JP2577319B2 - 藻場増殖材及び人工魚礁 - Google Patents
藻場増殖材及び人工魚礁Info
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Description
類や植物プランクトンなどの生物の増殖に有効な藻場を
形成することができる藻場増殖材に関する。また、本発
明は、そのような藻場を増殖させ、これによりその藻場
に集まる魚介類を育成、増殖させることを可能にする人
工魚礁にも関する。
する方法としては、鋼材、石材、木材などを水中に沈め
て人工魚礁とし、これにより魚礁空間を形成し、この空
間内に海藻類や植物プランクトンを着生棲息させて藻場
を形成する方法が広範に利用されている。このような人
工魚礁は、魚介類の卵の保護や浮遊生活期間における幼
稚仔の保護や育成を行なうものではなく、ある程度成長
した魚介類を集めて人工的な漁場を形成するものであ
る。しかし、このようにして形成した漁場では、魚礁の
沈設後数年で魚礁への藻類の着生が極端に減少する傾向
がある。このため、藻類や植物プランクトンなどの着生
を長期間にわたって継続的に維持できる人工魚礁材料の
開発が求められている。
ば、海藻類や植物プランクトンなどの藻場生物の増殖に
は、海水中に溶存している鉄、マンガン、ケイ素、リン
などの成分が必要であることが判明しており、特に鉄が
二価のイオンとして溶存している場合にその増殖効果は
極めて高くなることが報告されている(日刊政経情報昭
和63年1月1日号)。
た鉄魚礁には藻場生物が密生し、これを餌とする魚介類
が集まることが経験的に知られている。このような現象
は、沈没船等の素材である鉄の一部が二価の鉄イオンの
状態で海中に溶存していて、これを藻場生物が直接利用
できるためであると推測されている。この推測は、鉄魚
礁で生育した海藻類に含まれる鉄分の濃度と岩礁で生育
した海藻類の鉄濃度とを測定比較すると、前者の鉄濃度
が後者の鉄濃度の2倍以上となるとのデータからも裏付
けられている。
藻場増殖材を形成する素材中に特に二価の鉄、そして更
にマンガン、ケイ素、リンなどの成分を含有させておけ
ば、藻場生物の増殖を図ることが可能になることは充分
に予測される。しかしながら、従来より用いられている
鋼材、石材、木材などの藻場増殖材に、二価の鉄、そし
て更にマンガン、ケイ素、リンなどを含有させ、かつそ
れらの成分が長期間にわたって安定に海水中に継続して
溶出するような方法はこれまでに見い出されていなかっ
た。
ナトリウムおよび/またはカリウム、そして鉄を、それ
ぞれ、SiO2 換算で30〜70重量%(好ましくは、
35〜60重量%)、Na2 Oおよび/またはK2 O換
算で10〜50重量%(好ましくは、20〜30重量
%)、そしてFe2 O3 換算で5〜50重量%(好まし
くは、10〜35重量%)にあたる量含有し、かつ二価
の鉄の含有量が1重量%以上(好ましくは3重量%以
上、さらに好ましくは5重量%以上、最も好ましくは8
重量%以上、別に好ましくは30重量%以下)であるガ
ラス質材料からなる藻場増殖材にある。なお、これらの
重量%は、藻場増殖材(ガラス質材料)の全体量に対す
る割合を意味する。
/またはカリウム、そして鉄を、それぞれ、SiO2 換
算で30〜70重量%(好ましくは、35〜60重量
%)、Na2 Oおよび/またはK2 O換算で10〜50
重量%(好ましくは、20〜35重量%)、そしてFe
2 O3 換算で5〜50重量%(好ましくは、10〜35
重量%)にあたる量含有し、かつ二価の鉄の含有量が1
重量%以上(好ましくは3重量%以上、さらに好ましく
は5重量%以上、最も好ましくは8重量%以上、別に好
ましくは30重量%以下)であるガラス質材料で被覆さ
れてなる人工魚礁にもある。
なるガラス質の非晶質構造の特性に着目し、このガラス
質材料をマトリックス材料として、二価の鉄を一定以上
含む鉄分を閉じ込めることによって、その二価の鉄から
生成する二価の鉄イオンなどの鉄イオンを海中に長期に
わたって安定にゆっくりと放出し続けることが可能とな
るとの本願発明者の新たな知見に基づいて完成されたも
のである。
礁を構成しているガラス質材料は、さらにリンおよび/
またはマンガンを、それぞれP2 O5 換算で1〜30重
量%そしてマンガンを、MnO換算で0.1〜5重量%
含有することが好ましい。
造を形成するケイ素と酸素を中心とする網目形成原子、
そしてその網目構造の中に入り込むナトリウム、カリウ
ムなどの網目修飾原子、そして網目形成原子あるいは網
目修飾原子として機能する鉄を含んでおり、そのような
ガラス質材料を海水に浸漬すると、水分子がガラス質材
料の網目構造の網目を徐々にゆっくりと切断するため、
そのガラス質成分が長期間にわたって徐々に溶出する
(水溶出性)。そしてガラス質材料に更に、網目形成原
子として機能するリンや、網目形成原子あるいは網目修
飾原子として機能するマンガンが含まれていれば、それ
らの網目の切断と共に長期間にわたって徐々に溶出する
ことになる。従って、本発明の藻場増殖材の構成元素成
分の種類と量を、その藻場増殖材の製造時に調整してお
けば、目的の成分を目的の速度で溶出させることも可能
となる。
ケイ素、鉄、ナトリウムおよび/またはカリウムなどの
元素成分を含む公知の材料を用い、高温に加熱(たとえ
ば、1300〜1500℃で、約10分間以上加熱)し
て、溶融させ、次いで冷却させる公知のガラス化法を利
用することができる。なお、このガラス化法の実施の際
に、溶融雰囲気を、コークスなどの還元剤を使用する
か、あるいは一酸化炭素ガスなどの還元性ガスを用いて
還元性とすることにより、カラス質中の二価の鉄の含有
量を増加させることが可能となる。また、マンガンやリ
ンなどの、添加元素成分をガラス質に導入する場合も、
同様にそれらの元素成分を含む原料を用意し、それを前
記のガラス質原料に混合し、その後、高温加熱による溶
融を行なうことによる方法を利用することができる。な
お、本発明のガラス質材料の藻場増殖材は、所望により
多孔質とすることができる。すなわち、多孔質ガラスで
藻場増殖材を構成することによって、藻場増殖材と海水
との接触面積が増大するため、藻場増殖材中の構成元素
成分の溶出が促進される。
は、使用済みの廃ガラスも使用することができる。すな
わち、使用済みのガラス瓶などを破砕し、これに必要な
追加元素成分を含む原料を添加したのち、これを同様に
して還元雰囲気下で加熱溶融するような方法を利用して
も、本発明の藻場増殖材を製造することができる。
材料を、他の構造体(コンクリート構造物、鋼材、石
材、建設廃棄物、天然の岩場など)の表面に、そのま
ま、あるいは他の材料と混合して、塗布などの方法によ
って配設することによって、人工魚礁とすることもでき
る。このような、ケイ素、鉄、ナトリウムおよび/また
はカリウムなどの元素成分を含むガラス質からなり二価
の鉄の含有量が高められた藻場増殖材を表面の全体ある
いは一部に有する人工魚礁は、ケイ素や二価の鉄を海水
中に長期にわたって安定して溶出させるため、その周囲
に単に魚介類を集めるのみでなく、海藻類や植物プラン
クトンなどを増殖させるため、魚介類の増殖にも有効と
なる。従って、人工魚礁としての長期の使用が可能とな
る。
(重量部、以下同じ)、珪砂50部、燐酸カリウム50
部、正燐酸15部、二酸化マンガン2部、そしてコーク
ス2部を取り、これらを充分に混合したのち、るつぼに
入れた。次いで、このるつぼを1400℃に予熱した炉
に入れ、都市ガスで還元雰囲気にしながら、ガラス質原
料を1時間加熱溶融し、その後室温まで冷却し、ガラス
質成形体A(本発明の藻場増殖材A)を得た。
部(重量部、以下同じ)、珪砂50部、炭酸ナトリウム
25部、燐酸カリウム15部、二酸化マンガン2部、そ
してコークス5部を取り、これらを充分に混合したの
ち、るつぼに入れた。次いで、このるつぼを1400℃
に予熱した炉に入れ、都市ガスで還元雰囲気にしなが
ら、ガラス質原料を1時間加熱溶融し、その後室温まで
冷却し、ガラス質成形体B(本発明の藻場増殖材B)を
得た。
粉末30部(重量部、以下同じ)、珪砂50部、ソーダ
灰25、燐酸カリウム15部、そしてコークス5部を取
り、これらを充分に混合したのち、るつぼに入れた。次
いで、このるつぼを1400℃に予熱した炉に入れ、都
市ガスで還元雰囲気にしながら、ガラス質原料を1時間
加熱溶融し、その後室温まで冷却し、ガラス質成形体C
(本発明の藻場増殖材C)を得た。
(重量部、以下同じ)、珪砂50部、ソーダ灰20部、
燐酸カリウム18部、そしてコークス4部を取り、これ
らを充分に混合したのち、るつぼに入れた。次いで、こ
のるつぼを1400℃に予熱した炉に入れ、都市ガスで
還元雰囲気にしながら、ガラス質原料を1時間加熱溶融
し、その後室温まで冷却し、ガラス質成形体D(本発明
の藻場増殖材D)を得た。
部(重量部、以下同じ)、珪砂50部、燐酸カリウム3
7.3部、炭酸カリウム44.1部、そしてコークス1
部を取り、これらを充分に混合した後、るつぼに入れ
た。次いで、るつぼを1400℃に予熱した炉に入れ、
都市ガスで還元雰囲気にしながら、ガラス質原料を1時
間加熱溶融し、その後室温まで冷却し、ガラス質成形体
E(本発明の藻場増殖材E)を得た。
例1および例2で得られたガラス質成形体(藻場増殖
材)A、B、C、D、Eのそれぞれの元素成分組成(酸
化物として表示)は第1表の通りであった。
B、C、D、およびEのそれぞれについて、2価の鉄
(Fe2+)をメスバウワースペクトル法によって定量し
た。その結果は次の通りであった。A(Fe2+:4.9
重量%)、B(Fe2+:15.2重量%)、C(F
e2+:15.5重量%)、D(Fe2+:5.8重量
%)、E(Fe2+:8.5重量%)
B、C、D、およびEのそれぞれについて、下記の方法
により鉄とケイ素の溶出試験を行なった。ガラス質成形
体をめのう乳鉢で粉砕し、粉砕した試料をふるい18号
(850μm)にかけ、その通過物を今度は、ふるい5
0号(300μm)にかけ、これを通過する微細粒子を
除いた。ふるい50号に残留した粒子を、ふるいと共に
水中で1分間ゆるくふるいながら洗い、さらにエタノー
ル中で1分間洗ったのち、100℃で30分間乾燥し、
次いでデシケータ中に置いて冷却して試験試料を得た。
この試験試料10gを200mLの硬質ガラス製三角フ
ラスコに入れ、これに純水100mLを加え、時計皿で
蓋をして、水浴中で2時間加熱した。加熱の終了後、直
ちに流水中で冷却して、試料溶出液を得た。なお、上記
の溶出試験方法は、常温の水中での溶出に換算すると約
7箇月間に発生する溶出に該当する。上記の方法で得た
試料溶出液を用い、下記の方法により、鉄(鉄の総
量)、二価の鉄、マンガンそして二酸化ケイ素の溶出量
を測定した。なお、比較対照のため、鋳物粉末(化学組
成(重量%)C:3.6、Si:2.0、Mn:0.
6、Ni:1.0、Fe:92.0、残部P、S、C
r)と電炉製鋼スラグ(化学組成(重量%)Fe2O3:44.
7、 FeO:14.4、 SiO2:8.2、 CaO:11.0、 MgO:4.3、 MnO:4.7、
Al2O3:6.8、 Cr2O3:2.1)のそれぞれについても同様な
粉砕、溶出処理を行ない、対照試料溶出液を得て、同様
の測定を行なった。測定結果を第2表に示す。
0mL)を100mLのメスフラスコに採り、5w/V
(重量/容量)%のアスコルビン酸溶液2mLを加えた
のち、これに0.1W/V%のo−フェナントロリン水
溶液10mLを添加し、更に20W/V%の酢酸アンモ
ニウム水溶液15mLを加えたのち、水で標線まで薄
め、30分間放置する。この溶液の一部を測光セルに入
れ、測定波長510nmで吸光度を測定し、その吸光度
と対照の水の吸光度とから、鉄の濃度を算出する。
り、これに0.1W/V%のo−フェナントロリン水溶
液10mLを添加し、さらに20W/V%の酢酸アンモ
ニウム水溶液15mLを加えたのち、水で標線まで薄
め、30分間放置する。この溶液の一部を測光セルに入
れ、測定波長510nmで吸光度を測定し、その吸光度
と対照の水の吸光度とから、鉄の濃度を算出する。
吸光度を測定して、マンガン濃度を算出する。
に採り、これにふっ化水素酸水溶液(ふっ化水素酸1容
量部+水9容量部)2mLを加え、10分間放置したの
ち、ホウ酸水溶液50mLを加える。次にモリブデン酸
アンモニウム2mLを加えて撹拌し、その後10分間放
置する。次いで、酒石酸水溶液5mLを加えたのち、5
w/V%のアスコルビン酸水溶液2mLを添加し、これ
を100mLのメスフラスコに移し入れ、水で標線まで
薄め、30分間放置する。この溶液の一部を測光セルに
入れ、測定波長650nmで吸光度を測定し、その吸光
度と対照の水の吸光度とから、二酸化ケイ素の濃度を算
出する。
鋳物粉末や電炉製鋼スラグに比べて充分な量の鉄(特に
二価の鉄)や二酸化ケイ素などを長期にわたって溶出す
ることがわかる。従って、藻場増殖材として非常に有効
であることが予測される。
粉末50部(重量部、以下同じ)、数ミリ〜数センチの
大きさのソーダ石灰ガラス片(びんガラスの破片)50
部、そしてコークス5部を取り、これらを充分に混合し
たのち、るつぼに入れた。次いで、このるつぼを炉に入
れ、2時間かけて室温から1200℃にまで昇温加熱し
た後室温まで冷却し、ガラス質成形体F(本発明の藻場
増殖材F)を得た。
方法により鉄、二価の鉄、そして二酸化ケイ素の溶出試
験を行なった。その結果を第3表に示す。
微粒子としなくても、鉄(特に二価の鉄)や二酸化ケイ
素などを長期にわたって溶出することがわかる。従っ
て、藻場増殖材として有効であることが予測される。
場増殖試験] コントロール培養液:NaNO3 :75mg、NaH2
PO4 ・2H2 O:6mg、Na2 SiO3 ・9H
2 O:10mg、CoSO4 ・7H2 O:12μg、Z
nSO4 ・7H2 O:21μg、MnCl2 ・4H
2 O:180μg、CuSO4 ・5H2 O:7μg、N
a2 MoO4 ・2H2 O:7μg、そして海水1000
mLを混合して調製。
殖材C(粒度:300〜850μm)10mgを添加 試料培養液I:コントロール培養液100mLに前記増
殖材D(粒度:300〜850μm)10mgを添加 試料培養液J:コントロール培養液100mLに前記増
殖材E(粒度:300〜850μm)10mgを添加
sociale)をセル(細胞)濃度が300セル/mLとな
るように添加し、培養温度を5℃に維持して、初めの1
2時間は3000ルックスの照明下、次の12時間は照
明無し、とするサイクルで培養を21日間続けた後、珪
藻のセル濃度を測定したところ、図1に示す結果を得
た。
m mikimotoi)を、セル(細胞)濃度が100セル/mL
となるように添加し、培養温度を5℃に維持して、初め
の12時間は3000ルックスの照明下、次の12時間
は照明無し、とするサイクルで培養を22日間続けた
後、鞭毛藻のセル濃度を測定したところ、図2に示す結
果を得た。
(培養液G)では、珪藻や鞭毛藻のセル濃度はそれぞれ
21日間と22日間培養後も、殆ど増加していないが、
これに対して本発明の藻場増殖材を加えた培養液(培養
液H、I、J)では、珪藻のセル濃度は21日間培養後
には培養当初の約130〜300倍に増加しており、一
方、鞭毛藻のセル濃度は22日間培養後培養には当初の
約3〜8倍に増加していた。従って、本発明の藻場増殖
材はプランクトンなどの藻場生物の増殖に極めて有効で
あることがわかる。また、同様に、本発明の藻場増殖材
層を表面に有する人工魚礁も、プランクトンなどの藻場
生物の増殖に極めて有効であることは明らかである。
ンブへの鉄分の移行試験]海水1リットルに、前記藻場
増殖材C(粒度:300〜850μm)10mgを添加
して四個の試料液を調製した。これらの四個の試料液の
それぞれに、長さ約20cmの採取直後のコンブK、
L、M、Nのそれぞれを入れ、温度を10℃に維持し、
初めの12時間は3000ルックスの照明下、次の12
時間は照明無し、とするサイクルでコンブの培養実験を
10日間続けた。その後、各コンブを硫酸で溶解して得
たコンブ溶解液について、前述の方法で鉄の定量を行な
った。なお、上記のコンブK、L、M、Nについては、
上記の実験開始前にも同様にして鉄の定量を行なった。
得られた結果を、第4表に示す。
の鉄の含有量は採取直後に比べて、培養実験後には平均
して約2倍に増加している。この結果から、本発明の藻
場増殖材から溶出する鉄は、コンブなどの海藻類に効率
良く採り込まれることが分った。このように海藻類に効
率良く採り込まれる鉄分は、海藻類の増殖に有効である
ことは先に述べた日刊政経情報昭和63年1月1日号に
報告されている。同様に、本発明の藻場増殖材層を表面
に有する人工魚礁もまた、海藻類の増殖に有効であるこ
とは明らかである。
用いることにより、鉄分(特に二価の鉄)やケイ素を、
そして更にリン、マンガンなどを含有させた場合にはリ
ンやマンガンなども、海中に長期間安定に溶出し続ける
ため、海中にて生育する海藻類や植物プランクトンなど
の生物の増殖に有効な藻場を形成することができ、その
ような藻場を増殖させることによりその藻場に集まる魚
介類を育成、増殖させることも可能になる。また、本発
明の藻場増殖材および人工魚礁は、廃ビンガラスや廃板
ガラスなどの廃棄物を原料とし、それらに必要な成分調
整を施すことにより製造することができるため、廃棄物
の有効利用としても有用である。また、本発明の藻場増
殖材および人工魚礁では、溶出すべき元素成分の調整も
容易であるとの利点もある。
ない培養液とによりプランクトンとしての珪藻を培養し
たのちの珪藻の増殖量を調べた実験の結果を示すグラフ
である。
ない培養液とによりプランクトンとしての鞭毛藻を培養
したのちの鞭毛藻の増殖量を調べた実験の結果を示すグ
ラフである。
殖材C) I 試料培養液(コントロール培養液+本発明の藻場増
殖材D) J 試料培養液(コントロール培養液+本発明の藻場増
殖材E)
Claims (6)
- 【請求項1】 ケイ素、ナトリウムおよび/またはカリ
ウム、そして鉄を、それぞれ、SiO2 換算で30〜7
0重量%、Na2 Oおよび/またはK2 O換算で10〜
50重量%、そしてFe2 O3 換算で5〜50重量%に
あたる量含有し、かつ二価の鉄の含有量が1重量%以上
であるガラス質材料からなる藻場増殖材。 - 【請求項2】 さらにリンを、P2 O5 換算で1〜30
重量%含有する請求項1に記載の藻場増殖材。 - 【請求項3】 さらにマンガンを、MnO換算で0.1
〜5重量%含有する請求項1もしくは請求項2に記載の
藻場増殖材。 - 【請求項4】 ケイ素、ナトリウムおよび/またはカリ
ウム、そして鉄を、それぞれ、SiO2 換算で30〜7
0重量%、Na2 Oおよび/またはK2 O換算で10〜
50重量%、そしてFe2 O3 換算で5〜50重量%に
あたる量含有し、かつ二価の鉄の含有量が3重量%以上
であるガラス質材料で被覆されてなる人工魚礁。 - 【請求項5】 さらにリンを、P2 O5 換算で1〜30
重量%含有する請求項4に記載の人工魚礁。 - 【請求項6】 さらにマンガンを、MnO換算で0.1
〜5重量%含有する請求項4もしくは請求項5に記載の
人工魚礁。
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JP9389493 | 1993-03-30 | ||
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JPH06335330A JPH06335330A (ja) | 1994-12-06 |
JP2577319B2 true JP2577319B2 (ja) | 1997-01-29 |
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-
1994
- 1994-03-29 JP JP6081071A patent/JP2577319B2/ja not_active Expired - Lifetime
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