JPH05228456A

JPH05228456A - 水管内などにおける生物の付着防止方法

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Publication number: JPH05228456A
Application number: JP3496692A
Authority: JP
Inventors: Mikio Watanabe; 美喜男渡辺; Shinichi Tominaga; 真一富永; Shigenori Onizuka; 重則鬼塚; Kingo Hayashi; 錦吾林
Original assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【構成】水管内などにおいて大型水生付着生物の浮遊
生活期幼生にエキシマレーザーを照射することを特徴と
する、水管内などにおける生物の付着防止方法である。【効果】原子力発電所、火力発電所または各種工場に
おける冷却水系などの水管を通流する水生生物含有水に
レーザーを照射するので、ムラサキイガイ、カキなどの
貝類やフジツボ類などの大型水生付着生物の浮遊生活期
幼生ないしは成体が、機器、配管および冷却水管に付
着、成長および繁殖するのを確実に防止することができ
る。また、レーザーとして広い波長域（１００〜６５０
ｎｍ）を有するエキシマレーザーを用いるので、対象生
物の種類に応じてエキシマレーザーの波長を特定の値に
設定することにより、その生物に特異的ともいえる殺傷
等のダメージ効果を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大量の淡水または海
水を利用している原子力発電所、火力発電所または各種
工場における冷却水系などの機器、配管、水管（これら
を総称して「水管」と呼ぶ）において、ムラサキイガ
イ、カキなどの貝類やフジツボ類などの大型水生付着生
物の浮遊生活期幼生ないしは成体が水管の内面に付着
し、成長および繁殖することを防ぐ水生生物の付着防止
方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術および解決すべき課題】大量の淡水または海
水を用いる発電所や工場では、取水管その他の水管に上
記のような水生生物が付着して繁殖し流路面積を狭め
る。例えば、大量の海水を冷却水として利用している原
子力発電所または火力発電所では、水生生物が機器、配
管および冷却水管に付着し、これが成長して繁殖するこ
とにより、取水量の減少、熱交換器やポンプなどの効率
低下および損傷などの各種障害を引き起こしている。そ
のため、上記のような付着性を有する各種水生生物の付
着、成長および繁殖を防止することが必要である。

【０００３】従来行われてきた水生生物の付着防止方法
には、化学的処理方法、物理的処理方法および機械的処
理方法がある。これらを以下にまとめる。

【０００４】先ず、化学的処理方法としては、過酸化水
素や次亜塩素酸などを用いる薬液注入法、、防汚塗装、
電解法および銅イオン法などがある。しかし、これらの
方法に共通する問題として、使用する化学物質あるいは
生成した化学物質の毒性が指摘され、この毒性による環
境汚染が問題視されている。

【０００５】つぎに、物理的処理方法としては、温水処
理法、淡水処理法、温風干出処理法、電撃法、超音波
法、紫外線照射法などがある。しかし、温水処理法、淡
水処理法および温風干出処理法を実施する際には、冷却
水系を一時停止させなければならないが、冷却水系を一
時停止させることは発電プラントなどでは大きな問題で
ある。また、電撃法では、水管内全域に約８００Ｖ／ｃ
ｍ程度の電界強度を必要とし、連続処理による消費電力
は多大である。超音波法では、水管壁を損傷する可能性
がある。

【０００６】機械的処理方法には、マイクロストレーナ
ーによる幼生の進入防止法、水中ロボットによる付着貝
類などの除去法、スポンジボールやウォータージェット
による付着幼生の除去法、さらには工具などを使用して
の人手による作業法などがある。しかし、これらの方法
では、装置の大型化、繁雑なメンテナンスの必要性、細
配管内の処理法としての不適性および多大の作業労力と
時間が問題であり、また除去後に生ずる水生生物を主体
とした廃棄物の処理にも苦慮している。

【０００７】このように、従来の技術では様々の問題が
あるため、新技術の開発が切望されている。

【０００８】レーザー照射は、生物ないしは生体に対
し、その光エネルギーを対象物の一点に集中照射できる
特性から、臨床医学分野では外科手術などに利用されて
いるが、水中における生物の付着防止への利用例はな
い。

【０００９】この発明の目的は、従来技術の上記の如き
問題を全て克服することができる水生生物の付着防止方
法を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成すべく工夫されたもので、水管内などにおいて大型水
生付着生物の浮遊生活期幼生にレーザーを照射するに当
たり、特定のレーザーを用いることによって、特定の水
生生物に対し効果的なレーザー照射をなし得、水生生物
の殺傷能力を高めることができるという知見を得て完成
されたものである。

【００１１】すなわち、この発明による水生生物の付着
防止方法は、水管内などにおいて大型水生付着生物の浮
遊生活期幼生にレーザーを照射するに当たり、エキシマ
レーザーを用いることを特徴とするものである。

【００１２】より詳細には、この発明は、大量の淡水ま
たは海水を利用している原子力発電所、火力発電所また
は各種工場において、冷却系などの機器、配管および水
管内に単一または複合のレーザービームを水流方向に平
行または水流方向に対し垂直に照射し、水中の大型水生
付着生物の浮遊生活期幼生およびその成体を死滅させま
たはその生活力を弱らしめるに当たり、レーザーとして
エキシマレーザーを用いる方法である。

【００１３】大型水生付着生物の代表例は、ムラサキイ
ガイ、カキなどの貝類やフジツボ類などの水生生物であ
る。

【００１４】使用可能なレーザーは、同種２原子からな
るエキシマレーザー、たとえばＸｅ₂（１７３ｎｍ）、
Ｋｒ₂（１４５．７ｎｍ）、Ａｒ₂（１２６．１ｎｍ）
など、異種２原子からなるエキシマレーザー、たとえば
ＫｒＦ（２４８．５ｎｍ、２４９．５ｎｍ）、ＸｅＦ
（３５３．１ｎｍ、３５１．１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０
８ｎｍ）、エキシマからのエネルギー移動を用いたも
の、たとえばＨｅ−Ｎ（４２７．５ｎｍなどである。Ｘ
ｅＣｌ（３０８ｎｍ）からなるエキシマレーザーが特に
好ましい。

【００１５】レーザー照射が水生生物に対して殺傷作用
を生じる主たる要因としては、レーザーの波長、照射単
位面積当たりの光エネルギーなどが挙げられる。エキシ
マレーザーの波長域は１００〜６５０ｎｍと極めて広
い。

【００１６】

【作用】レーザービームによる水生生物の殺傷および生
活力低下のメカニズムについて述べる。水流方向に平行
あるいは水流方向に対し垂直（たとえばスクリーン状）
にレーザーを照射すると、水中に浮遊もしくは生息して
いる水生生物、たとえばムラサキイガイ、カキなどの貝
類やフジツボ類などの大型水生付着生物の浮遊生活期幼
生ないしは成体にレーザーが直接的に当たる。その結
果、レーザーエネルギーが生体に吸収され、生体が凝固
および炭素化され、生体の表皮、真皮、生体内部の組織
および各器官の壊死ないしは損傷が起こり、それが原因
で水生生物の死滅および生活力の低下が引き起こされ、
水管の内面への付着能が破壊される。

【００１７】また、この発明では、レーザーとして広い
波長域（１００〜６５０ｎｍ）を有するエキシマレーザ
ーを用いるので、対象生物の種類に応じてエキシマレー
ザーの波長を特定の値に設定することにより、その生物
に特異的ともいえる殺傷等のダメージ効果を与えること
ができる。

【００１８】このように、対象生物の種類に応じてその
生物に特異的なダメージ効果を与えることができる作用
機序は、明確ではないが、対象生物の体色とレーザーの
波長との間に、特にレーザー吸収性、透過性の特異的な
関係があるためと考えられる。

【００１９】

【実施例】この発明の実施例を説明する。

【００２０】実施例初めに、この実施例に供した水生生物について述べる。

【００２１】実験用の水生生物としては、代表的な大型
付着生物であるムラサキイガイ(Mytilus sp.) の浮遊生
活期幼生を用いた。ムラサキイガイは代表的な水生付着
生物であり、その浮遊生活期幼生は、成貝から受精卵を
得、これを実験実施まで人工的に飼育したものである。
そのため、この実験生物では、一般に生物実験において
問題視される、供試生物の条件の不安定性から生じるデ
ータの非再現性について問題がなく、データの信頼性が
高い。

【００２２】つぎに、この実施例で用いた実験装置の構
造について図１に従って説明する。

【００２３】供試生物(A) が濾過海水と共に海水タンク
(1) に蓄えられている。この水生生物含有海水は海水タ
ンク(1) から注入管(2) を経て照射水管(3) の一端部に
注入され、照射水管(3) を他端部へ流れ他端部から排出
管(4) を経て排水タンク(6)に排出される。照射水管(3)
への海水注入量は実験中一定量に保持され、水生生物
含有海水は同管内を一定流速で同一方向に流れ、これに
従って水生生物も水流方向に流れていく。照射水管(3)
の一端壁にはレーザービーム入射窓(5) が設けられてい
る。照射水管(3) の入射窓(5) 側の軸線延長上には、エ
キシマレーザー発振器(7) が設置されている。

【００２４】上記構成の実験装置において、エキシマレ
ーザー発振器(7) からレーザービーム(8) がレーザービ
ーム入射窓(5) を経て照射水管(3) の内部に入光し、管
内の水生生物含有海水に水流方向に平行に照射されてい
る。照射水管(3) 内部においてレーザー照射された海水
中の供試生物は、海水と共に排出管(4) より排出され、
観察用の排水タンク(6) に回収される。回収した供試生
物(A) は光学顕微鏡下で観察され、その死滅数が調べら
れる。

【００２５】エキシマレーザーとして、ＸｅＣｌ（３０
８ｎｍ）からなるエキシマレーザーを用いて実験を行
い、供試生物の死滅数を調べた。

【００２６】比較例レーザー照射を行わない点を除いて、実施例と同じ操作
を行い、供試生物(A)の死滅数を調べた。

【００２７】実施例および比較例の観測結果を表１にま
とめて示す。

【００２８】

【表１】表１からわかるように、ムラサキイガイ幼生に対してエ
キシマレーザー照射が効果的なダメージを与えることが
できた。

【００２９】

【発明の効果】この発明の水生生物の付着防止方法によ
れば、原子力発電所、火力発電所または各種工場におけ
る冷却水系などの水管を通流する水生生物含有水にレー
ザーを照射するので、ムラサキイガイ、カキなどの貝類
やフジツボ類などの大型水生付着生物の浮遊生活期幼生
ないしは成体が、機器、配管および冷却水管に付着、成
長および繁殖するのを確実に防止することができる。

【００３０】また、この発明では、レーザーとして広い
波長域（１００〜６５０ｎｍ）を有するエキシマレーザ
ーを用いるので、対象生物の種類に応じてエキシマレー
ザーの波長を特定の値に設定することにより、その生物
に特異的ともいえる殺傷等のダメージ効果を与えること
ができる。

【００３１】さらにこの発明によりつぎのような効果が
発揮される。

【００３２】水生生物の付着防止の作用機序は化学的処
理によるものではなく物理的処理すなわちレーザー照射
によるものであるので、化学物質による環境への影響は
ない。

【００３３】レーザー照射を継続することにより、水生
生物に対する殺傷ダメージ効果を安定的に生じさせるこ
とができ、ダメージ効果が経時的に減退することがな
い。

【００３４】水生生物の付着防止方法に用いる装置は全
体にコンパクトであり、その設置空間が小さくて済む。
また装置の繁雑なメンテマンスも必要でない。

【００３５】ある特定の生物種のみに、選択的レーザー
照射が可能である。

【００３６】付着性水生生物を幼生段階で処理するた
め、生物廃棄量が極めて少なく、公害上の問題を起こす
こともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いた実験装置を示す概略図である。

【符号の説明】

(1) …海水タンク (2) …注入管 (3) …照射水管 (4) …排出管 (5) …入射窓 (6) …排水タンク (7) …エキシマレーザー発振器 (8) …レーザービーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鬼塚重則大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者林錦吾大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水管内などにおいて大型水生付着生物の
浮遊生活期幼生にエキシマレーザーを照射することを特
徴とする、水管内などにおける生物の付着防止方法。