JPS637837B2 - - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J45/00—Ion-exchange in which a complex or a chelate is formed; Use of material as complex or chelate forming ion-exchangers; Treatment of material for improving the complex or chelate forming ion-exchange properties
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
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Description
本発明は、水族槽（水生動物、水生植物の飼
養、栽培用の水槽）・池、流水、水生動物用の循
環装置または輸送容器あるいは養魚場用の水の処
理方法に関する。 魚類およびその他の水生生物、特に熱帯の湖沼
から由来した水族槽の魚および生物は、それらの
生育条件がそれらの自然環境に実質的に適合して
いるときにのみ繁殖させることができる。調節し
やすい温度のほかに、水の組成、特に水族槽中の
水の組成が動物および植物の健康状態のみならず
飼育および栽培の成功するか否かについて決定的
に重要なことである。 ドイツ特許第2221545号明細書から、ある種の
陽イオンは魚の粘膜およびえらに積極的な作用を
及ぼしうることが知られており、これらの金属イ
オンをエチレンジアミンテトラ酢酸（EDTA）
によつてキレート錯体に交換することが提案され
た。なる程、このようにして、所望のいかなる水
道水でも、比較的長時間の慣らし期間を置くこと
なく、敏感な水族槽の魚をその中に入れることが
できるように処理することを可能にするところ
の、水族槽用の水の或る程度の“無毒化”が達成
されうる。それにもかかわらず、存在する有毒な
金属イオン、特に遷移元素のイオンを全部マスキ
ングするのに十分な量でEDTAを添加した場合
においても、望んだ程の成功が必ずしも達成され
るというわけではない。水中の金属の含量が広範
囲に変動する場合には、このことは特に問題とな
る。 本発明者らは、その理由は上記のマスキングに
もかかわらず残存している妨害金属イオンの生物
利用性（bio−availability）に存し、それは非常
に敏感な種類の魚の場合に特に否定的な効果を与
えかつ飼育の成功を完全に妨げることがあること
を見出した。 本発明者らは、多くの種類の魚は、水の全硬度
の絶対値に敏感であるのみならず、すなわち、マ
グネシウムおよびカルシウムのイオンの全濃度に
反応するのみならず、また驚くべきことには、カ
ルシウムおよびマグネシウムのイオンの正確なモ
ル比の存在が決定的に重要であることもまた見出
した。更に、水の炭酸塩の硬度およびPH値が重要
な役割を演ずる。 前記のパラメーターの正確な調整および有毒な
微量元素の選択的除去は、水族槽中の動物の健康
にとつて顕著な重要性が従来認められていなかつ
たという事実とは全く異なつて、従来養魚業者の
範囲外であつた。 水中に生息する植物および動物にとつて最適の
生息条件が提供されるように、水および特に水族
槽用の水を、その組成が自然の環境におけるそれ
に一致するように、処理することが本発明の目的
である。 本発明者らは、この度、ある種の陽イオン交換
樹脂は、特に安定な遷移金属錯体を形成すること
ができ、従つて有毒な微量元素の選択的除去に理
想的に適しており、そして簡単な手段で所望の自
然のイオンの組成を有する水族槽用の水を調製し
かつ維持することができることを見出した。この
場合、水の組成は、自然水には存在しない添加剤
を使用することなく、その中に生息する種類の魚
の必要条件に正確に調整されうる。 本発明に従つて使用されうるイオン交換樹脂
は、ヘリング（R.Hering）による論文、“キレー
ト形成イオン交換体”（Chelatbildende
Ionenaustauscher、Akademie Verlag、Berlin、
1967）に記載されており、特に好ましい樹脂は、
この論文の第36頁以下に記載されたIDE樹脂、例
えば錯体形成基としてポリビニル−Ｎ−ベンジル
イミジノ酢酸基を含有するものである。 本発明に従つて使用されるべきイオン交換樹脂
の有利な性質は、水素イオン、アルカリ金属イオ
ン、アルカリ土類金属イオンおよび遷移金属に対
するそれらの変動する親和力に左右される。これ
らのイオン交換樹脂は、遷移金属イオン、例えば
亜鉛、カドミウム、水銀、銅および鉄のイオンに
対して特に高い親和力を有する。マグネシウムお
よびカドミウムイオンに対するそれらの親和力は
より小さいがなお比較的強く、それに反してアル
カリ金属イオンとは、そして特にナトリウムイオ
ンとは極めてゆるい結合力しか形成されない。こ
の特殊な親和力の分布は、下記のことを可能にす
る： (1) 存在する他のイオンに影響を及ぼしまた及ぼ
さずに遷移金属の痕跡を除去すること； (2) カルシウムおよびカルシウムイオンの濃度を
増加または減少させることにより、ならびに
Mg++／Ca++イオン比を移動させることにより
全硬度に影響を及ぼすこと；および (3) ナトリウムおよびカリウムのイオン濃度を変
化させるかまたはナトリウム／カリウムイオン
の比を移動させること。 天然水の微量元素の濃度そして特に遷移金属の
濃度は、通常極めて小さい。淡水においてはすべ
ての遷移金属イオンの濃度の合計は、0.5ないし
1.0μモル／の範囲内であり、海水においてはそ
れは約0.5μモル／の最高値をとる。水族槽中に
生存するすべての生物は、これらの非常に低い濃
度に適合している。従つて、それらはそれらの濃
度から非常に異なつた濃度および特にかなり高い
濃度にはかろうじて耐えられるかまたは短期間し
か耐えられない。 すべての水族槽用の水の基礎は、最終的に水道
水であり、それはおそらく“巨視的”パラメータ
ー、例えばPH値、全硬度、炭酸塩硬度および／ま
たは全塩含量を変えるために適当に処理される。
しかしながら、遷移金属含量は、この場合多少影
響を受け、イオン比は所望の方向に移すことがで
きる。 世界保健機構（WHO）によつて規定された、
飲料水中の亜鉛、銅、鉄、カドミウムおよび水銀
のような最も重要な遷移金属のなお許容された限
界濃度は、合計約80ないし1000μモル／であつ
て非常に高いので、問題の生物に対する毒性の限
界は、一般に水族槽中でははるかに超えている。 しばしばすでに有毒性に作用する遷移金属の全
濃度に加えて、また銅：亜鉛のように、いくつか
の金属イオンのモル比がしばしば自然水中に存在
するモル比と非常に異なつているという事実もあ
る。このことは生理的に否定的な効果をもたらす
ので、更に複雑となる。水道水およびその他の新
鮮な水、例えば井戸水の中に見出されるべき遷移
金属の含量は、魚類およびより下級の動物；藻類
およびより高級の植物；および微生物の場合に、
おそらく急性ではないが、常に慢性の損傷をもた
らす。 従来、生物的自浄作用のために必要な微生物へ
の損傷は、特に、それに対応して水の条件を損な
い、従つて分解されない有機の分子、例えばアミ
ン類および／またはフエノール類、ならびに無機
の分子、例えばアンモニアまたは亜硝酸塩の陰イ
オンをもたらし、それによつて魚類およびその他
の生物に更に悪影響を及ぼす結果になることもま
た認められていなかつた。 従つて、有毒な微量元素を完全に除去し、しか
しながらそれによつて植物にとつて必須のイオ
ン、例えば鉄、亜鉛またはコバルトのイオンを次
に所望の量で、おそらく保護されたおよび／また
は安定化された形態で再び添加することができる
ということが重要である。 従来、邪魔な微量元素の選択的な除去はできな
かつた。というのは、通常のイオン交換樹脂を使
用することによつて、カルシウムおよびマグネシ
ウムのイオンの含量が同時に望ましくない仕方で
変化するからである。 本発明者らは、前記の型のイオン交換樹脂を用
いて水を処理するならば、遷移金属のイオンは、
選択的かつ定量的に除去されうることを見出し
た。 原則として、使用されたイオン交換樹脂がその
H+型で存在するかあるいはそれがアルカリ金属
またはアルカリ土類金属イオンで負荷されている
か否かということは重要なことではない。しかし
ながら、水の最終的な所望の組成は、正確に予め
定め、そして樹脂の負荷によつて調節することが
できる。 新鮮な水が本発明によつて処理され、水族槽用
に使用しうるように調整されたとしても、水族槽
を連続的に使用する場合においても遷移金属を水
から除去することがなお必要である。通常の状況
の下では、このことは保証されない。何となれ
ば、有毒な金属イオンは、水族槽の底部の材料、
その中に存在する装飾材料およびフレームからな
る水槽の場合にはその材料またはフイルターの材
料から連続的に放出されることがあるからであ
る。 更に、食料品、動物の排泄物からの生成物およ
び微生物の分解生成物ならびに植物またはその他
の生物体からの分解生成物は、すべての遷移金属
イオンの潜在的源泉である。 本発明者らの調査によれば、特に海水の水族槽
の場合には、遷移金属の濃度が次第に増加する傾
向がある。水族槽の占有度に応じて、約５ないし
6μモル／の濃度が次第に形成され、これは自
然の濃度の少くとも10倍を意味する。 このことから当然の結果として、以前に支持さ
れた専門家の意見と異なつて、微量元素を水族槽
用の水に連続的に供給することは必要ではなく、
自然の条件に一致した極めて低い水準の濃度を得
るために、むしろ遊離の遷移金属を連続的に除去
することが必要である。 もし、例えばカルシウムおよびマグネシウムの
イオンを特定の割合で負荷されたイオン交換樹脂
を使用するならば、その時は交換樹脂の累進的な
親和力によつて、微量元素は完全に除去され、カ
ルシウムおよびマグネシウムのイオンは、全濃度
が予め定められている場合には、所望のモル比が
達成されるまで交換され、その際微量元素の陰イ
オンの濃度が実質的な役割を演じないという前提
から出発することができる。他方、アルカリ金属
イオンの含量は影響を受けないままである。 かくして、本発明によれば、遷移元素のすべて
の陽イオンを選択的かつ定量的に除去し、そして
カルシウム、マグネシウムおよびアルカリ金属の
一定のモル比を同時に調整するという、水の処理
方法において、 遷移元素、 アルカリ土類金属、 アルカリ金属、 のイオンに対して上記のからまで顕著に次第
に減少する親和力を示す陽イオン交換樹脂をもつ
て水を処理するに際して、この樹脂が (a) 通常の淡水に一致する水を望むときには、カ
ルシウム対マグネシウムのモル比が200：１な
いし１：10のカルシウムおよびマグネシウムの
イオンで；または (b) 小なる全硬度および炭酸塩硬度を有する熱帯
の水に一致する水を望むときには、水素イオン
で；または (c) 低い全硬度と高い炭酸塩硬度とを有する水を
望むときには、ナトリウムイオンで；または (d) 海水に一致する水を望むときには、カルシウ
ム対マグネシウムのモル比が１：１ないし１：
２のカルシウムおよびマグネシウムイオンで、 負荷せしめられたものであることを特徴とする、
上記水の処理方法が提供される。 上記の(a)の場合に特に望ましいのは、35：１な
いし１：３の範囲であり、(d)の場合には、１：
1.6の範囲である。何となればこれらの範囲は、
対応する天然水の生理的条件に最も近くなるから
である。 しかしながら、例外的な場合には、いずれにし
ても極めて大きなモル比、例えば100：１ないし
１：100またはそれ以上といつたCa／Mgのモル
比に調整することができる。 例えば、１：10というCa／Mg比は、カルシウ
ムイオン１個について10個のマグネシウムイオン
が存在することを意味する。 本発明による上記方法を実施するために、 遷移金属； アルカリ土類金属； アルカリ金属； の陽イオンに対して次第に顕著に減少する親和力
を有し、そしてカルシウム対マグネシウムのモル
比が200：１ないし１：10のカルシウムおよびマ
グネシウムのイオンで負荷されている陽イオン交
換樹脂が使用される。 原則として、Ca／Mgイオンの比は、水族槽用
の水の場合には１：６（海水）と７：１（淡水）の
間で変動する。世界中で測定された平均的な淡水
は、2.2：１の比を有し、海洋からの塩水におけ
る正確なイオン比は１：5.561である。 もし例えば、亜鉛、カドミウムおよび／または
銅の高い含量および10：１のCa／Mg比を有する
水道水を通常の淡水（イオン比2.2：１）に調整
されたイオン交換樹脂で処理するならば、微量元
素は完全に除去され、そして非常に多くのカルシ
ウムイオンがマグネシウムイオンと交換されるの
で、約2.2：１の自然のアルカリ土類金属のモル
比を有する水が得られる。 平衡状態における水のCa／Mgのモル比と交換
樹脂との間の計算された相関関係は、容易には得
られない。種々のモル比におけるカルシウムおよ
びマグネシウムイオンを含有する水に対する陽イ
オン交換樹脂、例えばＮ−ベンジルイミノジ酢酸
型の樹脂による平衡の調整を示す簡単な一連の実
験を下記の第１表に示す：
養、栽培用の水槽）・池、流水、水生動物用の循
環装置または輸送容器あるいは養魚場用の水の処
理方法に関する。 魚類およびその他の水生生物、特に熱帯の湖沼
から由来した水族槽の魚および生物は、それらの
生育条件がそれらの自然環境に実質的に適合して
いるときにのみ繁殖させることができる。調節し
やすい温度のほかに、水の組成、特に水族槽中の
水の組成が動物および植物の健康状態のみならず
飼育および栽培の成功するか否かについて決定的
に重要なことである。 ドイツ特許第2221545号明細書から、ある種の
陽イオンは魚の粘膜およびえらに積極的な作用を
及ぼしうることが知られており、これらの金属イ
オンをエチレンジアミンテトラ酢酸（EDTA）
によつてキレート錯体に交換することが提案され
た。なる程、このようにして、所望のいかなる水
道水でも、比較的長時間の慣らし期間を置くこと
なく、敏感な水族槽の魚をその中に入れることが
できるように処理することを可能にするところ
の、水族槽用の水の或る程度の“無毒化”が達成
されうる。それにもかかわらず、存在する有毒な
金属イオン、特に遷移元素のイオンを全部マスキ
ングするのに十分な量でEDTAを添加した場合
においても、望んだ程の成功が必ずしも達成され
るというわけではない。水中の金属の含量が広範
囲に変動する場合には、このことは特に問題とな
る。 本発明者らは、その理由は上記のマスキングに
もかかわらず残存している妨害金属イオンの生物
利用性（bio−availability）に存し、それは非常
に敏感な種類の魚の場合に特に否定的な効果を与
えかつ飼育の成功を完全に妨げることがあること
を見出した。 本発明者らは、多くの種類の魚は、水の全硬度
の絶対値に敏感であるのみならず、すなわち、マ
グネシウムおよびカルシウムのイオンの全濃度に
反応するのみならず、また驚くべきことには、カ
ルシウムおよびマグネシウムのイオンの正確なモ
ル比の存在が決定的に重要であることもまた見出
した。更に、水の炭酸塩の硬度およびPH値が重要
な役割を演ずる。 前記のパラメーターの正確な調整および有毒な
微量元素の選択的除去は、水族槽中の動物の健康
にとつて顕著な重要性が従来認められていなかつ
たという事実とは全く異なつて、従来養魚業者の
範囲外であつた。 水中に生息する植物および動物にとつて最適の
生息条件が提供されるように、水および特に水族
槽用の水を、その組成が自然の環境におけるそれ
に一致するように、処理することが本発明の目的
である。 本発明者らは、この度、ある種の陽イオン交換
樹脂は、特に安定な遷移金属錯体を形成すること
ができ、従つて有毒な微量元素の選択的除去に理
想的に適しており、そして簡単な手段で所望の自
然のイオンの組成を有する水族槽用の水を調製し
かつ維持することができることを見出した。この
場合、水の組成は、自然水には存在しない添加剤
を使用することなく、その中に生息する種類の魚
の必要条件に正確に調整されうる。 本発明に従つて使用されうるイオン交換樹脂
は、ヘリング（R.Hering）による論文、“キレー
ト形成イオン交換体”（Chelatbildende
Ionenaustauscher、Akademie Verlag、Berlin、
1967）に記載されており、特に好ましい樹脂は、
この論文の第36頁以下に記載されたIDE樹脂、例
えば錯体形成基としてポリビニル−Ｎ−ベンジル
イミジノ酢酸基を含有するものである。 本発明に従つて使用されるべきイオン交換樹脂
の有利な性質は、水素イオン、アルカリ金属イオ
ン、アルカリ土類金属イオンおよび遷移金属に対
するそれらの変動する親和力に左右される。これ
らのイオン交換樹脂は、遷移金属イオン、例えば
亜鉛、カドミウム、水銀、銅および鉄のイオンに
対して特に高い親和力を有する。マグネシウムお
よびカドミウムイオンに対するそれらの親和力は
より小さいがなお比較的強く、それに反してアル
カリ金属イオンとは、そして特にナトリウムイオ
ンとは極めてゆるい結合力しか形成されない。こ
の特殊な親和力の分布は、下記のことを可能にす
る： (1) 存在する他のイオンに影響を及ぼしまた及ぼ
さずに遷移金属の痕跡を除去すること； (2) カルシウムおよびカルシウムイオンの濃度を
増加または減少させることにより、ならびに
Mg++／Ca++イオン比を移動させることにより
全硬度に影響を及ぼすこと；および (3) ナトリウムおよびカリウムのイオン濃度を変
化させるかまたはナトリウム／カリウムイオン
の比を移動させること。 天然水の微量元素の濃度そして特に遷移金属の
濃度は、通常極めて小さい。淡水においてはすべ
ての遷移金属イオンの濃度の合計は、0.5ないし
1.0μモル／の範囲内であり、海水においてはそ
れは約0.5μモル／の最高値をとる。水族槽中に
生存するすべての生物は、これらの非常に低い濃
度に適合している。従つて、それらはそれらの濃
度から非常に異なつた濃度および特にかなり高い
濃度にはかろうじて耐えられるかまたは短期間し
か耐えられない。 すべての水族槽用の水の基礎は、最終的に水道
水であり、それはおそらく“巨視的”パラメータ
ー、例えばPH値、全硬度、炭酸塩硬度および／ま
たは全塩含量を変えるために適当に処理される。
しかしながら、遷移金属含量は、この場合多少影
響を受け、イオン比は所望の方向に移すことがで
きる。 世界保健機構（WHO）によつて規定された、
飲料水中の亜鉛、銅、鉄、カドミウムおよび水銀
のような最も重要な遷移金属のなお許容された限
界濃度は、合計約80ないし1000μモル／であつ
て非常に高いので、問題の生物に対する毒性の限
界は、一般に水族槽中でははるかに超えている。 しばしばすでに有毒性に作用する遷移金属の全
濃度に加えて、また銅：亜鉛のように、いくつか
の金属イオンのモル比がしばしば自然水中に存在
するモル比と非常に異なつているという事実もあ
る。このことは生理的に否定的な効果をもたらす
ので、更に複雑となる。水道水およびその他の新
鮮な水、例えば井戸水の中に見出されるべき遷移
金属の含量は、魚類およびより下級の動物；藻類
およびより高級の植物；および微生物の場合に、
おそらく急性ではないが、常に慢性の損傷をもた
らす。 従来、生物的自浄作用のために必要な微生物へ
の損傷は、特に、それに対応して水の条件を損な
い、従つて分解されない有機の分子、例えばアミ
ン類および／またはフエノール類、ならびに無機
の分子、例えばアンモニアまたは亜硝酸塩の陰イ
オンをもたらし、それによつて魚類およびその他
の生物に更に悪影響を及ぼす結果になることもま
た認められていなかつた。 従つて、有毒な微量元素を完全に除去し、しか
しながらそれによつて植物にとつて必須のイオ
ン、例えば鉄、亜鉛またはコバルトのイオンを次
に所望の量で、おそらく保護されたおよび／また
は安定化された形態で再び添加することができる
ということが重要である。 従来、邪魔な微量元素の選択的な除去はできな
かつた。というのは、通常のイオン交換樹脂を使
用することによつて、カルシウムおよびマグネシ
ウムのイオンの含量が同時に望ましくない仕方で
変化するからである。 本発明者らは、前記の型のイオン交換樹脂を用
いて水を処理するならば、遷移金属のイオンは、
選択的かつ定量的に除去されうることを見出し
た。 原則として、使用されたイオン交換樹脂がその
H+型で存在するかあるいはそれがアルカリ金属
またはアルカリ土類金属イオンで負荷されている
か否かということは重要なことではない。しかし
ながら、水の最終的な所望の組成は、正確に予め
定め、そして樹脂の負荷によつて調節することが
できる。 新鮮な水が本発明によつて処理され、水族槽用
に使用しうるように調整されたとしても、水族槽
を連続的に使用する場合においても遷移金属を水
から除去することがなお必要である。通常の状況
の下では、このことは保証されない。何となれ
ば、有毒な金属イオンは、水族槽の底部の材料、
その中に存在する装飾材料およびフレームからな
る水槽の場合にはその材料またはフイルターの材
料から連続的に放出されることがあるからであ
る。 更に、食料品、動物の排泄物からの生成物およ
び微生物の分解生成物ならびに植物またはその他
の生物体からの分解生成物は、すべての遷移金属
イオンの潜在的源泉である。 本発明者らの調査によれば、特に海水の水族槽
の場合には、遷移金属の濃度が次第に増加する傾
向がある。水族槽の占有度に応じて、約５ないし
6μモル／の濃度が次第に形成され、これは自
然の濃度の少くとも10倍を意味する。 このことから当然の結果として、以前に支持さ
れた専門家の意見と異なつて、微量元素を水族槽
用の水に連続的に供給することは必要ではなく、
自然の条件に一致した極めて低い水準の濃度を得
るために、むしろ遊離の遷移金属を連続的に除去
することが必要である。 もし、例えばカルシウムおよびマグネシウムの
イオンを特定の割合で負荷されたイオン交換樹脂
を使用するならば、その時は交換樹脂の累進的な
親和力によつて、微量元素は完全に除去され、カ
ルシウムおよびマグネシウムのイオンは、全濃度
が予め定められている場合には、所望のモル比が
達成されるまで交換され、その際微量元素の陰イ
オンの濃度が実質的な役割を演じないという前提
から出発することができる。他方、アルカリ金属
イオンの含量は影響を受けないままである。 かくして、本発明によれば、遷移元素のすべて
の陽イオンを選択的かつ定量的に除去し、そして
カルシウム、マグネシウムおよびアルカリ金属の
一定のモル比を同時に調整するという、水の処理
方法において、 遷移元素、 アルカリ土類金属、 アルカリ金属、 のイオンに対して上記のからまで顕著に次第
に減少する親和力を示す陽イオン交換樹脂をもつ
て水を処理するに際して、この樹脂が (a) 通常の淡水に一致する水を望むときには、カ
ルシウム対マグネシウムのモル比が200：１な
いし１：10のカルシウムおよびマグネシウムの
イオンで；または (b) 小なる全硬度および炭酸塩硬度を有する熱帯
の水に一致する水を望むときには、水素イオン
で；または (c) 低い全硬度と高い炭酸塩硬度とを有する水を
望むときには、ナトリウムイオンで；または (d) 海水に一致する水を望むときには、カルシウ
ム対マグネシウムのモル比が１：１ないし１：
２のカルシウムおよびマグネシウムイオンで、 負荷せしめられたものであることを特徴とする、
上記水の処理方法が提供される。 上記の(a)の場合に特に望ましいのは、35：１な
いし１：３の範囲であり、(d)の場合には、１：
1.6の範囲である。何となればこれらの範囲は、
対応する天然水の生理的条件に最も近くなるから
である。 しかしながら、例外的な場合には、いずれにし
ても極めて大きなモル比、例えば100：１ないし
１：100またはそれ以上といつたCa／Mgのモル
比に調整することができる。 例えば、１：10というCa／Mg比は、カルシウ
ムイオン１個について10個のマグネシウムイオン
が存在することを意味する。 本発明による上記方法を実施するために、 遷移金属； アルカリ土類金属； アルカリ金属； の陽イオンに対して次第に顕著に減少する親和力
を有し、そしてカルシウム対マグネシウムのモル
比が200：１ないし１：10のカルシウムおよびマ
グネシウムのイオンで負荷されている陽イオン交
換樹脂が使用される。 原則として、Ca／Mgイオンの比は、水族槽用
の水の場合には１：６（海水）と７：１（淡水）の
間で変動する。世界中で測定された平均的な淡水
は、2.2：１の比を有し、海洋からの塩水におけ
る正確なイオン比は１：5.561である。 もし例えば、亜鉛、カドミウムおよび／または
銅の高い含量および10：１のCa／Mg比を有する
水道水を通常の淡水（イオン比2.2：１）に調整
されたイオン交換樹脂で処理するならば、微量元
素は完全に除去され、そして非常に多くのカルシ
ウムイオンがマグネシウムイオンと交換されるの
で、約2.2：１の自然のアルカリ土類金属のモル
比を有する水が得られる。 平衡状態における水のCa／Mgのモル比と交換
樹脂との間の計算された相関関係は、容易には得
られない。種々のモル比におけるカルシウムおよ
びマグネシウムイオンを含有する水に対する陽イ
オン交換樹脂、例えばＮ−ベンジルイミノジ酢酸
型の樹脂による平衡の調整を示す簡単な一連の実
験を下記の第１表に示す：
【表】
上記の表から、水中で所望のCa／Mgのモル比
を得るかまたは維持するためには、いかなる状態
の負荷状態（Ca／Mg比）を、使用すべきイオン
交換樹脂が有しなければならないかということが
推論されうる。 表中に示されていない中間の値は、挿間法によ
つて通常得られる正確さをもつて見積られるか、
あるいはもし極度の正確さが所望されるならば二
重対数図表にプロツトすることによつて推論する
ことができる。 その他のキレート形成官能基を有する樹脂が使
用されるならば、専門家にとつていかなる技術的
問題をも含まぬ簡単な一連の実験によつて新たな
相関関係のデータが決定されなければならない。 本発明による樹脂（所望のCa／Mgのモル比を
有するカルシウムおよびマグネシウムを負荷させ
た樹脂）の製造は、原則的に次の２つの異なつた
方法で行なわれる： (a) 負荷容量を決定した後に、公知の方法でカル
シウム型のみならずまたマグネシウム型もま
た、例えばH+型および水酸化カルシウムおよ
び炭酸マグネシウムから、あるいはジナトリウ
ム型およびカルシウムおよびマグネシウムイオ
ンから調製する。カルシウムおよびマグネシウ
ム型の適当な量を混合することによつて、所望
のCa／Mg負荷比を有する樹脂が得られる。 (b) 相関関係を示す表を基礎にして、H+型の樹
脂またはモノナトリウムまたはジナトリウム型
の樹脂を、Ca／Mgイオンの比が所望の負荷状
態に一致している溶液の大過剰によつて平衡せ
しめることができる。その際、Ca／Mgイオン
の比はおそらくカルシウムまたはマグネシウム
のイオンを添加することによつて一定に保たれ
る。６ないし８のPH値を維持するためには、適
当な緩衝溶液を加えることが必要であろう。 本発明による方法は、ある種の熱帯魚のしばし
ば極めて極端な生存条件を困難なく再現すること
さえ可能にする。 例えば、極めて低い全硬度を有し同時に低い炭
酸塩硬度を有する水の中に生存する魚がある。こ
の水の組成は、本発明に従つてH+型のイオン交
換樹脂を使用した場合に得られる。有毒な微量元
素の除去のほか、カルシウムおよびマグネシウム
イオンもまたかなりな程度まで水素によつて交換
される。その際、炭酸の溶解生成物が超過される
ならば、ガス状の二酸化炭素が逸出するかまたは
水生植物によつて吸収される。このようにして有
毒な重金属を含有せずかつある種の熱帯魚の環境
に正確に一致した極めて軟度の高い水族槽用の水
が得られる。 しかしながら、この方法は炭酸塩硬度が全硬度
よりずつと高いかまたはそれに等しい場合にのみ
容易に使用することができる。 すなわち、もし全硬度が炭酸塩硬度よりも大で
あるならば、イオン交換樹脂の量は、まずその容
量がせいぜい炭酸塩硬度に等しくなるように、測
定されなければならない。その場合にのみ、すべ
ての遊離された陽子はなお捕獲されうる。 もし樹脂の容量が炭酸塩の硬度当量よりも大で
あるならば、その時はカルシウムおよびマグネシ
ウムのイオンに対する樹脂の大きな親和力のゆえ
に遊離された陽子は、もちろんすべての塩基がす
でに陽子化されているので、PH値の危険な低下に
導くことがある。すなわち、この方法を使用する
場合には、PH値を監視し、それに応じて塩基の添
加によつて適当に調節しなければならない。 他の種類の魚は、低い全硬度と極めて高い炭酸
塩硬度とを有する水の中に、例えばマライ
（Malawi）湖またはタンガニカ（Tanganyika）
湖の水の中に生息している。そのような水は、高
い割合の炭酸ナトリウムを含有し、従つてそのPH
値は著しくアルカリ性の側にある。そのようなア
ルカリ性の水の組成は、ナトリウム型のイオン交
換樹脂を使用することによつて得られる。これら
の交換樹脂はナトリウムイオンに比較してカルシ
ウムおよびマグネシウムのイオンに対して強い親
和力を有するので、これらはナトリウムイオンに
対して急速に交換される。 これらのイオン交換樹脂は、公知の方法で水に
接触させることができる。すなわち、例えば水族
槽用の水を貫流させるイオン交換樹脂を充填した
塔を使用し、これらの塔を水族槽の内側または外
側に置くことができる。 しかしながら、本発明に従つて使用されるイオ
ン交換樹脂は、二価のイオンそして特に遷移金属
のイオンに対して高い親和力を有するので、この
交換樹脂を水透過性の容器内に入れて単に水族槽
中に吊すことによつて速やかに平衡が得られる。
この場合には、水族槽中に存在する水の動きは、
イオン交換のためには十分である。 この“バツチ法”は、水族槽の分野において薪
規なものであり、他の方法では必要とされる管、
ポンプおよび付属品を省略することができるので
極めて有利である。更に、この方法は、水族槽中
の所望の変化が徐やかにそして生理的に許容され
うる仕方で行なわれるので、魚、微生物および植
物のような生物がシヨツクを受けることなしに、
変化した環境の条件に導かれるという利点をもた
らす。 この樹脂混合物は、その大なる親和力のゆえ
に、それが吸収するイオンのための緩衝物として
作用する。 従つて、本発明はまた前記の水族槽用の水の処
理方法を実施するための容器をも提供し、この溶
器は耐水性の材料で製られ、少くとも１個の水透
過性の壁を有しそして本発明による陽イオン交換
樹脂を含有し、この交換樹脂の量は一定のイオン
交換作用に化学量論的に対応する。 本発明に従つて処理された水は、もちろん生理
学的要求事項を考慮に入れなければならないあら
ゆる場合に特に有用である。すなわち、例えば、
カルシウムおよびマグネシウムの低い含量と僅か
に酸性のPH値とを有する水は、らん、例えばパイ
ンアツプルおよびピーナツツのようなアラセア科
（araceae）の栽培に極めて有用であり、この水
はそこでは潅漑するのみならずまたこれらの植物
に噴霧するためにも特に有用である。この場合に
おいても単に、散水用槽の中に本発明によるイオ
ン交換樹脂を入れた小さな水透過性の容器を吊す
のみでよく、それによつて新鮮な水が次回の水や
りまでの時間内に処理される。 場合によつては、イオン交換のみによつては最
適の組成の水を得ることができないことがある。
その場合には、イオン交換の後に、例えば植物の
ために不足しているイオン、必須的な微量元素ま
たは炭酸ナトリウムの一定量が添加される。
を得るかまたは維持するためには、いかなる状態
の負荷状態（Ca／Mg比）を、使用すべきイオン
交換樹脂が有しなければならないかということが
推論されうる。 表中に示されていない中間の値は、挿間法によ
つて通常得られる正確さをもつて見積られるか、
あるいはもし極度の正確さが所望されるならば二
重対数図表にプロツトすることによつて推論する
ことができる。 その他のキレート形成官能基を有する樹脂が使
用されるならば、専門家にとつていかなる技術的
問題をも含まぬ簡単な一連の実験によつて新たな
相関関係のデータが決定されなければならない。 本発明による樹脂（所望のCa／Mgのモル比を
有するカルシウムおよびマグネシウムを負荷させ
た樹脂）の製造は、原則的に次の２つの異なつた
方法で行なわれる： (a) 負荷容量を決定した後に、公知の方法でカル
シウム型のみならずまたマグネシウム型もま
た、例えばH+型および水酸化カルシウムおよ
び炭酸マグネシウムから、あるいはジナトリウ
ム型およびカルシウムおよびマグネシウムイオ
ンから調製する。カルシウムおよびマグネシウ
ム型の適当な量を混合することによつて、所望
のCa／Mg負荷比を有する樹脂が得られる。 (b) 相関関係を示す表を基礎にして、H+型の樹
脂またはモノナトリウムまたはジナトリウム型
の樹脂を、Ca／Mgイオンの比が所望の負荷状
態に一致している溶液の大過剰によつて平衡せ
しめることができる。その際、Ca／Mgイオン
の比はおそらくカルシウムまたはマグネシウム
のイオンを添加することによつて一定に保たれ
る。６ないし８のPH値を維持するためには、適
当な緩衝溶液を加えることが必要であろう。 本発明による方法は、ある種の熱帯魚のしばし
ば極めて極端な生存条件を困難なく再現すること
さえ可能にする。 例えば、極めて低い全硬度を有し同時に低い炭
酸塩硬度を有する水の中に生存する魚がある。こ
の水の組成は、本発明に従つてH+型のイオン交
換樹脂を使用した場合に得られる。有毒な微量元
素の除去のほか、カルシウムおよびマグネシウム
イオンもまたかなりな程度まで水素によつて交換
される。その際、炭酸の溶解生成物が超過される
ならば、ガス状の二酸化炭素が逸出するかまたは
水生植物によつて吸収される。このようにして有
毒な重金属を含有せずかつある種の熱帯魚の環境
に正確に一致した極めて軟度の高い水族槽用の水
が得られる。 しかしながら、この方法は炭酸塩硬度が全硬度
よりずつと高いかまたはそれに等しい場合にのみ
容易に使用することができる。 すなわち、もし全硬度が炭酸塩硬度よりも大で
あるならば、イオン交換樹脂の量は、まずその容
量がせいぜい炭酸塩硬度に等しくなるように、測
定されなければならない。その場合にのみ、すべ
ての遊離された陽子はなお捕獲されうる。 もし樹脂の容量が炭酸塩の硬度当量よりも大で
あるならば、その時はカルシウムおよびマグネシ
ウムのイオンに対する樹脂の大きな親和力のゆえ
に遊離された陽子は、もちろんすべての塩基がす
でに陽子化されているので、PH値の危険な低下に
導くことがある。すなわち、この方法を使用する
場合には、PH値を監視し、それに応じて塩基の添
加によつて適当に調節しなければならない。 他の種類の魚は、低い全硬度と極めて高い炭酸
塩硬度とを有する水の中に、例えばマライ
（Malawi）湖またはタンガニカ（Tanganyika）
湖の水の中に生息している。そのような水は、高
い割合の炭酸ナトリウムを含有し、従つてそのPH
値は著しくアルカリ性の側にある。そのようなア
ルカリ性の水の組成は、ナトリウム型のイオン交
換樹脂を使用することによつて得られる。これら
の交換樹脂はナトリウムイオンに比較してカルシ
ウムおよびマグネシウムのイオンに対して強い親
和力を有するので、これらはナトリウムイオンに
対して急速に交換される。 これらのイオン交換樹脂は、公知の方法で水に
接触させることができる。すなわち、例えば水族
槽用の水を貫流させるイオン交換樹脂を充填した
塔を使用し、これらの塔を水族槽の内側または外
側に置くことができる。 しかしながら、本発明に従つて使用されるイオ
ン交換樹脂は、二価のイオンそして特に遷移金属
のイオンに対して高い親和力を有するので、この
交換樹脂を水透過性の容器内に入れて単に水族槽
中に吊すことによつて速やかに平衡が得られる。
この場合には、水族槽中に存在する水の動きは、
イオン交換のためには十分である。 この“バツチ法”は、水族槽の分野において薪
規なものであり、他の方法では必要とされる管、
ポンプおよび付属品を省略することができるので
極めて有利である。更に、この方法は、水族槽中
の所望の変化が徐やかにそして生理的に許容され
うる仕方で行なわれるので、魚、微生物および植
物のような生物がシヨツクを受けることなしに、
変化した環境の条件に導かれるという利点をもた
らす。 この樹脂混合物は、その大なる親和力のゆえ
に、それが吸収するイオンのための緩衝物として
作用する。 従つて、本発明はまた前記の水族槽用の水の処
理方法を実施するための容器をも提供し、この溶
器は耐水性の材料で製られ、少くとも１個の水透
過性の壁を有しそして本発明による陽イオン交換
樹脂を含有し、この交換樹脂の量は一定のイオン
交換作用に化学量論的に対応する。 本発明に従つて処理された水は、もちろん生理
学的要求事項を考慮に入れなければならないあら
ゆる場合に特に有用である。すなわち、例えば、
カルシウムおよびマグネシウムの低い含量と僅か
に酸性のPH値とを有する水は、らん、例えばパイ
ンアツプルおよびピーナツツのようなアラセア科
（araceae）の栽培に極めて有用であり、この水
はそこでは潅漑するのみならずまたこれらの植物
に噴霧するためにも特に有用である。この場合に
おいても単に、散水用槽の中に本発明によるイオ
ン交換樹脂を入れた小さな水透過性の容器を吊す
のみでよく、それによつて新鮮な水が次回の水や
りまでの時間内に処理される。 場合によつては、イオン交換のみによつては最
適の組成の水を得ることができないことがある。
その場合には、イオン交換の後に、例えば植物の
ために不足しているイオン、必須的な微量元素ま
たは炭酸ナトリウムの一定量が添加される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 遷移元素のすべての陽イオンを選択的かつ定
量的に除去し、そしてカルシウム、マグネシウム
およびアルカリ金属の一定のモル比を同時に調整
するという水族槽、池、流水、水生動物用の循環
装置または輸送容器あるいは養魚場用の水の処理
方法において、 遷移元素 アルカリ土類金属、 アルカリ金属、 のイオンに対して上記のからまで顕著に次第
に減少する親和力を示す陽イオン交換樹脂をもつ
て水を処理するに際して、この樹脂が、 (a) 通常の淡水に一致する水を望むときには、カ
ルシウム対マグネシウムのモル比が200：１な
いし１：10のカルシウムおよびマグネシウムの
イオンで；または (b) 小なる全硬度および炭酸塩硬度を有する熱帯
の水に一致する水を望むときには、水素イオン
で；または (c) 低い全硬度と高い炭酸塩硬度とを有する水を
望むときには、ナトリウムイオンで；または (d) 海水に一致する水を望むときには、カルシウ
ム対マグネシウムのモル比が１：１ないし１：
２のカルシウムおよびマグネシウムのイオン
で、 負荷せしめられたものであることを特徴とする、
上記水の処理方法。 ２ (a)の場合にCa／Mgの比が35：１ないし１：
３である、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ (d)の場合にCa／Mgの比が１：1.6である、
特許請求の範囲第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2819636A DE2819636C2 (de) | 1978-05-05 | 1978-05-05 | Verfahren zum Herstellen von physiologisch eingestelltem Wasser für Wasserorganismen und Pflanzen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54146275A JPS54146275A (en) | 1979-11-15 |
| JPS637837B2 true JPS637837B2 (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=6038678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5411479A Granted JPS54146275A (en) | 1978-05-05 | 1979-05-04 | Treatment of water*especially water in aquerium tank |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4383924A (ja) |
| JP (1) | JPS54146275A (ja) |
| AU (1) | AU525536B2 (ja) |
| BE (1) | BE875961A (ja) |
| CA (1) | CA1166772A (ja) |
| CH (1) | CH639355A5 (ja) |
| DE (1) | DE2819636C2 (ja) |
| DK (1) | DK155657C (ja) |
| FR (1) | FR2424880A1 (ja) |
| GB (1) | GB2020266B (ja) |
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| NL (1) | NL182470C (ja) |
| SE (1) | SE447239B (ja) |
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