JP6726146B2 - 赤潮駆除剤及びこれを用いた赤潮駆除方法 - Google Patents
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Description
本発明は、赤潮駆除剤及びこれを用いた赤潮駆除方法に関し、特に、酸化マグネシウムを含む赤潮駆除剤及びこれを用いた赤潮駆除方法に関する。
近年、赤潮がより多くの漁業被害を伴うようになり、大きな社会問題となっている。これまで、一般的な赤潮対策としては、物理的手法（海面の赤潮を回収する、海水を循環させ赤潮の濃度を下げるなど）や化学的手法（粘土、アクリノール、水酸化マグネシウムの投入など）や生物的手法（海洋において互いに影響を及ぼしあっている微細藻と従属栄養細菌の関係を応用した殺藻細菌や殺藻ウイルスなど）が提案されている。中でも、効果の期待される赤潮対策として、水酸化マグネシウムを散布する方法が多数考案されている。
例えば、特許文献１には、プランクトンが発生して海面近傍の海中に赤潮が形成されている水域に水酸化マグネシウムを主成分とする赤潮駆除剤を、ｐＨ８．５の水域を５分以内にｐＨ９．５を超えるような撒布割合で撒布して、水域のｐＨを速やかに９〜１０に増加させることにより、プランクトンをその細胞膜を破壊して死滅させ赤潮を駆除する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、即効性に劣り、赤潮の駆除効率が低いという問題がある。赤潮の増殖スピードは急激であり、赤潮駆除には、即効性が求められる。
そこで、本発明の目的は、即効性を有し、赤潮の駆除効率を大幅に向上させた赤潮駆除剤及びこれを用いた赤潮駆除方法を提供することにある。
本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、赤潮駆除において、水酸化マグネシウムに代えて、酸化マグネシウム、特に活性の高い酸化マグネシウムを使用することで、即効性を有し、赤潮の駆除効率が大幅に向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを含有することを特徴とする赤潮駆除剤に関する。
また、本発明は、赤潮が発生している海域に、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを含有する赤潮駆除剤を散布することを特徴とする赤潮駆除方法に関する。
また、本発明は、赤潮が発生している海域に、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを散布することを特徴とする赤潮駆除方法に関する。
本発明によれば、即効性を有し、赤潮の駆除効率を大幅に向上させた赤潮駆除剤及びこれを用いた赤潮駆除方法を提供することができる。
１．赤潮駆除剤
本発明の赤潮駆除剤は、有効成分として、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを含有する。
本発明の赤潮駆除剤は、有効成分として、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを含有する。
本発明の赤潮駆除剤に用いる酸化マグネシウムは、金属マグネシウムを燃焼して酸化する方法や、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウムなどのマグネシウム塩を焼成して熱分解する方法などで得ることができる。水酸化マグネシウムとしては、海水中のマグネシウム塩と水酸化カルシウムとの反応で沈殿したものなどを使用することができる。また、炭酸マグネシウムとしては、マグネサイト鉱石などを使用することができる。本発明では、分解温度が低いため、より低温で焼成可能である水酸化マグネシウムを熱分解する方法で得られた酸化マグネシウムが望ましい。
水酸化マグネシウムや炭酸マグネシウムの焼成温度としては、分解温度以上であれば特に制限はなく、一般的には、水酸化マグネシウムの場合で１０００℃以下が好ましく、３５０〜１０００℃がより好ましく、４００〜９００℃が特に好ましい。また、炭酸マグネシウム（マグネサイト）の場合で１０００℃以下が好ましく、６００〜９００℃がより好ましい。得られた酸化マグネシウムは、粉砕・分級することによって所定の粒度やＢＥＴ比表面積に調整して使用することができる。
本発明の赤潮駆除剤に用いる酸化マグネシウムの平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により求めた平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲内のものであり、０．５〜６．０μｍの範囲内のものが特に好ましい。粒子径が大きすぎると、沈降速度が早すぎるため赤潮内の滞留時間が短くなり赤潮防除効果に悪影響を生じやすく、粒子径が小さすぎると、風などの影響を受け取扱性が悪くなりやすくなる。
また、本発明の赤潮駆除剤に用いる酸化マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、１５ｍ２／ｇ以上であり、好ましくは２０〜５００ｍ２／ｇであり、より好ましくは３０〜３００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇを下回ると、赤潮防除効果が悪くなりやすくなる。本明細書において、ＢＥＴ比表面積は、後述する実施例に記載の方法で測定されたＢＥＴ比表面積である。
本発明の赤潮駆除剤に用いる酸化マグネシウムの１０００℃で灼熱後の純度は、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが特に好ましい。
本発明の赤潮駆除剤に含まれる全マグネシウム化合物に対する前記酸化マグネシウムの割合は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。例えば、酸化マグネシウムは、上述した通り水酸化マグネシウムや炭酸マグネシウムを焼成するなどして得られるため、本発明の赤潮駆除剤には、酸化マグネシウム以外のマグネシウム化合物が含まれる場合もある。また、その他の理由により、本発明の赤潮駆除剤には、酸化マグネシウム以外のマグネシウム化合物が含まれていてもよい。酸化マグネシウム以外のマグネシウム化合物としては、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウムなどが挙げられる。
また、本発明の赤潮駆除剤は、上記酸化マグネシウムの効果を妨げない範囲において、固体担体、液体担体、ガス状担体と混合し、必要に応じて界面活性剤、固着剤、分散剤及び／又は安定剤などを添加し、乳剤、水和剤、懸濁剤、粒剤、粉剤、ドライフロアブル、フロアブル、水性液剤、油剤、燻煙剤、エアゾール、マイクロカプセルなどに製剤化してもよい。有効成分である酸化マグネシウムを製剤化することで、目的に合わせた形状の赤潮駆除剤組成物とすることができ、取り扱いが容易になり、また、散布後、海面付近で直ちに拡散せず、沈降しながら赤潮駆除剤が徐々に拡散され更に深い位置の赤潮にも効果を発揮させることが可能になるなどの利点を有するようになる。
２．赤潮駆除方法
本発明の赤潮駆除方法は、酸化マグネシウム、特に上記平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを含有する赤潮駆除剤を、赤潮が発生又はその可能性のある海域に散布することによって実施することができる。赤潮駆除剤を海に散布する方法としては、特に制限されないが、例えば、上記赤潮駆除剤を赤潮が発生しているか若しくは発生傾向のある海域（赤潮発生海域）又は赤潮が発生する可能性のある海域にそのまま散布してもよいし、水又は海水へ分散させてから散布してもよい。分散性の観点からは、水又は海水へ分散させてから散布する方法が望ましい。散布方法としては、ひしゃく、散布機などによる散布、ドローンやヘリコプターなどによる空中散布などが例示される。
本発明の赤潮駆除方法は、酸化マグネシウム、特に上記平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ２／ｇ以上である酸化マグネシウムを含有する赤潮駆除剤を、赤潮が発生又はその可能性のある海域に散布することによって実施することができる。赤潮駆除剤を海に散布する方法としては、特に制限されないが、例えば、上記赤潮駆除剤を赤潮が発生しているか若しくは発生傾向のある海域（赤潮発生海域）又は赤潮が発生する可能性のある海域にそのまま散布してもよいし、水又は海水へ分散させてから散布してもよい。分散性の観点からは、水又は海水へ分散させてから散布する方法が望ましい。散布方法としては、ひしゃく、散布機などによる散布、ドローンやヘリコプターなどによる空中散布などが例示される。
また、本発明の赤潮駆除剤を例えば、木材などに含浸させたり、布状物などに入れたりするなど、任意の支持体に担持させたものを、対象水域の水中に浸漬・滞留させておくこともできる。このように、赤潮駆除剤を徐々に海水に放出するように調整することで（徐放化）、赤潮原因となる藻の異常増殖を抑制して、赤潮発生を予防することが可能である。なお、支持体としては、上記例示されたものに特に制限されず、他にも、網、縄、錘、浮きなどの漁具などを例示することができる。
本発明の赤潮駆除剤の海への散布量は、海域における赤潮の発生の状況や目的（予防又は発生制御）などによっても異なるが、通常、海域の単位面積に対して酸化マグネシウムが５０〜２００ｇ／ｍ２程度となるような割合で、１〜３日に１回程度供することができる。例えば、赤潮駆除剤として、酸化マグネシウム粉末をそのまま使用する場合、海域１ｍ２に対して上記粉末を５０〜２００ｇ程度の割合で、１〜３日に１回供することができる。
本発明の赤潮駆除剤は、赤潮を構成するプランクトンに付着してプランクトンを沈降させるとともにプランクトンの細胞を破壊する効果を有するため、通常赤潮が発生している海域の単位面積あたりの散布量として施工される。
本発明の赤潮駆除剤は、赤潮を構成するプランクトンに付着してプランクトンを沈降させるとともにプランクトンの細胞を破壊する効果を有するため、通常赤潮が発生している海域の単位面積あたりの散布量として施工される。
なお、赤潮が発生している場合や発生傾向がある場合は、毎日使用することが好ましいが、赤潮の発生を予防する目的においては、２〜３日に１回程度の使用でもよい。
本発明の赤潮駆除剤は、即効性を有するという非常に優れた特性を有するため、本発明の赤潮駆除方法としては、特に、すでに赤潮が発生している海域に散布することに適している。
本発明の赤潮駆除方法において、対象となる赤潮は、特に制限はないが、一般に赤潮の原因となるプランクトンとして知られているシャトラネ・マリナ、ヘテロシグマ・アカシオ、カレニア・ミキモトイなどの種々の植物性プランクトンに特に効果を奏する。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではなく、また、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
まず、本実施例で用いた赤潮駆除剤の測定方法を示す。
［化学組成］
恒量にした磁製ルツボにサンプル１０〜２０ｇ程度を精秤後、箱型電気炉にて１０００℃で３時間加熱して強熱減量を求めた。また、強熱減量後のサンプルをＩＣＰ発光分光分析により各化学成分を測定した。よって、下記表１に示す水酸化マグネシウムの含有量は水分などの揮発成分を除いた酸化マグネシウム基準の化学組成である。
［化学組成］
恒量にした磁製ルツボにサンプル１０〜２０ｇ程度を精秤後、箱型電気炉にて１０００℃で３時間加熱して強熱減量を求めた。また、強熱減量後のサンプルをＩＣＰ発光分光分析により各化学成分を測定した。よって、下記表１に示す水酸化マグネシウムの含有量は水分などの揮発成分を除いた酸化マグネシウム基準の化学組成である。
［平均粒子径］
試料をイオン交換水に投入し、超音波分散処理を３０秒間行なった後、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＭＴ３３００ＥＸII マイクロトラック・ベル(株)製）を用いて粒度分布を測定して求めた。
試料をイオン交換水に投入し、超音波分散処理を３０秒間行なった後、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＭＴ３３００ＥＸII マイクロトラック・ベル(株)製）を用いて粒度分布を測定して求めた。
［ＢＥＴ比表面積の測定］
ＢＥＴ比表面積測定装置（ＭＯＵＮＴＥＣＨ社製、Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ ｍｏｄｅｌ−１２１０）の試料充填セルに、試料を約０．３ｇ入れ、２００℃の温度で１５分間加熱して付着水を除去した後、ＢＥＴ１点法により測定した。
ＢＥＴ比表面積測定装置（ＭＯＵＮＴＥＣＨ社製、Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ ｍｏｄｅｌ−１２１０）の試料充填セルに、試料を約０．３ｇ入れ、２００℃の温度で１５分間加熱して付着水を除去した後、ＢＥＴ１点法により測定した。
（比較例１：水酸化マグネシウム粉末の製造）
海水（マグネシウム濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）の脱炭酸処理を行なって、海水中の炭酸濃度を１ｍｇ／Ｌとした。上記脱炭酸海水に、水酸化カルシウム（粒径：３５０メッシュ以下）の濃度が１５質量％の石灰精製乳（水酸化カルシウムスラリー）を、海水中のマグネシウム１００モルに対してカルシウム量８４モルとなる量にて添加して、水酸化マグネシウムを生成した。次いで、シックナーを用いて水酸化マグネシウムを沈降濃縮して、濃度３５質量％の水酸化マグネシウムスラリーを得た。この水酸化マグネシウムスラリーを工業用水で洗浄し、再度シックナーにて濃度３５質量％に濃縮した。この水酸化マグネシウムスラリーをろ過脱水した後、２００℃の温度で乾燥後解砕して比較例１に係る水酸化マグネシウム粉末を得た。この水酸化マグネシウム粉末の各物性を表１に示す。
海水（マグネシウム濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）の脱炭酸処理を行なって、海水中の炭酸濃度を１ｍｇ／Ｌとした。上記脱炭酸海水に、水酸化カルシウム（粒径：３５０メッシュ以下）の濃度が１５質量％の石灰精製乳（水酸化カルシウムスラリー）を、海水中のマグネシウム１００モルに対してカルシウム量８４モルとなる量にて添加して、水酸化マグネシウムを生成した。次いで、シックナーを用いて水酸化マグネシウムを沈降濃縮して、濃度３５質量％の水酸化マグネシウムスラリーを得た。この水酸化マグネシウムスラリーを工業用水で洗浄し、再度シックナーにて濃度３５質量％に濃縮した。この水酸化マグネシウムスラリーをろ過脱水した後、２００℃の温度で乾燥後解砕して比較例１に係る水酸化マグネシウム粉末を得た。この水酸化マグネシウム粉末の各物性を表１に示す。
（実施例１：酸化マグネシウム粉末の製造）
上記比較例１で得られた水酸化マグネシウム粉末をロータリー型外熱キルンを用いて、８００℃の温度で３０分間焼成して実施例１に係る酸化マグネシウム粉末を得た。この酸化マグネシウム粉末の各物性を表１に示す。
上記比較例１で得られた水酸化マグネシウム粉末をロータリー型外熱キルンを用いて、８００℃の温度で３０分間焼成して実施例１に係る酸化マグネシウム粉末を得た。この酸化マグネシウム粉末の各物性を表１に示す。
（実施例２：酸化マグネシウム粉末の製造）
上記比較例１で得られた水酸化マグネシウム粉末をロータリー型外熱キルンを用いて、５３０℃の温度で３０分間焼成して実施例２に係る酸化マグネシウム粉末を得た。この酸化マグネシウム粉末の各物性を表１に示す。
上記比較例１で得られた水酸化マグネシウム粉末をロータリー型外熱キルンを用いて、５３０℃の温度で３０分間焼成して実施例２に係る酸化マグネシウム粉末を得た。この酸化マグネシウム粉末の各物性を表１に示す。
（赤潮駆除試験）
まず、赤潮が発生している海域の中層（５ｍ±２ｍ）の海水を採水器にて採取し、赤潮プランクトンに影響が無いようにゆっくりと混ぜ合わせた後、５００ｍｌビーカーに５００ｍｌ分取した。赤潮プランクトンが浮遊する海水をスターラーにて低い強度でプランクトンが分散する程度に攪拌をした状態を維持し供試海水とした。
まず、赤潮が発生している海域の中層（５ｍ±２ｍ）の海水を採水器にて採取し、赤潮プランクトンに影響が無いようにゆっくりと混ぜ合わせた後、５００ｍｌビーカーに５００ｍｌ分取した。赤潮プランクトンが浮遊する海水をスターラーにて低い強度でプランクトンが分散する程度に攪拌をした状態を維持し供試海水とした。
次に、実施例１に係る赤潮駆除剤として、実施例１で製造した酸化マグネシウム粉末１０ｇとプランクトンが発生していない海水を入れて１００ｍｌとし、１０Ｗ／Ｖ％濃度の懸濁液を作成した。酸化マグネシウム粉末が沈降しないように撹拌したビーカーから懸濁液を７．５ｍｌ採取して、供試海水５００ｍｌに投入した。この添加量はビーカーの開口面積（海域の面積に相当）当たり１００ｇ／ｍ２となる量である。その後、軽く攪拌した後に静置して試水とした。試水から経過時間毎に０．０５ｍｌサンプリングし、試水中の赤潮プランクトンの個体数を測定した。
赤潮プランクトンの個体数は、ビーカーの液面から約１〜３ｃｍの位置をマイクロピペットにより０．０５ｍｌを分取した試水を、界線入りスライドグラス上に滴下し、１８ｍｍ角のカバーガラスをかけたものを計測した。スライドグラスとカバーガラスの間の赤潮プランクトンを１００倍率の拡大鏡にて全部を計測した。その後、計測値を２０倍して、試水１ｍｌ中の赤潮プランクトンの個体数（細胞密度）として算出した。（例えば、０．０５ｍｌの計測値５００の場合、５００×２０＝１０，０００ｃｅｌｌｓ／ｍｌ）
なお、酸化マグネシウム懸濁液添加前の供試海水の赤潮プランクトンの個体数を測定し０分の値とし、（１−各経過時間の赤潮プランクトン個体数／０分の赤潮プランクトン個体数）×１００として減少率を算出した。結果を表２に示す。
また、実施例１の酸化マグネシウム粉末を比較例１の水酸化マグネシウムに代え、同様に減少率を算出した。結果を表２に示す。
表２より、実施例１は比較例１と比べて、５分後の減少率が大幅に向上しており、即効性が高いことがわかった。また、比較例１では、１５分後には一部の赤潮プランクトンが活性を取戻し赤潮の細胞密度が増加してしまっているのに対し、実施例１では、１５分後の減少率が９８％減とほぼすべての赤潮プランクトンを駆除できており、駆除効率が非常に良いことがわかった。
Claims (6)
- 平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ2／ｇ以上である粉末状の酸化マグネシウムを含有することを特徴とする赤潮駆除剤。
- 赤潮駆除剤に含まれる全マグネシウム化合物に対する前記酸化マグネシウムの割合が、５０質量％以上であることを特徴とする請求項１記載の赤潮駆除剤。
- 赤潮が発生している海域に、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ2／ｇ以上である粉末状の酸化マグネシウムを含有する赤潮駆除剤を散布することを特徴とする赤潮駆除方法。
- 前記赤潮駆除剤に含まれる全マグネシウム化合物に対する前記酸化マグネシウムの割合が、５０質量％以上であることを特徴とする請求項３記載の赤潮駆除方法。
- 赤潮が発生している海域に、平均粒子径が０．１〜１０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が１５ｍ2／ｇ上である粉末状の酸化マグネシウムを散布することを特徴とする赤潮駆除方法。
- 前記赤潮が、植物性プランクトンであることを特徴とする請求項３乃至５いずれか記載の赤潮駆除方法。
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