JP4691410B2 - バイオアッセイ装置 - Google Patents
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
本発明は、水生生物に対し薬液を用いてバイオアッセイを行うための装置に関する。
冷却水として海水を利用する火力発電所においては、海から海水を取り入れて復水器に供給する取水路や、復水器を通った海水を海へ放出するための放水路の内部に貝等の海洋生物が付着しやすい。このような海洋生物の付着量が多くなると、冷却水の流路が塞がれて、冷却能が低下するなどの不具合を招く恐れがあるため、例えば、次亜塩素酸ナトリウム溶液または二酸化塩素等の塩素系化合物を冷却水の流路に注入することによって、海洋生物の流路への付着および成長を抑制していた（例えば、特許文献１及び２参照）。
特開平７−２６５８６７号公報
特開平１１−３７６６６号公報
このように、海洋生物の流路への付着を抑制する際、塩素系化合物を効率的に、かつ、効果的に使用するために、新たなバイオアッセイ法を開発する必要性があった。
そこで、本発明は、効果的に水生生物に対し薬液を用いてバイオアッセイを行う装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明は、効果的に水生生物に対し薬液を用いてバイオアッセイを行う装置を提供することを目的とする。
現在、実際の火力発電所において、所望の濃度の次亜塩素酸を用いて、次亜塩素酸の海洋生物への影響を調べることができないため、本発明者らは、火力発電所の施設を用いて実験するのと同様な環境を提供し、かつ、その環境を用いて、所望の薬液に対する水生生物への影響を評価することができるような様々な装置の作製を試みた結果、本装置を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る装置は、水生生物に対し薬液を用いてバイオアッセイを行うための装置であって、該水生生物を収容するための容器を備え、該容器は、液体を供給するための入口と該液体を排出するための出口を備え、少なくとも一部は、容器内の該水生生物を外部から観察することができる材質で構成されていることを特徴とする。
また、前記容器は、前記入口より第一の溶液を供給する第一の手段と、該入口より第二の溶液を供給する第二の手段とを備え、該第一の溶液と該第二の溶液のうち少なくとも一方が前記薬液を含み、該第一の手段と該第二の手段は、それぞれ、該容器に供給する液体の流量を調節する手段を備えることを特徴とする。
なお、前記装置は、例えば、前記第一の溶液が、前記水生生物が生息していた生活環境の溶液であり、前記第二の溶液が、前記薬液を含むことを特徴とする。
また、前記装置は、例えば、前記第一の溶液と前記第二の溶液とが、前記薬液を所定濃度含んだ、前記水生生物が生息していた生活環境の溶液であることを特徴とする。
さらに、上述の装置は、前記第一の手段および前記第二の手段が、タイマーを備えることを特徴とする。
また、上述の装置は、前記第一の手段および前記第二の手段が、弁を備えることを特徴とする。ここで、上述の弁は、例えば、電磁弁であることが望ましい。
さらに、前記容器は、前記入口より第三の溶液を供給する第三の手段を備え、該第三の溶液は、前記薬液を含み、該第三の手段は、該容器に供給する該液体の流量を調節する手段を備えることを特徴とする。
ここで、前記第三の溶液は、例えば、前記水生生物が生息していた生活環境の溶液であることが好ましい。
さらに、上述の装置は、前記第三の手段が、弁を備えることを特徴とする。ここで、上述の弁は、例えば、電磁弁であることが望ましい。
上述の薬液は、例えば、塩素系化合物を含有することを特徴とする。ここで、前記塩素系化合物は、例えば、次亜塩素酸である。なお、この次亜塩素酸を生成するためには、電解装置を上述の装置に備えることが望ましい。
また、前記水生生物が生息していた生活環境の前記溶液は、例えば、海水であることを特徴とする。
さらに、上述の装置は、前記容器内の前記水生生物を拡大して観察するための手段を、さらに備えることを特徴とする。ここで、前記容器内の前記水生生物を拡大して観察するための手段は、例えば、顕微鏡であることを特徴とする。
また、前記水生生物は、例えば、付着生物、プランクトン、卵、または、魚のいずれか１つ以上を含むことを特徴とする。ここで、前記付着生物は、例えば、フジツボ類である。
さらに、前記容器の材質は、前記付着生物が付着できる材質であることを特徴とする。ここで、前記付着生物が付着できる前記材質は、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、または、硝酸セルロースからなる化合物であることを特徴とする。
また、前記容器は、前記水生生物が前記容器から流出しないようにする手段を備えることを特徴とする。ここで、前記水生生物が前記容器から流出しないようにする手段が、例えば、プランクトンネットまたは網からなることを特徴とする。
さらに、前記容器は、前記水生生物を隔離するための隔離手段を備えることを特徴とする。ここで、前記隔離手段は、例えば、プランクトンネットまたは網からなることを特徴とする。
上述の装置は、例えば、前記容器へ光線を照射するための照射装置を備えることが望ましい。ここで、前記照射装置は、例えば、前記容器へ照射する光線量を調節するための手段を備えることを特徴とする。
また、上述の装置は、例えば、前記容器内の液体の酸素濃度を調節するための装置を備えることが望ましい。
さらに、上述の装置は、例えば、前記容器内の液体の温度を調節するための装置を備えることが望ましい。
上述の装置は、さらに、例えば、前記容器内の液体中の前記薬液の濃度を測定するための装置を備えることが望ましい。
また、上述の装置は、例えば、前記出口から排出した排出液を活性炭で処理する装置を備えることが望ましい。
さらに、上述の装置は、前記排出液を活性炭で処理した後の処理液を、前記容器の前記入口から前記容器に供給する手段を備えることを特徴とする。
本明細書に記載される用語「バイオアッセイ」とは、生物個体を用いて、アッセイを行うことをいう。
本発明によって、水生生物に対し薬液を用いて効果的にバイオアッセイを行う装置を提供することが可能になる。
以下、好ましい実施の形態につき、添付図面を用いて詳細に説明する。
＝＝バイオアッセイ装置の構成＝＝
本発明は、水生生物に対し薬液を用いてバイオアッセイを行うための装置である。
本発明の装置を用いて観察し得る水生生物は、例えば、付着生物、プランクトン、卵、または、魚などが挙げられるが、これらに限定されない。具体的には、例えば、付着生物としては、フジツボ、ムラサキイガイまたはイトゴカイ、プランクトンとしては、ノープリウス幼生、キプリス幼生、ペディベリジャー幼生、D型幼生、コペポーダ、鞭毛虫、アメーバ、太陽虫、繊毛虫、ワムシ、ミジンコまたはケンミジンコ、卵としては、メダカの卵、魚としては、メダカ、ヤマメまたはイワナが挙げられる。
本発明は、水生生物に対し薬液を用いてバイオアッセイを行うための装置である。
本発明の装置を用いて観察し得る水生生物は、例えば、付着生物、プランクトン、卵、または、魚などが挙げられるが、これらに限定されない。具体的には、例えば、付着生物としては、フジツボ、ムラサキイガイまたはイトゴカイ、プランクトンとしては、ノープリウス幼生、キプリス幼生、ペディベリジャー幼生、D型幼生、コペポーダ、鞭毛虫、アメーバ、太陽虫、繊毛虫、ワムシ、ミジンコまたはケンミジンコ、卵としては、メダカの卵、魚としては、メダカ、ヤマメまたはイワナが挙げられる。
バイオアッセイに使用する薬液は、特に制限されるものではなく、例えば、次亜塩素酸、農薬、重金属、ダイオキシン、環境ホルモン、洗剤、または産業廃液である医薬品もしくは化粧品を含む溶液が挙げられるが、これらに限定されない。なお、次亜塩素酸を薬液として使用する場合は、電解装置により次亜塩素酸を次亜塩素酸イオンへ電気分解して使用してもよい。薬液の基液は、水でも緩衝液でもよいが、水生生物が生息していた生活環境の溶液が好ましい。本明細書で使用される「水生生物が生息していた生活環境の溶液」とは、具体的には、海水、河川水、湖水、沼水、地下水などをいうが、水生生物を飼育できる溶液であれば、海水などの主要成分を人工的に調製した溶液でもよいし、生活排水を含む下水でもよい。
本発明の装置は、これらの水生生物に対し、水生生物を収容するための容器を備える。容器は、液体を供給するための入口と該液体を排出するための出口を備え、この容器の少なくとも一部、例えば容器の片面は、観察対象の水生生物を外部から観察することができる材質で作製する。そのための材質としては、例えば、透明のガラス板・プラスティック板・アクリル板などの材質が好ましく、具体的には、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、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、または、石英ガラスからなる化合物が挙げられるが、これらに限定されない。なお、水生生物観察容器の材質は、薬液と反応（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、観察対象の水生生物が付着生物の場合は、水生生物観察容器に付着生物を付着させなければならないので、水生生物が付着しやすいために水生生物観察容器はビニル系・セルロース系の樹脂からなる材質で作製されていることが好ましい。例えば、その材質として、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、または、硝酸セルロースからなる化合物が挙げられる。また、水生生物が付着しやすいように、この容器表面が加工されていてもよい。
水生生物観察容器の形状としては、この容器内に存在する水生生物を外部から観察しやすい形であれば、特に制限されるものではなく、例えば、四角柱、三角柱、円柱などが挙げられるが、これらに限定されない。
観察する水生生物が、プランクトン、卵、または、魚など付着生物ではない場合、これらのプランクトン、卵、または、魚が水生生物観察容器から流出しないようにする手段を水生生物観察容器に設けることが好ましい。その手段としては、例えば、水生生物観察容器の出口にプランクトンネットまたは網などを設けることが好ましい。また、水生生物観察容器に、2種以上の水生生物を入れてバイオアッセイを行うことも可能である。この場合は、水生生物観察容器内に、プランクトン、卵、または、魚などを隔離する手段を設けることが好ましい。これらの水生生物を隔離する具体的な手段としては、例えば、外部から水生生物を観察することができる色彩や構造を有するプランクトンネットまたは網を用いて、これらの水生生物を隔離することなどが挙げられる。なお、本実施形態においては、水生生物観察容器を２つあるいは３つ設けた例を示しているが、この容器の数は、実験に合わせて増減可能である。
水生生物観察容器の出口から排出した排出液を、水生生物が生息していた生活環境の溶液へ変換するために、排出液処理装置を設けてもよい。排出液処理装置としては、生態に悪影響を及ぼす物質を除去できる装置であればなんでもよく、例えば、活性炭などを備えた装置、薬液を中和させる手段を備えた装置、薬液をオゾンで処理する手段を備えた装置、あるいは、これらを組み合わせた装置などが挙げられるが、これらに限定されない。
以上のように、排出液処理装置を設けることによって、排出液中に存在する生態へ影響を及ぼす物質が除去されるので、この処理液は生活排水として流すことができる。さらに、排出液処理装置によって処理された処理液は再度実験に用いることができるようになるので、少量の溶液でバイオアッセイを行うことができるようになる。
さらに、水生生物を拡大して観察するために、本発明のバイオアッセイ装置に顕微鏡を設けてもよい。このように顕微鏡を設けることによって、実験者らは、目視できない水生生物も観察することが可能になる。
また、水生生物が生息していた環境により近づけてバイオアッセイを行いたい場合は、水生生物観察容器へ光線を照射し、この光線量を調節し得る装置や、水生生物観察容器内の液体の酸素濃度を調節し得る装置や、水生生物観察容器内の水温を調節し得る装置や、または、水生生物観察容器内の液体中の薬液濃度を測定し得る装置を、本発明のバイオアッセイ装置に設けてもよい。
これらの装置を本発明のバイオアッセイ装置に設けることによって、様々な試験環境を提供することができ、その結果、様々な条件でバイオアッセイを行うことが可能になる。
以下、この水生生物観察容器を用いたバイオアッセイ装置に関し、構成例を挙げて、その利用法を詳細に説明する。
（１） 構成例１
図１は、本発明の一実施形態として説明するバイオアッセイ装置の概略図である。なお、図１中の１〜９、１１〜１９、２１、２２の数字は、流路を説明するために付した番号である。
図１は、本発明の一実施形態として説明するバイオアッセイ装置の概略図である。なお、図１中の１〜９、１１〜１９、２１、２２の数字は、流路を説明するために付した番号である。
本実施形態のバイオアッセイ装置１００は、溶液タンク１０，２０、溶液タンク１０，２０の溶液を水生生物観察容器５０，５１に供給する手段としてのポンプ３０,３１、弁４０〜４７、水生生物を収容するための水生生物観察容器（試験水槽）５０,５１、排出液処理装置６０などを備えている。
溶液タンク１０，２０は、水生生物観察容器５０，５１の入口から供給される溶液を貯留するタンクである。この溶液の一方、または両方に薬液を添加する。基本的には、それぞれの溶液タンク１０，２０に異なる薬液濃度の溶液を貯留し、適当な比で混合することにより、水生生物観察容器５０,５１へ所望の濃度の薬液を供給する。この溶液タンクは、二つ以上設けてもよい。それによって、薬液に対する水生生物の相乗作用や拮抗作用を試験することが可能になる。
溶液タンク１０，２０に貯留している薬液が塩素化合物である場合、電気分解によって塩素化合物から次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）へ、そしてさらに生物殺傷能力を有する次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ−）へと塩素化合物を電気分解させるために、溶液タンク１０，２０に電解装置を設けてもよい。このように電解装置を設けることによって、海水から次亜塩素酸イオンを直接作製することが可能になり、ひいては水生生物観察容器５０,５１内に安定した電解塩素濃度を提供することが可能になる。なお、ここで述べたような溶液タンクを設けずに、海、川、池など、自然水を水源として、直接それらの水を水生生物観察容器５０,５１に供給してもよい。
ポンプ３０は、溶液タンク１０に貯留している溶液を水生生物観察容器５０，５１の入口に供給するための手段（第一の手段）の一例であり、水生生物観察容器５０，５１の入口に供給する薬液の流量は、弁４０,４１の開閉によって調節することができる。同様に、ポンプ３１は、溶液タンク２０に貯留している溶液を水生生物観察容器５０，５１の入口に供給するための手段（第二の手段）の一例であり、水生生物観察容器５０，５１の入口に供給する溶液の流量は、弁４２,４３の開閉によって調節することができる。
弁４０〜４７は、2方電磁弁が好ましいが、薬液、溶液の流量を調節できるものであれば電磁弁でなくてもよい。また、弁にタイマーを設けてもよいし、コンピューター制御により弁を開閉させてもよい。また、流路１から流路４,２への分岐点、または、流路６から流路７,９への分岐点に、3方電磁弁または3方弁を設け、水生生物観察容器５０,５１へ供給する薬液または溶液の流量を調節してもよい。なお、溶液タンク１０，２０に貯留している溶液の流路の一例は、以下の通りである。
溶液タンク１０に貯留している溶液は、弁４０が開いている場合、流路１→４→５→２１を経て水生生物観察容器５０へ供給されるし、弁４１が開いている場合、流路１→２→３→２２を経て水生生物観察容器５１へと供給される。また、溶液タンク２０に貯留している溶液は、弁４２が開いている場合、流路６→７→８→２１を経て水生生物観察容器５０へ供給されるし、弁４３が開いている場合、流路６→９→１１→２２を経て水生生物観察容器５１へと供給される。この実施形態では、溶液タンク１０，２０に貯留している溶液は、流路５と８が合流して流路２１になり、流路３と１１が合流して流路２２になる、というように、水生生物観察容器５０，５１に各溶液が供給される前に、それぞれの溶液は混合される。
本発明にかかる装置を用いて、火力発電所内の冷却用海水取水路をシミュレートしたい場合には、分解時間調整管などを用いて、流路５および流路８が混合した後の流路２１と、流路３および流路１１が混合した後の流路２２を相対的に長くしたりして、実際の取水路の長さをシミュレートして実験を行ってもよい。
なお、本実施形態においては、溶液タンク１０に貯留している溶液と、溶液タンク２０に貯留している溶液とを予め混合して水生生物観察容器５０，５１に供給しているが、溶液タンク１０に貯留している溶液と、溶液タンク２０に貯留している溶液を直接水生生物観察容器５０，５１へ供給してもよい。また、溶液タンク１０に貯留している溶液からの流路と、溶液タンク２０に貯留している溶液からの流路の交差点（流路５と８または流路３と１１）で、溶液混合装置を設けてもよい。
従って、図１に示すように、ポンプ３０,３１および弁４０〜４３を設けることにより、水生生物観察容器５０,５１へ供給する溶液および薬液の流量を調節することができ、水生生物観察容器５０,５１の薬液の濃度を様々変化させ、様々な薬液濃度において水生生物への影響を観察することが可能になる。
なお、排出液処理装置へ排出液を流すためには、以下のように弁の開閉を行う。例えば、水生生物観察容器５０から排出される排出液を、排出液処理装置６０へ流す場合には、弁４４を開け、弁４６を閉じる。また、水生生物観察容器５１から排出される排出液を、排出液処理装置６０へ流す場合には、弁４５を開け，弁４７を閉じる。さらに水生生物観察容器５０,５１の両方から排出される排出液を、排出液処理装置６０に流す場合には、弁４４、４５を開け、弁４６、４７を閉じればよい。
（２）構成例２
図２は、本発明の別の一実施形態として説明するバイオアッセイ装置の概略図である。本実施形態のバイオアッセイ装置２００は、溶液タンク７０、溶液タンク７０の溶液を反応槽７２に供給する手段としてのポンプ７１、電解装置７３、薬液濃度制御装置７４、反応槽７２の溶液を水生生物観察容器７９,８０,８１に供給する手段としてのポンプ８３、弁７５〜７８、水生生物観察容器７９,８０,８１、排出液処理装置８２などを備えている。
図２は、本発明の別の一実施形態として説明するバイオアッセイ装置の概略図である。本実施形態のバイオアッセイ装置２００は、溶液タンク７０、溶液タンク７０の溶液を反応槽７２に供給する手段としてのポンプ７１、電解装置７３、薬液濃度制御装置７４、反応槽７２の溶液を水生生物観察容器７９,８０,８１に供給する手段としてのポンプ８３、弁７５〜７８、水生生物観察容器７９,８０,８１、排出液処理装置８２などを備えている。
溶液タンク７０は、水生生物観察容器７９,８０,８１の入口に供給する溶液を貯留するタンクである。
反応槽７２には、溶液タンク７０が接続され、電解装置７３が設置されており、ここで溶液タンクからの供給される溶液を用いて薬液が生成される。反応槽７２内の薬液濃度は、薬液濃度制御装置７４によるポンプ７１のオンオフ制御や電解装置による電解強度の制御などによって調節されている。
ポンプ８３は、反応槽７２内にある溶液を水生生物観察容器７９,８０,８１の入口に供給するための手段（第三の手段）の一例である。
弁７５〜７８は、２方電磁弁が好ましいが、溶液の流量を調節できるものであれば電磁弁でなくてもよい。また、弁にタイマーを設けてもよいし、コンピューター制御によって弁を開閉させてもよい。
反応槽７２には、溶液タンク７０が接続され、電解装置７３が設置されており、ここで溶液タンクからの供給される溶液を用いて薬液が生成される。反応槽７２内の薬液濃度は、薬液濃度制御装置７４によるポンプ７１のオンオフ制御や電解装置による電解強度の制御などによって調節されている。
ポンプ８３は、反応槽７２内にある溶液を水生生物観察容器７９,８０,８１の入口に供給するための手段（第三の手段）の一例である。
弁７５〜７８は、２方電磁弁が好ましいが、溶液の流量を調節できるものであれば電磁弁でなくてもよい。また、弁にタイマーを設けてもよいし、コンピューター制御によって弁を開閉させてもよい。
なお、本装置は、排出液処理装置８２によって処理された処理液を溶液タンク７０へ戻す流路を設けているので、処理液は循環して用いられることが可能である。
＝＝バイオアッセイ装置の使用方法＝＝
次に、上記の構成をとる装置を用いて水生生物をバイオアッセイする方法について説明する。
次に、上記の構成をとる装置を用いて水生生物をバイオアッセイする方法について説明する。
（１）構成例１
まず、溶液タンク１０，２０に、それぞれ第一の溶液及び第二の溶液を入れる。
次いで、水生生物観察容器５０,５１を準備する。この時、水生生物観察容器５０,５１は、バイオアッセイを実施したい条件に設定することができる。例えば、暗所に生息する水生生物に対しては、水生生物観察容器５０,５１を黒紙で覆うなどしてこの容器内を暗くしてもよいし、他の水生生物と共存して生息する水生生物を観察したい場合は、水生生物観察容器５０,５１内に共生生物を置いてもよい。また、水生生物が生息していた環境を再現したい場合は、水生生物観察容器５０,５１内に岩、土、藻などを置いてもよい。
まず、溶液タンク１０，２０に、それぞれ第一の溶液及び第二の溶液を入れる。
次いで、水生生物観察容器５０,５１を準備する。この時、水生生物観察容器５０,５１は、バイオアッセイを実施したい条件に設定することができる。例えば、暗所に生息する水生生物に対しては、水生生物観察容器５０,５１を黒紙で覆うなどしてこの容器内を暗くしてもよいし、他の水生生物と共存して生息する水生生物を観察したい場合は、水生生物観察容器５０,５１内に共生生物を置いてもよい。また、水生生物が生息していた環境を再現したい場合は、水生生物観察容器５０,５１内に岩、土、藻などを置いてもよい。
バイオアッセイを開始する前に、水生生物観察容器５０,５１に所望の薬液濃度を有する溶液を通水させ、水生生物観察容器５０,５１を洗浄する。ここで、「所望の薬液濃度を有する溶液」は、第一の溶液の流量と、第二の溶液の流量とを、弁４０〜４３を開閉することによって調製する。
次いで、水生生物観察容器５０,５１へバイオアッセイする水生生物を入れ、バイオアッセイを開始する。バイオアッセイは、例えば、ある濃度の薬液に対して、水生生物がどのような影響を受けるか（例えば、水生生物の容器への付着状況、水生生物の形態、水生生物の死亡率など）を観察する。目視できない水生生物の場合は、顕微鏡を用いて観察してもよい。
ここで、所望の薬液濃度を達成するために、薬液および溶液の流量を調節する。例えば、溶液タンク１０から水生生物観察容器５１へ溶液を供給したい場合、弁４０を閉め、弁４１を開ければよい。この時、弁４３を開けると、溶液タンク２０から溶液が流入する。各タンクに入っている溶液内の薬液濃度と各弁の開弁時間によって、水生生物観察容器５１内の濃度を調整することができる。水生生物観察容器５０内の溶液濃度も、同様にして調節可能である。
また、弁４０と弁４３、弁４１と弁４２の開閉をタイマーやコンピューターを用いて同期的に制御することにより、観察容器５０と５１の薬液濃度を任意の設定時間で入れ替えることもできる。
水生生物観察容器５０,５１の出口から排出した排出液は、排出液処理装置６０を用いて、水生生物が生息していた生活環境の溶液へと変換される。ここで、排出液を排出液処理装置６０で処理するためには、弁４６,４７を閉め、かつ、弁４４,４５を開けることによって、排出液を排出液処理装置６０へ流し、排出液中の懸濁物質または溶存物質を処理する。
さらに、上記の排出液を排出液処理装置６０で処理した後の処理液は、生態へ影響を及ぼす物質が除去されているので、この処理液は生活排水として排出してもよいし、溶液タンク１０や２０の入口よりこの処理液を供給し再度実験に用いてもよい。
（２）構成例２
次に、図２に示す構成例２の装置を用いて水生生物をバイオアッセイする方法について説明する。
次に、図２に示す構成例２の装置を用いて水生生物をバイオアッセイする方法について説明する。
まず、溶液タンク７０に、電解装置７３によって電気分解し得る薬液を含む溶液を入れる。ここで、薬液を塩素系化合物とする場合、この溶液は、電気分解によって次亜塩素酸を発生させることができる溶液であることが好ましい。なお、電解装置７３の例としては、例えば、白金電極または変圧器などを備えている装置が好ましい。
次いで、水生生物観察容器７９,８０,８１を準備する。バイオアッセイを開始する前に、水生生物観察容器７９,８０,８１に所望の薬液濃度を有する液体を通水させ、水生生物観察容器７９,８０,８１を洗浄する。ここで、「所望の薬液濃度を有する液体」は、例えば、次亜塩素酸を薬液として用いる場合、溶液タンク７０に、電気分解によって次亜塩素酸を発生させることができる溶液を貯留し、反応槽７２内において、この溶液を電解装置７３によって所望の濃度の次亜塩素酸へ電解させることによって調製する。
次いで、水生生物観察容器７９,８０,８１へバイオアッセイする水生生物を入れ、バイオアッセイを開始する。
最後に、水生生物観察容器７９,８０,８１の出口から排出した排出液を排出液処理装置８２で処理する。なお、処理した後の処理液は、生態へ影響を及ぼす物質が除去されているので、溶液タンク７０の入口よりこの処理液を供給し、再度実験に用いる。
このような方法を用いて、水生生物観察容器７９,８０,８１の薬液の濃度を様々変化させ、様々な薬液濃度において水生生物への影響を観察することが可能になる。
最後に、水生生物観察容器７９,８０,８１の出口から排出した排出液を排出液処理装置８２で処理する。なお、処理した後の処理液は、生態へ影響を及ぼす物質が除去されているので、溶液タンク７０の入口よりこの処理液を供給し、再度実験に用いる。
このような方法を用いて、水生生物観察容器７９,８０,８１の薬液の濃度を様々変化させ、様々な薬液濃度において水生生物への影響を観察することが可能になる。
以上のように、本発明の装置は、水生生物が生息していた環境をほぼ正確にシミュレートすることができ、様々な濃度の薬液を調製することができるので、多様な条件でバイオアッセイを実施することができる。また、本発明の装置は、実験で産出した排出液を処理できる機能も兼ね備えているため、環境に悪影響を及ぼすことがない。
以下に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明を説明するためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
本実施例においては、以下のバイオアッセイ装置を用いて、電解塩素の間欠注入が、タテジマフジツボキプリス幼生の水生生物観察容器への付着とタテジマフジツボキプリス幼生の生存に与える影響を評価した。
本実施例においては、以下のバイオアッセイ装置を用いて、電解塩素の間欠注入が、タテジマフジツボキプリス幼生の水生生物観察容器への付着とタテジマフジツボキプリス幼生の生存に与える影響を評価した。
＝＝試験装置＝＝
図３に示すように、本実験に用いたバイオアッセイ装置は、薬液タンク１１０、電解装置１１１、塩素濃度制御装置１１２、溶液タンク１２０、ポンプ１３０,１３１、2方電磁弁１４０〜１４７、水生生物観察容器（試験水槽）１５０〜１５２を備えている。
図３に示すように、本実験に用いたバイオアッセイ装置は、薬液タンク１１０、電解装置１１１、塩素濃度制御装置１１２、溶液タンク１２０、ポンプ１３０,１３１、2方電磁弁１４０〜１４７、水生生物観察容器（試験水槽）１５０〜１５２を備えている。
薬液タンク１１０には海水を濾過した濾過海水を入れ、この薬液タンク１１０に白金電極を有する電解装置１１１を設けることによって、この濾過海水から次亜塩素酸を発生させた。なお、薬液タンク１１０中の残留塩素濃度を制御するために、塩素濃度制御装置１１２を電解装置１１１に設けた。この塩素濃度制御装置１１２は、残留塩素を測定し、かつ設定塩素濃度により電解装置電源のオンオフへのフィードバックが可能であるＳＷＡＮ社製電極式残留塩素計ＣＯＭＰＡＣＴ４０１を用いた。
溶液タンク１２０には、海水を濾過した濾過海水を貯留した。
各水生生物観察容器へ供給する海水の流量は、流量計を用いて測定した。
水生生物観察容器（試験水槽）１５０・１５１・１５２には、透明の塩化ビニルで、直径2.5cm、高さ13cmの円柱状の容器を用いた。また、塩化ビニル管の両端にはフジツボキプリス幼生の流出を防ぐために、目合い１００μmのプランクトンネットを貼り付けたアクリル製外径2.5cm、内径2.2cmの筒を設置した。なお、本試験では、実験を三重に行うために、水生生物観察容器を３つ（水生生物観察容器１５０,１５１,１５２）用いてアッセイを行った。水生生物観察容器内の水温は、20℃±2℃に設定した。
溶液タンク１２０には、海水を濾過した濾過海水を貯留した。
各水生生物観察容器へ供給する海水の流量は、流量計を用いて測定した。
水生生物観察容器（試験水槽）１５０・１５１・１５２には、透明の塩化ビニルで、直径2.5cm、高さ13cmの円柱状の容器を用いた。また、塩化ビニル管の両端にはフジツボキプリス幼生の流出を防ぐために、目合い１００μmのプランクトンネットを貼り付けたアクリル製外径2.5cm、内径2.2cmの筒を設置した。なお、本試験では、実験を三重に行うために、水生生物観察容器を３つ（水生生物観察容器１５０,１５１,１５２）用いてアッセイを行った。水生生物観察容器内の水温は、20℃±2℃に設定した。
＝＝試験方法＝＝
本試験では、タテジマフジツボキプリス幼生を用いた。なお、変態後のタテジマフジツボキプリス幼生は、バイオアッセイで使用するまで、5℃の冷蔵庫で保存した。
本試験では、タテジマフジツボキプリス幼生を用いた。なお、変態後のタテジマフジツボキプリス幼生は、バイオアッセイで使用するまで、5℃の冷蔵庫で保存した。
まず、薬液タンク１１０に濾過海水を50L入れ、電解装置１１１を用いてこの濾過海水を電気分解し、次亜塩素酸を発生させた（以下、「塩素処理海水」と称す）。また、溶液タンク１２０には濾過海水を50L入れた（以下、「無処理海水」と称す）。
薬液タンク１１０に貯留されている一定濃度の塩素処理海水（0.06ppm、0.10ppm、0.15ppmの３つの異なる塩素濃度）を333ml/分で20秒間、溶液タンク１２０に貯留されている無処理海水を333ml/分で180秒間（この20秒間、180秒間は、タイマー１６０を用いて制御した）、水生生物観察容器１５０,１５１，１５２に供給するように調製した。その際、水生生物観察容器１５０，１５１，１５２へ供給される塩素処理海水または無処理海水の流量と処理時間は、電磁弁１４０〜１４３を用いて調整した。なお、塩素処理海水の塩素濃度を一定に保つために、電極式残留塩素計（SWAN社製）の設定塩素濃度によるフィードバック法を用い薬液タンク１１０中の電解装置１１１の電源を制御して次亜塩素酸の発生量を調整した。また、薬液タンクにおける残留塩素の濃度は、電極式残留塩素計COMPACT401（SWAN社製）を用いて測定するとともに、ＨＡＣＫ社製ＤＰＤ法残留塩素計Pocket Colorimeterを用いて設定塩素濃度となっていることを確認した。
まず、バイオアッセイを開始する前に、水生生物観察容器１５０,１５１,１５２に溶液を通水し、水生生物観察容器１５０,１５１,１５２を洗浄し、水生生物観察容器１５０,１５１，１５２内のプランクトン挿入部分へ約30個体ずつタテジマフジツボキプリス幼生を入れた。
次に、水生生物観察容器１５０,１５１，１５２に薬液を間欠的に供給し、バイオアッセイを開始した。なお、バイオアッセイを行った時間は、24時間であった。
次に、水生生物観察容器１５０,１５１，１５２に薬液を間欠的に供給し、バイオアッセイを開始した。なお、バイオアッセイを行った時間は、24時間であった。
実験開始24時間後、タテジマフジツボキプリス幼生を水生生物観察容器１５０,１５１，１５２から取り出し、タテジマフジツボキプリス幼生の死亡、付着状況および変態、ならびに、タテジマフジツボキプリス幼生の付着場所を、顕微鏡下で観察した。付着率は、タテジマフジツボキプリス幼生が付着している個体数およびタテジマフジツボキプリス幼生が変態している個体数を、本試験で実際に使用した個体数で割ることによって算出した。一方、死亡率は、タテジマフジツボキプリス幼生が死亡している個体数を、本試験で実際に使用した個体数で割ることによって算出した。
なお、残留塩素濃度は時間と共に減衰することがわかっているため、排出液を排出タンクに貯蓄し、排出タンク内で排出液を充分に曝気することによって残留塩素の分解を促し、必要充分な時間静置した。その後、ＨＡＣＫ社製ＤＰＤ法残留塩素計Pocket Colorimeterを用いて、残留塩素濃度が検出限界以下である事を確認し、生活排水へ流した。
＝＝結果＝＝
本試験の結果を図４に示す。図４に示すグラフの数値は、3連で行った平均値を示し、エラーバーはその標準偏差を示す。
本試験の結果を図４に示す。図４に示すグラフの数値は、3連で行った平均値を示し、エラーバーはその標準偏差を示す。
水生生物観察容器へ0.06ppmの塩素処理海水を通水した場合、水生生物観察容器へ無処理海水のみを通水した場合と比べて、タテジマフジツボキプリスの水生生物観察容器への付着率に差は認められなかったが、タテジマフジツボキプリス幼生の水生生物観察容器への付着率は、塩素処理海水の塩素濃度を0.01ppm、0.15ppmと上げることによって、16.6％、1.9％というように、有意に低下した。また、タテジマフジツボキプリス幼生の死亡率に関しては、本試験で用いた塩素処理海水の濃度0.06ppm、0.10ppm、0.15ppm全ての群において、影響が認められなかった。
以上の結果から、本試験で用いた水生生物観察容器への間欠的な塩素供給においては、0.06ppm程度の塩素処理海水の塩素濃度では、タテジマフジツボキプリスの水生生物観察容器への付着を抑制することができないことが示唆された。また、本試験により、タテジマフジツボキプリス幼生が死亡せず、かつ、ほとんどこの幼生が水生生物観察容器へ付着しない塩素処理海水の塩素濃度は、0.15ppmであると判明した。従って、タテジマフジツボキプリスが取水路に付着しないためには、0.15ppm程度の塩素処理海水を取水路へ注入することが望ましいことが考えられる。
１０ 溶液タンク
２０ 溶液タンク
３０、３１ ポンプ
４０、４１、４２、４３ 弁
５０、５１ 水生生物観察容器
６０ 排出液処理装置
７０ 溶液タンク
７１ ポンプ
７２ 反応槽
７３ 電解装置
７４ 薬液濃度制御装置
７５、７６、７７、７８ 弁
７９、８０、８１ 水生生物観察容器
８２ 排出液処置装置
８３ ポンプ
１００ バイオアッセイ装置
１１０ 薬液タンク
１１１ 電解装置
１１２ 塩素濃度制御装置
１１３ 変圧器
１２０ 溶液タンク
１３０、１３１ ポンプ
１４０〜１４７ 2方電磁弁
１５０、１５１、１５２ 水生生物観察容器
１６０ タイマー
２００ バイオアッセイ装置
２０ 溶液タンク
３０、３１ ポンプ
４０、４１、４２、４３ 弁
５０、５１ 水生生物観察容器
６０ 排出液処理装置
７０ 溶液タンク
７１ ポンプ
７２ 反応槽
７３ 電解装置
７４ 薬液濃度制御装置
７５、７６、７７、７８ 弁
７９、８０、８１ 水生生物観察容器
８２ 排出液処置装置
８３ ポンプ
１００ バイオアッセイ装置
１１０ 薬液タンク
１１１ 電解装置
１１２ 塩素濃度制御装置
１１３ 変圧器
１２０ 溶液タンク
１３０、１３１ ポンプ
１４０〜１４７ 2方電磁弁
１５０、１５１、１５２ 水生生物観察容器
１６０ タイマー
２００ バイオアッセイ装置
Claims (30)
- 水生生物に対し塩素系化合物を含有する溶液を用いてバイオアッセイを行うための装置であって、
該水生生物を収容するための容器と、
第一の溶液を貯蔵するための第一の溶液タンクと、
第二の溶液を貯蔵するための第二の溶液タンクと、
第一の溶液を前記第一の溶液タンクから前記容器内へ供給するための第一の手段と、
第二の溶液を前記第二の溶液タンクから前記容器内へ供給するための第二の手段と、
前記容器内の溶液を排出するための排出手段と、
塩素系化合物濃度測定装置と、
塩素系化合物濃度制御装置とを備え、
該容器は、少なくとも一部は、容器内の該水生生物を外部から観察することができる材料で構成されていて、
前記第一の手段と前記第二の手段は、それぞれ、前記容器に供給する溶液の流量を調節するための手段を備え、
前記第一の溶液と前記第二の溶液のうち少なくとも一方が前記塩素系化合物を生成させるための溶液であって、
前記塩素系化合物を生成させるための溶液を貯蔵するための溶液タンクは、前記溶液から塩素系化合物を生成させるための塩素系化合物生成手段を備え、
塩素系化合物濃度測定装置は、前記塩素系化合物を生成させるための溶液中の塩素系化合物の濃度を測定するための装置であって、
前記塩素系化合物濃度制御装置は、
前記第一の溶液または前記第二の溶液に含有される前記塩素系化合物の濃度を設定し、前記第一の溶液と前記第二の溶液の両方が前記塩素系化合物を含有する場合、互いに異なる濃度に設定し、
前記塩素系化合物濃度測定装置が測定した前記塩素系化合物の濃度に基づいて前記塩素系化合物生成手段を制御し、当該塩素系化合物を生成させるための溶液を貯蔵する溶液タンク内の前記塩素系化合物の濃度を前記設定濃度に保つことを特徴とする装置。 - 前記第一の溶液が、前記水生生物が生息していた生活環境の溶液であり、
前記第二の溶液が、前記塩素系化合物を生成させるための溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 前記塩素系化合物を生成させるための溶液が前記水生生物が生息していた生活環境の溶液を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
- 前記第一の手段および前記第二の手段が、タイマーを備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
- 前記第一の手段および前記第二の手段が、弁を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
- 第三の溶液を貯蔵するための第三の溶液タンクを備え、
前記第三の溶液タンクから前記容器内へ前記第三の溶液を供給するための第三の手段を備え、
該第三の手段は、該容器に供給する該溶液の流量を調節する手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 前記第三の溶液が、前記水生生物が生息していた生活環境の溶液であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
- 前記第三の手段が、弁を備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。
- 前記弁が、電磁弁であることを特徴とする、請求項５または８に記載の装置。
- 前記塩素系化合物が、次亜塩素酸であり、
前記塩素系化合物生成手段が前記次亜塩素酸を生成させるための電解装置であることを特徴とする、請求項１〜９に記載の装置。 - 前記水生生物が生息していた生活環境の前記溶液が、海水であることを特徴とする、請求項２、３、７のいずれかに記載の装置。
- 前記容器内の前記水生生物を拡大して観察するための手段を、さらに備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
- 前記容器内の前記水生生物を拡大して観察するための手段が、顕微鏡であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
- 前記水生生物が、付着生物、プランクトン、卵、または、魚のいずれか１つ以上を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
- 前記付着生物が、フジツボ類であることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
- 前記容器の材質は、前記付着生物が付着できる材質であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の装置。
- 前記付着生物が付着できる前記材質が、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、または、硝酸セルロースからなる化合物であることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
- 前記容器は、前記水生生物が前記容器から流出しないようにする手段を備えることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の装置。
- 前記水生生物が前記容器から流出しないようにする手段が、プランクトンネットからなることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
- 前記水生生物が前記容器から流出しないようにする手段が、網からなることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
- 前記容器は、前記水生生物を隔離するための隔離手段を備えることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれかに記載の装置。
- 前記隔離手段が、プランクトンネットからなることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
- 前記隔離手段が、網からなることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
- 前記容器へ光線を照射するための照射装置を備えることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれかに記載の装置。
- 前記照射装置が前記容器へ照射する光線量を調節するための手段を備えることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
- 前記容器内の溶液の酸素濃度を調節するための装置を備えることを特徴とする、請求項１〜２５のいずれかに記載の装置。
- 前記容器内の溶液の温度を調節するための装置を備えることを特徴とする、請求項１〜２６のいずれかに記載の装置。
- 前記容器内の溶液中の前記塩素系化合物の濃度を測定するための装置を備えることを特徴とする、請求項１〜２７のいずれかに記載の装置。
- 前記排出手段により前記容器から排出された排出液を活性炭で処理する装置を備えることを特徴とする、請求項１〜２８のいずれかに記載の装置。
- 前記排出液を活性炭で処理した後の処理液を、前記容器内に供給するための手段を備えることを特徴とする、請求項２９に記載の装置。
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