JPH0815879B2 - 海洋生物汚染防止方法 - Google Patents
海洋生物汚染防止方法Info
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Classifications
-
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- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
- B63B59/04—Preventing hull fouling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、海洋生物汚染（marine biofouling）を防
止する方法に関する。例えば、淡水化プラント及び海水
マグネシア生産、又は例えば発電所等の冷却システムに
おいて処理される物質として海水を使用するオンショア
及びオフショア設備が多く存在する。このような使用に
おいては、大量の海水がシステム内を通過する。大量の
海水が通過する影響の一つとして、システムの汚染が避
けられず、２形態の１方又は両者で起こる。即ち、シス
テムの管機構の壁にマクロ生物及び微生物が付着するこ
とによる海洋生物汚染がある。これを放置しておくと、
この生物汚染生物の集積がシステムを妨げたり塞ぐこと
にもなり、システムを閉鎖して冒された管機構を洗浄に
は経費と時間を要する。これに加えて、いわゆる腐食汚
染があり、管機構等の材料の表面自体が海水中の物質と
反応して表面上への堆積又は表面の直接劣化を生じる。
微生物の生物汚染が腐食汚染を導くのはほとんど必然的
であるから、両汚染形態は密接に関連しており、微生物
誘発腐食として一般に知られている現象である。
止する方法に関する。例えば、淡水化プラント及び海水
マグネシア生産、又は例えば発電所等の冷却システムに
おいて処理される物質として海水を使用するオンショア
及びオフショア設備が多く存在する。このような使用に
おいては、大量の海水がシステム内を通過する。大量の
海水が通過する影響の一つとして、システムの汚染が避
けられず、２形態の１方又は両者で起こる。即ち、シス
テムの管機構の壁にマクロ生物及び微生物が付着するこ
とによる海洋生物汚染がある。これを放置しておくと、
この生物汚染生物の集積がシステムを妨げたり塞ぐこと
にもなり、システムを閉鎖して冒された管機構を洗浄に
は経費と時間を要する。これに加えて、いわゆる腐食汚
染があり、管機構等の材料の表面自体が海水中の物質と
反応して表面上への堆積又は表面の直接劣化を生じる。
微生物の生物汚染が腐食汚染を導くのはほとんど必然的
であるから、両汚染形態は密接に関連しており、微生物
誘発腐食として一般に知られている現象である。
海水と永続的に接触する船上及び船体における海水シ
ステムや、油リグのようなオフショア構造にも同様の考
察が適用される。
ステムや、油リグのようなオフショア構造にも同様の考
察が適用される。
前述した汚染は重大な経済問題であり、これによって
引き起こされる世界の石油化学工業のコストだけでも現
在のところ14億ポンドを超えると推定されている。これ
は、水路への摩擦抵抗の増大、熱移動抵抗の増大による
エネルギー損失、これらの損失を補償するための熱移動
装置への余分の表面の設備、汚染による早期交換、停止
時間による動力と生産の損失、及び熱交換及び関連設備
のようなこれらの腐食破損によって生じる安全障害に対
する設備及び修理で生じる。
引き起こされる世界の石油化学工業のコストだけでも現
在のところ14億ポンドを超えると推定されている。これ
は、水路への摩擦抵抗の増大、熱移動抵抗の増大による
エネルギー損失、これらの損失を補償するための熱移動
装置への余分の表面の設備、汚染による早期交換、停止
時間による動力と生産の損失、及び熱交換及び関連設備
のようなこれらの腐食破損によって生じる安全障害に対
する設備及び修理で生じる。
海洋生物汚染の程度を減少させる試みとして、海水中
に配置された構造物の表面に銅電極を設け、直流電流を
通すと同時に構造物を覆うために塩素ガスを放出するよ
うにすることが米国特許第3,241,512号明細書によって
知られている。これは海水に銅イオンを放出して海水生
物汚染生物を毒する。然し、微生物汚染生物は外皮を生
産して毒に対するある程度の免疫を生じることができ、
電極材料の損失が進行する。
に配置された構造物の表面に銅電極を設け、直流電流を
通すと同時に構造物を覆うために塩素ガスを放出するよ
うにすることが米国特許第3,241,512号明細書によって
知られている。これは海水に銅イオンを放出して海水生
物汚染生物を毒する。然し、微生物汚染生物は外皮を生
産して毒に対するある程度の免疫を生じることができ、
電極材料の損失が進行する。
また、フランス特許第1,319,428号明細書によって海
水中に浸漬した表面に交流電圧を適用して、該構造への
付着を防ぐため海水生物に強縮性痙攣を起こさせること
も知られている。
水中に浸漬した表面に交流電圧を適用して、該構造への
付着を防ぐため海水生物に強縮性痙攣を起こさせること
も知られている。
本発明の目的は、海水システム及び船体上及び油リグ
の外面その他のオフショア設備の海洋生物汚染及び関連
腐食汚染を減少させる、より効果的で環境的に受容でき
る方法を提供することである。
の外面その他のオフショア設備の海洋生物汚染及び関連
腐食汚染を減少させる、より効果的で環境的に受容でき
る方法を提供することである。
本発明による海水と接触する構造物の海洋生物汚染及
び関連腐食汚染を防止するに当たり、電界を構造物を通
して計画的に配置した電極間に発生させることによって
該構造物の中又は周囲の海水中の銅イオンを放出する方
法は、該電界が銅イオンに加えて塩素イオンを同時に放
出して、該銅イオンと該塩素イオンとを組合せ相乗的態
様で海水汚染生物に殺生物効果を生ぜしめることを特徴
とする。
び関連腐食汚染を防止するに当たり、電界を構造物を通
して計画的に配置した電極間に発生させることによって
該構造物の中又は周囲の海水中の銅イオンを放出する方
法は、該電界が銅イオンに加えて塩素イオンを同時に放
出して、該銅イオンと該塩素イオンとを組合せ相乗的態
様で海水汚染生物に殺生物効果を生ぜしめることを特徴
とする。
銅イオンと該塩素イオンとを同時に放出して相乗的な
組合せ効果は、海洋生物に対する殺傷効果が銅イオン及
び塩素イオンとを別個に使用した効果を超えて向上する
ことである。構造物は船体又はオイルリグの脚のような
本体であっても海水システムの導管であってもよい。
組合せ効果は、海洋生物に対する殺傷効果が銅イオン及
び塩素イオンとを別個に使用した効果を超えて向上する
ことである。構造物は船体又はオイルリグの脚のような
本体であっても海水システムの導管であってもよい。
交流電流の発生は、例えば海水システムの入り口又は
構造物の表面に沿って間隔をおいて、適切な電極を構造
物に計画的に（strategically）設置することによって
達成することが好ましい。
構造物の表面に沿って間隔をおいて、適切な電極を構造
物に計画的に（strategically）設置することによって
達成することが好ましい。
発生する電界は、電極のタイプ、印加電流の形及び
値、及び海水の塩度及び電極間の距離によって示される
抵抗に依存する電流密度を生じ、定着挙動は妨害するが
生物の死を生じるほど高くはないように調節する。この
一般的水準においては、生物がシステムを通って掃出さ
れ、その後に回復する外洋に戻る間での時間の間は、神
経／筋肉界面の作動能力を中断して生物がシステム壁に
付着するのを妨害するに充分であると考えられる。さら
に、電流は海洋生物汚染生物を感受性にし、殺生物作用
を有することが知られている銅イオン及び塩素イオンの
ような重金属等の海水中の物質の作用に対し一層感受性
にすると考えられる。
値、及び海水の塩度及び電極間の距離によって示される
抵抗に依存する電流密度を生じ、定着挙動は妨害するが
生物の死を生じるほど高くはないように調節する。この
一般的水準においては、生物がシステムを通って掃出さ
れ、その後に回復する外洋に戻る間での時間の間は、神
経／筋肉界面の作動能力を中断して生物がシステム壁に
付着するのを妨害するに充分であると考えられる。さら
に、電流は海洋生物汚染生物を感受性にし、殺生物作用
を有することが知られている銅イオン及び塩素イオンの
ような重金属等の海水中の物質の作用に対し一層感受性
にすると考えられる。
本発明は、第２の側面の海水と接触する構造物の海洋
生物汚染及び関連する腐食汚染を阻止する方法は、計画
的に配置した２つの電極間に交流及び直流電流の組合せ
を構造物を通って発生させて、制御された量の塩素イオ
ン及び銅イオンを構造物内又は周囲の海水に放出し潜在
的な海洋生物汚染生物に積極的に敵対する環境を形成す
ることを包含する。
生物汚染及び関連する腐食汚染を阻止する方法は、計画
的に配置した２つの電極間に交流及び直流電流の組合せ
を構造物を通って発生させて、制御された量の塩素イオ
ン及び銅イオンを構造物内又は周囲の海水に放出し潜在
的な海洋生物汚染生物に積極的に敵対する環境を形成す
ることを包含する。
銅イオンと塩素イオンとを同時に放出する効果は、銅
イオン及び塩素イオンが相乗的態様で協力して、個別使
用の効果を超えて海洋生物の殺生物効果を非常に増大さ
せることである。
イオン及び塩素イオンが相乗的態様で協力して、個別使
用の効果を超えて海洋生物の殺生物効果を非常に増大さ
せることである。
更に、アルミニウムイオンを同時に放出するための第
３の電極を設け、海水のアルカリ性を銅イオン及び塩素
イオンの殺生物作用を一層増大させる水準に高めること
が好ましい。微生物は海水の酸性に抵抗し、又は銅のよ
うな汚染物に抵抗する皮膚を生成することができる。然
し、このような生物はアルカリ性には非常に感受性で、
アルカリ性をシステム内又は構造物の周囲で比較的高く
保持することによって塩素イオン及び銅イオンの組合せ
効果を極めて増大させる。
３の電極を設け、海水のアルカリ性を銅イオン及び塩素
イオンの殺生物作用を一層増大させる水準に高めること
が好ましい。微生物は海水の酸性に抵抗し、又は銅のよ
うな汚染物に抵抗する皮膚を生成することができる。然
し、このような生物はアルカリ性には非常に感受性で、
アルカリ性をシステム内又は構造物の周囲で比較的高く
保持することによって塩素イオン及び銅イオンの組合せ
効果を極めて増大させる。
本発明の第１の側面における適切な交流発生手段の電
極は、白金付きチタン（platinised titanium）、銅及
びヒ素銅のような多くの使用可能材料から選択でき、ロ
ッド、バー又はプレートタイプその他の適当な大きさと
形態であることができる。交流システムであることによ
って、電極の浸蝕は殆どないのでかなりの有用寿命を有
し、また例えば海水システムの導管内にかなりの程度に
蓄積すると危険なこともある水素及び塩素ガスの発生は
極めて僅かである。
極は、白金付きチタン（platinised titanium）、銅及
びヒ素銅のような多くの使用可能材料から選択でき、ロ
ッド、バー又はプレートタイプその他の適当な大きさと
形態であることができる。交流システムであることによ
って、電極の浸蝕は殆どないのでかなりの有用寿命を有
し、また例えば海水システムの導管内にかなりの程度に
蓄積すると危険なこともある水素及び塩素ガスの発生は
極めて僅かである。
本発明の第２の側面における適切な交流／直流発生手
段の電極は、例えば銅イオンの放出には銅又はヒ素銅、
塩素イオンの放出には白金付きチタン、アルミニウムイ
オンの放出にはアルミニウムのような多くの使用可能材
料から選択できる。組合せ交流／直流システムであり、
かつ交流及び直流電流が銅電極に適用され、直流電流が
白金付きチタン及びアルミニウム電極に適用されるの
で、比較的高い交流電流を電気ショック効果用の銅電極
に適用でき、低い直流電流を銅イオン放出用の銅電極に
適用できる。そして、海洋生物汚染生物の障害が最高に
なるときは、電極の浸蝕は予測でき、直流システムのみ
を用いた場合より低い水準であり、従ってかなりの使用
寿命を有することになり、また電流を注意深く制御する
ことによって、例えば海水システムの導管内にかなりの
程度に蓄積したままにすると危険な発生する水素及び塩
素ガスは極めて少量となる。
段の電極は、例えば銅イオンの放出には銅又はヒ素銅、
塩素イオンの放出には白金付きチタン、アルミニウムイ
オンの放出にはアルミニウムのような多くの使用可能材
料から選択できる。組合せ交流／直流システムであり、
かつ交流及び直流電流が銅電極に適用され、直流電流が
白金付きチタン及びアルミニウム電極に適用されるの
で、比較的高い交流電流を電気ショック効果用の銅電極
に適用でき、低い直流電流を銅イオン放出用の銅電極に
適用できる。そして、海洋生物汚染生物の障害が最高に
なるときは、電極の浸蝕は予測でき、直流システムのみ
を用いた場合より低い水準であり、従ってかなりの使用
寿命を有することになり、また電流を注意深く制御する
ことによって、例えば海水システムの導管内にかなりの
程度に蓄積したままにすると危険な発生する水素及び塩
素ガスは極めて少量となる。
電極間の電界の発生は、電極のタイプ、形及び印加電
流の値、及び海水の塩度及び電極間の距離によって示さ
れる抵抗に依存する電流密度を生じる。海洋生物汚染生
物に対する影響は、該生物を敏感にし、海水中に放出さ
れる銅イオン及び塩素イオンの組合せ作用に対し一層敏
感にし、それによって殺生物効果を増大すると考えられ
る。定量は困難であるが、神経／筋肉界面の作動能力を
中断して生物がシステム壁に付着する能力を低下させる
と考えられる。
流の値、及び海水の塩度及び電極間の距離によって示さ
れる抵抗に依存する電流密度を生じる。海洋生物汚染生
物に対する影響は、該生物を敏感にし、海水中に放出さ
れる銅イオン及び塩素イオンの組合せ作用に対し一層敏
感にし、それによって殺生物効果を増大すると考えられ
る。定量は困難であるが、神経／筋肉界面の作動能力を
中断して生物がシステム壁に付着する能力を低下させる
と考えられる。
本発明の効果を試験する一連の実験において、海水を
鋼鉄構造と接触させて保持し、２か月間後及び４か月間
の汚染の程度を調査した。この汚染の程度を対照因子と
して用いた。同時に、海水を他の鋼鉄構造と接触させて
保持した。ヒ素銅電極及び１アンペア交流システムを有
するもの、白金付きチタン電極及び１アンペア直流シス
テムを有するもの、ヒ素銅電極及びアルミニウム電極を
有し、銅電極用の50mA直流システム及びアルミニウム電
極用の50mA直流システムのもの、１アンペア交流システ
ム及び25mA直流システムのヒ素銅電極、1A直流システム
が両者に適用される白金付きチタン電極及びアルミニウ
ム電極を有するものである。
鋼鉄構造と接触させて保持し、２か月間後及び４か月間
の汚染の程度を調査した。この汚染の程度を対照因子と
して用いた。同時に、海水を他の鋼鉄構造と接触させて
保持した。ヒ素銅電極及び１アンペア交流システムを有
するもの、白金付きチタン電極及び１アンペア直流シス
テムを有するもの、ヒ素銅電極及びアルミニウム電極を
有し、銅電極用の50mA直流システム及びアルミニウム電
極用の50mA直流システムのもの、１アンペア交流システ
ム及び25mA直流システムのヒ素銅電極、1A直流システム
が両者に適用される白金付きチタン電極及びアルミニウ
ム電極を有するものである。
２か月間後及び４か月間後の汚染の程度を測定して比較
した。その結果は次の通りである。対象では100％汚染
示す。
した。その結果は次の通りである。対象では100％汚染
示す。
２カ月 ４カ月 対照 100 100 Cu 32.62 88.2 Ou＋Al 24.28 62.1 Cu＋Cl＋Al 8.14 25.5 このように、２か月後電気ショックを伴った銅／交流
システムは、対照システムの汚染の32％に減少させ、実
質的に電極材料の損失はなかった。４か月後には、汚染
は依然として対照と比較して意義のある２％減少してい
た。
システムは、対照システムの汚染の32％に減少させ、実
質的に電極材料の損失はなかった。４か月後には、汚染
は依然として対照と比較して意義のある２％減少してい
た。
本発明の好ましい態様である３電極では、２か月後の
汚染は対照の汚染のほぼ８％に減少し、４か月後には対
照のほぼ25％であった。比較のために試験した他の電極
では、対照との比較では汚染の減少は示されたが、本発
明の第２の側面と比較すると汚染の程度がかなり高く、
単独で考慮した場合におけるそれぞれのタイプの電極の
効果からは予測することができない汚染減少の程度が２
か月及び４か月の両者において示された。
汚染は対照の汚染のほぼ８％に減少し、４か月後には対
照のほぼ25％であった。比較のために試験した他の電極
では、対照との比較では汚染の減少は示されたが、本発
明の第２の側面と比較すると汚染の程度がかなり高く、
単独で考慮した場合におけるそれぞれのタイプの電極の
効果からは予測することができない汚染減少の程度が２
か月及び４か月の両者において示された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアムス，エドワード・イミイアー イギリス国 シエフイ−ルド エス17 ３ エヌピー，ドーレ，アツシユフアーロン グ・ドライブ 10 (72)発明者 ノツクス‐ホルムス，ブレント イギリス国 シエフイ−ルド エス10 ３ エー・ワイ．シヨアー・レーン，ランモー ア・ハウス，エス・シー・アール（番地な し) (56)参考文献 特開 昭51−51891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−40361（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】海水と接触する構造物の海洋生物汚染及び
関連腐食汚染を防止するに当たり、構造物に又は構造物
に近接して配置した電極を通して電界を発生させること
によって該構造物の中又は周囲の海水中に銅又はヒ素銅
電極から銅イオンを放出させる方法において、銅イオン
に加えて該電界が被覆チタン電極から塩素イオンを同時
に放出させ、該銅イオンと該塩素イオンとを相乗的に組
合せて海水汚染生物に殺生物効果を生ぜしめることを特
徴とする汚染防止方法。 - 【請求項２】チタン電極の被覆が白金付きチタン電極を
生じる白金である特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】発生電界を、電極のタイプ、印加電流の形
態及び値、及び海水の塩度及び電極間の距離によって示
される抵抗に依存し、生物の定着挙動を妨害するが死を
生じさせるほどには高くない水準の電流密度を生じるよ
うに制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の方法。 - 【請求項４】電界が交流と直流との組合せであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項５】アルミニウムイオンを同時に放出し、銅イ
オン及び塩素イオンの殺生物作用を更に向上させる水準
に海水のアルカリ性を著しく上昇させるために第３の電
極を設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】銅イオンを放出するための銅又はヒ素銅電
極に交流及び直流を適用し、かつ塩素イオンを放出する
ための被覆チタン電極に直流を適用することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項７】アルミニウムイオンを放出するためのアル
ミニウム電極に直流を適用することを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の方法。
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