JPH02218488A

JPH02218488A - 自崩壊性を有する水質及び底質改善用造粒体

Info

Publication number: JPH02218488A
Application number: JP3735289A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Iwashita; 哲志岩下; Masami Shimizu; 清水　昌美; Fuminao Omura; 大村　文直
Original assignee: NIPPON SEKKAI KOGYO KUMIAI
Current assignee: NIPPON SEKKAI KOGYO KUMIAI
Priority date: 1989-02-18
Filing date: 1989-02-18
Publication date: 1990-08-31
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2719716B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、この石灰散布工法により、悪化した底質を浄
化し、水域の水質を改善するための石灰系散布剤に関す
るものである。

【従来の技術］近年、全国各地の湾、河川や湖などでは水質、底質の汚
染が進行している所が多くなってきたといわれている。

すなわち、水域の富栄養化が進むにつれ、それに伴う赤
潮の発生、貧酸素氷塊の発生、青潮の発生等の現象があ
り、漁業や生活環境に大きな被害や影響が出ている。

これらは生物利用されず、自然の循環浄化能力以上に生
活雑排水や畜産排水等からの有機物・栄養塩類の流入が
あり、そのために海底、川底、湖底にそれらが堆積し、
それに気象や海象条件などが加わることにより、発生す
る現象と考えられている。自然循環浄化能力の豊かな湾
や湖等は、長年にわたって有機物や栄養塩類（主にリン
（Ｐ）チッ素（Ｎ））の流入量が少なく、それらのヘド
ロとしての底質の堆積も少なく、加えて水の交換が十分
行なわれておいるため、水の透明度も大きく、清澄であ
る。

一方、自然循環浄化能力以上に汚染の進んだ湾や湖等は
、長年にわたって有機物や栄養塩類（ＰＮ）の流入量が
多く、それらがヘドロとして底質へ厚く堆積していて、
水の交換も不十分で、水の透明度も低下し、にごってい
る。

したがって、汚染の進んだ湾や湖等の改善をするには、
水質総量規制や下水道整備等を進めて陸地からの有機物
や栄養塩類（Ｐ、Ｎ）の流入量を減少されるだけでなく
、それまでに堆積した有機質汚泥すなわちヘドロの底質
を改善し、底質からの汚染物質の溶出による汚染を少な
くしてやることがかなり有効な手段であると考えられる
ようになってきた。

ここで、海や湖等の富栄養化についてさらに詳細に述べ
ると、有機物や栄養塩類の流入も多くなると、底質に堆
積したヘドロからの栄養塩類等の水への再溶出も重なり
、特に水の出入りの少ない閉鎖的な湾や湖等では深刻な
富栄養化の現象を示すようになる。

すなわち水中に栄養塩類等が多くなると、気象条件等も
相まってラン環・藻類の植物プランクトン等の異常発生
繁殖の原因となり、赤潮の発生等が頻繁になってくる。

赤潮が発生すると、直接的には魚のエラにこれがつまっ
て呼吸が出来なくなり、魚の大量死という被害につなが
る。又、この赤潮を含めたプランクトンの異常多量発生
はプランクトンの多量死になり、その死がいや有機物が
底質に堆積し、それらをバクテリアが分解するために、
水中の溶存酸素が消費され、貧酸素氷塊が形成される。

さらに硫酸イオン（５０４”−）が貧酸素氷塊に多くあ
れば、硫酸塩還元菌がヘドロ表面付近に繁殖し、これが
硫酸イオンを呼吸作用でとり、体内で還元して猛毒の硫
化水素をはき出す、この硫化水素の規模がある程度発達
し、気象条件等の外的エネルギーが加わると、底の方に
あった貧酸素、硫化水素氷塊が表面付近まで浮上してく
る。これが通称”青潮“にが潮”と呼ばれるもので、瞬
時にして魚貝類等を死滅させるものである。

このように水質の富栄養化に伴う赤潮、青潮などの諸現
象やそれらによる被害は底質の悪化と非常に関係が深い
。

この底質の浄化改善の具体的方法としては、ヘドロを除
去する浚渫工法、ヘドロを砂で覆う覆砂工法、ヘドロの
表面に石灰系材料を散布する石灰散布工法等がある。

石灰系材料による水質底質改善は、昭和３０年頃から、
三重系の英虞湾奥部で個人単位で実施されていた。これ
は、田畑に石灰を散布して土壌改良をしているが、石灰
を海にも散布したら、底質が改善され、アコヤ貝のへい
死も少なくなるのではないかという一漁民の発想と実行
から生れた。

漁民が、石灰散布すると翌年から確実にアコヤ貝のへい
孔率が下がった。この事は硫化水素の発生を防止できた
ことを示している。しかし石灰散布については経験的に
効果があり良い事はわかっていても、その作用について
の科学的解明はなされていなかった。

これに科学的なメスを入れたのが昭和５３年〜５５年度
にかけて行なわれた水産庁の「赤潮対策技術開発試験の
石灰による底質改善試験」である、この試験は、三重系
水産技術センターが水産庁からの委託を受けて行なった
もので、これにより、底質改善における科学的なメカニ
ズムや施工法等が確立されるに至りた。また、昭和５７
年には水産庁より「石灰による底質改良マニュアル」も
発行され、石灰散布法は定着し、現在まで毎年、真珠養
殖業者により実施されるに至った。

さらに、この方法は近年三重系の的矢湾の青ノリ養殖業
者にも採用され、青ノリの実収率向上に寄与している。

また、五ケ所湾のタイ、ハマチ養殖業者にも認められ、
赤潮発生防止にも役立っているらしい、また高知県浦の
内湾の悪化した底質を石灰散布法によって浄化する試験
が昭和６１年度からはじまり、好結果が得られ、引き続
き試験散布が行なわれている。

このように石灰散布法は徐々に普及してきているが、ま
だまだ未完性の技術で、確立しなければならない事項は
多い方法である。

［発明が解決しようとする課題］これまで各湾で実施されている石灰散布法は、消石灰が
粉体であるため、水の白濁及び飛散による二次公害のた
め、散布剤は５〜３０ｍ５粒径の生石灰塊であり、散布
法は手撒きであった。

散布剤が生石灰である場合には下記の諸問題点をかかえ
ている。

（１）生石灰は水にふれると発熱し、火災や火傷を引き
起す可能性があり、取扱いはかなり注意を要する。

（２）生石灰は水にふれると崩壊粉化するので、散布区
域の水が白濁して、水質汚濁などの弊害を引き起す可能
性がある。

（３）生石灰は比較的軟らかく、機械衝撃やすりへりで
粉化しやすいので、空中広域散布の場合、スモーキング
が発生しやすく付近に害を与えやすい。

（４）生石灰だけでは改善効果が期待出来ない場合、他
物質を入れて配合、複合化しにくく、又できても他物質
の偏析が起きやすい。

そこで、本発明者らは、石灰散布による底質改善のメカ
ニズムが水酸化カルシウムの溶出にあることを突き止め
、更に鋭意努力の結果、前記諸問題を解決することので
きる水質及び底質改善用造粒体を発明するに至った。

［課題を解決するための手段］本発明に係る自崩壊性を有する水質及び底質改善用造粒
体では、消石灰を主成分とする粉粒体と、含水すること
により体積が膨張する崩壊剤とを、水底到達後に崩壊す
るように混合配合して造粒したものである。

本発明の別の発明に係る自崩壊性を有する水質及び底質
改善用造粒体では、消石灰を主成分とする粉粒体と、含
水することにより体積が膨張とする崩壊剤と、含水する
ことにより酸素を発生する酸素供給剤とを、水底到達後
に崩壊するように混合配合して造粒したものである。

〔作用］本発明では、消石灰を主成分とする粉粒体と、造粒体が
含水することにより体積が膨張する崩壊剤とを、水底到
達後に崩壊するように混合配合して造粒しているため、
発熱が少なく、確実に底質に到着した後に徐々に崩壊す
る。

また別の発明では、消石灰を主成分とする粉粒体と、含
水することにより体積が膨張とする崩壊剤と、含水する
ことにより酸素を発生する酸素供給剤とを、水底到達後
に崩壊するように混合配合して造粒しているため、発熱
が少なく、確実に底質に到着した後に徐々に崩壊し、更
に溶存酸素量が上昇する。

更に付言すると、本発明においては消石灰は粉状物であ
るので、そのままではスモーキングや水買汚濁の原因に
なるので、造粒する。造粒の方法はブリケットマシン等
による加圧成形でもよいし、ドラムやパンによる転勤造
粒でもよいし、押し出成形機による造粒でよく、通常の
造粒技術でよい、しかしながら、結合を与える結合剤（
バインダー）の８１１類によフては水質底質によくない
影響を与えるため、なるべくならば有機質等のバインダ
ーは使用しない方がよい。

また、造粒物が比較的かたく、粉化しにくい強度をそな
えている事も必要である０石灰による改善効果だけでな
く、酸素供給も付加したい場合は消石灰粉状物に過酸化
カルシウム等を事前混合配合して造粒成形する。

しかしながら、単なるかたい造粒組成物では、比表面積
が小さく、効果を十分発揮しがたい面がある。そこで本
発明の造粒組成物の最大の特徴は、含水すると体積が膨
張して造粒組成物が自から崩壊して比表面積を大きくし
て効果を十分に発揮できる能力を付与した事である。そ
れには造粒成形の事前に適切な崩壊剤を適量混合配合し
て造粒成形すればよい、ただ含水すれば、あるいは水中
に投入すればすぐ自崩壊するのでなく、確実に底質に到
着してから徐々に崩壊するのでなくてはならない。なぜ
なら水中で落下途中で崩壊すれば白濁し水質汚濁につな
がるからである。混合配合する崩壊剤としては生石灰、
ドロマイト焼成物、モンモリロナイト等があげられるが
、崩壊させるタイミングを重視して、それに適する量を
選択することが肝要である。

［実施例］石灰は日本が国内自給出来る唯一の天然資源の加工物で
あり、安価で安定供給のできる物質である。したがって
、水質及び底質浄化のための他工法すなわち、浚渫工法
、覆砂工法等に比較して、石灰散布法はｌケタも２ケタ
も安価に出来る格別に経済的な方法である。

前述のような経済的な理由から、本発明の水質底質改善
造粒組成物も石灰を主構成の成分とした。しかし、それ
が生石灰単味であることは前記の如く、問題点が多いの
で、消石灰粉状物を主構成成分とすることにした。消石
灰が主構成成分であれば、発熱はないので火災や火傷を
引き起す心配はない、なお、消石灰は粉状物であるので
、そのままではスモーキングや水質汚濁の原因になるの
で、造粒して水質及び底質改善体を作成した。

以下に実施例を示す。

実施例−１（自崩壊性試験）自崩壊性の試験を下記の方法で行なった。

■　試験方法１０（ｌｓｌ用のビーカーに純水１００１を入れ、恒温
水槽に設置し、ビーカー内の純水を２０℃±１℃に保ち
、ビーカー内に下記の５種類の供試体を一粒を入れ、ス
トップウォッチにて、供試体にヒビ割れが出来る時間（
１＋）、供試体が完全に原形をくずし、崩壊した時間（
ｔ、）を測定した。

■　供試体Ｎｏ、１：ＪＩＳ工業工業用１万消をブリケットマシン
にて１０ｍｍｘ　７ｍｍｘ　５ｍｍの大きさのアーモン
ド型に成形。

Ｎｏ、２：ＪＩＳ工業工業用１五消７０重量部と過酸化
カルシウム粉末（Ｃａｂ２純度４９％）３０重量部を混
合し、ブリケットマシンにて１０ｅｍＸ７ＩＩｌｆｆｌ
×５ｍｆｆ１の大きさのアーモンド型に成形。

Ｎｏ、３　：　Ｊ　Ｉ　Ｓ工業用１芳消石灰５０重量部
と過酸化カルシウム粉末（Ｃａｂ、純度４９％）３０重
量部を混合し、ＪＩＳ工業用特号生石灰粉末２０重量部
とを混合し、ブリケットマシンにて１０ｍｍＸ７ｍｍ１
０ｍｍＸ７の大きさのアーモンド型に成形。

Ｎｏ、４　：　Ｊ　Ｉ　Ｓ工業用１芳消石灰４０重量部
と過酸化カルシウム粉末（Ｃａｂ２純度４９％）３０重
量部を混合し、ＪＩＳ工業用特号生石灰３０重量部とを
混合し、ブリケットマシンにて１１０ｍｍＸ７＋ａＸ５
ｍｍの大きさのアーモンド型に成形。

Ｎｏ、５：直径的１０ｍｍの大きさのＪＩＳ工業用特号
生石灰塊状物。

■　試験結果 ■に記載の供試体Ｎ０１１〜Ｎ００５を■の試験方法に
もとづき試験を行ない、第１表にその結果をまとめた。

第１表状態はＮｏ、５．　　Ｎｏ、４及びＮｏ、３共によくく
ずれており、目視ではそれらに相違を認めなかった。

又、いずれの供試体によりても水質の白濁はなかった。

■　効果崩壊材の配合していない供試体Ｎｏ、１．　　Ｎｏ、２
は崩壊せず、これでは比表面積が小さく、水質や底質と
の反応面積も小さいので、造粒組成物しての十分な効果
を期待出来ない、又、供試体Ｎ０１５は生石灰塊である
が、反応活性が大きすぎて、水深によっては没入しても
底質に到着する以前に完全崩壊し、水質汚濁をまねきか
ねない、供試体Ｎｏ、３．　　Ｎｏ、４は崩壊材の配合
量を変化させたものであるが、崩壊材配合量の少ないＮ
０８３は崩壊時間が長く、それの配合量を増したＮ００
４の崩壊時間はＮ００３にくらべて短い。これは目的に
応じて、崩壊時間を調節コントロール出来ることを示し
ている。さらにビーカー底に崩壊した供試体の実施例−
２自崩壊性をもつ本発明造粒組成物が、溶存酸素量（Ｄｏ
）、ｐＨ，硫化水素（Ｈ２Ｓ　）にどのような効果を示
すか次のような実験を行なった。

■　実験方法三河湾産の底泥の上に予め窒素ガスを通気した貧酸素状
態の海水を静かに満たし、嫌気状態を保ち数日間放置し
てＨ２Ｓを発生させた。この海水をそれぞれ２５０ｍｍ
ずつガラスビン（フタ付き）４木に分取してそれぞれの
実験区とし、下記の通り供試体を添加した。これらのガ
ラスビンの中の海水を２５〜２７℃に保ち、２４時間後
に前述の項目の水質の測定を行なった。なお供試体の添
加量は０．５ｇとし、それぞれのガラスビンの海水に、
添加し、添加５分後に攪拌ガラス棒でゆるやかに攪拌し
た。

■　実験区Ａ区・・・実施例−１の供試体Ｎｏ、２を添加した。

Ｂ区・・・実施例−１の供試体Ｎｏ、３を添加した。

０区・・・実施例−１の供試体Ｎｏ、５を添加した。

対象区・・・供試体無添加の実験区 ■　実験結果 ■に記載の実験区を■の実験方法にもとづき実験を行な
い、第２表にその結果をまとめた。

第２表 ■　効果溶存酸素ＤＯについては、酸素供給剤の配合しであるＡ
区、Ｂ区でそれぞれ効果が見られ、崩壊剤の配合しであ
るＢ区でその効果が顕著であった。当然のことながら、
０区、対象区では変化はなかった。

またｐ）Ｉの上昇はＡ区、Ｂ区及び０区で見られ、Ｂ区
、０区でその上昇が大きかった。対象区では変化はなか
った。硫化水素Ｈ２Ｓの発生は、Ａ区、Ｂ区及び０区で
減少しているが、Ｂ区及び０区が著しく減少した。

したがって、自崩壊性のない改良剤ではＨ２Ｓについて
も効果を顕著に発揮出来ない。なお対象区ではＨ２Ｓの
減少はなく、むしろ増加している。また、当然な事では
あるが、Ａ区に使用した改良剤供試体は崩壊せず原形を
保っており、Ｂ区及び０区に添加したそれらは完全に崩
してガラスビンの底に沈積していた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明による自崩壊性を有する水
質及び底質改善用造粒体では、安価に供給できる石灰を
使用しているため、水質及び底質浄化のための他工法す
なわち、浚渫工法、覆砂工法等に比較して、本改善用造
粒体を使用する石灰散布法は１ケタも２ケタも安価にで
きる。

また、消石灰が主構成成分であるため、発熱が少なく、
火災や火傷を引き起す心配がない、更に、造粒している
ため、投入時のスモーキングや水質汚濁の原因になるこ
ともない。

また、造粒成形の事前に適切な崩壊剤を適量混合配合し
て造粒成形するため、含水するとすぐ体積が膨張するも
のでなく、確実に底質に到着してから徐々に膨張し、そ
の後に造粒体が自から崩壊して比表面積を大きくするの
で、水中落下時に崩壊することによる白濁や水質汚濁が
発生しないでより大きな効果を得ることができる。

代理人　弁理士　佐　藤　正　年

Claims

【特許請求の範囲】

（１）消石灰を主成分とする粉粒体と、造粒体が含水す
ることにより体積が膨張する崩壊剤とを、水底到達後に
崩壊するように混合配合して造粒したことを特徴とする
自崩壊性を有する水質及び底質改善用造粒体。
（２）前記崩壊剤が、生石灰、ドロマイト焼成物、酸化
マグネシウム組成物、モンモリロナイト等の１種又は２
種以上の材料から選ばれたことを特徴とした特許請求の
範囲第１項に記載の自崩壊性を有する水質及び底質改善
用造粒体。
（３）前記消石灰及び崩壊剤の粒径が５ｍｍ以下好まし
くは１ｍｍ以下の粉粒物を混合配合して造粒したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の自
崩壊性を有する水質及び底質改善用造粒体。
（４）消石灰を主成分とする粉粒体と、含水することに
より体積が膨張とする崩壊剤と、含水することにより酸
素を発生する酸素供給剤とを、水底到達後に崩壊するよ
うに混合配合して造粒したことを特徴とする自崩壊性を
有する水質及び底質改善用造粒体。
（５）前記崩壊剤が、生石灰、ドロマイト焼成物、酸化
マグネシウム組成物、モンモリロナイト等の１種又は２
種以上の材料から選ばれたことを特徴とした特許請求の
範囲第４項に記載の自崩壊性を有する水質及び底質改善
用造粒体。
（６）前記酸素供給剤が、過酸化カルシウム、過酸化マ
グネシウム、過炭酸ソーダ及び酸化鉄等の１種又は２種
以上の材料から選ばれたことを特徴とした特許請求の範
囲第４項に記載の自崩壊性を有する水質及び底質改善用
造粒体。
（７）前記消石灰、崩壊剤及び酸素供給剤の粒径が５ｍ
ｍ以下好ましくは１ｍｍ以下の粉粒物を混合配合して造
粒したことを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第６
項の何れかに記載の自崩壊性を有する水質及び底質改善
用造粒体。