JP2022023517A

JP2022023517A - 藻類育成材

Info

Publication number: JP2022023517A
Application number: JP2020126509A
Authority: JP
Inventors: 寿博宮谷; Toshihiro Miyatani; 勇治関; Yuji Seki
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; NJ Eco Service KK
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; NJ Eco Service KK
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2040-07-27
Also published as: JP7424933B2

Abstract

【課題】従来の藻場ブロックとほぼ同じ重量でありながら、栄養分の溶出期間を従来の藻場ブロックに比べて長くすることができる藻類育成材を提供する。【解決手段】本発明は沿岸海域に生息する藻類に栄養分を供給する藻類育成材１０であって、栄養材と水溶性バインダーを混合した内容物１２が一般廃棄物溶融スラグと固化材を混合した被覆材１４に覆われ、透水性を有する袋体１５内に充填されている。また、本発明に係る藻類育成材では、栄養材と水溶性バインダーの混合物に代えて、栄養材をペレット状にしたものを内容物としてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、沿岸海域に生息する藻類に栄養分を供給する藻類育成材に関する。

近年、日本各地の沿岸海域に生息するコンブやワカメなどの藻類が減少して不毛の状態となる「磯焼け」という現象が発生し、生態系に深刻な影響を及ぼしている。磯焼けの原因としては、海流の変化や藻食動物（アイゴやウニなど）による食害、さらには大量の河川水や砂泥の流入などが考えられているが、沿岸海域の環境汚染により藻類の光合成作用が不活発となり磯焼けが発生するのではないかと推察される海域もある。

上記磯焼け問題に対し、藻類の生育を促進するため、人為的に肥料を沿岸海域に供給する施肥が行われることがある。例えば、特許文献１には、外形が直方体であって、一の面から反対側の面へ貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の一方の側の開口面積が他方の側の開口面積よりも大きく、原材料としての骨材が、植物育成に効果的な可溶性ケイ酸、可溶性石灰分を含む水砕スラグである漁礁ブロック（藻場ブロック）が開示されている。

特許第５８７２１９９号公報

沿岸海域に藻場ブロックを設置する場合、干潮時等に船の移動（航行）の障害とならないように海面から藻場ブロックまでの水深確保が必要となる。また、対象領域の水深が深くないため大型船の利用ができず、小型船による藻場ブロックの搬送且つ人力による藻場ブロックの海中投下となる。そのため、藻場ブロックの大きさ及び重量に制約があり、高さが５００ｍｍ以下、重量が１０ｋｇ程度となる場合が多い。例えば、特許文献１記載の藻場ブロックのサイズは、幅及び高さ：１５０ｍｍ～３００ｍｍ、長さ：２００ｍｍ～１０００ｍｍ程度であり、藻場ブロックに含まれる栄養分が海水に溶け出る期間（溶出期間）は３ヶ月～４ヶ月程度である。
しかし、藻類の胞子飛散時期（例えば４月）前に藻場ブロックの設置を行うことから、藻類生育時期が秋（例えば１０月）となり、藻類生育時に必要な栄養分が不足する状況となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来の藻場ブロックとほぼ同じ重量でありながら、栄養分の溶出期間を従来の藻場ブロックに比べて長くすることができる藻類育成材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、沿岸海域に生息する藻類に栄養分を供給する藻類育成材であって、
栄養材と水溶性バインダーを混合した内容物が一般廃棄物溶融スラグと固化材を混合した被覆材に覆われ、透水性を有する袋体内に充填されていることを特徴としている。

本発明では、透水性を有する袋体内に、被覆材で覆われた内容物（栄養材の固化物）を充填しているので、後述するように、従来の藻場ブロックとほぼ同じ重量でありながら、栄養材の量を従来の藻場ブロックの数倍程度とすることができる。その際、栄養材を固化するバインダーを水溶性とし、内容物を被覆する被覆材に一般廃棄物溶融スラグを使用してポーラス状としているので、栄養分が海水中へ溶け出す速度（溶出速度）は従来の藻場ブロックとほぼ同じである。

また、本発明に係る藻類育成材では、前記栄養材は醗酵畜糞、前記水溶性バインダーはカルボキシメチルセルロース、前記固化材は中性固化材若しくはセメント系固化材であることを好適とする。

栄養材を醗酵畜糞とすることにより、藻類の着床及び生育を向上させることができる。
他の水溶性バインダーとして寒天やゼラチンなどが考えられるが、品質安定性と単価の点でカルボキシメチルセルロースが優れている。
固化材には、工業用寒天、樹脂系材料、中性固化材、セメント系固化材等があるが、材料品質とコストの面で中性固化材若しくはセメント系固化材の使用が好ましい。

また、本発明に係る藻類育成材では、前記栄養材の体積は前記水溶性バインダーの体積の４倍以上であることを好適とする。
栄養材の体積が水溶性バインダーの体積の４倍未満であると、内容物（栄養材の固化物）が固くなり過ぎて栄養分の溶出速度が大きく低下する。

また、本発明に係る藻類育成材では、前記栄養材と前記水溶性バインダーの混合物に代えて、前記栄養材をペレット状にしたものを前記内容物としてもよい。これにより、水溶性バインダーが不要となる。

また、本発明に係る藻類育成材では、前記一般廃棄物溶融スラグと前記固化材の体積比が５：１～１０：１であることを好適とする。
一般廃棄物溶融スラグの体積が固化材の体積の５倍未満であると、ポーラス性が不十分となる一方、１０倍超になると、固化材の量が少なすぎて被覆材が固化しない。

また、本発明に係る藻類育成材では、前記内容物と前記被覆材の体積比が６：４～８：２であることを好適とする。
内容物の体積が被覆材の体積の１．５倍未満であると、内容物の量が不十分となる一方、４倍超になると、内容物を被覆材で覆うことができない。

また、本発明に係る藻類育成材では、前記袋体を麻布製土嚢袋としてもよい。
ポリエステル等の化学繊維が土嚢袋に多く使用されているが、環境負荷低減の観点と魚貝類の餌となる天然素材である点で麻布製の土嚢袋が望ましい。

本発明に係る藻類育成材では、ポーラス状の被覆材で覆われた栄養材の固化物を透水性を有する袋体内に充填し、且つ栄養材を固化するバインダーを水溶性としているので、従来の藻場ブロックとほぼ同じ重量でありながら、栄養分の溶出期間を従来の藻場ブロックに比べて長くすることができる。

本発明の一実施の形態に係る藻類育成材の断面図である。変形例に係る藻類育成材の断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。

沿岸海域において生育対象となる藻類はホンダワラ、カジメ、クロメなどである。藻類生育領域の水深は１０ｍ以下、且つ太陽光が届く領域となる。
本発明に係る藻類育成材は、沿岸海域に生息する藻類に栄養分を供給することを目的とする。図１に本発明の一実施の形態に係る藻類育成材１０の断面図を示す。

藻類育成材１０は、栄養材と水溶性バインダーを混合した内容物１２を一般廃棄物溶融スラグと固化材を混合した被覆材１４で覆い、透水性を有する袋体１５内に充填したものである。

栄養材は、醗酵牛糞、醗酵豚糞、醗酵鶏糞などの醗酵畜糞である。なかでも、醗酵牛糞は繊維質を多く含んでおり、栄養材として好ましい。
藻類育成材１０の設置領域における海水温度が高い場合には、醗酵畜糞にサーモザイム（登録商標）を混合して高温下における栄養分の吸収を促進させるようにしてもよい。植物活性剤「サーモザイム」は、野草のタケニグサから抽出した成分のサンギナリンを含み、高温に強くなるタンパク質（ＨＳＰ）の生成を促す作用がある。

水溶性バインダーにはカルボキシメチルセルロースを使用し、カルボキシメチルセルロースの水溶液濃度は８質量％～１２質量％とする。
カルボキシメチルセルロースはセルロースを原料として得られるアニオン系水溶性高分子である。優れた増粘性、吸水性、保水性を有している。天然セルロース由来であるため、緩やかな生分解性を有し、環境に極めてやさしい素材である。

一般廃棄物溶融スラグは、一般廃棄物や下水汚泥、それらの焼却灰などを一般廃棄物溶融処理設備において約１３００℃以上の高温で溶融処理した後、水冷固化させることにより生成した砂状の生成物である。ケイ酸分と石灰分の成分比が同程度であり、植物育成に効果的な可溶性ケイ酸、可溶性石灰分の割合が高く、藻類の生育に適している。

特に一般廃棄物溶融処理設備にコークスベッド式ガス化溶融炉を使用した場合、１７００～１８００℃の高温で溶融処理するため、生成する一般廃棄物溶融スラグは、天然骨材と同等の安全性を有し、主成分であるケイ酸分（ＳｉＯ_２）、石灰分（ＣａＯ）、酸化アルミニウム分（Ａｌ_２Ｏ_３）は年間を通じて成分割合が安定している。また、一般廃棄物溶融スラグ中の重金属等の有害成分量や溶出量は基準値（海洋汚染対策法／水底土砂判定基準）を安定的に満足している。

一般廃棄物溶融スラグの粒径は、５ｍｍ以下が１００質量％、２．５ｍｍ以下が９５質量％以上であることが望ましい。
一般廃棄物溶融スラグの粒径（５ｍｍ、２．５ｍｍ等）と割合は、ＪＩＳＺ８８０１－１「試験用ふるい－第１部：金属製網ふるい」に規定する呼び寸法（５ｍｍ、２．５ｍｍ）の金属製網ふるいを通過する溶融スラグの質量割合である。

なお、一般廃棄物溶融スラグの代替再生骨材として鉄鋼スラグ（高炉スラグ、製鋼スラグ）があるが、鉄鋼スラグはｐＨ値が高く固化材との反応が促進され、被覆材１４の表面をポーラス状に維持する配合割合が安定しない。

固化材は中性固化材若しくはセメント系固化材とする。
代表的な中性固化材としては、半水石膏等を主成分とする石膏系固化材がある。石膏系固化材は、主原料の石膏が中性であるため、環境にやさしい固化材である。
セメント系固化材には、ポルトランドセメント、高炉セメント、コンクリート塊の破砕物の５ｍｍ以下の微粒子分がある。

栄養材の体積は水溶性バインダーの体積の４倍以上とする。
一般廃棄物溶融スラグと固化材の体積比は５：１～１０：１とする。
内容物１２と被覆材１４の体積比は６：４～８：２とする。

袋体１５は麻布製土嚢袋である。

栄養材に醗酵牛糞を使用し、内容物１２と被覆材１４の体積比を７：３、醗酵牛糞とカルボキシメチルセルロースの体積比を４：１とすると、藻類育成材１０における醗酵牛糞の割合は、０．７×０．８＝０．５６、即ち５６体積％となり、従来の藻場ブロックにおける醗酵牛糞の割合（約１０体積％）の約５．６倍となる。藻類育成材１０と従来の藻場ブロックにおける醗酵牛糞の溶出速度がほぼ同じなので、藻類育成材１０における醗酵牛糞の溶出期間は（３ヶ月～４ヶ月）×５．６＝１６．８ヶ月～２２．４ヶ月となり、藻類生育に十分な溶出期間を確保することができる。

図２に変形例に係る藻類育成材１１の断面図を示す。
藻類育成材１１では、内容物１３がペレット状の栄養材１６である点が、藻類育成材１０と異なっている。ペレットの径は１ｃｍ程度である。ペレット状の栄養材１６とすることにより水溶性バインダーが不要となる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。

１０、１１：藻類育成材、１２、１３：内容物、１４：被覆材、１５：袋体、１６：栄養材

Claims

沿岸海域に生息する藻類に栄養分を供給する藻類育成材であって、
栄養材と水溶性バインダーを混合した内容物が一般廃棄物溶融スラグと固化材を混合した被覆材に覆われ、透水性を有する袋体内に充填されていることを特徴とする藻類育成材。
請求項１記載の藻類育成材において、前記栄養材は醗酵畜糞、前記水溶性バインダーはカルボキシメチルセルロース、前記固化材は中性固化材若しくはセメント系固化材であることを特徴とする藻類育成材。
請求項１又は２記載の藻類育成材において、前記栄養材の体積は前記水溶性バインダーの体積の４倍以上であることを特徴とする藻類育成材。
請求項１記載の藻類育成材において、前記栄養材と前記水溶性バインダーの混合物に代えて、前記栄養材をペレット状にしたものを前記内容物とすることを特徴とする藻類育成材。
請求項１～４のいずれか１項に記載の藻類育成材において、前記一般廃棄物溶融スラグと前記固化材の体積比が５：１～１０：１であることを特徴とする藻類育成材。
請求項１～５のいずれか１項に記載の藻類育成材において、前記内容物と前記被覆材の体積比が６：４～８：２であることを特徴とする藻類育成材。
請求項１～６のいずれか１項に記載の藻類育成材において、前記袋体は麻布製土嚢袋であることを特徴とする藻類育成材。