JP5571617B2 - 水中への鉄分の供給方法 - Google Patents
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Description
沿岸海域では鉄の濃度自体は高いが、海水中では鉄は容易に酸化されて3価の鉄になって不溶化するため、海藻や海草が摂取できないと考えられる。
このような問題を解決し、鉄分を海藻や海草が容易に摂取できるような形態で水中に供給する方法として、例えば、特許文献1には、有機鉄(フルボ酸鉄)を含有する農林水産廃棄物および腐植土を含むコンクリート製の多孔質人工礁を水中に設置し、この人工礁から有機鉄を水中に供給する方法が示されている。
したがって本発明の目的は、海藻や海草などの水生植物が容易に摂取できる溶解性鉄を長期間にわたって水中に供給することができ、しかも大量且つ安価に入手可能な資材を用いることで、凡用的な利用が可能であり、湖沼や海域などの広い水域に適用可能な鉄分の供給方法を提供することにある。
[1]製鋼スラグとフルボ酸を含む浚渫土を混合した混合物を水底に層状に敷設する(但し、イオン溶出性収容体内に製鋼スラグとフルボ酸を含む浚渫土を混合した混合物を収納したフルボ酸鉄溶出ユニットを水底に敷設する場合を除く。)ことを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
[2]上記[1]の供給方法において、水底に層状に敷設された混合物中の製鋼スラグから溶出する鉄分と浚渫土中に含まれるフルボ酸が結合することでフルボ酸鉄を生成させ、該フルボ酸鉄を水中に供給することを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
[3]上記[1]または[2]の供給方法において、浚渫土のフルボ酸含有量が0.002質量%以上であることを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
[4]上記[1]〜[3]のいずれかの供給方法において、製鋼スラグ(x)と浚渫土(y)の混合比x/y(質量比)が10/90〜30/70であることを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
[5]上記[1]〜[4]のいずれかの供給方法において、浚渫土の硫黄含有量が0.86質量%以下であることを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
[6]上記[1]〜[5]のいずれかの供給方法において、製鋼スラグは、トータル鉄含有量が10質量%以上、粒径が10mm以下であることを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
本発明で使用する製鋼スラグは、鉄鋼製造プロセスの製鋼工程で発生するスラグである。このような製鋼スラグとしては、例えば、転炉スラグ(脱炭スラグ)、溶銑予備処理スラグ(脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグなど)、電気炉スラグなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。但し、鉄分溶出源として使用するものであるため、トータル鉄含有量が10質量%以上のものが好ましい。
製鋼スラグと混合する浚渫土は、フルボ酸を含有していることが必要である。
浚渫土に含まれるフルボ酸は生物遺体に由来するものであるが、浚渫土によって、フルボ酸を殆ど含まないもの、フルボ酸を豊富に含むもの、など様々である。
まず、海藻や海草の生育の必要な海水中の溶解性Fe濃度は10μg/L以上であると考えられている。ここで、水中に設置される製鋼スラグ+浚渫土の混合物(以下、単に「混合物」という)と海水の割合を大略1:10程度と考えると、海水中の溶解性Fe濃度を10μg/Lとするのに必要な混合物から海水へのFe供給量は以下のようになる。
Fe供給量=100μg/100g-混合物
=1mg/kg-混合物
ここで、フルボ酸と溶解性Feの割合を分子量当たり1:1と考え、フルボ酸平均分子量:1000とすると、フルボ酸:Fe=1000:55.85≒18:1となり、浚渫土中に必要なフルボ酸濃度は18mg/kg-浚渫土ということになる。したがって、浚渫土のフルボ酸含有量は約0.002質量%以上であることが好ましい。
製鋼スラグと浚渫土との混合比(質量比)を30:70、製鋼スラグ中のFe含有量を10質量%としたとき、製鋼スラグ+浚渫土の混合物(以下、単に「混合物」という)中のFe含有量は、30×0.1=30g/kg-混合物となる。製鋼スラグからのFeの溶出効率を5%とすると、混合物からのFe溶出量は、30×0.05=1.5g/kg-混合物となる。
S許容量=1.5/55.85/0.1×32
=8.6g/kg-浚渫土
したがって、浚渫土の硫黄含有量は0.86質量%以下であることが好ましい。
製鋼スラグと浚渫土との混合方法や水中への設置(敷設)方法などに特別な制限はない。例えば、製鋼スラグと浚渫土は陸上で混合してもよいし、水中に設置するための船上で混合してもよいが、特に好ましいのは、製鋼スラグと浚渫土の混合物を水底に管体で送給するとともに、その管体内で製鋼スラグと浚渫土が混合されるようにする方法(管中混合法)である。この方法は、製鋼スラグと浚渫土とが十分に混合され、しかも施工時に水の濁りが発生しにくいという利点がある。
また、製鋼スラグと浚渫土の混合物の設置(敷設)形態も任意であるが、通常は、水底に層状に敷設される。
試験材としては、比較例として製鋼スラグ単体、浚渫土A単体、浚渫土B単体をそれぞれ用い、発明例として製鋼スラグと浚渫土Aの混合物(製鋼スラグ/浚渫土の質量比=1/9)、製鋼スラグと浚渫土Bの混合物(製鋼スラグ/浚渫土の質量比=1/9)をそれぞれ用いた。
Claims (6)
- 製鋼スラグとフルボ酸を含む浚渫土を混合した混合物を水底に層状に敷設する(但し、イオン溶出性収容体内に製鋼スラグとフルボ酸を含む浚渫土を混合した混合物を収納したフルボ酸鉄溶出ユニットを水底に敷設する場合を除く。)ことを特徴とする水中への鉄分の供給方法。
- 水底に層状に敷設された混合物中の製鋼スラグから溶出する鉄分と浚渫土中に含まれるフルボ酸が結合することでフルボ酸鉄を生成させ、該フルボ酸鉄を水中に供給することを特徴とする請求項1に記載の水中への鉄分の供給方法。
- 浚渫土のフルボ酸含有量が0.002質量%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の水中への鉄分の供給方法。
- 製鋼スラグ(x)と浚渫土(y)の混合比x/y(質量比)が10/90〜30/70であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の水中への鉄分の供給方法。
- 浚渫土の硫黄含有量が0.86質量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の水中への鉄分の供給方法。
- 製鋼スラグは、トータル鉄含有量が10質量%以上、粒径が10mm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の水中への鉄分の供給方法。
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