JP2007330254A - 水域環境保全材料、水域環境保全システム及び水域環境保全方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施肥材料のみを容易に追加・交換することが可能で、かつ施肥材料の逸散を防止し、施肥効果を長期間に亘り持続させて海洋生物の育成を助長させることが可能な水域環境保全容器、水域環境保全システム及び水域環境保全方法を提案する。
【解決手段】上面が開放された容器２ａ又は１以上の孔部４が穿説された容器２ｂに、鉄鋼スラグを含有する施肥材料３、或いは施肥材料３を充填した透水性の袋体を収容する。このとき、容器２ａにおける上面の開放部の最大寸法ｄと上面から施肥材料３表面に至るまでの深さＤとの比（Ｄ／ｄ）、或いは容器２ｂに穿説された孔部４の最大寸法ｄと孔部４から施肥材料３表面に至るまでの深さＤとの比（Ｄ／ｄ）を０．２以上にしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、水域、特に海域に生育する藻類や微生物等の海洋生物に対して栄養成分を供給することにより、海洋生物の育成を助長し、ひいては水域の環境を保全する水域環境保全容器、この水域環境保全容器を使用した水域環境保全システム及び水域環境保全方法に関する。

近年、海岸及び海底に生息する海藻類等を始めとした海洋生物の育成力の低下が問題視されている。従来、水域に藻場を造成する際は、一般に、光量、水温及び塩分濃度等を考慮し、適地と考えられる場所に海藻を繁殖させるための構造体を設置する方法が適用されている。その際使用される構造体としては、例えば、ほぼ球状に形成されたブロック本体に、水と空気を通すための空隙と、隣り合うブロック本体同士を連結するための貫通孔を設けたもの等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、この海洋生物が繁殖しやすい多孔質ブロックを海底又は海岸に敷設して、河川護岸、渓谷等の砂流失防止堤、土留擁壁、魚巣、漁礁及び藻礁とすることが開示されている。

また、従来、このような構造体に水中生物胞子を付着させて、海藻の繁殖力を増進させる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、ゴム状弾性材料に海洋生物育成のための肥料や鉄化合物等を練り込んで多孔質体又連続気泡体を作製し、その孔又は気泡の内壁面に、海洋生物の胞子や種子等を保持させた海洋生物の繁殖用構造体が提案されている。更に、従来、例えば陸上又は海洋の植物の焼却灰等を混合することにより、海洋生物が必要とする鉄等の金属成分を含有させたセラミック材料を使用して人工漁礁を製造する方法も提案されている。

一方、農林水産業廃棄物の有効利用を念頭におきつつ、海岸及び海底等の自然環境の改善、並びに建築廃材として放出されるコンクリート廃材の有効利用を目的とした海洋生成物の繁殖用人工礁も案出されている（例えば、特許文献３参照。）。この繁殖用人工礁は、少なくとも最終製品としての人工礁の容積に対して２０〜３０容量％の有機鉄を含む農林水産廃棄物、及び腐植土層を含むコンクリート製の硬化性組成物を、農林水産廃棄物が発酵し、かつ硬化性組成物が硬化する条件で養生して得られた多孔質及び／又は連続気泡体で構成されている。また、この繁殖用人工礁では、農林水産廃棄物を発酵させ、ガスを生成させて硬化中のコンクリートを多孔質化させる。更に、この繁殖用人工礁は、可溶性の有機鉄イオンを含む腐植土層を有機鉄イオン（フルボ酸鉄等）の供給源とすることもできる。そして、この特許文献３に記載の技術によれば、農林水産廃棄物を減少させることが可能となると共に、海洋及び海岸の海洋生物に対して、より改善された環境を作り出すことが可能となる。

また、海藻類等の水中植物に対して有効に肥料の供給を行うことを目的とし、焼石膏を硬化した供給体本体に肥料成分を含浸又は混合させた水中植物用肥料供給体も提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４に記載の肥料供給体は、水中に沈められると、膏が溶解して肥料成分が放出され、まわりに生息している植物に施肥する。

しかしながら、上述した従来の技術は、肥料成分の水中への溶出が進むにつれて徐々に溶出量が減少し、ひいては施肥効果が失われてしまうという問題点がある。そこで、従来、藻場造成効果を失った基質に栄養分を再供給可能な施肥技術も提案されている（例えば、特許文献５参照。）。この特許文献５に記載の環境保全方法においては、藻場造成効果が失われる都度、施肥を行ってその効果を復元することができるため、効果を失った基質が海域に残置されることも防止することが可能となる。

特許第３３０４７６４号公報（特開平１０−８４３５号公報） 特開平８−１５４５１１号公報 特許第３８６１２５７号公報（特開２００１−６１３６８号公報） 特開２００３−３８０１０号公報 特開２００５−３４１４０号公報

しかしながら、前述した特許文献５に記載の技術は、施肥材料を透水性の袋体に詰めて施肥しているため、波浪が強い場合、並びにウニ及びアワビ等による食害を受けた場合等には、袋体そのものが損傷してしまい、その内部に詰められている施肥材料が外部に流出してしまうという問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、施肥材料のみを容易に追加・交換することが可能で、かつ施肥材料の逸散を防止し、施肥効果を長期間に亘り持続させて海洋生物の育成を助長させることが可能な水域環境保全容器、水域環境保全システム及び水域環境保全方法を提案することを目的とする。

本発明に係る水域環境保全容器は、上面が開放された硬質容器又は１以上の孔部を有した硬質容器に、鉄鋼スラグを含有する施肥材料、或いはこの施肥材料を充填させた透水性の袋体が収容されていることを特徴とする。

上記硬質容器は、例えば、鋼又はコンクリート、或いはそれらの組み合わせで作製されてなる。

また、上記硬質容器における上面の開放部の最大寸法ｄと上記上面から上記収容された施肥材料表面に至るまでの深さＤとの比Ｄ／ｄ、或いは上記硬質容器に穿設された孔部の最大寸法ｄと上記孔部から上記収容された施肥材料表面に至るまでの深さＤとの比Ｄ／ｄ、は、０．２以上であってもよい。

更に、上記硬質容器には、水中から引き上げるための吊り具が設けられていてもよい。

更にまた、上記施肥材料は、さらにアンモニア化成する窒素化合物を含有することもできる。

本発明に係る水域環境保全システムは、前述した水域環境保全容器と、藻場造成用のブロック体とを互いに近接配置させることを特徴とする。

本発明に係る水域環境保全方法は、前述した水域環境保全容器を、藻場造成用のブロック体の近傍に設置させることを特徴とする。

本発明に係る他の水域環境保全容器は、上面に開口部が設けられるか又は少なくとも１面に１以上の孔部が設けられた硬質容器と、前記硬質容器に収容された二価鉄含有施肥材料とを有することを特徴とする。

この水域環境保全容器は、前記二価鉄含有施肥材料が、透水性を有する袋体に充填された状態で前記硬質容器に収容されていてもよい。又は、前記二価鉄含有施肥材料と前記硬質容器の開口部又は孔部との間に、透水性を有するシートが配置されていてもよい。

また、上記硬質容器は、鋼、コンクリート若しくはこれらの組み合わせ、又は、Ｈ形鋼と厚板鋼板若しくは金網とにより構成することができる。

更に、前記硬質容器は、前記開口部又は孔部の最大寸法ｄと、この開口部又は孔部から前記二価鉄含有施肥材料の表面までの最短距離Ｄとの比（Ｄ／ｄ）が０．２以上であることが望ましい。

更にまた、前記硬質容器には、水中から引き上げるための吊り具が設けられていてもよい。

更にまた、前記二価鉄含有施肥材料は、更に、腐植含有物質及びアンモニア化成する窒素化合物のうち少なくとも一方を含有していてもよい。

本発明に係る他の水域環境保全システムは、前述した他の水域環境保全容器と、藻場造成用のブロック体とが互いに近接配置されていること特徴とする。

本発明に係る他の水域環境保全システムは、鉄鋼スラグで造成されたマウンド上に、前述した他の水域環境保全容器と、藻場造成用のブロック体とが設置されていることを特徴とする。

これらの水域環境保全システムでは、前記水域環境保全容器が、離岸堤、潜堤、防波堤の捨石部、浅場造成部、藻場造成捨石礁、漁礁又は湧昇流発生用マウンドの近傍に設置されていてもよい。

本発明に係る他の水域環境保全方法は、前述した他の水域環境保全容器を、藻場造成用のブロック体の近傍に設置すること特徴とする水域環境保全方法。

本発明に係る他の水域環境保全方法は、鉄鋼スラグで造成されたマウンド上に、前述した他の水域環境保全容器を、藻場造成用のブロック体と共に設置することを特徴とする。

これらの水域環境保全方法は、前記水域環境保全容器を、離岸堤、潜堤、防波堤の捨石部、浅場造成部、藻場造成捨石礁、漁礁又は湧昇流発生用マウンドの近傍に設置してもよい。

本発明によれば、上面に開口部が設けられるか又は少なくとも１面に１以上の孔部が設けられた硬質容器に、二価鉄含有施肥材料又は鉄鋼スラグを含有する施肥材料を収容しているため、施肥材料のみを容易に追加又は交換することが可能であり、更に、波浪及び食害等により施肥材料が逸散及び消失することを防止し、施肥効果を長期間に亘って持続させて海洋生物の育成を助長させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る水域環境保全容器について説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の水域環境保全容器を模式的に示す斜視図であり、（ａ）は上面に複数の孔部が設けられているものを示し、（ｂ）は上面に開口部が設けられているものを示す。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態の水域環境保全容器１は、硬質の容器２に施肥材料３が収容されて構成されており、水域に生育する藻類及び微生物等の海洋生物に対して栄養成分を供給するものである。

そして、図１（ａ）に示す容器２ａでは、上面において１以上の孔部４が穿設されている。また、図１（ｂ）に示す容器２ｂは、上面が開放されている。因みに、この容器２ａ，２ｂは、例えば鋼又はコンクリート、或いはそれらの組み合わせで作製されてなる。また、この容器２ａ，２ｂは、いかなる形状で構成されていてもよく、またいかなるサイズで構成されていてもよい。図２は、容器２ａ，２ｂを半球状で構成した水域環境保全容器１の例を示している。この例においては、図２（ａ）に示すように半球状の容器２内部に空洞を形成させ、この中に施肥材料３を収容させるようにしてもよいし、図２（ｂ）に示すように孔部４から凹部１１を開削し、この凹部１１内に施肥材料３を充填するようにしてもよい。

同様に孔部４は、いかなる形状で構成されていてもよく、またいかなるサイズで構成されていてもよい。即ち、この孔部４は、網目状で構成してもよく、またランダムな形状の組み合わせとして構成されてもよい。

施肥材料３は、容器２内において直接的に収容されるようにしてもよいし、透水性の袋体に充填された状態で設置されるようにしてもよい。透水性の袋体としては、布製の袋等を用いてもよいが、植物性繊維等の環境に優しい材料が好ましい。

施肥材料３は、鉄鋼スラグを含有している。ここで鉄鋼スラグとは、高炉にて、鉄鉱石をコークスで還元し、溶融し、銑鉄を造る際に、比重差により銑鉄から分離された高炉スラグ、および高炉で製造された硬くて脆い銑鉄から、不要な成分を除去し、靭性・加工性のある鋼にする製鋼過程で生じる石灰分を主体とした粉粒状の副産物である製鋼スラグを意味している。この鉄鋼スラグとしては、高炉スラグ（高炉除冷スラグ、高炉水砕スラグ）、製鋼スラグ（転炉スラグ、予備処理スラグ、脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、電気炉還元スラグ、電気炉酸化スラグ、二次精錬スラグ、造塊スラグ）のうち１種または２種以上を混合したもの、更には、炭酸化処理することで周辺水域のｐＨ上昇を抑制したものを用いてもよい。また、製鋼スラグは還元雰囲気中で生成されるため、酸化しやすく不安定な二価鉄を安定的に含有しつづける性質を有している。

また、この施肥材料３においては、アンモニア化成する窒素化合物を含有させるようにしてもよい。アンモニア化成する窒素化合物を含有する物質とは、分解するに際してアンモニアを生成する材料であって、例えば、タンパク質、アミノ酸、尿素、尿酸等を含む材料として構成される。ちなみに、この窒素化合物を含有する物質は、農林水産副産物であってもよい。この農林水産副産物としては、例えば家畜の糞尿、水産物の加工残渣、またはこれらの廃棄物を１種または２種以上が混合したものとして定義してもよい。

また、この窒素化合物を含有する物質としての農林水産副産物として、魚粉を用いるようにしてもよい。この魚粉には、ニシン、いわし、雑魚等の生魚を煮沸した後、圧搾して水分及び脂肪の大部分を除去した魚かすを乾燥粉砕、若しくは干した魚を砕いたものである。ちなみに、この魚粉は、生魚の煮沸前、或いは煮沸後に発酵分解させた発酵魚かすもある。ここで魚かすとは肉質の多い身かすを指し、可食部を除去した後の骨の多いものは荒かすと呼ばれる。この魚粉は、窒素やリン酸を含み、有機肥料として用いられる。

このような構成からなる水域環境保全容器１を実際に利用する場合には、容器２a（２ｂ）内に施肥材料３を収容するか、この施肥材料３を充填させた透水性の袋体を容器２a（２ｂ）内に収容する。次に、この水域環境保全容器１を、藻場を造成させる海底中に沈める。その結果、この水域環境保全容器１における開放された上面又は孔部４を介して施肥材料３が海中に染み出すことにより、これを栄養分とする海藻類を初めとする海洋生物が育成していくことになり、ひいては藻場を造成させることが可能となる。

図３は本実施形態の水域環境保全容器１の使用例を示す図である。この水域環境保全容器１を設置する際には、例えば図３に示すように、藻場造成用の例えばコンクリートや天然岩石等のブロック体７の近傍に載置するようにしてもよい。藻類を造成するためのブロック体７と、これに栄養分を供給する水域環境保全容器１を組み合わせたいわゆる藻場造成システムとすることにより、藻場をより急速に造成することが可能となる。

施肥材料３は、硬質の容器２（２ａ，２ｂ）内に収容されることになる。その結果、容器２（２ａ，２ｂ）自体が波浪や魚介類による食害等により損傷することもなくなることから、施肥材料を透水性の袋体に詰めて施肥を行う場合と比較して、施肥材料３が外部に流出することなく強固に保護することが可能となる。

また、この水域環境保全容器１では、容器２（２ａ，２ｂ）と施肥材料３とを一体化させることなく、互いに別々に構成している。このため、容器２（２ａ，２ｂ）のサイズや形状と、施肥材料３の充填量を互いに独立して自由に選択することができる。その結果、これら容器２（２ａ，２ｂ）のサイズ、形状と、施肥材料３の充填量との間で、様々なバリエーションの組み合わせを作り出すことが可能となる。これは、水域環境保全容器１自体の設計の自由度を向上させることができることを意味している。このため、潮流の大きな海域において、この水域環境保全容器１を設置する場合には、例えば容器２（２ａ，２ｂ）を平たく構成し、或いは施肥材料３の充填量を大きくすることにより対処するようにしてもよい。

また、この水域環境保全容器１は、仮に施肥効果が薄れてきた場合に容易交換可能な構成とされている。例えば図４に示すように容器２に水中から引き上げるための吊り具８を設けるようにしてもよい。これにより、ロープ等をこの吊り具８に取り付けて引っ張ることにより、海底に沈設されていた水域環境保全容器１を容易に引き上げることが可能となる。

水面上にこの水域環境保全容器１を引き上げた後、内部の施肥材料３のみを交換し、これを再度海底へ沈設させることになる。このとき、内部の施肥材料３のみを交換する場合のみならず、水域環境保全容器１毎交換するようにしてもよい。

即ち、本発明は、少なくとも施肥材料３を容易に追加、交換できる構成とされていることから、施肥効果を長きに亘り永続させることが可能となる。

次に施肥材料３の容器２内への充填深さについて説明をする。図１（ａ）に示すように、孔部４の最大寸法をｄとする。ここでいう最大寸法とは、孔部４において形成可能な最長の寸法線の長さを意味する。即ち、この孔部４が円形で構成されている場合には、この直径を意味し、また楕円形で構成されている場合には、長軸の長さを意味するものである。なお、図１（ｂ）におけるこの最大寸法ｄは、開放された上面の対角線の長さを意味するものとなる。

また、上面から、収容された施肥材料３表面に至るまでの深さをＤとする。このとき、図１（ａ）及び（ｂ）における、最大寸法ｄと深さＤとの比Ｄ／ｄは、下記数式１により定義される条件にあることが望ましい。

即ち、上面から、収容された施肥材料３表面に至るまでの深さＤは、０．２×ｄ以上で構成されていることが望ましいものといえる。

その理由は、以下の実験的検討から説明することができる。

先ず、上面が開放された直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円柱状の鋼製箱Ａ、上面に直径１０ｃｍの孔部４を形成させた直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円柱状の鋼製箱Ｂ、上面に直径５ｃｍの孔部４を２箇所に形成させた直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円柱状の鋼製箱Ｃを作製した。次にＤ／ｄがそれぞれ０．０．１、０．２、０．５、１．０となるように、施肥材料３としての製鋼スラグと発酵魚かすとの混合物を充填した。さらに、この鋼製箱Ａ〜Ｃをそれぞれ、北海度北部の日本海の水深２ｍにおいて沈設させた籠マット上に設置した。そして、施肥材料３の減耗状況の経時変化を比較した。この減耗状況の比較は、設置してから半年後の施肥材料３の質量変化を測定することにより実行することとした（１１月に設置し、５月に測定）。

図５に、この施肥材料３の減耗状況の比較結果を示す。図５においては、横軸をＤ／ｄとし、縦軸を減耗状況（＝沈設後施肥材料質量／沈設前施肥材料質量）としている。この図５に示すように、いかなる鋼製箱Ａ〜Ｃにおいても、Ｄ／ｄが０．２以上の場合には、施肥材料３の減耗が微量となることが示されている。この理由として、Ｄ／ｄが０．２以上の場合に、消失前にスラグを固結させることができ、流出を防ぐことが可能となり、ひいては施肥材料３の減耗を防止することができるためである。

また、他の実験的検討においても同様の傾向が現れる。北海道北部の日本海の水深２ｍにおいて沈設させた籠マット上に、以下の本発明例１、本発明例２、比較例１、比較例２の４種のサンプルを設置した。そして、設置時から２ヶ月後、４ヵ月後、１年後、２年後、３年後、５年後において、施肥材料の重量の経時変化を調査した。

本発明例１は、上面が開放された直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円柱状の鋼製箱Ｅに、上面から６ｃｍまでの深さまで施肥材料３としての製鋼スラグと発酵魚かすとの混合物を充填している。本発明例２は、本発明例１において、施肥材料３を麻袋に詰めてから上述した鋼製箱Ｅに充填している。

比較例１は、天然砂を何ら鋼製箱Ｅに入れることなくそのまま籠マット上に載置している。比較例２は、上面が開放された直径３０ｃｍ、高さ３０ｃｍの円柱状の鋼製箱Ｅに、上面から４ｃｍまでの深さまで施肥材料３としての製鋼スラグと発酵魚かすとの混合物を充填している。即ち、この比較例２では、上記数式１の条件から逸脱させている。

また、下記表は、設置時における初期重量を１として示している。

製鋼スラグを利用しない比較例１は１年で材料が流失した。また、製鋼スラグを利用しても深さＤが足りない比較例２は、初期における重量変化は少なかったが、１〜２年後において施肥材料３は殆ど流失してしまっていた。これに対して、本発明例１、２は、設置時から５年経過後においても、減耗度が約２割に抑えられていた。

なお、Ｄ／ｄの上限については、施肥の効率性を考慮するとＤが容器の深さの０．８倍程度までとするのが望ましい。

また、上述した容器２（２ａ，２ｂ）の代替として、開口部又は開放部を有するコンクリートブロックを利用するようにしてもよい。また、ブロック同士、ブロックと石材、或いは石材同士の間隙も容器２（２ａ，２ｂ）の代替として利用するようにしてもよいことは勿論である。

次に、本発明の第２の実施形態の水域環境保全容器について説明する。本実施形態の水域環境保全容器は、上面に開口部が設けられるか又は少なくとも１面に１以上の孔部が設けられた硬質容器と、この硬質容器に収容された二価鉄含有施肥材料とで構成され、水域に生育する藻類及び微生物等の海洋生物に対して栄養成分を供給するものである。

本実施形態の水域環境保全容器における硬質容器としては、例えば、鋼、コンクリート又はこれらを組み合わせて形成されたもの等を使用することができるが、特に、Ｈ形鋼と、厚板鋼板又は金網とを組み合わせて形成されたものが好適である。図６はＨ形鋼と鋼板とで形成された硬質容器を示す斜視図である。図６に示す容器１２は、Ｈ形鋼１３ａ，１３ｂからなる枠体と、その開口部を塞ぐ２枚の鋼板１４とで形成されている。そして、この２枚の鋼板１４のうち、少なくとも上面側の鋼板１４には、二価鉄含有施肥材料中の栄養成分を水域に拡散させるための複数の孔部１５が形成されている。

この容器１２は、二価鉄含有施肥材料収容後、溶接等によって鋼板１４がＨ形鋼１３ａ，１３ｂに固定されるが、その際、鋼板１４の全周を固定する必要はなく、鋼板１４が枠体から分離しない程度に固定されていればよい。また、予め、Ｈ形鋼１３ａ，１３ｂと下面側に配置される鋼板（図示せず）とを溶接等により接合して箱体を形成しておき、その内部に二価鉄含有施肥材料を収容した後、上面側に配置される鋼板１４を固定することもできる。

なお、図６にはＨ形鋼１５ａ，１５ｂで形成した枠体の開口部を鋼板１４で塞ぐ構成の容器１２を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば鋼板１４の代わりに金網を使用したり、下面側の開口部を鋼板で塞ぎ、上面側開口部は鋼板１４を設けず開放状態にした箱体を使用したりすることもできる。また、本実施形態における硬質容器は、図６に示す平面視で矩形状のものに限定されるものではなく、形状・サイズ等は目的及び設置場所に応じて適宜選択することができる。更に、孔部を有する硬質容器を使用する場合、その孔部の位置は容器上面に限定されるものではなく、硬質容器の少なくとも１面に１以上の孔部が形成されていればよく、孔部の形成位置、大きさ、個数についても、二価鉄含有施肥材料の種類及び設置場所等に応じて適宜選択することができる。

一方、本実施形態の水域環境保全容器における二価鉄含有施肥材料は、二価鉄を含有し、水との接触によって二価鉄イオンを溶出する物質であれば、特に種類、形状、寸法、二価鉄の溶解度等を限定するものではない。しかしながら、効率性を考慮すると、二価鉄含有量が３質量％程度以上である物質が好ましい。また、海藻が群落を保てる程度の効果を得るためには、水域環境保全容器を設置したときに周辺水域の鉄濃度が１００ｎＭ以上になるようにすることが望ましい。

食物連鎖の源である光合成生物（植物プランクトン，海藻等）にとって、鉄は必須な栄養素であるのみならず、光合成及び窒素分の取り込みにおいて重要な役目を果たすが、水中において鉄はその大部分が粒状体で存在しているため、光合成生物には摂取不可能となっている。水中では、鉄以外の栄養素は、光合成生物は簡単に摂取することができるイオンの形で存在しているが、イオンの形（ＯＨ基と結合した二価の鉄イオン）で存在している鉄は極微量である。これに対して、本実施形態の水域環境保全容器は、硬質容器に収容された二価鉄含有施肥材料から、水域に二価の鉄イオンを拡散することができるため、鉄を栄養分とする光合成生物を繁殖させることができる。これにより、光合成生物を食料とする他の海洋生物の育成をも助長することができる。

また、本実施形態の水域環境保全容器に使用する二価鉄含有施肥材料は、腐植含有物質及びアンモニア化成する窒素化合物のうち少なくとも一方を含有していることが好ましい。ここでいう腐植含有物質とは、腐植であるフルボ酸又はフミン酸を含有する物質である。フルボ酸は水溶性であり、カルボル基（−ＣＯＯＨ）やカルボルニル基（−Ｃ＝Ｏ）等を有しており、鉄等の金属を結びつける機能があるため、無酸素部位で生成した鉄イオンがフルボ酸鉄と結合し、水中でも安定的なフルボ酸鉄が生成される。従って、本発明における腐植物含有物質は、特にフルボ酸を含有する物質を示し、例えば、腐植土層のような天然のもの及び廃木材等を発酵させて製造した人工のもの等が挙げられる。なお、二価鉄含有施肥材料に含まれる腐植物含有物質としては、フルボ酸が水域で溶出する材料であれば、その種類及びフルボ酸の溶解度等は特に限定されるものではない。このように、二価鉄含有施肥材料に腐植含有物質を含有させることにより、溶出した二価の鉄イオンを腐植によってキレート化し、水中で安定に存在することができるフルボ酸鉄として生物に供給することができる。これにより、溶出した二価の鉄イオンを効率的に、長時間、広範囲に亘って生物へ供給することが可能となる。

一方、二価鉄含有施肥材料に含まれるアンモニア化成する窒素化合物を含有する物質は、第１の実施形態において述べたように、分解するに際してアンモニアを生成する材料であって、例えば、タンパク質、アミノ酸、尿素及び尿酸等を含む材料である。そして、二価鉄含有施肥材料にアンモニア化成する窒素化合物を含有させることにより、二価鉄とアンモニアとが錯体化し、フルボ酸鉄と同様に酸化しにくい安定的な状態となるため、施肥材料に含まれる二価鉄を効率的に、長時間、広範に亘って生物に供給することが可能となる。

なお、この二価鉄含有施肥材料は、硬質容器に直接収容することができるが、透水性を有する袋体に充填された状態で収容することもできる。これにより、水中での施肥材料の逸散を更に防止することが可能となると共に、水中において施肥材料を硬質容器に収納する場合の作業性を向上させることができる。その際使用する袋材の材質は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン等の無機化学材料、及び植物繊維等の天然有機材料の他、これらを組み合わせたもの等、水中に設置しても水質を汚染しない材質で、かつ二価鉄含有施肥材料の詰め込み時や水中への設置時において、破れによる著しい二価鉄含有施肥材料の逸散が生じない強度を有し、上記の役割を果たせる材質であればよい。また、二価の鉄イオン及びフルボ酸鉄を溶出しない材質であっても、繊維状にしたものを編んで通水性を有する袋材を製作する他、溶出用の孔を設けるなどの加工を施したものを用いればよい。このとき、編目の間隙や加工して開けた孔の大きさは、二価の鉄イオン及びフルボ酸鉄が通過する大きさ以上であり、二価鉄含有施肥材料が吸い出されて周辺水域に著しい濁りが生じない程度の大きさ以下であればよい。

また、施肥材料を袋体に充填する代わりに、硬質容器に直接収容された二価鉄含有施肥材料と硬質容器の開口部又は孔部との間に、透水性を有するシート、具体的には、前述した袋体と同様の材質からなるシート又は生地を配置してもよい。この方法でも袋体を使用した場合と同様に、水中での施肥材料の逸散を防止することができる。

また、本実施形態の水域保全容器は、前述した第１の実施形態の水域環境保全容器と同様に、開口部又は孔部の最大寸法ｄと、この開口部又は孔部から二価鉄含有施肥材料の表面までの最短距離Ｄとの比（Ｄ／ｄ）が０．２以上であることが好ましい。例えば、図６に示す硬質容器１２を使用する場合、孔部１５の直径ｄと、この孔部１５の上端部から二価鉄含有施肥材料の表面までの最短距離Ｄとの比（Ｄ／ｄ）が０．２以上となるように、二価鉄含有施肥材料を収容することが好ましい。このＤ／ｄが０．２未満の場合には、二価鉄含有施肥材料自体が水域に流出しやすくなり、二価鉄含有施肥材料の減耗が早くなる。

更に、本実施形態の水域環境保全容器は、図６に示すように、容器１２に水中から引き上げるための吊り具１８が設けられていてもよい。ロープ等をこの吊り具１８に取り付けて引っ張ることにより、海底に沈設されていた水域環境保全容器を容易に引き上げることが可能となる。

次に、上述の如く構成された本実施形態の水域環境保全容器の使用方法、即ち、本実施形態の水域環境保全容器を使用した水域保全方法及び水域保全システムについて説明する。図７は本発明の第２の実施形態の水域環境保全容器の設置例を模式的に示す図である。本実施形態の水域保全容器は、例えば、離岸堤、潜堤、防波堤の捨石部、浅場造成部、藻場造成捨石礁、漁礁及び湧昇流発生用マウンドの近傍等に、コンクリート及び天然岩石等からなる藻場造成用のブロック体と共に設置される。その際、水域環境保全容器における硬質容器の開口部又は孔部が水域側となるようにすると共に、水域環境保全容器と藻場造成用ブロック体とは近接配置する。これにより、硬質容器の開口部又は孔部から二価鉄含有施肥材料中の鉄イオン等の栄養分が、藻場造成用ブロック体周辺の水域に拡散されるため、海藻類等のこれを栄養分とする海洋生物が育成を促進して、藻場を造成することができる。

また、例えば、図７に示すように、本実施形態の水域環境保全容器２１を、製鋼スラグで造成されたマウンド２２上に、製鋼スラグ固化体からなる割石２３及び製鋼スラグ固化体からなるブロック体２４と共に設置することもできる。このように、海藻類を定着・繁殖させるための割石２３及び／又はブロック体２４と、その周囲に栄養分を供給する水域環境保全容器２１とを組み合わせて藻場造成システムとすることにより、藻場をより急速に造成することが可能となる。また、割石２３及び／又はブロック体２４並びに水域環境保全容器２１を、製鋼スラグ造成マウンド２２上に設置することにより、海藻類の生育が良好となる光量が得られる水深まで藻場造成面を嵩上げすることができると共に、製鋼スラグから溶出する二価鉄により、藻場の造成を更に促進することができる。また、製鋼スラグは、比重が大きく、更にわずかではあるが潜在水硬性を有しているため、形状安定性に富むマウンドを造成することができる。更に、割石２３及び／又はブロック体２４を製鋼スラグで形成することにより、二価鉄溶出量を更に増加させることができ、藻場造成効果をより高めることができる。なお、二価鉄含有施肥材料から溶出する成分が十分にいきわたるように、割石２３及び／又はブロック体２４は、水域環境保全容器２１の近傍に配置することが望ましい。

上述の如く、本実施形態の水域環境保全容器は、二価鉄含有施肥材料を硬質容器に収容しているため、施肥材料を透水性の袋体に詰めて施肥を行う従来の方法に比べて、波浪及び魚介類による食害等により逸散及び消失する施肥材料の量を大幅に低減することができる。その結果、従来の方法に比べて、施肥効果を長くし、長期間に亘って海洋生物の育成を助長させることが可能となる。また、本実施形態の環境保全容器は、硬質容器と二価鉄含有施肥材料とを別々に構成しているため、施肥材料のみを容易に追加又は交換することができる。

なお、本実施形態の水域環境保全容器における上記以外の構成及び効果は、前述した第１の実施形態の水域環境保全容器と同様である。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態の水域環境保全容器を模式的に示す斜視図であり、（ａ）は上面に複数の孔部が設けられているものを示し、（ｂ）は上面に開口部が設けられているものを示す。 容器を半球状で構成した水域環境保全容器の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の水域環境保全容器１の使用例を示す図である。 水域環境保全容器に水中から引き上げるための吊り具を設けた例を示す図である。 施肥材料の減耗状況の比較結果を示す図である。 Ｈ形鋼と鋼板とで形成された硬質容器を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態の水域環境保全容器の設置例を模式的に示す図である。

符号の説明

１、２１ 水域環境保全容器
２、２ａ、２ｂ、１２ 容器
３ 施肥材料
４ 孔部
７、２４ ブロック体
８、１８ 吊り具
１１ 凹部
１３ａ、１３ｂ Ｈ形鋼
１４ 鋼板
１５ 孔部
２２ マウンド
２３ 割石

Claims (21)

1. 上面が開放された硬質容器又は１以上の孔部を有した硬質容器に、鉄鋼スラグを含有する施肥材料、或いはこの施肥材料を充填させた透水性の袋体が収容されていることを特徴とする水域環境保全容器。
2. 上記硬質容器は、鋼又はコンクリート、或いはそれらの組み合わせで作製されてなることを特徴とする請求項１記載の水域環境保全容器。
3. 上記硬質容器における上面の開放部の最大寸法ｄと上記上面から上記収容された施肥材料表面に至るまでの深さＤとの比Ｄ／ｄ、或いは上記硬質容器に穿設された孔部の最大寸法ｄと上記孔部から上記収容された施肥材料表面に至るまでの深さＤとの比Ｄ／ｄが０．２以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の水域環境保全容器。
4. 上記硬質容器には、水中から引き上げるための吊り具が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の水域環境保全容器。
5. 上記施肥材料は、さらにアンモニア化成する窒素化合物が含有されてなることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の水域環境保全容器。
6. 請求項１〜５のうち何れか１項記載の水域環境保全容器と、藻場造成用のブロック体とを互いに近接配置させることを特徴とする水域環境保全システム。
7. 請求項１〜５のうち何れか１項記載の水域環境保全容器を、藻場造成用のブロック体の近傍に設置させることを特徴とする水域環境保全方法。
8. 上面に開口部が設けられるか又は少なくとも１面に１以上の孔部が設けられた硬質容器と、前記硬質容器に収容された二価鉄含有施肥材料とを有することを特徴とする水域環境保全容器。
9. 前記二価鉄含有施肥材料は、透水性を有する袋体に充填された状態で前記硬質容器に収容されていることを特徴とする請求項８に記載の水域環境保全容器。
10. 前記二価鉄含有施肥材料と前記硬質容器の開口部又は孔部との間に、透水性を有するシートが配置されていることを特徴とする請求項８に記載の水域環境保全容器。
11. 上記硬質容器は、鋼及び／又はコンクリートにより構成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の水域環境保全容器。
12. 前記硬質容器は、Ｈ形鋼と、厚板鋼板又は金網とにより構成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の水域環境保全容器。
13. 前記硬質容器は、前記開口部又は孔部の最大寸法ｄと、この開口部又は孔部から前記二価鉄含有施肥材料の表面までの最短距離Ｄとの比（Ｄ／ｄ）が０．２以上であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の水域環境保全容器。
14. 前記硬質容器には、水中から引き上げるための吊り具が設けられていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の水域環境保全容器。
15. 前記二価鉄含有施肥材料は、更に、腐植含有物質及びアンモニア化成する窒素化合物のうち少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の水域環境保全容器。
16. 請求項８〜１５のいずれか１項に記載の水域環境保全容器と、藻場造成用のブロック体とが互いに近接配置されていること特徴とする水域環境保全システム。
17. 鉄鋼スラグで造成されたマウンド上に、請求項８〜１６のいずれか１項に記載の水域環境保全容器と、藻場造成用のブロック体とが設置されていることを特徴とする水域環境保全システム。
18. 前記水域環境保全容器が、離岸堤、潜堤、防波堤の捨石部、浅場造成部、藻場造成捨石礁、漁礁又は湧昇流発生用マウンドの近傍に設置されていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の水域環境保全システム。
19. 請求項８〜１５のいずれか１項に記載の水域環境保全容器を、藻場造成用のブロック体の近傍に設置すること特徴とする水域環境保全方法。
20. 鉄鋼スラグで造成されたマウンド上に、請求項８〜１５のいずれか１項に記載の水域環境保全容器を、藻場造成用のブロック体と共に設置することを特徴とする水域環境保全方法。
21. 前記水域環境保全容器を、離岸堤、潜堤、防波堤の捨石部、浅場造成部、藻場造成捨石礁、漁礁又は湧昇流発生用マウンドの近傍に設置することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の水域環境保全方法。

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