JP2009213376A - バイオアッセイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の試験環境を提供することにより、海生生物の種類や成体、幼生等の成長段階の違いよる試験結果への影響を低減することができる試験装置を提供すること。
【解決手段】貯留タンクに貯留された液体は、送液ポンプによって当該液体を発生部に送液される。発生部は、当該発生部に流れてきた液体に所定成分を発生させ、続いて発生部に連通された脱泡部が当該液体に含まれる気泡を除泡する。さらに脱泡部に連通して配置される観察セルには、調査対象となる海生生物を封入することができる。そして、各部を通過してきた液体に含まれる所定の成分は、除去部により除去され、当該成分が除去された液体は、再び貯留タンクに貯留される。そして、観察セルは、外部からの光を遮る遮光部材を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、海水を利用するプラントの配管中における海生生物の付着状況を調査するための試験装置に関する。

海水を利用するプラントにおいて、特に火力発電所や原子力発電所等では、蒸気を冷却するために復水器が使用されている。この復水器は、蒸気を海水で冷却・凝縮し、真空を作ると共に復水として回収する。この場合、海水が通過する配管内では、海水中に含まれるムラサキイガイやフジツボ等の海生生物が付着しやすい。そして、これらの海生生物が配管内に付着したり、付着した生物の死骸が堆積したりすることにより、配管の流路が狭められたり、腐蝕により漏洩が生じたりするといった問題がある。

そこで、上記のような海生生物の付着を防ぐために、防汚塗料の開発や、電流や超音波を流すことにより麻痺または致死させたり、また、塩素処理により麻痺または致死させたりする等の手法が開発されている。

また、プラントの海水と接する配管へ付着生物が流入しているか否かについて調査するための観察容器についての発明も開示されている。
特開２００６−２７１３３１号公報

しかし、海生生物付着防止の手法を開発したり、現実の環境に適した諸条件を決定するにはある程度の試験やその評価が必要であるが、試験や評価をする度にプラントの稼働を停止することはできない。そして特許文献１においては、調査はすることができても、その評価や試験を行うことはできない。

また、海生生物付着防止に関する試験や評価をするには、実際に対象となる海生生物を用いて行うことが必要となる。海生生物は、その種類、成体か幼生か等によって光に対する習性が異なるため、結果の再現性を求めるには、種類等にかかわらず同一の環境が要求される。

本発明は、一定の試験環境を提供することにより、海生生物の種類や成体、幼生等の成長段階の違いよる試験結果への影響を低減することができる試験装置を提供することを目的とする。

（１）海水を利用するプラントの配管中における海生生物の付着状況を試験又は評価するための試験装置であって、液体を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクから前記液体を送液する送液ポンプと、前記送液ポンプから送液された液体に塩素を発生させる発生部と、前記発生部によって形成された気泡を除去する脱泡部と、前記脱泡部により前記気泡が除去された液体を通過させ、かつ前記海生生物を封入することができる観察セルと、前記観察セルの外側において外部から該観察セルに入る光のうち、少なくとも一部を遮る遮光部材と、前記塩素のうち前記観察セルを通過した液体に含まれる塩素を除去する除去部と、を備え、前記貯留タンクは、前記除去部から排出された液体を貯留することができる試験装置。

（１）の試験装置は、海水を利用するプラントの配管中における海生生物の付着状況を試験又は評価するための試験装置であり、貯留タンクに貯留された液体は、送液ポンプによって当該液体を発生部に送液される。発生部は、当該発生部に流れてきた液体に所定成分を発生させ、続いて発生部に連通された脱泡部が当該液体に含まれる気泡を除泡する。さらに脱泡部に連通して配置される観察セルには、調査対象となる海生生物を封入することができる。そして、各部を通過してきた液体に含まれる所定の成分は、除去部により除去され、当該成分が除去された液体は、再び貯留タンクに貯留される。そして、観察セルは、外部からの光を遮る遮光部材を有する。

これにより、当該試験装置は、仮想的な比較的小規模の試験環境を提供することができる。また、海生生物を封入することができる観察セルは、遮光部材により外部からの光を遮るので、一定の環境を提供することができ、海生生物の種類や成長段階の違い、または習性の違い等による試験結果への影響を低減させることができる。

（２）前記観察セルは、その両端に前記液体の入口と出口とを有する筒状の観察セル本体と、前記入口及び前記出口にそれぞれ配置され、前記海生生物が当該観察セル本体から移動することを制限する２つの遮蔽部と、を有する（１）に記載の試験装置。

（２）の発明にかかる試験装置における観察セルは、その両端に液体の入口と出口とを有する筒状の観察セル本体と、該入口及び該出口のそれぞれに配置される２つの遮蔽部とを有する。そして、２つの遮蔽部は観察セル本体から海生生物が移動することを制限する。これにより、観察セル本体に封入した海生生物が液体の通過に伴って当該試験装置内を移動することを制限することができる。また、海生生物の移動は制限するが液体は通過させるので、観察セル本体内の海生生物の固体数が減少することなく試験を継続することができる。

（３）前記遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有し、前記粘着面のうち一部を残した状態で前記粘着面を内側にして層状に折り重ねてなり、残された粘着面を前記観察セル本体に貼付する（２）に記載の試験装置。

（３）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有している。そして、該遮光部材は、その粘着面のうち一部を残した状態で粘着面側を内側にして層状に折り重ねられ、該残された粘着面を観察セル本体に貼付される。

（４）前記残された粘着面は、該残された粘着面の前記遮光部材における長手方向の長さと幅方向の長さとの比は１以下である、（３）に記載の試験装置。

（４）の発明にかかる試験装置における遮光部材を折り重ねたことにより形成される残された粘着面は、遮光部材における長手方向の長さと該遮光部材における短手方向との長さの比は１以下である。したがって、折り重ねられることにより残された粘着面の大きさは、該遮光部材における短手方向の長さと該遮光部材における長手方向の長さは、同じ又は該遮光部材における長手方向の長さの方が短くなる。

（５）前記残された粘着面は、該残された粘着面の前記遮光部材における長手方向の長さと幅方向の長さとの比が１より大きく、該残された粘着面を前記観察セル本体に貼付するように一周させた後、該残された粘着面を巻き付けた該遮光部材の外側に貼付するようにさらに巻き付けてなる（３）に記載の試験装置。

（５）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、残された粘着面の遮光部材における長手方向の長さと該遮光部材における短手方向との長さの比は１より大きい。また、該残された粘着面を観察セル本体に貼付する際には、まず、該残された粘着面を該観察セル本体に貼付するように一周させた後、二周目以降はすでに貼付した遮光部材の外側に重ねるように螺旋状に巻き付ける様にする。これにより、粘着面が観察セル本体に接する面積を小さくすることができる。

（６）前記遮光部材は、粘着性を有する粘着層と、粘着性を有さず遮光性を有する遮光層と、を有し、前記粘着層は、前記遮光層における一方側の面の一部分に配置される（２）に記載の試験装置。

（６）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、粘着性を有する粘着面と遮光性を有する遮光層とを有しており、粘着層は、遮光層の一方側の面における一部分に配置される。これにより、粘着層が対象物に接する面積を少なくすることができる。

（７）前記遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有し、該粘着面の一部を前記観察セル本体に貼付し、該粘着面を外側に折り返してなる（２）に記載の試験装置。

（７）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有する。そして、観察セル本体に貼付する場合には、まず粘着面を観察セル本体側に向けて該遮光部材の一端のみを観察セル本体に貼付する。その後、粘着面を貼付した部分を起点にして観察セル本体の外側に折り返し、観察セル本体を一周する。すなわち、該遮光部材の一部分を観察セル本体に貼付した後は、遮光部材の粘着面は観察セル本体の外側に向いた状態となる。これにより、粘着面が観察セル本体に接する面積を小さくすることができる。

（８）前記遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有し、前記粘着面を前記観察セル本体の外側に向けて配置し、該観察セル本体に巻き付けてなる、（２）に記載の試験装置。

（８）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有する。そして粘着面を観察セル本体の外側に向けて配置し、該観察セル本体に該遮光部材を巻き付ける。これにより、粘着面が外側を向いているので、遮光部材を巻き漬けた場合に該遮光部材が重なる部分で相互に遮光部材を固定することができる。

（９）前記遮光部材は、複数のスリットを有する（１）から（８）のいずれかに記載の試験装置。

（９）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、複数のスリットを有する。これにより、プラント等の実際の環境においてはすべての光が届かない訳ではないため、より実際の環境に近づけた試験環境を提供することができる。

（１０）前記遮光部材は、遮光性テープである（１）から（９）のいずれかに記載の試験装置。

（１０）の発明にかかる試験装置における遮光部材は、観察セルに遮光性テープを巻き付けることにより形成することができる。

本発明によれば、一定の試験環境を提供することにより、海生生物の種類や成体、幼生等の成長段階の違いよる試験結果への影響を低減することができる試験装置を提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の実施形態は下記の実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。

図１は、試験装置１の構成を示すブロック図である。図２は、電解部１３の概略的構成を示す図である。図３は、脱泡部１４の構成を示す図である。図４（ａ）は、観察セル１５及び対照セル２５の構成を示す図である。図４（ｂ）は、観察セル１５の側面図である。図５は、観察セル１５に遮光部材１６０を配置した場合の側面図である。図６（ａ）は、観察セル１５に遮光部材１７０を配置した場合の側面図である。図６（ｂ）は、遮光部材１７０を観察セル本体１５１に配置した場合を説明する側面断面図である。図７は、遮光部材１８０の断面図である。図８（ａ）は、観察セル本体１５１に遮光部材１９０を配置した場合の上面図である。図８（ｂ）は、観察セル本体１５１に遮光部材１９０を配置した場合の斜視図である。図９（ａ）は、観察セル本体１５１に遮光部材２００を配置した場合の側面図である。図９（ｂ）は、観察セル本体１５１に遮光部材２００を配置した場合の側面断面図である。図１０は、観察セル本体１５１に遮光部材２１０を配置した場合を説明する斜視図である。

［１］概要
以下において、本発明の好適な実施形態の一例である試験装置１の構成について図を用いて説明する。本願発明の試験装置１の一例としては、バイオアッセイ装置を挙げることができる。試験装置１は、後述の観察セル１５を通る試験系２と観察セル１５と比較するための対照セル２５を通る対照系３との２系統の流路を有する。この２系統は、装置に流す液体である溶液を貯める貯留タンク１１を共通とする。

試験系２には、所定の液体である溶液を送液するポンプ１２と、溶液に塩素を発生させる電解部１３と、流路に発生した気泡を除去する脱泡部１４と、海生生物を封入することができる観察セル１５と、人口海水内に溶存する塩素を除去する除去部１６と、を備える。そして、各部はパイプ１７によりそれぞれ連通されている。また、図１における矢印は溶液が流れる方向を示す。

対照系３には、貯留タンク１１から溶液を送液するポンプ２２と、観察セル１５と比較するための対照セル２５と、を備える。

なお、本実施形態においては、試験系２、対照系３いずれにおいても観察セル１５又は対照セル２５を設置する流路の数は１としているが、これに限らず流路数は複数あってもよい。

ここで、溶液とは、当該試験装置１における移動相である。そして、当該試験装置１に用いられる溶液としては、人工海水等の人工的に調製した溶液や水等が好ましいが、自然界に存在する海水であってもよい。人工海水は市販のものを使用することもできるが，例えば、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム７水塩、塩化マグネシウム６水塩、塩化カルシウム２水塩、塩化カリウム、塩化ストロンチウム６水塩、臭化ナトリウム、ホウ酸、フッ化ナトリウム、ヨウ化カリウムを所定の割合で混合したものを水に溶かして使用することもできる。

また、本発明の試験装置１で観察できる海生生物は、イガイやフジツボ等の大型付着生物及び／又はこれらの幼生を主とするが、これに限られない。水中の岩礁や構造物等に付着する生物であれば対象とすることができ、例えば、藻類、海綿類、苔虫類、二枚貝類、ホヤ類及びこれらの幼生を対象とすることができる。該試験装置１における試験において、試験できる海生生物は１種類とは限らず、２種以上の海生生物を同時に観察セル１５に封入して試験することができる。

ポンプ１２，２２は、 貯留タンク１１に貯留された溶液を試験装置１における試験系２及び対照系３の各部に流していく。対照系３では、貯留タンク１１からそのまま対照セル２５に溶液が流される。そして、対照セル２５を通過した溶液は、貯留タンク１１に再び貯留される。

なお、対照系３において対照セル２５に向かう流路の途中に、流量計３３を備えることが好ましい。これは、対照セル２５に流入する溶液の流量を調節するためである。当該流路において、パイプ１７を流れる溶液が対照セル２５に流した流量よりも多い場合には、回避ライン２８のバルブ３５を開けて回避ライン２８に余分な溶液を流すことにより、対照セル２５に流入する溶液の流量を調節することができる。言い換えると、バルブ３５の開閉によって、対照セル２５に流入する溶液の流量を調節することができる。

一方、試験系２においては、ポンプ１２によって溶液が貯留タンク１１から電解部１３に送液され、電解部１３では当該溶液を電気分解して塩素を発生させる。つまり、該試験装置１における電解部１３以降の試験系２の流路には、塩素が一定の濃度で含まれる溶液が流れることになる。

次に溶液は、脱泡部１４に流入する。脱泡部１４は、主として電解部１３で発生した気泡を除去する。そして、気泡が除去された溶液は、海生生物が封入された観察セル１５に送られる。

なお、試験系２では、電解部１３から脱泡部１４間の流路において流量が調節される。具体的には、電解部１３の下流側に配置された流量計３２により流量を測定する。そして、測定した流量が観察セル１５に流入するのに適した流量より多い場合には、バルブ３７を開けて回避ライン１８に余分な流量を流し、同時にバルブ３８を締めて観察セル１５側に流れる流量を調節する。バルブ３８の開閉を調節する場合には、脱泡部１４側の流量計３２で示される流量を参照して調節することができる。

観察セル１５は、透明の部材で形成された観察セル本体１５１と観察セル本体１５１の両端に配置される遮蔽部となる蓋用筒１５２，１５３を有し、観察セル本体１５１内部に観察対象となる海生生物を封入することができる。一方、観察セル１５に流入した溶液は、該観察セル１５を通過することができる。

試験系２における観察セル１５の下流には、除去部１６が配置される。除去部１６は、電解部１３で発生させた塩素を溶液から除去する。そして塩素が除去された溶液は、パイプ１７により貯留タンク１１内に戻され、再度試験に利用される。

［２］各部の説明
［２．１］ポンプ
ポンプ１２，２２は、貯留タンク１１に貯留する溶液を試験装置１の各部に送液する。このポンプ１２，２２は、既知のポンプを使用することができる。例えば、回転ポンプや往復動ポンプのような容積式ポンプ、又は遠心ポンプ、プロペラポンプ等、試験装置１を用いて行う試験にあわせて適宜選択することができる。好ましくは、送液量が常に一定であって圧力変動による影響が少ないポンプを使用することが好ましい。具体的には、マグネット式遠心ポンプを例示できる。

［２．２］電解部
電解部１３は、溶液を電気分解して塩素を発生させる。希塩酸や海水を電気分解すると、これらに含まれる塩素は水と反応して次亜塩素酸と塩酸とが生成される。

そして、次亜塩素酸はさらに水中で解離して、次式のように水素イオンと次亜塩素酸イオンとが生成される。

この反応は可逆反応であり、水のｐＨ値や水温によって変化する。試験装置１においては、このような反応を利用して塩素を発生させ、海生生物に対する塩素の影響等を試験することができる。

図２は、電解部１３の概略的構成を示す図である。電解部１３は、上記パイプ１７に接続可能な接続部（図示せず）を備え、内部に電極を受け入れ可能な空間を有する電解槽１３１と、電源装置（図示せず）から電源の供給を受けて電解槽１３１内部において溶液を電気分解する電極１３２，１３３と、を少なくとも有する。なお、本実施形態においては電極１３２を陽極、電極１３３を陰極として説明するが、これに限らず陰極と陽極とが逆になっていてもよい。また、電解部１３には、ドレイン１３５、電解槽１３１内のエア抜き１３６を備えることができる。

電極１３２，１３３は、例えば、外径が３ｍｍ、長さが５ｃｍの棒状の電極である。また、材質はチタンが好ましいが、これに限らない。また、該棒状の電極には、１μｍの厚さで白金メッキがなされていることが好ましい。

電解部１３では、パイプ１７を通して供給された溶液が電解槽１３１に流入すると、流入した溶液の一部が電解槽１３１内部に設置された電極１３２，１３３により電気分解され、塩素及び次亜塩素酸が発生する。そして生成された塩素等を含む溶液は電解槽１３１から排出され、パイプ１７を通じて脱泡部１４に送られる。

電解部１３から下流の流路では、所定の塩素濃度の溶液が流れることとなる。この残留塩素濃度は、以下のように調節する。すなわち、電気分解を行う電流値と残留塩素濃度は比例関係にあるため、当該試験装置１において使用する溶液をあらかじめ調製しておき、その溶液を使用して、ある電流値の時の残留塩素濃度をプロットして較正直線を作成する。なお、電流値と残留塩素濃度については溶液の温度によっても変化するので、溶液の温度が一定の温度となるように維持するようにすることが好ましい。

海水を溶液として使用する場合は、電極１３２，１３３の電流値と残留塩素濃度が比例の関係にあるため、あらかじめ電流値と残留塩素濃度の関係の近似式を作成しておけば、試験前、試験中を問わず、設定する残留塩素濃度を近似式に当てはめることでそれに対応した電流値の目安を得ることができる。例えば、試験時と同じ条件時（水温が２５度の人工海水を電解部に４Ｌ／ｍｉｎで流す）に得られた近似式に設定したい残留塩素濃度として、例えば０．１５ｍｇ／Ｌを当てはめると、４１．３ｍＡという値が得られる。このため、３５から４５ｍＡの電流を流せば目的とする残留塩素濃度になることがわかる。実際は、試験条件（水温，水質）の微妙な変化などの誤差要因があるため、試験中において残留塩素濃度を計測し、微調整する必要がある。

また、電極１３２，１３３に流す電流は、１０から３００ｍＡ好ましくは１５ｍＡから２００ｍＡが好ましい。３００ｍＡ以上の電流をかけると、電解槽１３１内に不純物が発生したり、酸素や水素が大量に発生し、パイプ１７内の溶液の流量を低下させる場合がある。

［２．３］脱泡部
脱泡部１４は、電解部１３による電気分解によって生じた気泡や、溶液に溶解していた空気が当該溶液の飽和溶解量を超えた場合に発生した気泡を取り除く。気泡が溶液内に含まれると、試験装置１内における溶液の流れを阻害され、再現性に影響を及ぼす場合があるためである。

脱泡するには、既知の脱気装置を使用してもよく、また、気泡を除去するためのトラップとなるものを使用してもよい。例えば、図３（ａ）に示すように、パイプ１７の途中に分岐管１４１を介在させて流路を分岐させ、分岐管１４１におけるパイプ１７に接続しない方の出口に袋状弾性体１４２を接続したものを挙げることができる。

なお、脱泡部１４を取り付ける場合には、該袋状弾性体１４２がパイプ１７よりも上方になるように設置することが好ましい。さらに好ましくは、分岐管１４１における袋状弾性体１４２を接続する側の出口が、溶液が流れる方向（矢印１７３の方向）とは逆方向に向くように傾けた状態で配置することが好ましい。これにより、溶液より軽い気泡を捕集しやすくすることができる。また、該脱泡部１４は、図３（ｂ）に示すように、該分岐管１４１における袋状弾性体１４２を接続する流路を頂点として略逆Ｕ字状に湾曲させた状態であることが好ましい。

袋状弾性体１４２は、袋状の弾性体であり、特に袋状となっている部分が弾力性を有することが好ましい。例えば、上記分岐管１４１に接続可能な大きさをもつピペット用ニップルを挙げることができる。当該袋状弾性体１４２の材質は、ゴム、プラスチック等袋状の部分に弾力性を有するものであればよい。

以下に、脱泡部１４の使用態様について説明する。当該袋状弾性体１４２及び分岐管１４１には、あらかじめ試験装置１で使用する溶液を満たしておく。そして、試験装置１に溶液を流し、試験を開始すると、パイプ１７内に発生した気泡が分岐管１４１を通り、気泡となっていた気体が袋状弾性体１４２に蓄積される。このように、気体が袋状弾性体１４２に蓄積されるにつれて、該袋状弾性体１４２に満たされていた溶液が徐々に流路に押し出され、袋状弾性体１４２内の水位が下がっていく。

捕集した気体が袋状弾性体１４２の容量を超えて蓄積されると捕集した気体がパイプ１７に逆流してしまうため、袋状弾性体１４２を分岐管１４１から取り外し捕集した気体を抜く必要がある。気体を抜くには、袋状弾性体１４２が接続されている分岐管１４１の流路から当該袋状弾性体１４２を取り外すことにより可能である。

気体を抜いた後は、取り外した袋状弾性体１４２を再度分岐管１４１に取り付ける。この場合、袋状弾性体１４２に空気がなるべく入らないよう、袋状弾性体１４２に圧力を加えた状態で分岐管１４１に取り付けることが好ましい。例えば、袋状弾性体１４２を指でつまんでつぶした状態を維持しながら取り付ける。これにより、袋状弾性体１４２の取り付け終了後、袋状弾性体１４２にかかる圧力を元に戻した際に溶液が該袋状弾性体１４２に吸い上げられる。これにより、袋状弾性体１４２を取り外して捕集した気体を抜く際に、試験装置１に流れる溶液の送液を止めずに行うことが可能である。

脱泡部１４を備えることにより、電解部１３で発生した気泡の影響を除くことができる。気泡の影響としては、以下のようなものがある。脱泡部１４の下流側に観察セル１５が配置されるが、観察セル１５の上流側に配置されるメッシュシート１５６のメッシュの大きさは比較的細かいものが使用される。このため、気泡がメッシュシート１５６によりせき止められ、気泡がたまるにつれて観察セル１５内における人工海水の流れに偏りがでる場合がある。また、電解部１３の電極１３２，１３３に流れる電流の電流値が大きい場合には、気泡発生量も多くなるので、この傾向が高くなる。このように、気泡が発生すると試験結果にも影響する場合があるが、脱泡部１４により気泡を除去することにより、気泡の影響を抑制することができる。

［２．４］観察セル
観察セル１５は、海生生物を封入することができる。そして、封入した海生生物が該観察セル内に付着するか否かを観察することができる。観察セル１５は、溶液が通過することができ、かつ封入した海生生物が観察セル１５から他の部分に移動できないように形成される。

具体的には、図４に示す様に、内部が空洞であって円柱状の観察セル本体１５１の両端に観察セル本体１５１よりも直径が小さい円柱状の蓋用筒１５２，１５３がはめ込まれた構成である。そして、この蓋用筒１５２，１５３における観察セル本体１５１側の端部１５４，１５５には、当該蓋用筒１５２，１５３の端部１５４，１５５全面をふさぐように、メッシュシート１５６を配置することができる。

このメッシュシート１５６におけるメッシュの大きさは、観察対象であるイガイやフジツボが通過できない程度の大きさであることが好ましく、観察対象の海生生物の大きさによって変更することができる。また、該メッシュの大きさは、溶液の通過を阻害しない程度であることが好ましい。具体的には、試験対象がアカフジツボ付着期幼生の場合、１００μｍから２２４μｍあることが好ましい。

また、１５６の材質は、ナイロン、ポリエチレン、テトロン、ポリエステル、カーボン、テフロン（登録商標）、ポリプロピレン等を例示できる。

観察セル本体１５１の材質は、その外側から観察できるよう透明の材質であることが好ましい。例えば、ガラス、プラスチック、アクリルの材質で作製されることが好ましく、詳細には、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブラチール、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩酸ビニル、ポリビニルホルマール、ポリ２塩化ビニル、エチルセルロース、酢酸セルロース、プロピルセルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ナイロン、ポリメチルメタクリエート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン尿素樹脂、エポキシ樹脂、ガラス、又は石英ガラスからなる化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。なお、観察セル本体１５１及び蓋用筒１５２，１５３の材質は、塩素や溶液と反応（例えば、変性、硬化、変色など）を起こさない材質であることが好ましい。

さらには、特に観察セル本体１５１は、海生生物が付着しやすいような材質であることが好ましい。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホルマール、ポリ２塩化ビニル、エチルセルロース、酢酸セルロース、プロピルセルロース、酢酸酪酸セルロース、又は硝酸セルロースからなる化合物を挙げることができる。さらには、観察セル本体１５１の内部表面には、海生生物が付着しやすいような加工がなされていることが好ましい。

蓋用筒１５２，１５３については、上述の観察セル本体１５１と同様の材質であることが好ましいが、異なる材質であってもよい。

観察セル本体１５１及び蓋用筒１５２，１５３の形状は、内部が空洞である円柱状として説明したが、これに限られない。例えば、四角柱、三角柱等を挙げることができる。

観察セル本体１５１の長さは、８０〜１２０ｍｍ、好ましくは、９０〜１００ｍｍであることが好ましい。また観察セル本体１５１の直径は、１５〜４０ｍｍ、好ましくは、２０〜３０ｍｍであることが好ましい。長さが１２０ｍｍ、直径が４０ｍｍより大きくなると試験終了時の顕微鏡での観察が困難になる。また、長さが８０ｍｍ、直径が１５ｍｍより小さくなると収容できる幼生の個体数が少なくなり、適正な試験が困難になる。

また、屋内光等の光が観察セル１５に当たると、光の当たり方により試験結果に影響を与える場合がある。これは、海生生物の幼生のなかには、光への走行性を持つものがあるからである。このため、観察セル本体１５１の外側に遮光部材１６０を配置することが好ましい。観察セル１５の内部を暗くすることにより、光による影響を抑えることができる。また、実際に想定される発電所等のプラントの環境は、地上より暗い状態であるので、より近い環境を創出することができる。

この遮光部材１０６は例えば、図５〜図１０に示すように、観察セル本体１５１の外側に、遮光性のあるベース部材１６１上に粘着層１６２が形成された遮光性のテープにより簡便に作製することができる。

この場合、テープの粘着面が直接観察セル本体１５１になるべく接触することが無いようにすることが好ましい。例えば、図５のように、遮光部材１６０の粘着層１６２側を内側にして、粘着層１６２の粘着面を所定の面積を残すようにして折りたたむ。このような状態にした遮光部材１６０における粘着層１６２側を観察セル本体１５１に向け、残された粘着面に貼付する。一の遮光部材では観察セル本体１５１の周囲を覆うことができない場合は、上述のように折りたたんだ遮光部材１６０を複数作製し観察セル本体１５１に貼付してもよい。

粘着層１６２を内側にして折りたたむことにより形成される粘着部は、該遮光部材１６０における長手方向における長さと、短手方向における長さとの比が１以下であることが好ましい。すなわち、少なくとも短手方向における長さよりも長手方向における長さの方が長くなるようにすることが好ましい。

遮光部材１６０の長手方向における長さと短手方向における長さとの比が１より大きいである場合には、該遮光部材１６０を折りたたむことにより形成される粘着面の面積が広くなる。このため、試験後に観察セル本体１５１から遮光部材１６０を取り外す場合に、粘着層１６２の粘着物質が観察セル本体１５１に残され、観察セル本体１５１を汚してしまう場合がある。

また、図６から図１０に示すように、遮光部材の他の例を挙げることができる。
例えば、図６に示すように、ベース部材１７１と粘着層１７２とで構成される遮光部材１７０において、粘着層１７２側を内側にして、該粘着層１７２の粘着面を数ミリ程度残すように該遮光部材１７０を折りたたむ。そして、この状態の遮光部材１７０を観察セル本体１５１に螺旋状に巻きつける。巻きつける際には、数ミリ程度残された粘着面を、先に巻きつけた遮光部材１７０の外周に重なるように巻きつけることが好ましい。すなわち、該テープを巻きつける一周目は観察セル本体１５１に粘着面が接するが、二周目以降は、一周目の遮光部材１７０の外側（ベース部材１７１側）に粘着面が重なるように螺旋状に巻きつける。これにより、テープの粘着面が観察セル本体１５１に接触する面積を最小限にすることができる。

この場合、該遮光部材１７０が折りたたまれることにより形成される粘着面の面積は、折りたたまれた遮光部材１７０の面積の１／２以下であることが好ましい。また、該粘着面は、遮光部材１７０の長手方向における長さと短手方向における長さとの比が１より大きいであることが好ましい。

長手方向の長さと短手方向の長さとの比が１以下である場合には、該遮光部材１７０を折りたたむことにより形成される粘着面の面積が広くなる。このため、試験後に観察セル本体１５１から遮光部材を取り外す場合に、粘着層１７２の粘着物質が観察セル本体１５１に残され、観察セル本体１５１を汚してしまう場合がある。

さらに図７に示すように、他の例として、ベース部材１８１の一部分に粘着層１８２を形成した遮光部材１８０を挙げることができる。この場合、粘着層１８２の面積はベース部材１８１の面積の１／３以下であって、該遮光部材１８０を観察セル本体１５１に貼付した際にベース部材１８１がはがれない程度の面積であることが好ましい。

また、図８及び図９に示すように、ベース部材１９１側を観察セル本体１５１側に向け、粘着層１９２側を外側にした状態で該遮光部材１９０，２００を観察セル本体１５１の周囲に巻き付けるようにしてもよい。この場合、図８に示すように、遮光部材１９０の一端を、ベース部材１９１側を内側にして折り曲げて観察セル本体１５１に貼付することができる。これにより折り曲げられて観察セル本体１５１側に向いた粘着層１９２が観察セル本体１５１と該遮光部材１９０との粘着部となる。

図９における遮光部材２００は、ベース部材２０１を観察セル本体１５１側にし、粘着層２０２を外側に向けた状態で観察セル本体１５１に螺旋状に巻き付けたものである。この場合、常に遮光部材２００の一方の側部が、すでに巻き付けた遮光部材２００の側部に重なるように巻き付けることが好ましい。これにより、観察セル本体１５１に粘着物質がふれないように該遮光部材２００を固定することができる。

さらには、図１０に示すように、所定のスリット２１３を形成した遮光部材２１０を例示できる。スリット２１３が形成されることにより、観察セル１５０内部が完全に遮光されるのではなく、ある程度の光が入る状態となる。これにより、想定される現場により近い環境を形成することができる。

観察セル本体１５１を遮光するには、他の例としては、観察セル本体１５１の外径よりも大きな径であって、観察セル本体１５１の全体又は一部を覆うことができる大きさの筒をかぶせてもよい。当該筒は、透明ではなく、光をある程度遮断できるような材質が好ましい。例えば、黒い紙やプラスチック又は鉄や金属等の金属で作製された筒を例示できる。そして、試験中においても観察セル本体１５１内部を観察することができるように開閉自在であることが好ましい。

また、対照系３における対照セル２５も同様の構成で作製される。対照セル２５は、試験中に試験系２における観察セル１５と同時に使用される。そして、試験終了時に観察セル１５と対照セル２５とを比較して試験結果を検証することができる。

なお、観察セル１５及び対照セル２５は、地面に対して垂直となるように設置されることが好ましい。また、溶液は、図４における矢印４１方向に流される。すなわち、溶液は、観察セル１５及び対照セル２５において下から上に向けて流れるようにする。各セルに封入される海生生物が重力及び水流による圧力により押さえつけられるのを防ぐためである。

［２．５］除去部
除去部１６は、電解部１３で発生した塩素や次亜塩素酸を溶液中から除去するためのものである。具体的には、例えば、活性炭をつめた容器（トラップ）に溶液を流入させ、塩素や次亜塩素酸を活性炭に吸着させることにより行うことができる。

この活性炭フィルターの仕様は、試験装置１内の電解部１３に流す溶液の流量や試験時間等に応じて決定される。例えば、溶液を３Ｌ／ｍｉｎから５Ｌ／ｍｉｎで流し、試験時間が４８時間以内である場合には、除去部１６に使用される活性炭カートリッジフィルターは直径７０ｍｍ、高さ２５０ｍｍ、ヤシガラ活性炭４０〜８０メッシュのものが使用できる。

また、除去部１６は、活性炭を利用したトラップに限らず、電解部１３で発生した塩素や次亜塩素酸を除去できる装置であればよい。例えば、薬液を用いて中和させる装置や、オゾンで処理する装置を設けてもよい。

除去部１６により、塩素や次亜塩素酸が除去された溶液は再び貯留タンク１１に戻され、当該試験装置１の移動相として、再度使用することができる。

［２．６］その他
本発明の試験装置１で観察できる海生生物は、イガイやフジツボ等の海生生物の幼生を主とするが、これに限られない。本明細書における海生生物とは、海中に生息する生物のうち特に水中の岩礁や構造物等に付着する生物を指し、例えば、藻類、海綿類、苔虫類、二枚貝類、ホヤ類及びこれらの幼生を対象とすることができる。該試験装置１における試験において、試験できる海生生物は１種類とは限らず、２種以上の海生生物を同時に観察セル１５に封入して試験することができる。

本実施形態においては、アカフジツボ付着期幼生を試験に用いた。海生生物の中には幼生の間に海に漂い、水中の構造物に付着するものがある。そのなかでもフジツボ類は幼生の間に構造物に付着して、付着後変態する。このため、幼生が構造物に付着又は付着後に固着する前に死亡する環境または付着変態を阻害する環境を構築することが必要となる。そこで、アカフジツボの成体ではなく、付着期幼生を検体として試験する必要がある。

観察セルに封入するアカフジツボ付着期幼生の個体数は、２０個体から６０個体の範囲であることが好ましい。例えば、２０個体未満であると、個体数が少ないため、人工海水の流れやアカフジツボ付着期幼生自身の塩素に対する耐性の違いによって、試験結果にばらつきが生じ、この結果試験を複数回行う必要が生じる。６０個体を超えると、観察セル１５中の個体の密度が高すぎ、密度の影響によりかえって幼生が観察セル１５に付着しにくくなる場合がある。

上記の範囲の個体数とすることにより、本発明における試験装置を使用して、アカフジツボ付着期幼生を塩素に暴露したときに、試験に使用したアカフジツボ付着期幼生の個体数のうち、何個体が観察セルに付着しなかったかの結果を安定的に得ることができる。当該結果が、他の範囲の個体を観察セルに封入した場合に比べて、一度の試験で安定的に付着しなかった個体数の値を得ることができる。

流量計３１，３２，３３は、パイプ１７，１８内に流れる溶液の流量が計測できるものであれば既知のものを使用することができる。また流路において使用されるバルブ３５，３６，３７，３８は、溶液の流量を変化させることができるものであればよく、電磁弁や手動弁いずれも使用可能である。使用するには、これらのバルブにタイマーを設けてもよいし、特に電磁弁を使用する場合には、例えばコンピュータ制御によりバルブを制御してもよい。また、バルブ４１〜５１は、パイプ１７を流れる溶液の流れを遮断又は開放するための切り替えが少なくともできればよいが、流量を調節できるバルブであってもよい。

以上の構成を備えることにより、本発明にかかる試験装置１は、海洋生物の付着に関する試験において自然界の擬似的な環境を実現しつつ再現性のよい試験結果を得ることができる。このため、擬似的な環境を形成することにより、試験結果における効果の検証において、環境要因であるか、試験した効果によるものであるかの判断を容易にすることができる。

また、電解部１３において電気分解により塩素を発生させることにより、あらかじめ塩酸を含む溶液を用意する必要がなくなる。塩酸を含む溶液を使用する場合には、試験が開始されて時間が経過するにつれ該試験装置１を流れる溶液の全体量が増えるため、なんらかの処理が必要であるが、本発明では電気分解で塩素を発生させるため、溶液の全体量はほとんど変化せず、その必要がない。さらには、除去部１６で塩素を除去した後は貯留タンク１１に貯留させ、溶液を循環させて再利用することができるので、コストも低減させることができる。

なお、本実施形態においては、試験系２、対照系３いずれにおいても観察セル１５又は対照セル２５を設置する流路の数は１としているが、これに限らない。例えば流路数を２又は３としてもよい。具体的には、流路数をそれぞれ３とし、それぞれの流路における観察セル１５又は対照セル２５それぞれの上流側及び下流側にストップ弁を設けて開閉自在とする。このような構成にすることにより、観察セル１５や対照セル２５を使用する数を目的に応じて変更することができる。

本発明の好適な実施形態の一例に係る試験装置の構成を示すブロック図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る電解部の概略的構成を示す図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る脱泡部の構成を示す図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る観察セル及び対照セルの構成を示す図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る観察セルに遮光部材を配置した場合の側面図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る観察セルに遮光部材を配置した場合を説明する図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る遮光部材の断面図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る観察セル本体に遮光部材を配置した場合の図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る観察セル本体に遮光部材を配置した場合の側面図である。 本発明の好適な実施形態の一例に係る観察セル本体に遮光部材を配置した場合を説明する斜視図である。

符号の説明

１ 試験装置
２ 試験系
３ 対照系
１１ 貯留タンク
１２ ポンプ
１３ 電解部
１４ 脱泡部
１５ 観察セル
１６ 除去部
１７ パイプ
２２ ポンプ
２５ 対照セル
１３１ 電解槽
１３２、１３３ 電極
１４１ 分岐管
１４２ 袋状弾性体
１５１ 観察セル本体
１５２、１５３ 蓋用筒
１５６ メッシュシート
１６０ 遮光部材
１６１ ベース部材
１６２ 粘着層
１７０ 遮光部材
１８０ 遮光部材
１９０ 遮光部材
２００ 遮光部材
２１０ 遮光部材

Claims (10)

1. 海水を利用するプラントの配管中における海生生物の付着状況を試験又は評価するための試験装置であって、
   液体を貯留する貯留タンクと、
   前記貯留タンクから前記液体を送液する送液ポンプと、
   前記送液ポンプから送液された液体に塩素を発生させる発生部と、
   前記発生部によって形成された気泡を除去する脱泡部と、
   前記脱泡部により前記気泡が除去された液体を通過させ、かつ前記海生生物を封入することができる観察セルと、
   前記観察セルの外側において外部から該観察セルに入る光のうち、少なくとも一部を遮る遮光部材と、
   前記塩素のうち前記観察セルを通過した液体に含まれる塩素を除去する除去部と、を備え、
   前記貯留タンクは、前記除去部から排出された液体を貯留することができる試験装置。
2. 前記観察セルは、その両端に前記液体の入口と出口とを有する筒状の観察セル本体と、
   前記入口及び前記出口にそれぞれ配置され、前記海生生物が当該観察セル本体から移動することを制限する２つの遮蔽部と、を有する請求項１に記載の試験装置。
3. 前記遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有し、
   前記粘着面のうち一部を残した状態で前記粘着面を内側にして層状に折り重ねてなり、
   残された粘着面を前記観察セル本体に貼付する請求項２に記載の試験装置。
4. 前記残された粘着面は、該残された粘着面の前記遮光部材における長手方向の長さと幅方向の長さとの比は１以下である請求項３に記載の試験装置。
5. 前記残された粘着面は、該残された粘着面の前記遮光部材における長手方向の長さと幅方向の長さとの比が１より大きく、
   該残された粘着面を前記観察セル本体に貼付するように一周させた後、該残された粘着面を巻き付けた該遮光部材の外側に貼付するようにさらに巻き付けてなる請求項３に記載の試験装置。
6. 前記遮光部材は、粘着性を有する粘着層と、
   粘着性を有さず遮光性を有する遮光層と、を有し、
   前記粘着層は、前記遮光層における一方側の面の一部分に配置される請求項２に記載の試験装置。
7. 前記遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有し、
   該粘着面の一部を前記観察セル本体に貼付し、
   該粘着面を外側に折り返してなる請求項２に記載の試験装置。
8. 前記遮光部材は、その一面側に粘着性を有する粘着面を有し、
   前記粘着面を前記観察セル本体の外側に向けて配置し、該観察セル本体に巻き付けてなる、請求項２に記載の試験装置。
9. 前記遮光部材は、複数のスリットを有する請求項１から８のいずれかに記載の試験装置。
10. 前記遮光部材は、遮光性テープである請求項１から９のいずれかに記載の試験装置。

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