１種以上の過カルボン酸の他にさらに他の有効な
殺生物剤及び／又は他の助剤、例えば界面活性剤も含有
していてよい水溶液である。

【００１４】本発明により使用すべき薬剤は、炭素原子
１〜６個、好ましくは１〜３個を有する水溶性過カルボ
ン酸を含有する。過カルボン酸は１又は２個のペルオキ
シカルボキシル基を有し、必要の場合にはまた１又は２
個のヒドロキシル基も有することができる。適当な過カ
ルボン酸の例は過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸、過乳
酸、過酒石酸、モノ−及びジペルオキシコハク酸、モノ
−及びジペルオキシグルタル酸ならびにモノ−及びジペ
ルオキシアジピン酸である。使用すべき殺生物性薬剤は
特に好ましくは過酢酸、過ギ酸、過プロピオン酸又はこ
れらの過カルボン酸の混合物、特に過酢酸と過ギ酸とか
らなる混合物を含有する。有効な過酸混合物（Ｐｅｒｓ
ａｕｅｒｅｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）はジカルボン酸の
少なくとも２種の前記過酸を含有する。

【００１５】１種以上の過カルボン酸を含有する殺生物
性薬剤は、通常さらに過酸化水素及び存在する過カルボ
ン酸がその基礎となっているカルボン酸も含有する。こ
のような混合物は、１種以上のカルボン酸と水性過酸化
水素溶液との反応による過カルボン酸含有薬剤の製造か
ら生じる。このようにして得られる薬剤は、生じる平衡
の達成前又は後で使用することができる。特に好ましく
はいわゆる平衡過カルボン酸溶液を基剤とする薬剤、特
に使用前に１種以上の他の殺生物性成分及び／又は助剤
が加えられた平衡過酢酸溶液を使用する。

【００１６】好ましい実施態様によれば、殺生物性薬剤
として、過酢酸、過ギ酸、酢酸、ギ酸、過酸化水素及び
水を少なくとも９５重量％の全量で含有する溶液を使用
する。このような溶液はまた製造条件により鉱酸触媒及
び活性酸素安定剤も含有することができる。このような
溶液は、過酢酸、酢酸、過酸化水素及び水を含有する溶
液、例えば１〜３５重量％、特に１〜１５重量％の平衡
過酢酸にギ酸を加えることによって又は触媒として鉱酸
を含有する平衡過酢酸溶液に水溶性ギ酸塩を加えること
によって容易に得ることができる。過ギ酸は過酢酸と比
べてより高い効力を示すが、またより高い分解性も示
す。したがって有利にはギ酸を使用前に初めて過酢酸を
含有する溶液に加えかつこの混合物を数時間持続する反
応時間後にバラスト水に加える。また単一の過カルボン
酸として過酢酸を含有する溶液及びギ酸を相互に別個に
バラスト水に加えることもできる；この組合わせの効率
は過酢酸のみを含有する溶液の効率よりも高いが、しか
し過酢酸及び過ギ酸を含有する溶液を使用して達成され
る効率よりも小さい。

【００１７】またギ酸の代わりに、カルボン酸を含有す
る薬剤又は直接バラスト水に他の殺生物性物質を加えて
もよい。この種の適当な殺生物剤はアクロレインを分解
するアセタール、例えば２−ビニル−１，３−ジオキソ
ラン又は２−ビニル−１，３−ジオキサンである。過カ
ルボン酸溶液の酸含有量はアセタールを分解するために
十分であるが、アセタールをバラスト水に直接加える場
合には、アセタールを酸又は酸分解性薬剤と組合わせて
使用するのが有利である。

【００１８】他の実施態様によれば、バラスト水に過カ
ルボン酸を含有する薬剤の他にアルカリ金属シアン化物
を少量加える。有利にはシアン化物はバラスト水１ｌ当
たり約０．１〜２０ｍｇの量で使用する。必要な場合に
はシアン化物も直接加えてよい、過カルボン酸含有薬剤
の使用量は、バラスト水１ｌ当たり過カルボン酸０．１
〜２００ｍｇ、特に１〜１００ｍｇ、特に好ましくは１
〜３０ｍｇの範囲にある。過カルボン酸溶液及びシアン
化物の併用という特に好ましい実施態様によれば、バラ
スト水１ｌ当たり５〜１００ｍｇの１〜１５重量％平衡
過酢酸及び前記酸と一緒に又は別個にシアン化物１〜５
ｍｇを、同時に又は時間をずらしてバラスト水に加え
る。

【００１９】過カルボン酸含有薬剤及びシアン化物の併
用が相乗効果をもたらすことが判明した。動物プランク
トンに属する少なからずの生物の卵は、過カルボン酸を
含有する溶液の単独使用によってもまたシアン化物の使
用によっても十分に撲滅されないけれども、前記両物質
の併用は極めて有効に作用する。また前記の組合わせに
よって過カルボン酸の濃度を低減することもできる。シ
アン化物の単独使用は有効な成虫動物の有効な撲滅をも
たらすが、若干の生物の場合には卵が生き残る；他方で
は過カルボン酸の単独使用によって若干の生物の成虫動
物は完全には駆除されないが、同動物の卵は十分に撲滅
される。

【００２０】平衡過酢酸及びギ酸の併用（この際前記の
ようにギ酸を過酢酸に直接加えるか又は過酢酸と同時に
バラスト水に加えることができる）の場合には、ギ酸の
使用量は過酢酸及び酢酸の総量に対して１０〜１０００
重量％に相応する。

【００２１】過カルボン酸含有薬剤又は同薬剤と別の殺
生物剤との混合物は、１回又は数回の添加によってバラ
スト水に加えることができる。必要な限り、大体におい
て成虫、幼虫又は卵の形のすべての生物が撲滅されてし
まうまで、バラスト水中の過カルボン酸の特定の含有量
を保持する。バラスト水は、殺生物性薬剤の添加後に撲
滅が大体おいて完了するまで、船のバラスト室中に保持
する；この後初めてバラスト水を排出させ、水域に供給
する。また代わりの方法によれば、港湾地域ではバラス
ト水をそのために設けられたタンク装置に直接供給し、
この装置で本発明により処理することができる。

【００２２】本発明方法は、望ましくない生物の一つの
場所から他の場所への移動を有効に回避することを可能
にする。使用すべき薬剤は、その役目を果たした後分解
されるか又は生態毒性物質として排出されうるような濃
度で使用する。本発明により使用すべき殺生物性物質
は、予定の航行時間後にはバラスト水中の生物の集団が
撲滅されているような量で使用する。したがって短い航
行時間の場合には有効な殺生物剤の濃度は長い航行時間
の場合よりも高くなる。また過カルボン酸含有溶液及び
シアン化物の併用の場合にも、排出すべきバラスト水中
のシアン化物の高すぎる濃度は、このシアン化物を存在
する過カルボン酸によって酸化して無害な物質に変える
ことによって回避する。

【００２３】次ぎの実施例は、限定された条件下での選
択された被検生物の生存率に対する過カルボン酸含有溶
液の原則的効果を示す。

【００２４】

【実施例】例Ｂ１〜Ｂ６及び比較例ＶＢ１〜ＶＢ４ 試験は、被検生物としてのアルテミア・サリナ（Ａｒｔ
ｅｍｉａ ｓａｌｉｎａ）（甲殻類）により、詳しくは
その卵、幼虫及び成虫の生活段階で行った。試験した媒
体は塩分３．３％を有する北海の水であり、固定温度は
室温（約２０℃）であった。成虫アルテミアは５ｌの海
水タンク中に入れ、アルテミアの卵及び幼虫は２ｍｌの
スクリュー蓋付グラス（Ｓｃｈｒａｕｂｄｅｃｋｅｌｇ
ｌａｅｓｅｒ）中に入れた。最高７２時間までの暴露時
間による成虫動物及びナウプリウス（Ｎａｕｐｌｉｅ
ｎ）の生存率から死亡率を求めた。試験は３つの平行群
で行った。卵の場合には前記時間後の孵化率（％）を決
定した。

【００２５】次ぎの作用物質及び組合わせ物を試験し
た： Ａ：過酢酸５重量％、過酸化水素２７．５重量％及び酢
酸５．５重量％を含有する平衡過酢酸（硫酸２重量％の
存在で酢酸及び水性過酸化水素から製造） Ｂ：Ａによる溶液と８５重量％ギ酸との混合比１：１の
混合物。同混合物を１時間の放置時間後に使用する。

【００２６】Ｃ：Ａによる溶液と、２−ビニル−１，３
−ジオキソラン及び無水マレイン酸酸（１：１）から成
る混合物（＝ＶＤＬ−Ｋ）との混合物。Ａ：ＶＤＬ−Ｋ
の混合比は１００：１に等しい。該混合物を製造直後に
使用する。

【００２７】第１表は成虫のアルテミア・サリナの死亡
率（％）を示す−薬剤Ａ、Ｂ、Ｃ及びＶＤＬ−Ｋを記載
の濃度ｃ（ｍｇ／ｌ）で使用した、それぞれ３回の平行
試験からの平均値。対照は６０匹の動物を含み、本発明
の薬剤で処理した試料は１５０匹の動物を含んでいた。

【００２８】

【表１】

【００２９】第２表は、幼虫のアルテミア・サリナ（ナ
ウプリウス）の暴露後の死亡率（％）を示す。３回の平
行試験からの平均値及び各試験群の被検生物の総数を記
載してある。

【００３０】成虫アルテミアの死亡率はＡの試験濃度を
用いると７２時間後に初めて９７％に達したが、Ｂ及び
Ｃの効果ははるかに迅速でかつ定量的である。

【００３１】

【表２】

【００３２】例７ アルテミア・サリナの休眠卵を作用物質Ａ、Ｂ及びＣ及
び前記の作用物質濃度に暴露する場合には、幼虫の発生
は起こらない。

【００３３】例８ 被検生物として成虫のコエビ（Ｇａｒｎｅｌｅｎ）（Ｍ
ｙｓｉｓ ｓｐ）を使用し、Ａによる作用物質に暴露し
た（ｃ＝２０００ｍｇ／ｌ）。０．５時間後にすでに死
亡率は１００％であった。

【００３４】例９及び１０ 作用物質として次ぎのものを使用した：シアン化ナトリ
ウム及び前に使用した平衡過酢酸溶液（Ｇ−ＰＥＳ）
（＝Ａ）。例９及び１０では、シアン化物（ＣＮ）及び
Ｇ−ＰＥＳを別個に、しかし同時に成虫アルテミア、そ
のナウプリウス及び休眠卵を含む水に加えた。水１ｌ当
たりの作用物質の使用量は、例９ではＮａＣＮ３．３ｍ
ｇ及びＧ−ＰＥＳ（配合物Ａ）１０ｍｇであり、例１０
ではＮａＣＮ４６．３ｍｇ及びＧ−ＰＥＳ（配合物Ａ）
５０ｍｇであった。第３表は結果−死亡率及び孵化率
（％）を示す。

【００３５】

【表３】

フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル フス ドイツ連邦共和国 エシュボルン リヒャ ルト−ヴァーグナー−シュトラーセ 28ア ー (72)発明者 ペーター ヴェルレ ドイツ連邦共和国 ゲルンハウゼン イム ベルナー 43

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船舶のバラスト水によって取込まれかつ
   バラスト水の排出の際に他の場所に移動される、そのエ
   ピファウナを含む動物プランクトン及びその休眠段階
   （シスト）を含む植物プランクトンの系列からの生物に
   よる航行可能の水域の汚染を回避するために、過酸素化
   合物を含有する薬剤をバラスト水に加え、該生物が大体
   において撲滅されてしまうまで前記薬剤を作用させかつ
   このように処理されたバラスト水を前記水域に導入する
   ことから成る、航行可能の水域の汚染を回避する方法に
   おいて、該薬剤が過酸素化合物としてＣ原子１〜６個を
   有する水溶性過カルボン酸を含有しかつ該薬剤をバラス
   ト水１ｌ当たり０．１〜２００ｍｇの過カルボン酸に相
   応する量で加えることを特徴とする、航行可能の水域の
   汚染を回避する方法。
2. 【請求項２】 過ギ酸、過酢酸及び過プロピオン酸の系
   列からの少なくとも１種の過カルボン酸及びさらに過酸
   化水素を含有する薬剤も含有する薬剤を使用する、請求
   項１記載の方法。
3. 【請求項３】 １〜１０重量％の過酢酸含有量を有する
   いわゆる平衡過酢酸を基剤とする薬剤を使用する、請求
   項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 少なくとも９５重量％の全量で過酢酸、
   過ギ酸、酢酸、ギ酸、過酸化水素及び水を含有する薬剤
   を使用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の
   方法。
5. 【請求項５】 バラスト水に過カルボン酸を含有する薬
   剤の他に１種以上の他の殺生物性化合物を加えるか又は
   過カルボン酸を含有する薬剤をバラスト水に加える前に
   他の殺生物性化合物をすでに同薬剤に加える、請求項１
   から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 他の殺生物性化合物としてギ酸、シアン
   化物又はアクロレインを遊離するアセタールを使用す
   る、請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 シアン化物をバラスト水１ｌ当たり０．
   １〜２０ｍｇの量で使用する、請求項５又は６記載の方
   法。
8. 【請求項８】 バラスト水１ｌ当たり５〜１００ｍｇの
   １〜１５重量％平衡過酢酸及び同平衡過酢酸と一緒に又
   はこれと別個に、同時に又は時間をずらして、１〜５ｍ
   ｇのシアン化物をバラスト水に加える、請求項１から７
   までのいずれか１項記載の方法。
9. 【請求項９】 過カルボン酸を含有する薬剤及び場合に
   よりバラスト水に付加的に加えた他の殺生物性化合物
   を、該生物の少なくとも９９％が撲滅されてしまうま
   で、バラスト水の前記水域への導入前に作用させ、必要
   ならば該薬剤及び他の殺生物性化合物を後から供給す
   る、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 【請求項１０】 該生物の撲滅のためのバラスト水の処
    理を、特に船の航行の間には船の舷側で行うか又はバラ
    スト水の排出後には陸地での処理装置で行い、かつ処理
    されたバラスト水を濾過せずに又は濾過して前記水域に
    導入する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方
    法。