JPWO2007026668A1 - 井戸海水の取水方法 - Google Patents
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Abstract
琉球石灰岩層を含む地層をさく井する工程を含む海洋生物の養殖などに適した清浄な井戸海水の取水方法であって、（１）該琉球石灰岩層を含む地層として中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層を選択し該さく井を該変成琉球石灰岩層より深い深度まで行なう工程；及び（２）該変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水のみを取水する工程を含む井戸海水の取水方法を提供する。
Description
本発明は井戸海水の取水方法に関する。より詳しくは、本発明は海洋生物の養殖などに適した井戸海水の取水方法に関する。
井戸海水は、井戸より揚水される海水であって、従来から、魚の洗浄及び保存や、海洋生物の養殖などに用いられてきた。しかし、魚の水揚げから市場までの鮮度保持に井戸海水を用いるためには、紫外線殺菌などを施した井戸海水を用いることが望ましく、殺菌用の設備を要していた。これに対し、石灰岩層を有する地層をさく井して得られる井戸から取水した井戸海水が細菌等の含有量が低いことが知られており、特に琉球石灰岩層が分布する陸地をさく井して自然浄化された井戸海水を得る方法が、特許第3331231号に記載されている。
琉球石灰岩は熱帯、亜熱帯の諸島に分布する今から1-5万年昔の珊瑚礁遺跡で、地質学的には生物起源石灰岩と呼ばれる石灰岩の一種である。この石灰岩は基本的には珊瑚礁生物の増殖によって得られた石灰鞘の岩石化した産物で、元来微細な多孔質構造を有する粒子の積層物である。石灰岩にはこの様な生物起源のものと水中に沈降堆積した非生物系のものとが存在し、非生物系石灰岩は均質な粉体である。生物系石灰岩は多孔質で微細な凹凸を含有するため表面積が顕著に大きく非生物系石灰岩の表面積と対比すると2000倍にも達する。このため生物系石灰岩は透水性、濾過性、吸着性、或いは保持性能に格段の優位性を有する。
特許第3331231号に記載の方法によって取水された井戸海水は琉球石灰岩の透水性等に由来する清浄性などの利点を有しているが、特許第3331231号には、細菌及びウイルス等の含有量が低い井戸海水を確実に取水する方法については開示されていない。
本発明は、海洋生物の養殖などに適した清浄な井戸海水の取水方法を提供することを課題とする。
琉球石灰岩は1-5万年の間の気候や風土の変遷によって変質し、当初の性能を失っている生物系石灰岩も多い。すなわち、石灰岩は炭酸カルシウムを主成分とするが、炭酸カルシウムは空気中の炭酸ガスが雨水に溶解して生じる炭酸によって酸性炭酸カルシウム(重炭酸カルシウム)となり、酸性炭酸カルシウムは水溶性であるため溶失するが、日射によって雨水が蒸発すると再び炭酸ガスを放出して炭酸カルシウムに戻る。この再結晶過程によって生物系石灰岩は変質し、多孔質状態が奪われる。類似の変質は高温、加圧、又は陸上の岩石の混入によっても生じ、多くの場合に生物起源石灰岩の有する透水性が失われる。すなわち琉球石灰岩はその成立と以後の経過に於いて当初の多孔性及び濾過性を保持する地層と、溶解、加熱、加圧、又は他の岩石の混入等の影響によって凝縮或いは固化変性した地層とが混在する。固化変性した地層が重層し強固になると、シルト岩層と呼称され全く透水性を有さない。
本発明者はシルト岩層等の変成琉球石灰岩層の特質に着目し、変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水が上記の課題を解決することを見出した。
すなわち本発明は、琉球石灰岩層を含む地層をさく井する工程を含む井戸海水の取水方法であって、下記の工程：
（１）該琉球石灰岩層を含む地層として中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層を選択し該さく井を該変成琉球石灰岩層より深い深度まで行なう工程；及び
（２）該変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水のみを取水する工程
を含む井戸海水の取水方法、ならびに該取水方法により得られた井戸海水を提供するものである。
すなわち本発明は、琉球石灰岩層を含む地層をさく井する工程を含む井戸海水の取水方法であって、下記の工程：
（１）該琉球石灰岩層を含む地層として中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層を選択し該さく井を該変成琉球石灰岩層より深い深度まで行なう工程；及び
（２）該変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水のみを取水する工程
を含む井戸海水の取水方法、ならびに該取水方法により得られた井戸海水を提供するものである。
本発明により、海洋生物の養殖などに適した井戸海水の取水方法が提供される。
変成琉球石灰岩層とは、当初、多孔性、濾過性を有していた琉球石灰岩が溶解、加熱、加圧、又は陸上の岩石の混入等の影響によって凝縮あるいは固化変性した地層であり、例えば琉球石灰岩層がシルト岩層と呼ばれる地層となった状態が変成琉球石灰岩層に該当する。変成琉球石灰岩層は透水性を有さないので、この地層を境に上下の井水は完全に隔離される。
中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層の選択はいかなる方法で行ってもよい。例えば、琉球石灰岩地層の変成状況の判断は琉球石灰岩地層の電気伝導度を測定することによってある程度推定が可能である。また、透水性は電位差の大小によって判断することができる。
変成琉球石灰岩層の有無の判断はより正確にはボーリングによって行うことができる。一般にボーリングは地層の堅牢性に応じて試錐の機種を変更して掘削を行うことによって行われ、琉球石灰岩地層では衝撃式掘削法が用いられることが多い、しかし、変成琉球石灰岩地層では堅牢度が高いため回転ダイヤモンド切削式による掘削法以外では掘削することは困難である。回転ダイヤモンド切削式による掘削法は高価な機械を用いる必要があり、また切削に時間がかかるので、変成琉球石灰岩地層の貫通には長時間と労力を要する。しかし得られる地層コアサンプルは正確な地層断面を提供するので変成琉球石灰岩地層の内容や成立年次を確認できる利点を有する。
中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層の選択はいかなる方法で行ってもよい。例えば、琉球石灰岩地層の変成状況の判断は琉球石灰岩地層の電気伝導度を測定することによってある程度推定が可能である。また、透水性は電位差の大小によって判断することができる。
変成琉球石灰岩層の有無の判断はより正確にはボーリングによって行うことができる。一般にボーリングは地層の堅牢性に応じて試錐の機種を変更して掘削を行うことによって行われ、琉球石灰岩地層では衝撃式掘削法が用いられることが多い、しかし、変成琉球石灰岩地層では堅牢度が高いため回転ダイヤモンド切削式による掘削法以外では掘削することは困難である。回転ダイヤモンド切削式による掘削法は高価な機械を用いる必要があり、また切削に時間がかかるので、変成琉球石灰岩地層の貫通には長時間と労力を要する。しかし得られる地層コアサンプルは正確な地層断面を提供するので変成琉球石灰岩地層の内容や成立年次を確認できる利点を有する。
本発明の井戸海水の取水方法は、上述のように琉球石灰岩層の変成状況を判断し選択された中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層を該変成琉球石灰岩層より深い深度までさく井して海水井戸等とし、該井戸等より取水することを特徴とする。通常、琉球石灰岩層が分布する亜熱帯の諸島の地層を80 m〜120 m好ましくは90 m〜100 m程度の深度でさく井することにより変成琉球石灰岩層より深い深度までさく井することができる。
変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水のみを取水するためには、例えば以下の手順によって取水することができる。
変成琉球石灰岩地層に該地層を貫通する耐蝕性の金属或いは耐蝕性被覆を施した鋼管を挿入し、急結セメントを外側に注入して変成琉球石灰岩地層との間隙を密封する。これによって変成琉球石灰岩地層上部の海水の混入を防止する。この際必要に応じて鋼管に鍔状の突起物を設け密封を完全なものとする手法も用いられる。井戸海水の揚水管は上記鋼管の内部に設備され変成琉球石灰岩地層より深い深度に揚水ポンプを適当な位置に固定して揚水する。
変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水のみを取水するためには、例えば以下の手順によって取水することができる。
変成琉球石灰岩地層に該地層を貫通する耐蝕性の金属或いは耐蝕性被覆を施した鋼管を挿入し、急結セメントを外側に注入して変成琉球石灰岩地層との間隙を密封する。これによって変成琉球石灰岩地層上部の海水の混入を防止する。この際必要に応じて鋼管に鍔状の突起物を設け密封を完全なものとする手法も用いられる。井戸海水の揚水管は上記鋼管の内部に設備され変成琉球石灰岩地層より深い深度に揚水ポンプを適当な位置に固定して揚水する。
上述のように、井戸海水は表層井水とは変成琉球石灰岩層により隔絶された所より取水される。変成琉球石灰岩層よりも浅い深度の表層井水は一般に降雨、海面の表層海水との交換があるため大気および地表、表層海水中の諸生物を含有する。一方、変成琉球石灰岩層よりも深い深度の井戸海水はこれら生物源と完全に遮断され、また、大気や太陽光等からも遮断されるため、細菌、ウイルス、ピコプランクトン等が生育できない。従って本発明の方法により得られる井戸海水は下記実施例に示すように、細菌、ウイルス、ピコプランクトン等の含有量が極めて低い。
本発明の取水方法によって得られた井戸海水は、細菌及びウイルスの含有量が低いため、細菌又はウイルスにより引き起こされる疾病の発生などにより養殖が困難であった海洋生物の養殖等に適している。
本発明の取水方法によって得られた井戸海水は、細菌及びウイルスの含有量が低いため、細菌又はウイルスにより引き起こされる疾病の発生などにより養殖が困難であった海洋生物の養殖等に適している。
（例１：海水井戸のさく井）
沖縄県竹富町字黒島に101 mの深度の海水井戸をさく井した。
当該井戸は深度59 m-67 mの部位に変性琉球石灰岩のシルト岩層が存在し、表層井水と深層井水は隔離されている。当該井戸のさく井図と地層の関係を図１に示す。
（例２：井戸海水の性質）
井戸海水は例１に記載の井戸100 mの深度の75 mから揚水し、これを生物産業に利用すべく以下の試験を行った。
1)物性試験： 水素イオン濃度(pH)、溶存酸素、水温、塩分濃度、電気伝導度、濁度、
2)生物学的試験：一般細菌数、大腸菌群ビブリオ菌群、ウイルス存在量(DNA測定)、植物ピコプランクトン量
対照として附近海面定点1にて採水した、表層海水（深度0 m及び25 m）、及び深度75 m海水の測定を行った。結果を表１及び表２に示す。なお井戸海水のpHは当初7.4であったが、通気によって7.9に上昇し対照区と同一になった。
沖縄県竹富町字黒島に101 mの深度の海水井戸をさく井した。
当該井戸は深度59 m-67 mの部位に変性琉球石灰岩のシルト岩層が存在し、表層井水と深層井水は隔離されている。当該井戸のさく井図と地層の関係を図１に示す。
（例２：井戸海水の性質）
井戸海水は例１に記載の井戸100 mの深度の75 mから揚水し、これを生物産業に利用すべく以下の試験を行った。
1)物性試験： 水素イオン濃度(pH)、溶存酸素、水温、塩分濃度、電気伝導度、濁度、
2)生物学的試験：一般細菌数、大腸菌群ビブリオ菌群、ウイルス存在量(DNA測定)、植物ピコプランクトン量
対照として附近海面定点1にて採水した、表層海水（深度0 m及び25 m）、及び深度75 m海水の測定を行った。結果を表１及び表２に示す。なお井戸海水のpHは当初7.4であったが、通気によって7.9に上昇し対照区と同一になった。
試験の結果より井戸海水は、
1)物性試験においては水素イオン濃度(pH)、溶存酸素、に関して表層海水、深度75mの自然海水と異なっていた。
2)生物学的試験(DNA測定)では一般細菌数、大腸菌群ビブリオ菌群、ウイルス存在量、植物ピコプランクトン量において著しく異なっていた。
これらの項目で1)については井戸海水が地底に埋蔵されていたために生じた酸素欠乏の結果であり、通気によって容易に表層海水と一致した。しかし、2)の結果は特異的である。すなわち井戸海水は深層海水と比較しても微生物学的に極めて清浄であった。特に細菌、ウイルス等の存在量はDNA法による数値であって死乃至休止個体と判断される。
1)物性試験においては水素イオン濃度(pH)、溶存酸素、に関して表層海水、深度75mの自然海水と異なっていた。
2)生物学的試験(DNA測定)では一般細菌数、大腸菌群ビブリオ菌群、ウイルス存在量、植物ピコプランクトン量において著しく異なっていた。
これらの項目で1)については井戸海水が地底に埋蔵されていたために生じた酸素欠乏の結果であり、通気によって容易に表層海水と一致した。しかし、2)の結果は特異的である。すなわち井戸海水は深層海水と比較しても微生物学的に極めて清浄であった。特に細菌、ウイルス等の存在量はDNA法による数値であって死乃至休止個体と判断される。
（例３：井戸海水を用いた養殖１）
ヒレシャコガイの幼貝を例２と同様に揚水した井戸海水の水槽で飼育すると１８ヶ月で殻長12 cmの成貝に成長した。得られた成貝の貝殻は自然の貝と同様で、かつ付着動植物が無く、美しかった。得られた貝殻は、特にヒレの折損が無く、酸処理等が不要であったので永年にわたり光沢を保持することができ装飾品として評価された
ヒレシャコガイの幼貝を例２と同様に揚水した井戸海水の水槽で飼育すると１８ヶ月で殻長12 cmの成貝に成長した。得られた成貝の貝殻は自然の貝と同様で、かつ付着動植物が無く、美しかった。得られた貝殻は、特にヒレの折損が無く、酸処理等が不要であったので永年にわたり光沢を保持することができ装飾品として評価された
（例４：井戸海水を用いた養殖２）
例２と同様に揚水した井戸海水を用いてクロアワビの孵化、幼生飼育、稚貝の養殖を行った。その結果、稚貝は８ヶ月で殻長15 mmに達し、中間育成用種苗として利用できる大きさまで生育し、この間ウイルス性疾病の筋萎縮症の発症は皆無であった。また幼生からの生残率は70%以上と高率で本発明の井戸海水を使用しない従来の結果の30-40%とは格段の差であった。中間育成においても従来の結果よりもよい結果が得られ、8-9ヶ月で製品サイズの殻長80mmを超える成長率であり、生残率は90%以上であった。
例２と同様に揚水した井戸海水を用いてクロアワビの孵化、幼生飼育、稚貝の養殖を行った。その結果、稚貝は８ヶ月で殻長15 mmに達し、中間育成用種苗として利用できる大きさまで生育し、この間ウイルス性疾病の筋萎縮症の発症は皆無であった。また幼生からの生残率は70%以上と高率で本発明の井戸海水を使用しない従来の結果の30-40%とは格段の差であった。中間育成においても従来の結果よりもよい結果が得られ、8-9ヶ月で製品サイズの殻長80mmを超える成長率であり、生残率は90%以上であった。
（例５：井戸海水を用いた養殖３）
例２と同様に揚水した井戸海水を用いてクルマエビの孵化、幼生飼育、稚エビの養殖を行った。その結果、稚エビは１ヶ月で殻長15 mmに達し、中間育成用種苗として利用できる大きさまで生育し、この間ウイルス性疾病の中腸腺白濁症の発症は皆無であった。また幼生からの生残率は90%以上であった。
例２と同様に揚水した井戸海水を用いてクルマエビの孵化、幼生飼育、稚エビの養殖を行った。その結果、稚エビは１ヶ月で殻長15 mmに達し、中間育成用種苗として利用できる大きさまで生育し、この間ウイルス性疾病の中腸腺白濁症の発症は皆無であった。また幼生からの生残率は90%以上であった。
（例６：井戸海水を用いた養殖４）
例２と同様に揚水した井戸海水を用いてクビレズタ(うみぶどう)の生産を行った。クビレズタの藻体の一部を水平に張った3 mm目のネットに挿して固定し、流水式の水槽中で養殖し生育を行った。増殖した藻体の幹部分を残して刈り取り製品とした。製品は付着藻類やプランクトンが皆無で色調も光沢も優れており販売店で好評であった。幹部分からは新枝が伸張し、年間10-12回の収穫をすることができた。
例２と同様に揚水した井戸海水を用いてクビレズタ(うみぶどう)の生産を行った。クビレズタの藻体の一部を水平に張った3 mm目のネットに挿して固定し、流水式の水槽中で養殖し生育を行った。増殖した藻体の幹部分を残して刈り取り製品とした。製品は付着藻類やプランクトンが皆無で色調も光沢も優れており販売店で好評であった。幹部分からは新枝が伸張し、年間10-12回の収穫をすることができた。
Claims (2)
- 琉球石灰岩層を含む地層をさく井する工程を含む井戸海水の取水方法であって、下記の工程：
（１）該琉球石灰岩層を含む地層として中間地層に変成琉球石灰岩層を有する地層を選択し該さく井を該変成琉球石灰岩層より深い深度まで行なう工程；及び
（２）該変成琉球石灰岩層より深い深度より浸透する海水のみを取水する工程
を含む井戸海水の取水方法。 - 請求の範囲第1項に記載の取水方法により得られる井戸海水。
Applications Claiming Priority (3)
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