(57)【要約】      （修正有）【課題】無酸素もしくは低酸素濃度雰囲気下においても、効率よく腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を抑制することができるメタンガス発生抑制剤、および抑制方法を提供する。【解決手段】酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末からなるメタンガスの発生抑制剤であって、粒子径が０．７５ｍｍ以下の粉末であり、湿地土壌、水田土壌もしくは家畜排泄物などの腐敗性有機物水性混合物に該粉末を添加してメタンガスの発生を抑制する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末からなる、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生抑制剤。
【請求項２】
腐敗性有機物水性混合物が、湿地土壌、水田土壌もしくは家畜排泄物である請求項１に記載のメタンガス発生抑制剤。
【請求項３】
酸化マグネシウム粉末が硬焼酸化マグネシウム粉末である請求項１に記載のメタンガス発生抑制剤。
【請求項４】
酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末が、粒子径が０．７５ｍｍ以下の粉末である請求項１に記載のメタンガス発生抑制剤。
【請求項５】
酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末が、平均粒子径が０．００１〜０．５ｍｍの範囲にある粉末である請求項１に記載のメタンガス発生抑制剤。
【請求項６】
腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生抑制方法であって、腐敗性有機物水性混合物に酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末を添加する方法。
【請求項７】
腐敗性有機物水性混合物が、湿地土壌、水田土壌もしくは家畜排泄物である請求項６に記載のメタンガス発生抑制方法。
【請求項８】
酸化マグネシウム粉末が硬焼酸化マグネシウム粉末である請求項６に記載のメタンガス発生抑制方法。
【請求項９】
酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末が、粒子径が０．７５ｍｍ以下の粉末である請求項６に記載のメタンガス発生抑制方法。
【請求項１０】
酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末が、平均粒子径が０．００１〜０．５ｍｍの範囲にある粉末である請求項６に記載のメタンガス発生抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿地土壌、水田土壌及び家畜排泄物などの腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を抑制するのに有利に用いることができるメタンガス発生抑制剤に関する。本発明はまた、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を抑制する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
メタンガスは、温室効果ガスの一つとして知られている。メタンガスの発生源としては、湿地土壌、シロアリ、海洋などの自然発生源の他に、水田土壌や家畜排泄物などの人為的発生源が知られている。
【０００３】
メタンガスの温室効果は、二酸化炭素ガスと比較して２０〜３０倍も大きいと言われている。このため、大気中のメタンガス量が増加するのは問題である。
【０００４】
特許文献１には、メタンガスの発生抑制方法として、メタン酸化能を有するメタン酸化細菌を担持させた多孔質担体をメタンガス発生源に散布又は配置して、メタンガス発生源にて発生したメタンガスをメタン酸化細菌にて分解する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１１８００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているメタン酸化細菌を利用したメタンガスの発生抑制方法は、メタン酸化細菌が好気性細菌であるため、無酸素もしくは低酸素濃度雰囲気下ではメタンガスの発生抑制効果が低下するという問題がある。
例えば、湿地土壌や湛水状態の水田土壌では、地表の水により大気中から土壌への酸素供給が制限される一方で、土壌中に生息している好気性微生物により土壌中の酸素が消費されて、土壌が無酸素もしくは低酸素濃度雰囲気となり、メタン生成古細菌を含む種々の嫌気性微生物が活性化し、土壌中の有機物（稲藁や刈り株、施用した有機物肥料、雑草、及び河川や用水路から水と共に流入した動物の死骸や植物）が嫌気性微生物の共同作用によって腐敗・発酵してメタンガスが発生する。また、家畜排泄物では、家畜排泄物中の有機物が嫌気性微生物によって腐敗・発酵することによってメタンガスが発生する。このように、湿地土壌、水田土壌及び家畜排泄物などの腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生は、無酸素もしくは低酸素濃度雰囲気下での嫌気性微生物の共同作用により起こることが多い。
従って、本発明の目的は、無酸素もしくは低酸素濃度雰囲気下においても効率よく、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を抑制することができるメタンガス発生抑制剤及びメタンガス発生抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、無酸素雰囲気下にある腐敗性有機物水性混合物に酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末を添加して、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生量を測定したところ、酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末の添加により、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を抑制することが可能となることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
従って、本発明は、酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末からなる、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生抑制剤にある。
【０００８】
本発明はまた、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生抑制方法であって、腐敗性有機物水性混合物に酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末を添加する方法にもある。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、次の通りである。
（１）腐敗性有機物水性混合物が、湿地土壌、水田土壌もしくは家畜排泄物である。
（２）酸化マグネシウム粉末が硬焼酸化マグネシウム粉末である。
（３）酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末が、粒子径が０．７５ｍｍ以下の粉末である。
（４）酸化マグネシウム粉末及び／又は水酸化マグネシウム粉末が、平均粒子径が０．００１〜０．５ｍｍの範囲にある粉末である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のメタンガス発生抑制剤を用いることによって、湿地土壌、水田土壌及び家畜排泄物などの腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を効率よく抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のメタンガス発生抑制剤は、腐敗性有機物水性混合物からのメタンガスの発生を抑制するのに有利に用いることができる。本発明において、腐敗性有機物水性混合物は、メタン生成古細菌を含む種々の嫌気性微生物の共同作用によって腐敗・発酵してメタンガスが発生する腐敗性有機物と水とを含む混合物を意味する。腐敗性有機物水性混合物の例としては、湿地土壌、水田土壌及び家畜排泄物を挙げることができる。
【００１２】
本発明のメタンガス発生抑制剤は、酸化マグネシウム粉末、又は水酸化マグネシウム粉末もしくは酸化マグネシウム粉末と水酸化マグネシウム粉末との粉末混合物からなる。
【００１３】
本発明で用いる酸化マグネシウム粉末及び水酸化マグネシウム粉末は、粒子径が０．７５ｍｍ以下の微粉末であることが好ましい。酸化マグネシウム粉末及び水酸化マグネシウム粉末の平均粒子径は、０．００１〜０．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００１４】
酸化マグネシウム粉末としては、水酸化マグネシウム粉末、塩化マグネシウム粉末及び炭酸マグネシウム粉末などのマグネシウム化合物粉末を焼成して得られたものを用いることができる。酸化マグネシウム粉末は、マグネシウム化合物粉末を１６００℃以上の温度、好ましくは１７００〜２１００℃の温度で焼成することによって得られる硬焼酸化マグネシウム粉末であることが好ましい。
【００１５】
水酸化マグネシウム粉末としては、海水に石灰乳などのアルカリを添加することによって水酸化マグネシウムを生成させる方法（海水法）により得られたものを用いることができる。
【００１６】
本発明のメタンガス発生抑制剤を腐敗性有機物水性混合物に添加するに際して、メタンガス発生抑制剤の添加量は、添加対象の腐敗性有機物水性混合物の組成や嫌気性微生物の活性などの種々の条件によって異なるため一律に定めることはできないが、湿地土壌や水田土壌の１ｍ2当たりの添加量は、好ましくは１０〜２００ｋｇの範囲、特に好ましくは２０〜１５０ｋｇの範囲であり、家畜排泄物１ｍ3当たりの添加量は、好ましくは１．０〜２００ｋｇの範囲、特に好ましくは５．０〜１５０ｋｇの範囲である。但し、メタンガス発生抑制剤を添加する前に、添加対象の腐敗性有機物水性混合物を少量採取し、採取した腐敗性有機物水性混合物にメタンガス発生抑制剤を種々の量で添加して、好適なメタンガス発生抑制剤の添加量を求めることが好ましい。
【００１７】
本発明のメタンガス発生抑制剤は、粉末の状態で添加してもよいし、水に分散させたスラリーの状態で添加してもよい。メタンガス発生抑制剤を添加する腐敗性有機物水性混合物は、無酸素もしくは低酸素濃度雰囲気下にある必要はない。例えば、水田土壌の場合、湛水状態であっても落水状態であってもよい。
【実施例】
【００１８】
本実施例で使用した酸化マグネシウム粉末及び水酸化マグネシウム粉末は、以下の通りである。
【００１９】
（１）酸化マグネシウム粉末
海水法により得られた水酸化マグネシウム粉末を、１８００℃の温度で焼成して製造した硬焼酸化マグネシウム粉末を、目開き０．７５ｍｍの篩を用いて分級したもの。平均粒子径は０．０６ｍｍ、嵩密度は３．２３ｇ／ｃｍ3である。
【００２０】
（２）水酸化マグネシウム粉末
海水法により得られた水酸化マグネシウム粉末を、目開き０．７５ｍｍの篩を用いて分級したもの。平均粒子径は０．００３ｍｍ、嵩密度は０．８ｇ／ｃｍ3である。
【００２１】
［実施例１］
湛水状態の水田から水田土壌の表層部分（深さ３ｃｍまでの部分）と田面水とを採取した。田面水に窒素ガスを通気して溶存酸素を除去した後、水田土壌と田面水とを体積比１：１の割合で混合し、ワーリングブレンダーを用いて１００００ｒｐｍ、１０分間の条件で処理して、水田土壌スラリーを調製した。
【００２２】
試験管（容量：３１．５ｍＬ）に窒素ガスを流して試験管内の空気を除去しながら、該試験管に上記の水田土壌スラリーを１０ｃｍ3（水田土壌の体積：５ｃｍ3、水田土壌の面積：５／３ｃｍ2）投入し、次いで、酸化マグネシウム粉末を添加し、混合した後、直ちにゴム栓で密閉した。酸化マグネシウム粉末の添加量は、水田土壌の面積１ｍ2当たりの量に換算して、０ｋｇ（未添加）、０．００３０ｋｇ、０．００６０ｋｇ、０．０１８ｋｇ、０．０６０ｋｇ、０．３０ｋｇ、１．８ｋｇ、６．０ｋｇ、３０ｋｇ、６０ｋｇとした。
【００２３】
密閉した試験管を温度３０℃に調節した恒温装置に入れて７日間静置した。静置前後の試験管気相中のメタンガス量をガスクロマトグラフを用いて測定し、静置前後でのメタンガスの増加量から、水田土壌の体積１ｍ3から１日当たりに発生するメタンガス量をメタンガス生成速度（ｇ−ＣＨ4／ｍ3／ｄａｙ）として求めた。図１に、酸化マグネシウム粉末の添加量とメタンガス生成速度との関係を示す。
【００２４】
［実施例２］
酸化マグネシウム粉末の代わりに、同量の水酸化マグネシウム粉末を水田土壌スラリーに添加したこと以外は、実施例１と同様にして、メタンガス生成速度を求めた。図１に、水酸化マグネシウム粉末の添加量とメタンガス生成速度との関係を示す。
【００２５】
図１に示す結果から、水田土壌スラリーに酸化マグネシウム粉末を添加した場合（実施例１）、水田土壌１ｍ2当たりの添加量が３０ｋｇ以上になるとメタンガスが殆ど発生しなくなることが分かる。一方、水酸化マグネシウム粉末を添加した場合（実施例２）、水田土壌１ｍ2当たりの添加量が０．００３０〜０．０１８ｋｇの範囲と６．０ｋｇ以上の範囲でメタンガス生成速度が低減し、特に添加量が３０ｋｇ以上になるとメタンガスが殆ど発生しなくなることが分かる。
【００２６】
［実施例３］
牛舎排水タンクから牛排泄物を含む牛舎排水汚泥（固形分含有量：４．９質量％）を採取した。
試験管（容量：３１．５ｍＬ）に窒素ガスを流して試験管内の空気を除去しながら、該試験管に牛舎排水汚泥を１０ｍＬ投入し、次いで、酸化マグネシウム粉末を添加し、混合した後、直ちにゴム栓で密閉した。酸化マグネシウム粉末の添加量は、牛舎排水汚泥の体積１ｍ3当たりの量に換算して、０ｋｇ（未添加）、０．０５０ｋｇ、０．１０ｋｇ、０．３０ｋｇ、１．０ｋｇ、５．０ｋｇ、３０ｋｇ、１００ｋｇとした。
【００２７】
密閉した試験管を温度３０℃に調節した恒温装置に入れて７日間静置した。静置前後の試験管気相中のメタンガス量をガスクロマトグラフを用いて測定し、静置前後でのメタンガスの増加量から、牛舎排水汚泥の体積１ｍ3から１日当たりに発生するメタンガス量をメタンガス生成速度（ｇ−ＣＨ4／ｍ3／ｄａｙ）として求めた。図２に、酸化マグネシウム粉末の添加量とメタンガス生成速度との関係を示す。
【００２８】
［実施例４］
酸化マグネシウム粉末の代わりに、同量の水酸化マグネシウム粉末を牛舎排水汚泥に添加したこと以外は、実施例３と同様にして、メタンガス生成速度を求めた。図２に、水酸化マグネシウム粉末の添加量とメタンガス生成速度との関係を示す。
【００２９】
図２に示す結果から、牛舎排水汚泥に酸化マグネシウム粉末を添加した場合（実施例３）及び水酸化マグネシウム粉末を添加した場合（実施例４）のいずれの場合においても、メタンガス生成速度は添加量の増加に伴って低減し、牛舎排水汚泥１ｍ3当たりの添加量が５．０ｋｇときに約５０％低減することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１及び２で求めた、水田土壌スラリーに添加した酸化マグネシウム粉末及び水酸化マグネシウムの添加量とメタンガス生成速度との関係を示すグラフである。
【図２】実施例３及び４で求めた、牛舎排水汚泥に添加した酸化マグネシウム粉末及び水酸化マグネシウムの添加量とメタンガス生成速度との関係を示すグラフである。
【図１】
2010115572.tif 000002
【図２】
2010115572.tif 000003