JP6859360B2 - 赤潮を除去するための改質粘土法の使用を最適化する実施方法 - Google Patents
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Description
上述の目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決策を採用する:
1)藻類並びに藻類及び改質粘土の間で形成されるフロック粒子のリアルタイムの状態指標と、現場において監視されるブルーム及び凝集の特徴に従ったHAB処理のための標準化された値格付けシステムとを構築すること(表1参照);
2)状態指標値に従って標準化された値格付けシステムを確認することによって現場藻類ブルーム状態を表す対応するグレードコードを得ること;
3)改質粘土を用いるHAB処理のために最適化された作業ソリューション(表3参照)を得るために、上述のグレードコードをエキスパートシステム(表2参照)と比較すること。
HAB分布特性は、D、C及びGそれぞれの対応するコードを有する3つのタイプ、すなわち、断片的分散、帯状、濃密分布に分類される。HABは通常、局所的な水流又は潮に従って様々に振る舞い;
異常増殖した生物の細胞形態は、S及びNの対応するコードを有する球形又は非球形の形態に分けられる。球形又はほぼ球形の形状が、異常増殖した種において優勢である。細胞の外側には硬質の膨らみ又は補助的オルガネラが存在するが、細胞径に対するそれらのサイズが1/2未満である場合、生物は球体とみなされる。それ以外の場合、生物は非球形細胞とみなされ;
藻類の細胞サイズは小、中及び大に分けられ、対応するコードはL、M及びNであり、小サイズは、生物の細胞径が15μm未満であることを意味し;中サイズは、生物の細胞径が15〜100μmであることを意味し;大サイズは、生物の細胞径が100umよりも大きいことを意味し;
生物の運動能力は、低、中及び高に分けられ、対応するコードはL、M及びHであり、低能力は、生物が運動能力を持たないこと、及び水流などの作用下で懸濁することを意味し;中能力は、生物が運動能力を持たないが、走光性によって懸濁すること、又は低い浮遊性を有することを意味し;高能力は、有害藻類ブルーム生物が高い浮遊性を有することを意味し;
改質粘土フロックの粒径は小、中及び大に分けられ、対応するコードはL、M及びHであり、小粒径は、中央粒径(D50)が生物の細胞径より小さいことを意味し;中粒径は、中央粒径(D50)が、生物の細胞径の1〜5倍であることを意味し;大粒径は、中央粒径(D50)が、生物の細胞径の5倍を超えることを意味する。
改質粘土法の最適化された利用によって有害藻類ブルームを排除する作業ソリューションのためのスクリーニング法が提供される。本方法は、リアルタイムでサイトにおいて観察された水塊内の有害藻類ブルーム生物及び改質粘土凝集塊の特徴に基づく、改質粘土を使用して有害藻類ブルームを排除する作業を導くためのエキスパートシステムのプログラムされた決定の後、改質粘土の散布作業のための最適化されたソリューションを提案し、それによって改質粘土法を使用して有害藻類ブルームを処理するサイト実施の間に微調整及びプログラミングを改善し、改質粘土法を使用して有害藻類ブルームを処理する現場作業効率の向上を容易にし、自動構築に向けた有害藻類ブルーム防止及び処理プロジェクトの開発の基盤を提供する。
本発明の目的、技術的解決策及び利点をより明確にするために、実施形態によって本発明を以下でさらに詳細に説明する。この目的のために記載される具体的な実施形態は本発明を説明するためだけに使用され、本発明を限定するために使用されないものと理解されるべきである。
有害藻類ブルームのヘテロシグマ カルテレ(Heterosigma carterae)は、中国の沖合養殖域において一般的な有害藻類ブルーム生物である。これは、顕微鏡による顕微鏡観察によって細胞が楕円形であることが明らかである。それぞれ、蛍光法、計数法、分光光度法及びクロマトグラフィーを用いた測定による約8〜25μmの長さ及び約6〜15μmの幅を有する。ヘテロシグマ カルテレは高い浮遊性を有し、有害藻類ブルームが発生すると、多くの場合、海域全体に広がる。ヘテロシグマ カルテレ有害藻類ブルームは、青島のある沖合の入り江で発生する。水塊中のインビボでのクロロフィルの蛍光値は、サイトにおいてオンラインインビボ蛍光光度計(fluorimeter)によって監視され、30μg/Lよりも高い。表1を参照して、この海域内の有害藻類ブルームの格付け及び定量化コードが次の通り判定される:深刻な有害藻類ブルーム(H)、断片的分散(D)、球形細胞モノマー(S)、小細胞(L)及び高い浮遊性(H)。Bの文字が各指標の前に加えられている。ヘテロシグマ カルテレ有害藻類ブルームのコードは、上述の順序に従ってBHDSLHとして得られる。有害藻類ブルームコードBHDSLHで推奨される排除ソリューションは、表2において、番号332のCHHMとして照会される。改質粘土を散布するためのCHHMの作業ソリューションは、表3において次の通り照会される:散布方法は現場掃海及び降雨タイプである;散布強度は高頻度である;散布濃度は中である;ソリューションは、サイト作業において採用できる。
Claims (10)
- 異常増殖した藻細胞を改質粘土粒子によって凝集させて、より大きな粒子である改質粘土フロック粒子を形成し、該粒子が重力によって沈降し、上方の水塊から分離し、それによって異常増殖した過剰な藻類を除去する方法である改質粘土法の最適化された利用によって、海域における有害藻類ブルーム(HAB)の処理を実施して、該有害藻類ブルームを排除するための実施方法であって、
1)
藻類のリアルタイムの状態指標、
藻類及び改質粘土の間で形成される改質粘土フロック粒子のリアルタイムの状態指標、及び
現場において監視される有害藻類ブルームの特徴、及び現場において監視される改質粘土フロック粒子の特徴、に従った有害藻類ブルーム処理のための標準化された値格付けシステム、を構築する工程と;
2)
前記リアルタイムの状態指標値に従って、標準化された値格付けシステムを確認することによって、前記の現場において監視される有害藻類ブルームの特徴を表すグレードコードを得る工程と;
3)
前記改質粘土を用いる有害藻類ブルーム処理のために最適化された作業ソリューションとして提案された、初期作業ソリューションを得るために、上述のグレードコードをエキスパートシステムと比較する工程と;
4)
上述の工程3)によって得られた前記初期作業ソリューションに従って現場作業が実施されてから20〜30分後、処理された水中のクロロフィル蛍光及び改質粘土フロックのサイズ分布の格付けが決定され;
予備的処理効果が、前記クロロフィル蛍光の変化に従って判定され;
前記クロロフィル蛍光値が15%を超えて減少した場合、前記現場作業が、除去効率が15%未満になるまで、前記初期作業ソリューションに従って継続して実施され;
前記クロロフィル蛍光値が15%未満減少する場合、前記初期作業ソリューションが理想通りに効果的ではなく、決定された前記改質粘土フロックのサイズ分布の格付けを考慮して、新たな代替ソリューションが、上述のエキスパートシステムを再び使用したリアルタイムの観察結果に従って選ばれるべきであることを意味する工程と、
を含み、
有害藻類ブルームの前記リアルタイムの状態指標が、異常増殖した藻細胞の深刻度、分布特性、細胞形態、細胞サイズ及び運動能力を含み;
改質粘土フロック粒子の前記リアルタイムの状態指標が、改質粘土フロック粒子のサイズ分布を含み;
前記深刻度が、低、中及び高に格付けされ、低深刻度は、異常増殖した水の蛍光によって与えられるクロロフィルa(chl.a)濃度が15μg/L未満であることを意味し;中深刻度は、前記異常増殖した水の蛍光によって与えられるchl.a濃度が15〜30μg/Lであることを意味し;高深刻度は、前記水の蛍光によって与えられるchl.a濃度が30μg/Lよりも高いことを意味し;
前記分布特性が、局所的な水流又は潮に従って様々に振る舞う有害藻類ブルームを考慮して、断片的分散分布、水流又は潮と共に移動する帯状分布、水流の流れが不十分な目標海域に形成される濃密分布に格付けされ;
前記細胞形態が、球形又は非球形の形態に格付けされ;前記球形又はほぼ球形の形状が、異常増殖した種において優勢であり;前記細胞の外側には硬質の膨らみ又は補助的オルガネラが存在するが、細胞径に対するそれらのサイズが1/2未満である場合、前記藻細胞は球形とみなされ;それ以外の場合、前記藻細胞は非球形とみなされ;
前記細胞サイズが、小、中及び大に格付けされ、小サイズは、前記藻細胞の細胞径が15μm未満であることを意味し;中サイズは、前記藻細胞の細胞径が15〜100μmであることを意味し;大サイズは、前記藻細胞の細胞径が100μmよりも大きいことを意味し;
前記運動能力が、低、中及び高に格付けされ、低能力は、前記藻細胞が運動能力を持たないこと、及び水流の作用下で懸濁することを意味し;中能力は、前記藻細胞が運動能力を持たないが、走光性によって懸濁すること、又は低い浮遊性を有することを意味し;高能力は、前記藻細胞が高い浮遊性を有することを意味し;
前記改質粘土フロック粒子のサイズ分布が、小、中及び大に格付けされ、小粒径は、中央粒径(D50)が、前記藻細胞の細胞径より小さいことを意味し;中粒径は、中央粒径(D50)が、前記藻細胞の細胞径の1〜5倍であることを意味し;大粒径は、中央粒径(D50)が、前記藻細胞の細胞径の5倍を超えることを意味し;
前記エキスパートシステムが、前記グレードコードに対して、散布方法、散布強度、及び散布濃度を含む、改質粘土と有害藻類ブルーム藻細胞との間の効率的な凝集を起こさせるための最適化された作業ソリューションを提案するシステムであり、
前記散布方法は、改質粘土が予備混合された海水を、有機藻類ブルームの水塊の表面に散布する方法であり、
前記散布強度は単位時間内に同じ水面に改質粘土を繰り返し散布する回数を含み、前記散布濃度は、海水と予備混合された改質粘土の濃度を意味する、実施方法。 - 前記リアルタイムの状態指標が、有害藻類ブルームの特徴である有害藻類ブルーム種、及び改質粘土フロック粒子の特徴である改質粘土フロック粒子の濃度を更に含む、請求項1に記載の実施方法。
- 前記散布強度が更に、同じ水面での作業時の継続時間、作業間隔を含む、請求項1または2に記載の実施方法。
- リアルタイムの状態指標及び標準化された値格付けシステムが、水中の有害藻類ブルーム及び改質粘土フロックのすべての指標値を計算した後に、前記指標値を格付けすることによって設計される、請求項1に記載の実施方法。
- 対応するグレードコードの順序が、有害藻類ブルーム藻細胞及び改質粘土フロックの決定された特徴指標の順序と一致する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の実施方法。
- 前記エキスパートシステムが、グレードコード及び有害藻類ブルームの対応する特徴グレード及び対応する作業ソリューションコードを含む作業ソリューションを得るために使用される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の実施方法。
- 前記作業ソリューションコードが、改質粘土を散布するための具体的な作業ソリューションに対応し、
前記具体的な作業ソリューションには、散布方法として、降雨散布、注入散布または耕起散布が提案される、請求項6に記載の実施方法。 - 前記作業ソリューションコードが、改質粘土を散布するための具体的な作業ソリューションに対応し、
前記具体的な作業ソリューションには、散布方法として、
前記有害藻類ブルームの分布特性が断片的分散分布の場合、現場掃海及び降雨散布を提案し、
前記有害藻類ブルームの分布特性が帯状分布の場合、追跡及び降雨散布を提案し、
前記有害藻類ブルームの分布特性が濃密分布の場合、局所集中及び降雨散布を提案する、請求項6または7に記載の実施方法。 - 前記作業ソリューションコードが、改質粘土を散布するための具体的な作業ソリューションに対応し、
前記具体的な作業ソリューションには、散布強度及び散布濃度の格付け指定が含まれ、
前記散布強度の格付け指定では、低、中、高の散布回数のいずれかの格付けが指定され、低頻度は2回/時間より少なく、中頻度は2〜5回/時間であり、高頻度は5回/時間より多いことを意味し;
前記散布濃度の格付け指定では、低、中、高の濃度のいずれかの格付けが指定され、低濃度は100g/L未満であり、中濃度は100〜200g/Lであり、高濃度は200g/Lよりも高いことを意味する、請求項6〜8のいずれか一項に記載の実施方法。
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