JP6391369B2

JP6391369B2 - 床土

Info

Publication number: JP6391369B2
Application number: JP2014175554A
Authority: JP
Inventors: 昌平柳谷; 神谷　隆; 隆神谷; 阿部　信彦; 信彦阿部; 潤二濱崎
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: JP2016049043A

Description

本発明は、淡水の水生生物（例えば、観賞用の魚や水草等）用の水槽の底に敷き詰めるための床土に関する。

淡水の水生生物（例えば、観賞用の魚や水草等）用の水槽において、観賞用の魚等及びこれらと共存する水草等を良好に飼育または生育させるには、水槽内の水が適切なｐＨの範囲内にあることが求められている。
例えば、特許文献１には、燒結によって粒状とした火山灰土と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩とを重量比２００〜３００：１の割合にて混合した混合物による観賞魚の水槽用底床土が記載されている。該水槽用底床土によれば、観賞魚用の水槽のｐＨ値を長期間にわたってほぼ一定に保つことができる。

特開平８−２５６６３６号公報

近年の水生生物用の水槽において用いられる床土（ソイル、底砂等）には、視覚的な効果（藻類等が生じにくく、観賞用の魚や水草等が見易いこと）のみならず、水質管理の効果（例えば、濁りがないことやｐＨが特定の範囲内にあること）や、観賞用の魚の飼育効果（良好に飼育できること）や、水草の生育効果（良好に生育すること）が求められている。
市販されている床土としては、例えば、火山灰質粘性土の焼成物からなる床土、高有機質土の焼成物からなる床土、及び高有機質土の焼成物とゼオライト等の吸着材を混合した床土等が挙げられる。
上記火山灰質粘性土の焼成物からなる床土は、吸着性に優れているが、栄養分が乏しいため、水草の生育のために、別途、栄養分を投入する必要があるという問題があった。また、上記高有機質土の焼成物からなる床土は、吸着性及び水草への栄養供給力に優れているが、水中に有機質成分（フミン酸、フルボ酸等）が過度に放出されることで、水槽内の水が黄色く濁るという問題があった。このような濁りを抑制するためには、活性炭やゼオライト等を用いた外部式のフィルターを用いればよいが、該フィルターによって除去された有機質成分は、水草の生育に利用されないという問題があった。さらに、上記高有機質土の焼成物とゼオライト等の吸着材を混合した床土は、吸着性及び水草への栄養供給力に優れ、かつ有機質成分が過度に放出されることによる水の濁りを抑制することができるが、ゼオライトによって水槽内の水のｐＨが高くなるため、淡水の水生生物（例えば、弱酸性を好む観賞用の魚や水草）の飼育または生育に悪影響を及ぼすという問題があった。

本発明は、淡水の水生生物用の水槽内の水のｐＨが長期間に亘って弱酸性（例えば、ｐＨ４．０以上、７．０未満）の領域を示し、水の濁りや藻類等を生じさせにくいため観賞用の魚等の観察に好適であり、かつ、観賞用の魚等の飼育を良好に行うことができ、水草を良好に生育させることができる床土を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、淡水の水生生物用の水槽の底に敷き詰めるための床土であって、ケイ酸質鉱物を含むケイ酸成分含有物または該ケイ酸成分含有物の焼成物からなる床土によれば、前記の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］を提供するものである。
［１］淡水の水生生物用の水槽の底に敷き詰めるための床土であって、ケイ酸質鉱物を含むケイ酸成分含有物または該ケイ酸成分含有物の焼成物からなることを特徴とする床土。
［２］上記ケイ酸質鉱物は、ケイ酸（ＳｉＯ_２）の含有率が６０質量％以上であり、かつ、アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率が１０質量％以下のものである前記［１］に記載の床土。
［３］上記ケイ酸質鉱物が、珪質岩、珪藻土、オパール、及びチャートからなる群より選ばれる一種以上からなる前記［１］又は［２］に記載の床土。
［４］上記ケイ酸成分含有物が、粘土を含む前記［１］〜［３］のいずれかに記載の床土。
［５］上記粘土が、腐植質を含む粘土である前記［４］に記載の床土。
［６］上記粘土が、黒ボク土、水田土、森林土、黒泥土、泥炭、及びポドゾルからなる群より選ばれる一種以上からなる前記［４］又は［５］に記載の床土。

本発明の床土によれば、淡水の水生生物用の水槽内の水のｐＨが長期間に亘って弱酸性（例えば、ｐＨ４．０以上、７．０未満）の領域を示し、水の濁りや藻類等を生じさせにくいため観賞用の魚等の観察に好適であり、かつ、観賞用の魚等の飼育を良好に行うことができ、水草を良好に生育させることができる。

本発明の床土は、淡水の水生生物用の水槽の底に敷き詰めるための床土であって、ケイ酸質鉱物を含むケイ酸成分含有物または該ケイ酸成分含有物の焼成物からなる。
上記ケイ酸質鉱物は、ケイ酸（ＳｉＯ_２）の含有率が、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは６５質量％以上、特に好ましくは７０質量％以上であり、かつ、アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率が、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下、さらに好ましくは６質量％以下、特に好ましくは４質量％以下である。
上記ケイ酸（ＳｉＯ_２）の含有率、及び、上記アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率が、各々、上記数値範囲内であれば、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性が向上する。
また、アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率が１０質量％以下であれば、水槽内の水のｐＨが高くなりすぎる（アルカリ性となる）ことを防ぐことができる。
なお、上記アルカリ金属の酸化物としては、例えば、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）等が挙げられる。また、上記アルカリ土類金属の酸化物としては、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等が挙げられる。

ここで、本明細書中、「床土の吸着性」とは、床土が水槽内の水の中の窒素（亜硝酸、硝酸、及びアンモニア等）及びリン（リン酸イオン等）等を吸着する性能をいう。水槽内の水の中の窒素及びリンの濃度が大きくなると、水槽中に藻類が発生したり、水槽のガラス面にコケ類が発生したりするため、水槽の外観上好ましくない。しかし、吸着性に優れた床土を用いることで、藻類等の発生を抑制することができる。
また、観賞用の魚の排せつ物や残餌から発生するアンモニアは、水槽中のｐＨを上昇させるとともに、水生生物（例えば、弱酸性を好む観賞用の魚や水草）にとって有害である。この点、本発明では、吸着性に優れた床土を用いることで、水中のアンモニアの濃度を低減することができる。
なお、水の中の窒素及びリンの濃度は、床土に含まれる粘土の腐植質（フミン酸及びフルボ酸）の溶出の程度および水生生物の排せつ物や残餌の量に応じて増加する。

上記ケイ酸質鉱物としては、珪質岩、珪藻土、チャート、及びオパール等からなる群より選ばれる一種以上を用いることが好ましい。
中でも、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性の観点から、珪質岩及び珪藻土のいずれか一方または両方を用いることが好ましい。
また、上記ケイ酸質鉱物に含まれるケイ酸（ＳｉＯ_２）は、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性の観点から、珪石や石英等に含まれる結晶性のケイ酸（ＳｉＯ_２）よりも、オパールＣＴやオパールＡ等に含まれる非結晶性又は結晶性の低いケイ酸（ＳｉＯ_２）が好ましい。上記ケイ酸質鉱物として、オパールＣＴまたはオパールＡを多く含むものを用いれば、上記ケイ酸質鉱物に含まれるケイ酸（ＳｉＯ_２）中の、非結晶性又は結晶性の低いケイ酸（ＳｉＯ_２）の割合を大きくすることができる。
また、上記珪藻土は、粒子が細かく、後述の粘土に混合して使用することができる。変成により石化した珪藻土（例えば、稚内産の珪質頁岩など）は、その粒度を調整したうえで、焼成した粘土と混合して使用することができる。

ケイ酸成分含有物中のケイ酸質鉱物の含有率は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上、特に好ましくは１５質量％以上である。該含有率が１質量％以上であれば、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性が向上する。上記含有率の上限は特に限定されないが、ケイ酸質鉱物の含有率が大きくなるほど、水槽中の水のｐＨが小さくなる傾向にある。水槽中の水のｐＨが５．０以上であることを望む場合、上記含有率は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下である。

上記ケイ酸質鉱物の平均粒径（５０％重量累積粒径）は、好ましくは０．１〜４ｍｍ、より好ましくは０．２〜２ｍｍである。
上記粒径が、上記数値範囲内であれば、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性が向上する。
なお、「５０％重量累積粒径」とは、重量累積粒度分布において、粒径が小さな側から累積で５０重量％に対応する粒径をいう。

上記ケイ酸成分含有物は、粘土を含んでいてもよい。上記ケイ酸成分含有物が粘土を含むことで、水草等の根張りが強くなって抜けにくくなり、生育性が向上する。また、粘土の持つ吸着能により、床土の吸着性が向上する。
上記粘土としては、腐植質（フミン質）を含む粘土が好ましい。腐植質を含む粘土には、水草の生育に必要な栄養分（窒素、リン、カリウム）が含まれており、それらが効率的に水草に供給されることで水草の生育性を向上させることができる。
ここで、「腐植質」とは、土壌中の動植物等の遺体が、微生物による分解を経て形成された最終生成物をいい、様々な有機化合物を含むものである。
腐植質を構成する成分としては、ヒューミン、フミン酸及びフルボ酸が挙げられる。中でも、水草の生育性の観点から、フミン酸及びフルボ酸が好ましく、フミン酸がより好ましい。
なお、ヒューミンとは、腐植質を構成する成分の中でも、アルカリ及び酸に溶けない成分をいう。フミン酸とは、腐植質を構成する成分の中でも、アルカリに溶け、酸に溶けない成分をいう。フルボ酸とは、腐植質を構成する成分の中でも、アルカリ及び酸に溶ける成分をいう。

上記粘土中の、フミン酸とフルボ酸の合計の含有率は、乾土換算で、好ましくは３質量％以上、より好ましくは４〜４０質量％、特に好ましくは５〜３０質量％である。該含有率が３質量％以上であれば、水草への栄養供給力が十分となる。該含有率が４０質量％以下であれば、腐植質（フミン酸及びフルボ酸）が水中に過剰に放出されることによる水の濁りが起こりにくくなるとともに、水槽内の水のｐＨが低くなりすぎる（ｐＨが４．０未満になる）ことを防ぐことができる。
上記粘土中の、フミン酸とフルボ酸の合計の含有率が小さい場合、適宜、腐植質（好ましくはフミン酸）を添加して、該含有率を調整してもよい。例えば、火山灰質粘性土（関東ローム）は、フミン酸の含有率が０．１質量％以下、フルボ酸の含有率が０．２質量％以下のものであるが、フミン酸試薬や腐植質を多く含む粘土などを添加して混合することで、フミン酸とフルボ酸の合計の含有率を調整すれば、本発明において好適な粘土として使用することができる。
なお、本発明の床土は、吸着性に優れることから、水中に腐植質が過度に放出されて、水槽内の水が黄色く濁ることを抑制することができる。

上記粘土としては、黒ボク土、水田土、森林土、黒泥土、泥炭、及びポドゾルからなる群より選ばれる一種以上が挙げられる。中でも、入手が容易であり、腐植質の含有率が大きく、ｐＨが弱酸性（ｐＨ４．０以上）より小さくなりにくい観点から、黒ボク土及び水田土のいずれか一方または両方を用いることが好ましい。

ケイ酸成分含有物中の粘土の含有率は、好ましくは９９質量％以下、より好ましくは９５質量％以下、さらに好ましくは９０質量％以下、特に好ましくは８５質量％以下である。該含有率が９９質量％以下であれば、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性が向上する。

本発明の床土は、上記ケイ酸質鉱物を含むケイ酸成分含有物または該ケイ酸成分含有物の焼成物からなる。
本発明の床土が、ケイ酸成分含有物を焼成してなる焼成物である場合、水中において、床土が崩壊しにくくなる。
なお、本明細書中、「焼成」とは、水分を除去することができかつ腐植質が分解しない温度で、熱処理を行うことをいう。焼成温度は、好ましくは７０〜１１０℃、より好ましくは８０〜９５℃である。焼成手段としては、特に限定されるものではなく、恒温乾燥機、乾燥炉、ロータリーキルン等が挙げられる。

また、上記ケイ酸成分含有物が粘土を含む場合、粘土を造粒して焼成した後、得られた粘土の焼成物とケイ酸質鉱物（未焼成のケイ酸質鉱物または予め焼成したケイ酸質鉱物）を混合してもよいし、あるいは、粘土とケイ酸質鉱物を混合した後、得られた混合物を造粒して、焼成を行ってもよい。
上記粘土の平均粒径（５０％重量累積粒径）は、好ましくは０．５〜４ｍｍ、より好ましくは１〜２ｍｍである。該平均粒径が、上記数値範囲内であれば、床土の吸着性およびｐＨ緩衝性が向上する。

水槽内の水の好ましいｐＨは、水槽内の水生生物の種類によって異なるものである。
本発明の床土によれば、水槽内の水のｐＨを長期間に亘って弱酸性の領域（例えば、ｐＨ４．０以上、７．０未満）にすることができ、水のｐＨが弱酸性の領域であることを好む水生生物に好適である。
本発明の床土は、「地盤工学会基準ＪＧＳ０２１１−２００９（土懸濁液のｐＨ試験方法）」に準拠して測定した、調製から２８日後の時点における土懸濁液（床土と水の混合物）のｐＨが、好ましくは４．０〜６．３、より好ましくは４．３〜６．２、特に好ましくは４．５〜６．１であるものである。該ｐＨが上記数値範囲内であれば、水槽内において水生生物を飼育または生育させる際に、水槽内の水のｐＨを長期間に亘って弱酸性の領域（例えば、ｐＨ４．０以上、７．０未満）に保つことができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
使用材料は、以下に示すとおりである。
（１）珪質岩
北海道産を使用；ＳｉＯ₂の含有率：７５．２質量％；アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率：３．３質量％；平均粒径：１．０ｍｍ
（２）珪藻土
秋田県産を使用；ＳｉＯ₂の含有率：７６．６質量％；アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率：２．５質量％；平均粒径：０．２ｍｍ
（３）軽量気泡コンクリート
ＳｉＯ₂の含有率：３９．６質量％；アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率：２２．８質量％；平均粒径：１．５ｍｍ
（４）腐植質
フミン酸ナトリウム（テルナイト社製、試薬）；フミン酸の含有率：６３．２質量％；フルボ酸の含有率：２７．９質量％

（５）焼成黒色土
新潟県産の黒ボク土を、パンペレタイザー（ＡＳＯＮＥ製、「ＰＺ−０２Ｒ」）を用いて、平均粒径が１．５ｍｍとなるように造粒した後、乾燥機を用いて、９０℃で３０分間焼成を行ったもの；フミン酸の含有率：４．１質量％；フルボ酸の含有率：２．０質量％
（６）未焼成黒色土
新潟県産の黒ボク土を、パンペレタイザー（ＡＳＯＮＥ製、「ＰＺ−０２Ｒ」）を用いて、平均粒径が１．５ｍｍとなるように造粒したもの；フミン酸の含有率：４．１質量％；フルボ酸の含有率：２．０質量％
（７）焼成茶色土
千葉県産の火山灰質粘性土（関東ローム）を、パンペレタイザー（ＡＳＯＮＥ製、「ＰＺ−０２Ｒ」）を用いて、平均粒径が１．５ｍｍとなるように造粒した後、乾燥機を用いて、９０℃で３０分間焼成を行ったもの；フミン酸の含有率：０．１質量％未満；フルボ酸の含有率：０．２質量％未満
なお、上記使用材料（５）〜（７）における、フミン酸及びフルボ酸の含有率は、各々、乾土換算である。

［実施例１〜１０、比較例１〜５］
上記各材料を、表１に示す配合で混合して、床土Ａ〜Ｏを得た。「地盤工学会基準ＪＧＳ０２１１−２００９（土懸濁液のｐＨ試験方法）」に準拠して、各床土を２０．０ｇと水１００ｇを混合した後、得られた混合物を静置して、３０分間後、１日後、２８日後の各時点における混合物のｐＨを測定した。結果を表２に示す。

表１〜２から、本発明の床土（床土Ａ〜Ｆ、Ｈ〜Ｋ）を用いた実施例１〜１０における混合物の２８日後のｐＨは、４．７〜６．１であり、比較例１〜５のｐＨ（６．４〜７．２）と比較して小さいものであった。

［実施例１１］
３００×３００×３００ｍｍの水槽の底面に、底面フィルター（ＮＩＳＳＯ社製、商品名「バイオフィルター３０」）を配置し、底面フィルターの上面及び水槽の底面を覆うように、上記「床土Ｃ」２０００ｇを敷設した。床土の厚みは、水槽の底面から、おおよそ５ｃｍであった。水槽内に蒸留水を１６リットル入れて、エアーポンプを用いて水を循環させた。なお、水は、底面フィルターの上面に敷設された床土を通過した後、底面フィルターに吸い込まれ、その後、パイプを通って、水面の上方に配設されたパイプの排出口から排出され、水面へ散布されることで循環する。
水草としてパンタナルレッドピンネイト５本を、水槽内の床土に水草同士の間隔が１０ｍｍ程度となるように植えた。
植えた時から、１日及び２８日経過後の水草の質量を測定し、得られた質量から、水草の質量の増加率を算出した。
なお、質量の増加率は、以下の式によって算出した。
質量の増加率（％）＝｛（２８日経過後の水草の質量−１日経過後の水草の質量）／１日経過後の水草の質量｝×１００

また、水のｐＨ及び水の中のＰＯ₄−Ｐの濃度（リン酸イオン濃度）の測定、並びに、水の中の亜硝酸イオンと硝酸イオンの合計（以下、「ＮＯｘ」とする。）の濃度の算出を行った。
水の中のＰＯ₄−Ｐの濃度（ｍｇ／Ｌ（リットル））は、「ＪＩＳＫ０１０２：２０１３４６．１（リン酸イオン）」に準拠して、紫外可視分光光度計（日本分光製、商品名「Ｖ６５０ＤＳ」）を用いて測定した。
また、水の中のＮＯｘの濃度（ｍｇ／Ｌ）は、亜硝酸イオンの濃度については、水質測定器（共立理化学研究所製、商品名「パックテスト」；型式「ＷＡＫ−ＮＯ２」）を用いて、硝酸イオンの濃度については、水質測定器（共立理化学研究所製、商品名「パックテスト」；型式「ＷＡＫ−ＮＯ３」）を用いて、各々発色処理を行い、次いで、水質計（共立理化学研究所製、商品名「デジタルパックテスト・マルチ」；型式「ＤＰＭ−ＭＴ」）を用いて、亜硝酸イオン及び硝酸イオンの濃度を測定し、得られた各数値を合計することで算出した。

［実施例１２、比較例６〜７］
床土Ｃの代わりに、表３に示す床土を用いる以外は、実施例１１と同様にして、水草の質量、水のｐＨ、及びＰＯ₄−Ｐの濃度を測定し、また、ＮＯｘの濃度、及び水草の質量の増加率を算出した。
それぞれの結果を表３に示す。

表３中、実施例１１〜１２及び比較例６〜７から、本発明の床土（実施例１１〜１２）によれば、水槽中の水草の生育性が向上していることがわかる。また、本発明の床土（実施例１１〜１２）によれば、２８日後の水槽内の水が弱酸性（ｐＨが７．０未満）であることがわかる。さらに、本発明の床土（実施例１１〜１２）によれば、比較例と比べて、２８日後の水槽中の水のＮＯｘ及びＰＯ₄−Ｐの濃度が小さいことから、藻類の発生が起こりにくいことがわかる。

Claims

淡水の水生生物用の水槽の底に敷き詰めるための床土であって、ケイ酸質鉱物を含むケイ酸成分含有物または該ケイ酸成分含有物の焼成物からなり、
上記ケイ酸質鉱物は、ケイ酸（ＳｉＯ _２）の含有率が６０質量％以上であり、かつ、アルカリ金属の酸化物とアルカリ土類金属の酸化物の合計の含有率が１０質量％以下のものであり、
上記ケイ酸成分含有物が、腐植質を含む粘土を含むものであり、
上記ケイ酸成分含有物中、上記ケイ酸質鉱物の含有率が５〜６０質量％でかつ上記粘土の含有率が４０〜９５質量％であることを特徴とする床土。
上記粘土中、腐植質を構成する、フミン酸及びフルボ酸の含有率の合計が、乾土換算で、３〜４０質量％である請求項１に記載の床土。
上記ケイ酸質鉱物が、珪質岩、珪藻土、オパール、及びチャートからなる群より選ばれる一種以上からなる請求項１又は２に記載の床土。
上記粘土が、黒ボク土、水田土、森林土、黒泥土、泥炭、及びポドゾルからなる群より選ばれる一種以上からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の床土。