JP2000507153A - 船のためのバラスト水の脱毒素化処理系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 船のバラスト水中に存在する数多くの生存可能な生物を減少する方法及び組成物で、存在する該生物の実質的な部分が生存を停止するレベルに溶解酸素及び／または二酸化炭素の濃度を減少するように、バラスト水を処理することを含む方法及び組成物。好ましくは、該方法には溶解酸素のレベルを5mg/l以下に減少するように鉄パウダーを用いてバラスト水を処理することが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】 船のためのバラスト水の脱毒素化処理系 本発明は数多くの生存可能な生物を減少する目的の、船のバラスト水を処理す るための方法及び組成物に関する。 毒素及びさもなければ船のバラスト水を介したポートの間の望まれない生物は 、多くの年月の間臨海国の関心事であった。自己を確立し局所的エコロジーにか なりの損害を引き起こす外来生物のよく立証された数多くのケースの出現と共に 、臨海国は現在該問題に対する解決策を見出すことを強く望んでいることを示し ている。提案されている解決策には、バラスト水に有毒物及び除草剤を添加する こと、バラスト水の熱による滅菌、及びバラストタンクの海洋中での加熱が含ま れる。しかしながらこれらの提案されている解決策のそれぞれが、それらを実施 不可能または望まれないものにする困難性または必要性を持つ。 例えば、有毒物及び除草剤の使用を実施した試験では、これらの試薬を用いた バラスト水の処理が高価であり、処理されたバラストの流出に際して局所的エコ ロジーに対する予想不可能な汚染と破壊を引き起こすことが示される。さらに有 毒物及び除草剤の準最適化濃度が使用された場合、バラスト中の数多くの生物は 現実に増殖していることが見出されている。 蒸気またはエンジン熱を用いたバラスト水の熱滅菌もまた高価であり、上昇し たバラスト水温度のため腐食の加速化を引き起こすという問題も生ずる。 海洋中での過熱はタンクが空になった場合、かなりのバラスト水残余物が確認 されがちであるバラストタンクの複雑な内部表面のため、制限された価値しか期 待できない。さらに必要とされる複数のポンプ系は高価であり、船の船体にかな りのストレスを引き起こすであろう。 したがって、ポートの間の生物のバラスト水中の移動を防止するまたは減少す るために、バラスト水を処理する方法を提供することが本発明の目的である。 それ故第一の面として、本発明は船のバラスト水中に存在する数多くの生存可 能な生物を減少する方法を提供し、該方法には存在する生物の実質的な部分が生 存を止めるレベルに、溶解している酸素及び／または二酸化炭素の濃度を減少す るようにバラスト水を処理することが含まれる。 「実質的な部分」なる語によって、バラスト水中に存在する生物の少なくとも ５０％が、上記処理に引き続き生存を止めることを意味する。しかしながらバラ スト水中に存在する生物の少なくとも７０％、さらに好ましくは９５％が、上記 処理に引き続き生存を止めることが好ましい。「生物」なる語は、動物及び植物 及び単細胞及び多細胞微生物が含まれるように理解される。それ故本発明の方法 により殺傷されるであろう生物の種類には、一般的にバラスト水中に見出される 魚、ヒトデ、カニ、小エビ、細菌（例えばクロレラ、チフス菌）、渦鞭毛虫、ペ スト植物種（例えばコンブ）及び様々な藻類（例えば紅藻類、緑藻類）が含まれ る。 好ましくは、溶解酸素の濃度は、5mg/l、さらに好ましくは3mg/l、またはそれ より低く減少される。好ましくは二酸化炭素の濃度は2mg/l以下に減少される。 最も好ましくは溶解酸素及び二酸化炭素の両者の濃度は、2mg/l以下に減少され 、その濃度は24時間後に生存可能な生物の多くが無いに等しいことを確実にする 。 バラスト水の処理には、適切な量の酸化防止剤（類）の添加が含まれる。多く の酸化防止試薬が適しており、それらには亜硫酸塩、亜硝酸塩、及び金属、有機 亜リン酸及びリン酸の塩化物、及びハイドロキノンが含まれる。さらに、様々な 酸素消費植物及び動物（例えば酵母）が抗酸化試薬として用いられ得る。しかし ながら、金属パウダー（類）が必要とされるレベルに溶解酸素及び二酸化炭素の 濃度を減少するのに特に効果的である。しかしながら、処理されたバラストの流 出に際していかなる期待されない副作用をも避けるために、該処理には局所的エ コロジーに現実に有益であろう鉄パウダーの添加が含まれることが最も好ましい (New Science,1994年12月3日,pp32-35)。 0.1μmから200μmの好ましい粒子サイズの範囲の鉄パウダーが、必要とされる レベルに溶解酸素及び二酸化炭素を減少することが見出されている。好ましくは 鉄パウダーは、キサントグン酸塩ゴム、ポリアクリル酸等のような懸濁試薬（類 ）と共にバラスト水中に添加されよう。上記懸濁試薬は、懸濁物中により長く鉄 を保持することが見出されており、それは溶解酸素及び二酸化炭素濃度の減少を 補 助する。加えて、明礬（硫酸アルミニウム）のような凝固試薬（類）を、該鉄が 高濃度の鉄粒子によって生物が取り囲まれて凝固され、それによって該生物の急 速な死を引き起こすために加えうる。FeO及びFe₂O₃のような酸化鉄もまた有益に 加えうる。 鉄パウダーはバラスト水の10g/m³、好ましくは30g/m³より多い量で加えられ得 る。より多い量は短い航海に必要とされる処理時間の減少のために加えられ得る 。キサントゲンサン塩ゴムを同時に加えうるが、局所的な状況及び必要とされる 処理時間に依存してバリエーションが必要とされうる。 生存可能な生物の数が減少される割合は、加えられる抗酸化剤（類）の量、凝 固剤、温度及び懸濁及び混合の程度に依存するであろう。これらの変数は費用及 び実施の必要性に適するように合わせられるであろう。 事前に示されるように、鉄パウダーを用いたバラスト水の処理は、局所的なエ コロジーに現実に有益であろう。その理由は流出されるバラスト水が通常鉄分の 欠失した海水に鉄の供給を提供するであろうからである。鉄は光合成に必須の重 要な微量元素であり、それ故局所的エコロジーの生産性及び健康的な成長を助け ることが期待されうる。 しかしながら、検疫局及び／または港湾機関の中には、鉄を含むバラスト水の 流出に反対するところもある可能性がある。そのような状況では、例えば磁石の 手段により、処理されたバラスト水から鉄を実質的に除去することが可能である 。二つの一般的なストラテジーが現在考えられている。 第一のストラテジーには、バラストタンク（類）自身における処理されたバラ スト水から鉄を除去することが含まれる。このストラテジーは、電磁気または永 久磁石のいずれかを用いる様々なタイプの磁気装置を利用しうる。一つの好まし い実施態様には、コイル内に放電されたコンデンサーによって典型的に提供され る直流パルスを持つ各磁石を取り囲むコイルを提供することによって磁化しうる たくさんの磁化可能ユニットが含まれる。該コイルへの電流を適切に改変するこ とを引き続き適用することによって、磁石は全ての捕らえた鉄を放出するように 脱磁化されうる。最も簡便には、該磁石（類）は、検査ハッチを通じてバラスト タンク（類）内に低下することが可能な用に適合することが可能であり、それか ら該鉄を整理するまたは再利用するように除去しうる。 第二のストラテジーには、ポンプの前後のそれぞれで、船外への流出とバラス トタンク（類）の間に位置する磁石「遮断」タンクの使用が含まれる。このスト ラテジーはより早い利用性と維持の利点を持つ。該遮断タンクは好ましくは、バ ラストタンクにおける上記記載されたユニットに大変似た磁石とコイルを提供し 、より大きな容量と最低のポンプ維持が可能になる。遮断タンクは蓄積した鉄が 開かれた海に流出されるか、または望まれる船の排泄タンクにそらされるように 並べることが可能である。 第二の面として、本発明は第一の面に記載された方法においての使用のための 組成物を提供する。好ましくは該組成物は以下のものを含む： 20-80%(w/w)鉄パウダー 20-80%(w/w)懸濁試薬（類）、及び 5-80%(w/w)凝固試薬（類）。 最も好ましくは、該組成物は鉄パウダー、キサントゲン酸塩ゴム及び明礬を含 む。 第三の面として、本発明は第一の面の方法に従って処理されたバラスト水を提 供する。 バラスト水の処理は、羽根車が流入する海水と該組成物を混合するようにバラ スト水ポンプの挿入物内に、第二の面に記載された組成物の乾燥したまたは水で スラリー状にした形態を注入することによって成し遂げられ得る。 本発明にしたがったバラスト水を処理することに関与する方法は、海中養殖ま たは養殖に適用される滅菌海水を提供するためにも有用であり得る。養殖タンク に処理された海水を用いることは、寄生虫または他の望まれない生物に対して魚 、カニ等の初期のストックをさらす危険を避けるであろう。 したがって、第四の面として、本発明は多くの量の海水に存在するたくさんの 生存可能な生物を減少する方法を提供し、該方法には存在する該生物の実質的な 部分の生存を止めるレベルに溶解酸素及び／または二酸化炭素の濃度を減少する ように海水を処理することが含まれる。 第五の面として、本発明は第四の面の方法に従って処理された大量の海水を提 供する。 本発明の第一及び第三の面に関して上記記載された好ましい性質は、第四及び 第五の面の発明に等しく応用可能であると考えられる。 本発明は以下の非制限的な実施例に則してさらに記載されるであろう。 実施例１ 物質と方法： 鉄パウダー（水素還元）−粒子サイズ40-160μm キサントゲン酸塩ゴム ウイリアムストンビーチ(victoria,Australia)から供給される海水 BHP(Australia)から得たバラスト水 溶解酸素濃度はYSIモデル50B溶解O₂メーターを用いて測定した。 （A）海水 試験方法： １．１リットルの海水をそれぞれビンA,B及びCトラベルされた３のビンに注いだ 。 ２．ビンAをコントロールとして用い、海水のみを含ませた。 ３．２×0.28グラムの鉄パウダーと１×0.28グラムのキサントゲン酸塩ゴムサン プルを定量した。 ４．鉄パウダーをビンBに注いだ。 ５．Black & Decker^TM,Slender Blender^TMを用いることによってビンCでボルテ ックスを実施し、キサントゲン酸塩ゴムを５分間かけて鉄パウダーと共にゆっく りと加えた。 ６．各ビンに対する溶解酸素のレベルをそれぞれFlorenceフラスコA,B及びC内に 各ビン由来のサンプル溶液をゆっくりと注ぐことによってモニターし、それから ２分間かけて酸素レベルを測定し、一方で該水を時々攪拌した。該レベルを測定 後、サンプル溶液を各ビンに戻し、蒸発を防止するために栓をした。 結果： ビンCの溶解酸素濃度は１９時間で7mg/lより大きくまで減少していることが見 出された。この低レベルの酸素濃度は１５日間以上維持された。 （B）バラスト水 試験方法： ビンE;0.28グラムの鉄パウダーとキサントゲン酸塩ゴムを、ビンCについて上記 した方法で１リットルのバラスト水に加えた。 ビンF;0.2グラムの鉄パウダーとキサントゲン酸塩ゴムを１リットルのバラスト 水に加えた。 ビンG;バラスト水のみ 結果： ビンEの溶解酸素濃度は２３時間で6mg/lより大きくまで減少していることが見 出された。ビンFの溶解酸素は1９時間で7mg/lより大きくまで減少し、１５日間 以上バラスト水のレベル以下の6mg/lで維持されていた。 （C）バラスト水 試験方法： ビンH;１リットルのバラスト水のみ ビンI;0.21グラムの鉄パウダーをビンCについて上記された方法で１リットルの バラスト水に加えた。 ビンJ;0.21グラムの鉄パウダーと0.41グラムのキサントゲン酸塩ゴムを１リット ルのバラスト水に加えた。 結果： これらの結果は鉄パウダーの添加に引き続く６時間後に達成された溶解酸素濃 度における減少のレベルを示す。この期間において、0.21グラムの鉄パウダー及 び0.41グラムのキサントゲン酸塩ゴムの使用が、1.3mg/lに溶解酸素レベルを減 少した。このレベルの溶解酸素は、バラスト水サンプル中に存在するほとんどの 生物の死をもたらすことが期待されるであろう。 実施例２ 実験は1996年12月にNational Analytical Laboratories(Victoria,Australia) によって実施された。 物質と方法： 51より大きい容量のガラスビン 電気的スターラー（可変速度）及びプラスチックの支柱 データ対数化可能の溶解酸素プローブ及びメーター ビンを栓するためのParafilm^TMでカバーされたコルク栓 海水をガラスビンに加え、コルクを位置にセットした（ゼロヘッドスペース） 。スターラーを加速させ、溶解酸素含有量を１５分間隔でその場で対数化した。 第１日目 10:00 海水をビンに加え、支柱を加速させ、溶解酸素プローブを較正し位置に セットした。 10:31 溶解酸素の対数化を初め、４５分間かけてベース値の7.65mg/lを確立し た。 11:20 1.5グラムの鉄パウダーをビンに加えた。 12:00 微粒子鉄の不存在によって成し遂げられる溶解酸素における最小の変化 が、鉄が消費されていることを示した。 12:20 過剰な鉄パウダーをビンに加えた。 14:00 支柱スピードを増大した。 15:30 0.00mg/lの溶解酸素が達成された。 第２日目 15:30 0.00mg/lの溶解酸素が２４時間維持された。 第３日目 15:30 0.00mg/lの溶解酸素が４８時間維持された。 図１は鉄パウダーの添加（10:00AMに1.5g,12:20PMに過剰量）に引き統き海水 内における溶解酸素(D.0.)における減少を図示的に示す。 実施例３ 実験はまた小エビ及びカニを含む海水サンプルを用いて実施した。 物質と方法： 1.251のボトル 鉄パウダー（２８グラム/l） 35グラムの鉄パウダーをSndringham,Victoria,Australiaで草場から集めた1.2 51の海水に加えた。水温は24℃であった。 結果： 多くの変化及び／または修飾が広く記載されている本発明の精神または範囲か らはずれることなく特別な実施態様に示されるように、本発明になし得ることは 当業者に予測されよう。それ故本実施態様は説明としての観点から考慮されるべ きであり、制限するためのものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｄ ５３１Ｊ ５３２ ５３２Ｋ 1/58 1/58 Ｔ (71)出願人 ブル，ロバート オーストラリア国 3191 ヴィクトリア サンドリンガム ビーチ ロード 77 ス イート ３エー ファースト フロア オ ーストマー シップ アンド ボート ブ ローカーズ ピーティワイ リミテッド (71)出願人 ポーター，ダグラス エフ オーストラリア国 3192 ヴィクトリア ボーマリス ペラット ストリート 89 ディーエフ ポーター アンド アソシエ イツ ピーティワイ リミテッド (72)発明者 マクドナルド，ロバート ダブリュ ジー オーストラリア国 3101 ヴィクトリア キュー グランドヴュー テラス 50 (72)発明者 ブル，ロバート オーストラリア国 3191 ヴィクトリア サンドリンガム ビーチ ロード 77 ス イート ３エー ファースト フロア オ ーストマー シップ アンド ボート ブ ローカーズ ピーティワイ リミテッド (72)発明者 ポーター，ダグラス エフ オーストラリア国 3192 ヴィクトリア ボーマリス ペラット ストリート 89 ディーエフ ポーター アンド アソシエ イツ ピーティワイ リミテッド (72)発明者 ランセル，ピーター オーストラリア国 3101 ヴィクトリア キュー エッジコーム ストリート ７ セヴン シーズ テクノロジーズ ピーテ ィワイ リミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1．船のバラスト水中に存在する数多くの生存可能な生物を減少する方法で、存 在する該生物の実質的な部分が生存を停止するレベルに溶解酸素及び／または二 酸化炭素の濃度を減少するように、バラスト水を処理することを含む方法。 2．バラスト水中に存在する該生物の少なくとも７０％が上記処理後に生存を停 止する請求項１記載の方法。 3．バラスト水中に存在する該生物の少なくとも９５％が上記処理後に生存を停 止する請求項１記載の方法。 4．溶解酸素の濃度が5mg/l以下に減少される請求項1から３項のいずれか一項記 載の方法。 5．溶解酸素の濃度が3mg/l以下に減少される請求項1から４項のいずれか一項記 載の方法。 6．溶解二酸化炭素の濃度が2mg/l以下に減少される請求項1から５項のいずれか 一項記載の方法。 7．溶解酸素と二酸化炭素の両者の濃度が2mg/lに減少される請求項1から６項の いずれか一項記載の方法。 8．上記処理が適切な濃度の抗酸化剤（類）を上記バラスト水に加えることを含 む請求項1から７項のいずれか一項記載の方法。 9．該抗酸化剤（類）が懸濁試薬（類）と組み合わせてバラスト水中に加えられ る請求項８記載の方法。 10．該懸濁試薬（類）がキサントゲン酸塩ゴム及び／またはポリアクリル酸であ る請求項９記載の方法。 11．該抗酸化剤（類）及び懸濁試薬（類）が凝固試薬（類）と組み合わせてバラ スト水に加えられる請求項９または１０のいずれか一項記載の方法。 12．該凝固試薬（類）が明礬である請求項１１記載の方法。 13．該抗酸化剤（類）が亜硫酸、亜硝酸及び金属、有機亜リン酸及びリン酸の塩 化物、及びハイドロキノンよりなる群から選択される請求項８から１２項のいず れか一項記載の方法。 14．該抗酸化剤（類）が金属パウダー（類）からなる群から選択される請求項８ から１２項のいずれか一項記載の方法。 15．抗酸化剤（類）が鉄パウダーである請求項１４記載の方法。 16．該鉄パウダーが0.1μmから200μmの粒子サイズでを持つ請求項１５記載の方 法。 17．該鉄パウダーがバラスト水の10グラム/m³より多い量でバラスト水に加えら れる請求項１５または１６項のいずれか一項記載の方法。 18．該鉄パウダーがバラスト水の30グラム/m³より多い量で加えられる請求項１ ７記載の方法。 19．上記処理に引き続き、該鉄が処理されたバラスト水から除去される請求項１ ５から１８項のいずれか一項記載の方法。 20．該鉄が磁石の手段で処理されたバラスト水から除去される請求項１９記載の 方法。 21．船のバラスト水に存在する数多くの生存可能な生物を減少する方法で用いら れる組成物で、上記組成物は鉄パウダー、懸濁試薬（類）及び凝固試薬（類）を 含む組成物。 22．該懸濁試薬（類）がキサントゲン酸塩及びポリアクリル酸から選択される請 求項２１記載の組成物。 23．該凝固試薬（類）が明礬である請求項２１または２２項のいずれか一項記載 の組成物。 24．船のバラスト水に存在する数多くの生存可能な生物を減少する方法で用いら れる組成物で、上記組成物は以下の物質： 20-80%(w/w)鉄パウダー、 20-80%(w/w)懸濁試薬（類）、及び 5-80%(w/w)凝固試薬（類） を含む組成物。 25．請求項1から２０項のいずれか一項記載の方法に従って処理されたバラスト 水。 26．大量の海水中に存在する数多くの生存可能な生物を減少する方法で、存在す る該生物の実質的な部分が生存を停止するレベルに溶解酸素及び／または二酸化 炭素の濃度を減少するように、海水を処理することを含む方法。 27．海水中に存在する該生物の少なくとも７０％が上記処理後に生存を停止する 請求項２６記載の方法。 28．海水中に存在する該生物の少なくとも９５％が上記処理後に生存を停止する 請求項２６記載の方法。 29．溶解酸素の濃度が5mg/l以下に減少される請求項２６から２８項のいずれか 一項記載の方法。 30．溶解酸素の濃度が3mg/l以下に減少される請求項２６から２９項のいずれか 一項記載の方法。 31．溶解二酸化炭素の濃度が2mg/l以下に減少される請求項２６から３０項のい ずれか一項記載の方法。 32．溶解酸素と二酸化炭素の両者の濃度が2mg/lに減少される請求項２６から３ ２項のいずれか一項記載の方法。 33．上記処理が適切な濃度の抗酸化剤（類）を上記海水に加えることを含む請求 項２６から３２項のいずれか一項記載の方法。 34．該抗酸化剤（類）が懸濁試薬（類）と組み合わせて海水中に加えられる請求 項３３記載の方法。 35．該懸濁試薬（類）がキサントゲン酸塩ゴム及び／またはポリアクリル酸であ る請求項３４記載の方法。 36．該抗酸化剤（類）及び懸濁試薬（類）が凝固試薬（類）と組み合わせて海水 に加えられる請求項３４または３５のいずれか一項記載の方法。 37．該凝固試薬（類）が明礬である請求項３６記載の方法。 38．該抗酸化剤（類）が亜硫酸、亜硝酸及び金属、有機亜リン酸及びリン酸の塩 化物、及びハイドロキノンよりなる群から選択される請求項３３から３７項のい ずれか一項記載の方法。 39．該抗酸化剤（類）が金属パウダー（類）からなる群から選択される請求項３ ３から３７項のいずれか一項記載の方法。 40．抗酸化剤（類）が鉄パウダーである請求項３９記載の方法。 41．該鉄パウダーが0.1μmから200μmの粒子サイズでを持つ請求項４０記載の方 法。 42．該鉄パウダーが海水の10グラム/m³より多い量で海水に加えられる請求項４ ０または４１項のいずれか一項記載の方法。 43．該鉄パウダーが海水の30グラム/m³より多い量で加えられる請求項４２記載 の方法。 44．請求項２６から４３のいずれか一項記載の方法に従って処理された海水。