JP2008263787A - 浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システム - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性があり安価に作成できる浮遊体を用い、継続した水質浄化が可能で、水質浄化能力も大きく、さらに有用水産資源の飼育を兼ねることができ、トータルコストを低減できる浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムを提供することを目的とする。
【解決手段】浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいて、環状体の周囲に発泡浮力体を一体として浮遊体を形成し、前記浮遊体の中央開口部に籠状メッシュ材を浮遊体下部に垂下するように取り付け、その内部にシジミ貝を収容し、前記シジミ貝を収容した浮遊体を冨栄養化の進んだ汽水域、淡水域に配置することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、富栄養化の進んだ汽水域又は淡水域での水質浄化と水産資源飼育を同時に可能とする浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムに関する。

生活排水の流入等の原因により湖や沼など富栄養化が進んだ汽水域や淡水域では、大量に発生した植物プランクトンにより透明度が落ち、生態系が変化し大きな社会問題となっている。このように富栄養化の進んだ水域の水質浄化のシステムとして、特開２００５−７３５８号公報には、木炭を収容した容器の底部に水中ポンプを配置し、富栄養化の進んだ水を水中ポンプで上方にポンプアップし、木炭層等の濾過層を通過させ、濾過した水を濾過層の上方から排水して水質を浄化するようにした技術が開示されている。また、特開２０００−３７１４４号公報には、イカダに貝殻倍地を収容したネットを吊り下げ、貝殻倍地にクワイ、エンサイ等の有用水生植物を植栽して、チッ素、リン、その他栄養塩を有用水生植物の生育に伴う吸収により除去する水質浄化システムが開示されている。特開２００１−２８１０６９号公報、特開２００３−８８２５９号公報には、廃タイヤを用いた浮遊体に植物を植え、これを水質浄化、修景用に用いたものが開示されている。
特開２００５−７３５８号公報 特開２０００−３７１４４号公報 特開２００１−２８１０６９号公報 特開２００３−８８２５９号公報

しかしながら、水中ポンプを用いて汲み上げた水を木炭等の濾過層を通過させる水質浄化システムは、大きな動力源を必要とし、さらに、水中ポンプの汲み上げの際、湖、沼等の底に沈積しているヘドロを舞い上げ環境の面から見て問題を有するものであった。また、イカダに有用植物を植栽する水質浄化システムは、有用水生植物が１年間の内の一定期間しか生育せず、継続した水質浄化が出来ないという問題と、木製のイカダは水中で腐食しやすく長期間使用できないという問題を有するものであった。浮遊体として廃タイヤを用い植物を植えたものは、植物の吸水量や有機物吸収能力に限りがあるため、水質浄化効果には限界があった。また、貝類の水質浄化能力を活用するシステムにおいては、貝類の生存や増殖に不可欠な酸素濃度の確保や塩分濃度への配慮が不充分な場合が多く、当初の効果が得られないケースが多かった。例えば、水底付近に設置した場合には貧酸素状態に陥り死滅するし、海水が出入りする汽水域では塩分濃度の上昇により影響を受けていた。

本発明は、前記課題を解決する、耐久性があり安価に作成できる浮遊体を用い、継続した水質浄化が可能で、水質浄化能力も大きく、さらに有用水産資源の飼育を兼ねることができ、トータルコストを低減できる浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムを提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいて、環状体の周囲に発泡浮力体を一体として浮遊体を形成し、前記浮遊体の中央開口部に籠状メッシュ材を浮遊体下部に垂下するように取り付け、その内部にシジミ貝を収容し、前記シジミ貝を収容した浮遊体を冨栄養化の進んだ汽水域、淡水域に配置することを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいて、前記浮遊体のシジミ貝を収容した中央部に水生植物を植栽することを特徴とする。

本第３発明は、本第１または第２発明の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいて、前記浮遊体の外周に連結手段を設け、複数の浮遊体を連結して配置することを特徴とする。

本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかのた浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいて、前記浮遊体の表面に太陽電池を配置し、前記太陽電池を電源として回転する小型水車を前記浮遊体の水面付近に配置することを特徴とする。

本第５発明は、本第１〜第４発明のいずれかのた浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいて、前記環状体としてタイヤ又は廃タイヤを用いることを特徴とする
。

本発明の、環状体の周囲に発泡浮力体を一体として浮遊体を形成し、前記浮遊体の中央開口部に籠状メッシュ材を浮遊体下部に垂下するように取り付け、その内部に汽水域、淡水域で飼育可能なシジミ貝を収容し、前記シジミ貝を収容した浮遊体を冨栄養化の進んだ汽水域や淡水域に配置する構成により、シジミ貝が浮遊体に支持された籠状メッシュ材に収容されるので、溶存酸素量が多く、餌となるプランクトンも多い水面付近でのシジミ貝の飼育ができ、シジミ貝の濾過食性により低環境負荷で水質浄化を図ることができる。シジミ貝は、淡水／汽水域に生息し塩分の変化に強い特徴を持っているものの、酸素濃度の影響を受けるため、１．５ｍｇ／Ｌ以上の溶存酸素濃度が必要になる。このため、水域によって異なるものの、水深２ｍ以浅にて飼育する必要があるし、種類によっては砂地を形成させねばならない場合もある。浮遊体での飼育は、この点で重要であり、他の方法ではうまくいかなかった。シジミ貝の濾過食性により水の透明度が増すことにより、水域の底部まで太陽の光が届くようになると、堆積した泥中の有機物のバクテリアによる分解が促進される。また、飼育したシジミ貝は商品価値も高く、水産資源として活用できる。
浮力体のシジミ貝を収容した中央部に水生植物を植栽する構成により、籠状メッシュ材に収容したシジミ貝の飼育に適さない強い直射日光を避け水温の過度の上昇を防止することができる。また、植栽された水生植物による日陰と籠状メッシュ材から水中に伸び水生植物の根が小魚を集めやすい環境を形成する。
浮力体を複数連結する構成により、簡単にシジミ貝収容の浮遊体ユニットを組み立てることができる。
浮遊体の表面に太陽電池を配置し、太陽電池を電源として回転する小型水車を浮遊体の水面付近に配置する構成により、シジミ貝を収容した籠状メッシュ材付近の溶存酸素量を外部電源なしにさらに水底の泥を攪拌することなく増やすことができる。浮遊体は波によって動くため水流が自動的に発生する。また、酸素濃度の高い水を浮遊体内部に注ぎ入れて、人工的に流れを形成することにより、シジミ貝の生育に適した流水環境を形成することができる。
環状体としてタイヤ又は廃タイヤを用いる構成により、安価に入手可能で長期間使用可能な浮遊体とすることができる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１、図２は、本発明の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムの一実施形態の概略図である。

本発明のシステムに用いる浮遊体１は、環状体１０の周囲に樹脂製の側板１１を配置し、環状体１０と側板１１との間に発泡浮力体１２を充填発泡させ一体にしたものである。
環状体１０の材料としては、ゴム、木、各種プラスチックなど特に限定されるものではなく、環状体１０の形状も内部にシジミ貝を入れるのに不都合でなければ、円形以外のどのような形状でも良い。なお、本実施形態では、環状体１０として廃タイヤを用いた。ここで使用する廃タイヤ１０は、車両用タイヤとして使用され、トレッドパターンの磨耗により乗用に不適とされた廃棄されたタイヤのうち、原形利用を意図してリサイクルされるタイヤをいう。樹脂製の側板１１は、発泡浮力１２の充填発泡の際の型枠としての機能と、複数の浮遊体１を連結する際のガイド材及び保形材として機能する。側板の材質としては、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂等の合成樹脂、耐水、耐腐食加工されたカードボード、樹脂含浸により保形された不織布等を用いることができる。発泡浮力体１２は、発泡ポリエチレン樹脂が用いられる。複数の浮遊体１を連結配置するために、浮遊体１の外周に連結具１４を取り付けても良い。図１、２で示される実施形態では、２つの浮遊体１を連結具１４で連結した状態を示すが、浮遊体１の数は１個でも、２個以上の複数であっても良い。

浮遊体１の中央の開口部下面に籠状メッシュ材１３を浮遊体１の下部に垂下するように連結する。籠状メッシュ材１３は、形状を保持するための樹脂製又は金属製のフレームにポリエチレン樹脂製のメッシュが張設されて形成される。籠状メッシュ材１３を樹脂又は金属で一体に形成しても良い。籠状メッシュ材１３の深さは、収容されるシジミ貝２の量によるが、シジミ貝２の飼育に適した溶存酸素量を考慮して水面からの深さにより決定する必要がある。また、籠状メッシュ材１３の目開きは、収容するシジミ貝２が通り抜けできない程度とする。

現在日本に生息するシジミ貝２としては、汽水域で生息するヤマトシジミ、琵琶湖の淡水域に生息するセタシジミ、日本各地の淡水域で生息するマシジミの３種類が代表である。汽水域で生息するヤマトシジミは、淡水域でも生育可能である。これらのシジミ貝２は、水産資源として有用であると共に、濾過食性により植物プランクトンなどの懸濁物を水と一緒に吸い込み、濾過して水を吐き出すという機能を持っている。シジミ貝２の水をポンプアップし濾過する能力は、１トンのシジミ貝で４８００ｍ３／日となることが確認されている。この量は、例えば、日本橋川に流れ込んでいる落合／中野下水処理場からの排水量が２６万ｍ３／日であり、シジミ貝５４トンで処理できることになる。

通常、シジミ貝２は、汽水域又は淡水域の底面の砂や泥の中にもぐって生活するという習性を有している。しかし、砂や泥中で生活するシジミ貝２の排せつ物により生育環境が悪化し、特に活動が活発になる夏季は、水温の上昇もありその環境の悪化が顕著になる。また、シジミ貝２の生息条件としては、水中の溶存酸素量が一番重要な要素であり、最低１．５ｍｇ／Ｌの溶存酸素量が必要であり、溶存酸素量が低下するとシジミ貝２の大量死が発生する。汽水域や淡水域では、水面付近の溶存酸素量が底面より多く、シジミ貝２の生息に適していることが判明した。

そこで、本発明では、浮遊体１に設置した籠状メッシュ材１３の中にシジミ貝２を収容して、富栄養化の進んだ汽水域や淡水域に配置する。１つの浮遊体１に収容するシジミ貝２は５ｋｇ程度とする。シジミ貝２を収容した籠状メッシュ材１３は浮遊体１に取り付けられているため、溶存酸素量の多い水面付近に常時保持され、風等により水面を自由に移動し、移動による水流により自然に水面から酸素を水中に取り込むことができる。さらに、シジミ貝２の排せつ物は、籠状メッシュ材１３から水底に落下し、籠状メッシュ材１３に残留しないので、排せつ物滞留による環境悪化を防止できる。さらに、籠状メッシュ材１３から水底に落下するシジミ貝２の排せつ物の一部は小魚等の水生動物の餌になり処理される。シジミ貝２の排せつ物は固形状となるため、水を濁らせることがなく水底付近まで太陽光が届くようになり、微生物による分解が促進され、水質浄化が加速される。

図３は、本発明の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムの他の実施形態を示すものである。この実施形態では、シジミ貝２は、強い直射日光を嫌う習性を有するので、浮遊体１の中央開口部に水生植物３を植生し、籠状メッシュ材１３に収容されたシジミ貝２の生育環境を整える。水生植物７としてはタヌキモ、トチカガミ等の浮き草が、籠状メッシュ材１３に収容されたシジミ貝２の生育スペースを確保する意味で望ましい。しかし、クワイ、クレソン等の有用水生植物を植栽しても良い。浮遊体１の中央部に植栽された水生植物３が水中に日陰を作り、小魚等の水生動物が集まる環境を形成することができ、その結果、シジミ貝２の排せつ物の一部がこれら水生動物の餌として処理することができる。

図４は、本発明の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムの別の実施形態を示すものである。この実施形態では、浮遊体１の表面に太陽の光を電気に変換する太陽電池４を取り付ける。太陽電池４で発電された電力は小型バッテリ等に蓄電され、それを駆動源とする小型モータにより回転する小型水車４を浮遊体１の中央開口側の水面付近に配置する。小型水車４の回転により水面から酸素を取り入れることができる。浮遊体１の内側で小型水車４が回転するため、小型水車４の回転により水域の底を攪拌する恐れがない。小型水車４の回転による溶存酸素の取り入れの効果は、水温が上昇する夏季が顕著である。

以上のように、本発明の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システムにおいては、溶存酸素量が多く、餌となるプランクトンも多い水面付近でのシジミ貝２の飼育ができ、シジミ貝２の濾過食性により低環境負荷で水質浄化を図ることができ、シジミ貝２の濾過食性により水の透明度が増すことにより、水域の底部まで太陽光が届くようになり底部に堆積した有機物のバクテリアによる分解が促進され、飼育したシジミ貝２は商品価値も高く、水産資源として活用でき、浮遊体として、廃タイヤを用いるので、安価に入手可能で長期間使用可能な浮遊体とすることができる。

本発明の第１実施形態を示す図である。 本発明の第２実施形態を示す図である。 本発明の第３実施形態を示す図である。 本発明の第３実施形態を示す図である。

符号の説明

１： 浮遊体、２：シジミ貝、３：水生植物、４：太陽電池、５：小型水車、１０：環状体、１１：側板、１２：発泡浮力体、１３：籠状メッシュ材、１４：連結具

Claims (5)

1. 環状体の周囲に発泡浮力体を一体として浮遊体を形成し、前記浮遊体の中央開口部に籠状メッシュ材を浮遊体下部に垂下するように取り付け、その内部にシジミ貝を収容し、前記シジミ貝を収容した浮遊体を冨栄養化の進んだ水域に配置することを特徴とする浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システム。
2. 前記浮遊体のシジミ貝を収容した中央部に水生植物を植栽することを特徴とする請求項１に記載の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システム。
3. 前記浮遊体の外周に連結手段を設け、複数の浮遊体を連結して配置することを特徴とする請求項１または２に記載の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システム。
4. 前記浮遊体の表面に太陽電池を配置し、前記太陽電池を電源として回転する小型水車を前記浮遊体の水面付近に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システム。
5. 前記環状体としてタイヤ又は廃タイヤを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の浮遊体を活用する水質浄化兼水産資源飼育システム。

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