(57)【要約】 【課題】本発明は、植物プランクトンを付着させるシート及びそれを使用した二酸化炭素の削減方法に関する発明である。【解決手段】本発明は、上記の課題を解決するために、糸を編んだシートと、前記シート付着させた植物プランクトンとからなり、屋外の緑化により二酸化炭素削減に利用することを特徴とする植物プランクトン付着シート４と、前記植物プランクトン付着シート４を屋外に設置し、常時水を供給し、光合成をさせることを特徴とする植物プランクトン付着シートの利用方法の構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を編んだシートと、前記シート付着させた植物プランクトンとからなり、屋外の緑化により二酸化炭素削減に利用することを特徴とする植物プランクトン付着シート。
【請求項２】
前記糸に髪の毛を絡ませたことを特徴とする請求項１に記載の植物プランクトン付着シート。
【請求項３】
前記植物プランクトンの付着は、植物プランクトンを含む繁殖液を満たした水槽に前記シートを浸し、光を照射し、植物プランクトンを培養させて行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物プランクトン付着シート。
【請求項４】
前記光が、太陽光などの光源と共に水槽内に設置したライトから照射されることを特徴とする請求項３に記載の植物プランクトン付着シート。
【請求項５】
前記水槽が、プールであることを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の植物プランクトン付着シート。
【請求項６】
前記水槽の内部底面に反射板を設置したことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の植物プランクトン付着シート。
【請求項７】
前記水槽の壁面上部に反射鏡を設置したことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の植物プランクトン付着シート。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の植物プランクトン付着シートを屋外に設置し、常時水を供給し、光合成をさせることを特徴とする植物プランクトン付着シートの利用方法。
【請求項９】
前記屋外への設置方法が、建物上部に固定された上ローラーと、建物の近傍に設置した下部貯水槽中に設置した下ローラーとに前記植物プランクトン付着シートをベルト状に張り、前記上ローラーを回転させ、植物プランクトン付着シートを循環させ、下部貯水槽に浸漬させることを特徴とする請求項８に記載の植物プランクトン付着シートの利用方法。
【請求項１０】
前記建物の上部に上部貯水槽を設置し、前記植物プランクトン付着シートに上部から水を散水することを特徴とする請求項９に記載の植物プランクトン付着シートの利用方法。
【請求項１１】
前記屋外への設置方法が、建物屋上に設置したシート掛けに植物プランクトン付着シートを取付け、同じく建物屋上の設置した上部貯水槽から前記植物プランクトン付着シートに水を散水することを特徴とする請求項８に記載の植物プランクトン付着シートの利用方法。
【請求項１２】
前記シート掛けを屋根に取付け、建物近傍の下部貯水槽と接続された放水管を前記シート掛けの上方に設置し、前記植物プランクトン付着シートに水を散水することを特徴とする請求項８に記載の植物プランクトン付着シートの利用方法。
【請求項１３】
前記シート掛けが、複数の中軸及び突起軸を交互に備えた複数の枠体を折りたたみ可能に連結したことを特徴とする請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載の植物プランクトン付着シートの利用方法。
【請求項１４】
前記上部貯水槽又は下部貯水槽中の水が雨水、配水、湖水、海水のいずれかであることを特徴とする請求項９乃至請求項１２に記載の植物プランクトン付着シートの利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物プランクトンを付着させるシート及びそれを使用した二酸化炭素の削減及び将来の代替エネルギーでえる水素の生成に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来の壁面緑化技術ではコケ植物などを石の壁に自然発生させ、それを増殖させる必要があるため、かなりの時間と手間を要するものであるが、コケ植物などは石の種類によっては自然発生をさせることが難しく、また石以外の壁製品に対しては増殖はおろか自然発生させることも難しく、時間や設備投資費用がかかるものであった。このような問題から壁面緑化技術の進展は難しく、その温暖化対策の目的達成度もなかなか上がらず、成果も非常に限定的で希薄であった。
【０００３】
また、例えば地球環境戦略研究機関や地球環境産業技術研究機構、日本環境協会があり、２１世紀環境立国戦略特別部会では、環境省、外務省、農林水産省、経済産業省、国土交通省の緑化技術の専門家が論議を交わすなど、先駆けて実践し、研究されているにも拘わらず、緑化技術の高層ビル化を実現するには遙かに難しい状況にある。更に企業レベルでは２０００年の京都議定書の二酸化炭素６％を受け、現在までに植林活動やエコカーの製造など企業努力はしているものの＋７．８％の増加となっている。
【０００４】
この原因は様々に考えられるので幾つか挙げると、
１．今現在、二酸化炭素自体を分解する技術が開発されていない。
２．光合成機能を有する物の技術開発がなされていない。
３．芝生や雑草などでは光合成機能が平面（二次元）的にしか発揮されない。
４．毎秒サッカー場ほどの緑地面積が失われているうえ、苗木を植えても大木になるまで何十年もの時間が必要となる。
５．現在、荒れ地、空き地の多くは放置されている状態であり、中には何十年も放置されている土地がある。また社会の敷地の利用として駐車場の他、草地のみの部分が多い。更に屋上緑化技術によるビルの屋上緑化などは知られていてもあまり利用されていない。
６．植物は根・茎・葉などの器官や組織を作らなければならず、大木に成長すればするほど、その分のエネルギーはその為に使われてしまう。つまり植物自身の成長の為に使われるエネルギーが増加することになる。これは全て光合成のみに使われるわけではないので、光合成機能が十分に発揮されることにはならない。また植物は葉だけで光合成を行うので、いくら放射状に広がっても光合成機能は葉の総面積に比例してしまうので、効果は限定的となる。その証拠に、縦５ｍ横５ｍ高さ１０ｍの直方体に入る木１本を考えると、光合成機能は葉のみなので葉一枚一枚をその直方体に隙間無く貼ったとしても底面積２０平方メートルを除く残りの表面積２２５平方メートルを覆い尽くすことは全く不可能である。
７．植物の光合成機能は知られていても植物プランクトンの光合成機能についてはあまり知られていない。
などが考えられる。ここで特に７については非常に重要であるため、詳しく説明する。
光合成機能の利用の主なものは炭酸固定による炭水化物の生産である。植物以外の微細藻類の光合成機能の利用については様々挙げられるが、中でも水素生成、炭酸固定が重要である。微細藻類などは光合成機能を有する植物で根や葉といった細胞の分化が進んでいないためその光合成機能は極めて高い。
水素は単位重量あたりの発熱エネルギーが石油の３倍と大きく、大気汚染の心配がない。その生産システムとして期待されているものの一つが光合成による水素生成である。ラン藻、緑藻などが水素を生成する光合成微生物である。燃料電池では水素を生成するために常に電気分解させる必要があり、太陽電池その他の装置などの設備費用が重なり、非常にコストがかかる。しかし、特定の微細藻類は光エネルギーを直接水素生成するので、簡単であり、非常に低コストの生産が可能になるので、将来の水素エネルギー生産に重要な役割を果たすことができる。
また、炭酸固定では１９８７年度エネルギー生産の８４．６％を石油や石炭などの化石燃料に依存している日本では、二酸化炭素量の排出は特に大きな問題となっている。１００万ｋｗの発電所から排出される二酸化炭素量を発電エネルギー効率４０％、重油燃焼熱１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇ、重油中のオクタン価０．８４２と仮定し算出した場合、炭素量にして約４，４００ｔ／ｄａｙ、ｃ二酸化炭素として１，６００ｔ／ｄａｙが放出される。微細藻類を用いてこの火力発電所から排出される二酸化炭素を固定するときの必要面積を計算した。植物や大型藻類より単位面積あたりの炭酸固定そくどの速い微細藻類は１４日間で２ｇｄｒｙｃｅｌｌ／ｌまで成育する。この藻体の５０％が炭素なので７０ｍｇ／ｌ／ｄａｙの速度で炭素が固定される。従って水深１ｍの池を利用して微細藻類を培養すると２４時間光照射下では７，５００ｍ×７，５００ｍ、９時間光照射下では１２ｋｍ×１２ｋｍの面積が必要である。（「現代植物生理学１光合成  宮地重遠編」  ｐ２１６より参照）
【特許文献１】特開平０９−２９４４６１号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、現在までの緑化技術のこのような点に鑑みて、繊維構造体における人為的な栄養分の吸収及びそれによる湖水中の植物プランクトン・藻類養殖の生産性の向上と地上の二酸化炭素の大幅削減を可能ならしめる植物プランクトン付着シート及びその資料方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、糸を編んだシートと、前記シート付着させた植物プランクトンとからなり、屋外の緑化により二酸化炭素削減に利用することを特徴とする植物プランクトン付着シート４と、
前記植物プランクトン付着シート４を屋外に設置し、常時水を供給し、光合成をさせることを特徴とする植物プランクトン付着シートの利用方法の構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の植物プランクトン付着シート及びその利用方法は、植物プランクトンが着生しやすい素材で構成された付着シートに一定条件下で成長する植物プランクトンを付着させ、これまで利用価値の乏しかった雨水を利用して二酸化炭素の削減や将来の代替エネルギーとなる水素の発生を実現することができる。
【０００８】
また、植物プランクトン付着シートの資材として、半永久的に廉価で利用できる人毛を活用することができるため、付着シートを製造するに当たり、資材不足を心配する必要がなく永続的に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
地球温暖化の原因となっている二酸化炭素の削減または将来の代替エネルギーとなる水素の生成という目的を、半永久的に廉価で利用できる資材と、不要となっている資材及び一定条件下で成長する植物プランクトンを利用することによって実現した。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の説明図である。先ず植物プランクトン付着シート４について説明する。
【００１１】
植物プランクトン付着シート４は、糸２ａを編んだシート２と、前記シート２に付着した植物プランクトン４ａとからなる。
【００１２】
シート２は、糸２ａを編んだものである。糸２ａには、その性能要求から親性・吸水性の良好なタコ糸が好ましいが、特に限定したものではなく、必要に応じてビニロン、木綿等を混撚した撚糸を用いてもよく植物プランクトンが付着しやすい素材を使用する。
【００１３】
また、前記糸２ａについては、図１に示すように接着剤２ｃ等を使用して糸２ａに髪の毛２ｂを接着させた糸を利用することもできる。
【００１４】
植物プランクトン付着シートの繊維材料は半永久的に生産できる保障がないため、繊維材料不足時に対応できる吸水性に富み、半永久的に生産できる資材が必要となる。更に地球的規模に鑑み、低コストで生産でき、低価格で提供することが可能な繊維であることが必要である。即ち、以前より廃棄物としてあまり注目されなかったものである。
【００１５】
以上の条件を満たす資材として髪の毛に注目した。髪の毛２ｂが植物プランクトンを付着させる資材として有用か否かについては、次の通り実験してみた。
【００１６】
ここで、植物プランクトンを付着させる資材として髪の毛が有効であるか否かを検証してみた。５００ｍｌのプラスチック容器に湖水を４００ｍｌ入れ、そこに窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）を８：８：５の割合で２０ｍｌ入れ、更にその中に髪の毛を数本入れ、よく振って放置した。（但し、この髪の毛は１ヶ月以上ホコリが付着するように放置したものである）
【００１７】
水温が５〜６℃であったため、容器を２０℃まで暖めた。すると２日後あたりから容器内にある藻や植物プランクトンが髪の毛に付着し始め５日後には髪の毛の周りに藻などが固まって付着していた。容器を逆さまや横にしても髪の毛から藻や植物プランクトンが離れず付着したままだった。これは髪の毛の成分などが藻や植物プランクトンの栄養になっているからである。一方、人工の髪も同様に試してみたが全く何も付着することなく、何日経っても結果は変わらなかった。このことから、植物プランクトンや藻類の栄養物である繊維用紙材として髪の毛が有効であることが分かる。
【００１８】
植物プランクトン付着シート４の作成方法１としては、図１に示すように、シート２を繁殖液３ｆを張った水槽３に浸し、光３ｅを照射し、培養する。これにより、植物プランクトン４ａはシート２に付着する。
【００１９】
水槽３の底面に反射板３ａを取り付けることで光３ｅが反射し、効率よく植物プランクトン４ａの繁殖を進めること及び植物プランクトン付着シート４を作成することが可能になる。
【００２０】
また、前記水槽３の内部壁面には複数のライト３ｂが取り付けられており、太陽光などの光３ｅが弱い曇りの日や夜間などにライト３ｂを照射することで植物プランクトン４ａが繁殖し植物プランクトン付着シート４を作成することができる。
【００２１】
このように繁殖プール３にあたる光が重要な理由について「淡水赤潮  門田元編」ｐ１９３ウログレナの増殖と物理的環境要因より説明することとする。
【００２２】
植物プランクトン黄藻類ウログレナの増殖のための温度と光照度の影響について調べウログレナ赤潮発生前後に出現した植物プランクトンＡ．ｆｏｒｍａｓａ、Ｆ．ｃｒｏｔｏｎｅｓｉｓ、Ｄ．ｌａｖａｒｉｃｕｍ及びＳ．ｄｏｒｓｉｄｅｎｔｉｆｅｒｍの４種の結果と併せて考察してみた。
【００２３】
実験はウログレナ又は他の藻類をＵｒ−１培地に接種し、標準条件として６０００Ｌｘ、１４ｈ明、１６ｈ暗で１５℃において行い、適時、温度及び光照度を変えて培養し、結果を分裂速度（２分裂に要する時間）と最大細胞量の相対値として表した。
【００２４】
ウログレナは２０℃に最適温度を持ち、２５℃以上では全く増殖しない。１５℃では分裂速度（分裂時間の逆数）は劣るが最大細胞収量は変わらず、５℃では更に分裂速度は著しく低下するが、１ヶ月以上培養を続けると２０℃や１５℃と同程度の細胞収量となる。ウログレナの分裂速度を分裂時間の逆数として求めると、１５℃や２０℃では１日に１＾１．２回分裂し、２４℃と１０℃では０．２５回分裂することとなる。
【００２５】
ウログレナの分裂速度は混在している細胞の分裂速度と密接に関係があるため、この値は、相対的なものであると考えた方が適切である。従ってウログレナの最適温度は混在する細菌側の温度感受性にも影響されるため、時には１５℃に最適温度を示すこともある。赤潮前後に出現するＡ．ｆｏｒｍａｓａ及びＦ．ｃｒｏｔｏｎｅｓｉｓは２０℃にＤ．ｆａｎａｒｉｕｍは２０〜２５℃にＳ．ｄｏｒｓｉｄｅｎｔｉｆｅｒｍは２５℃又はそれ以上に最適温度を示す。
【００２６】
光照度の影響については、培養温度を１５℃として白色蛍光灯を用いて１４ｈ明：１０ｈ暗サイクルの照明を３０００、５０００、９０００、１２０００Ｌｘで調べると、ウログレナは１２０００Ｌｘで最大分裂速度ｃ／ｄａｙを示し、１日に１．２回分裂するが、１５０００Ｌｘでは低下し、３０００Ｌｘでも０．７回以上の分裂を行い、暗所では有機物を添加しても数日で死滅する。一方、Ｄ．ｆａｎａｒｉｕｍとＦ．ｃｒｏｔｏｎｅｓｉｓの最適照度は５０００Ｌｘで分裂速度は１．４／ｄａｙと１．５／ｄａｙであるが、それ以上では低下する。Ａ．ｆｏｒｍａｓａとＳ．ｄｏｒｓｉｄｅｎｔｉｆｅｒｍの最適照度は９０００Ｌｘで分裂速度はそれぞれ１．７／ｄａｙと０．７／ｄａｙである。
【００２７】
これらの結果は窒素とリン濃度を湖水程度に低下させると他の植物プランクトンの分裂速度はウログレナのそれより著しく小さくなる。従って赤潮発生時期（４月中旬〜６月上旬）における水温と光照度ではウログレナが他の植物プランクトンより優位に立つものと推測される。琵琶湖において水温が１０℃以上になったころから発生し、２０℃近くなると死滅するウログレナは培養実験からも低温性であるといえる。我が国の湖のうちでウログレナの存在が確認されているのは比較的水温の低い河口湖、精進湖、中禅寺湖、湯の湖、小河内ダム湖など数少なく、また諸外国では緯度の高い冷涼な地域にある貧栄養ないしは中栄養の湖であるという共通点がある。このように低温性はウログレナの本来的性状であると差し支えないだろう。
【００２８】
これらのことから現実の琵琶湖北湖では主要無機物（ｋ＋、Ｍｇ＋、Ｃａ＋）の濃度比、リンの濃度、溶存鉄の濃度、ビタミンＢ１２に濃度などが赤潮形成を可能にする程度のウログレナの増殖量を得るのに必要な条件をぎりぎりの線で充たし、その上水中の細菌群集もウログレナの増殖に好都合な密度に達していると考えられよう。
【００２９】
水槽３については、各学校のプールが考えられる。６月〜９月までのプール使用期間を除く期間中に使用許可をもらい植物プランクトン付着シートを作成する方法である。この場合、全国に屋外プールが散在していることから地域ごとに植物プランクトン付着シートを作成することができ、かつ規模は全国であることから非常に生産性に優れている。また、別の方法も考えらえる。海から４００ｍ下の大陸棚付近の海洋深層水には多量のリン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、などのミネラルが豊富なため、海の近くにプールを作り、海洋深層水をそこに入れる方法である。この方法であれば植物プランクトン付着シートも作成でき、付着シートを作成しない場合でも、増殖した植物プランクトンなどを再び海に戻すことで動物プランクトンや魚介類も増殖させることができるため、生態系により良い環境を提供できる。
【００３０】
実際に現在の屋外プールには、水草、藻、植物プランクトンなどの様々な水生生物が繁殖している。つまり植物プランクトン付着シートを作成できる状況にある。また、このことは、ビルや校舎などの屋上や荒れ地や空き地など他に利用されていない空間でも繁殖プールを設置することで同じように植物プランクトンを成育できるということになる。更に高さ１〜２ｍ側面を鏡張りにし、底面に反射鏡という構造であればより効果的に植物プランクトンを繁殖させることができる。このように植物プランクトン付着シートを作成またはそれ以外の目的を持つ繁殖プールが果たす役割を理解させることが今後の小学校、中学校、高等学校における環境教育の飛躍的な発展につながると考えられる。つまり、より身近に温暖化対策が実施できるので、場所としても市町村が管理する公用地であり、全国規模であることを鑑みると教育における公平性と公益性、将来性を有することになる。そして全国的に植物プランクトン付着シートを提供できるようになれば、地域性も有する。また、植物プランクトン付着シートを提供しない場合でも、地上の陽当たりの良い荒れ地や空き地などの空間を高さ１０ｍ透明ガラスの直方体の巨大な植物プランクトン繁殖タンクを設置することで、太陽エネルギーを効率よく利用でき、光合成機能も他の植物以上に発揮することができる。また、既に述べたように光合成機能による水素生成も可能なため、将来において非常に合理的で低コストな環境対策を実施できる。
【００３１】
付着シートの設置方法については、縦、横、蛇状など種々考えられる。そこで、プールの幅より少し短い鉄の棒の両端に鉄板を垂直に溶接し、その鉄の棒に付着シートを何重にも巻きつけプール内に沈める。この方法であればプール内の植物プランクトンを効率よくシートに付着させることができる。また、付着シートを何重にも巻き付けることで、より広範囲で大きな付着シートを作成することが可能になる。
【００３２】
また、付着シートの放置日数については、植物プランクトンの増殖過程に鑑み、２０〜３０日を目安にした方が良いと考えられる。
【００３３】
次に植物プランクトン付着シートの利用方法５について説明する。
【００３４】
図１に示すように、植物プランクトン付着シート４を建物６の壁面に取付け、植物プランクトン付着シート４に付着した植物プランクトン４ａが光合成を行い二酸化炭素を吸収して酸素を放出する。
【００３５】
植物プランクトン付着シート４を取り付ける方法として建物６の壁面上部に上ローラー５ｃを取付け、下部には下ローラー５ｆを備え水５ｅが貯められている下部貯水槽５ｄを備えた。前記上ローラー５ｃから下ローラー５ｄにかけて前記植物プランクトン付着シート４をベルトコンベアのように取付け植物プランクトン付着シート４が回動可能な状態とした。
【００３６】
また、建物６の屋上には上部貯水槽５ａを備え、上部貯水槽５ａからパイプ５ｉを介して放水管５ｂを取り付けた。この放水管５ｂは前記上ローラー５ｃの上部に位置しており上部貯水槽５ａに貯められた雨水を植物プランクトン付着シート４に噴霧することができるようにした。尚、前記パイプ５ｉの途中に取り付けられているのはバルブ５ｈであり、放水管５ｂからの放水を制御する。また、放水管５ｂには無数の放水口５ｇが穿設されている。
【００３７】
前記上ローラー５ｃはベルト５ｋを介して駆動源５ｊと接続されており、駆動源５ｊの駆動に伴い上ローラー５ｃが回転する。上ローラー５ｃが回転すると上ローラー５ｃに取り付けられている植物プランクトン付着シート４が回転する。
【００３８】
上述のように回転する植物プランクトン付着シート４は上ローラー５ｃ付近を通過する際に放水管５ｂからの放水を受け、更に下ローラー５ｆ付近を通過する際は下部貯水槽５ｄに貯められた雨水の中を通過することとなり、常に湿った状態を保っている。
【００３９】
以上のように植物プランクトン付着シート４は一方のローラーから他方のローラーに移動する間に光合成を行い、植物プランクトン４ａが乾いて死滅する前に上下ローラー５ｃ、５ｄの位置で湿らされる。また、雨７ａなどが降った場合には直接雨水を浴びて雨水中の二酸化炭素を取り入れることができる。
【００４０】
ここで上述のようにビルなどの建物の利用と雨水等の利用に着目した点について説明することとする。
【００４１】
現在まで雨水を有効利用しようと考えられずに見落とされていた。理科の実験にもあるように、二酸化炭素（息）を吹きかけると色が白濁色になるという実験をした。つまり酸性雨と言われているように、二酸化炭素は液体に溶けることを小学校の頃には既に知っていることになる。これは世界中どこでも降っている雨水中に二酸化炭素が含まれると言うことである。現在まで降った雨水をそのまま放置あるいは配水とし続けていたため、植物に吸収される以外は蒸発してまた大気中に拡散してしまうことになる。つまり、二酸化炭素の絶対量はこのままでは減ることはないのである。二酸化炭素を分解する技術開発がなされていない現在、二酸化炭素を含む雨水を植物プランクトンに直接消費させる技術が必要である。
【００４２】
現在温暖化問題が深刻となり、異常気象などの様々な影響をもたらしている。また、先進国では年間７０億トンもの二酸化炭素を排出し続けるのみで、対策はあまり施されていないため、状況はひどくなる一方である。
【００４３】
また、生活排水については、植物プランクトンの成育過程に最も適した成分、即ち窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）などが含まれているため、今から３０年以上も前から霞ヶ浦などで富栄養化による藻、植物プランクトンの大量発生によるアオコなどが発生していたが、現在では無リン洗浄や微生物を使った下水処理場があるなど環境対策が施されているため、ここでは使用しないこととする。その代わりとなるのが、処理後の水や海洋深層水などである。処理後の水は現在、あまり用途がないため川や海に戻している状況であり、海洋深層水は先述したようにミネラルが多く含まれているため利用すべきである。
【００４４】
現在、ビルの屋上や壁面、家屋の屋根などでは、先述したようにほとんど技術開発がなされていない。つまり、太陽エネルギーを受けている面積は非常に広大であるにも拘わらず、そのエネルギーを利用できていない状況にある。これはエネルギー効率で考えれば非常に効率が悪いといえる。この事を証明するために、縦５０ｍ、横５０ｍ、高さ１００ｍのビルで計算することとする。我が国の表面積を３８万&#13218;の正方形と仮定すると、１辺の長さは約６２０ｋｍとなる。ここでビルの屋上だけを緑化する場合、３８万&#13218;÷２５００平方メートル＝１億５２００万棟のビルが必要となる。しかし、ビルの側面だけを緑化した場合、ビルの側面積は５０００（平方メートル）×４＝２００００平方メートルなので、３８万&#13218;÷２０００平方メートル＝１９０万棟つまり、前者の８分の１（１２．５％）で済むことになる。
【００４５】
また、現在の大都市は超高層ビルが高密度に集まった場所である。例えば人間の胃のようなものである。人間の胃は栄養物が効率よく吸収されるように表面には無数の突起物（ひだ）があり、そのひだは更に小さいひだ状のものが集まってできている。つまり、高層ビル１棟を一つのひだとして考えれば、二酸化炭素や水などを効率よく吸収させるには、ビルの屋上のみならず、壁面全てを光合成微生物で覆う必要がある。また人間の胃は強酸性の粘液に覆われていることで固形物を細かく分解し液状にしてより効率の良い吸収ができるようになっている。つまり壁面ということもあり、はがれ落ちるのを防ぐためや、二酸化炭素などをより広範囲に吸収できるようにするために、粘性のある光合成微生物でなければならない。
【００４６】
本発明は光合成による二酸化炭素削減や水素生成という役割を果たすだけでなく、我が国の温暖湿潤気候という気候特性や植物の水循環機能に鑑み、水系特に雨水の循環機能を促進させ、ヒートアイランド現象を防ぐ役割も担っている。
【実施例２】
【００４７】
次に図２を使用して植物プランクトン付着シートの利用方法の第２実施例を説明することとする。図２は、本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の第２実施例の説明図である。
【００４８】
実施例１で示したように植物プランクトン付着シート４を作成するまでは同じであるため、植物プランクトン付着シート４の利用方法９を説明する。
【００４９】
図２に示すように、植物プランクトン付着シート４を取り付ける方法として建物６ａの屋根上部に上ローラー９ｃと屋根の縁に中ローラー９ｅを取付け、下部には下ローラー９ｄを備え雨水９ｂが貯められた貯水槽９ａを備えた。
【００５０】
前記上ローラー９ｃから中ローラー９ｅ、下ローラー９ｄと全てのローラーを使用して植物プランクトン付着シート４をベルトコンベアのように取付け植物プランクトン付着シート４が回動可能な状態とした。
【００５１】
前記上ローラー９ｃの隣には駆動源を使用する必要はなく、手動でローラーを回転させると植物プランクトン付着シート４がベルトコンベアのように回転する。
【００５２】
以上のように取り付けられた植物プランクトン付着シート４は下ローラー９ｄ付近を通過する際に貯水槽９ａ内に貯められた雨水９ｂ等の中を通過することとなり、湿った状態を保つこととなる。そして、このとき植物プランクトン付着シート４の植物プランクトン４ａは雨水９ｂ中の二酸化炭素を取り入れることができる。
【００５３】
植物プランクトン付着シート４が回動し下ローラー９ｄから上ローラー９ｃに移動するまでにシートに付着した植物プランクトン４ａは光合成をし酸素８を放出する。尚、雨７ａが降った場合には直接雨水を浴びて雨水中の二酸化炭素を取り入れることができる。
【００５４】
前記貯水槽９ａに効果的に雨水９ｂ等を集めるため図２の下図に示したように排水溝９ｈへ向かう地面９ｇに傾斜９ｆを設けてもよい。この場合、ゴム芝を設置することが考えられるが、このゴム芝については、タイヤでも使用可能であり古タイヤや廃タイヤなどをリサイクルすることができ廃棄物を有効活用することができる。
【実施例３】
【００５５】
次に図３を使用して植物プランクトン付着シートの利用方法の第３実施例を説明することとする。図３は、本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の第３実施例の説明図である。
【００５６】
実施例１で示したように植物プランクトン付着シート４を作成するまでは同じであるため、植物プランクトン付着シート４の利用方法１０を説明する。
【００５７】
図３に示すように、植物プランクトン付着シート４を取り付ける方法として建物６の屋上にシート掛け１１を設置し、前記シート掛け１１に向かって放水するための放水管５ｂを備えた上部貯水槽５ａを併置した。
【００５８】
前記シート掛け１１は山部と谷部を交互に形成した階段状の枠体で、このシート掛け１１に植物プランクトン付着シート４を蛇状に取り付ける。
【００５９】
前記放水管５ｂはシート掛け１１に向かって放水するように設置されており上部貯水槽５ａに貯められた雨水が放水される。
【００６０】
以上のように植物プランクトン付着シート４を蛇状に取り付けることにより植物プランクトン付着シート４の表面積が増え建物６の屋上という限られたスペースでも効率よく光合成による二酸化炭素の削減を実現することができる。
【００６１】
また、放水管５ｂからの放水を決められた間隔または任意に行うことで植物プランクトン付着シート４に付着している植物プランクトン４ａは雨水中の二酸化炭素を取り入れることができ、雨が降った場合には直接雨水を浴びて雨水中の二酸化炭素を取り入れることもできる。
【００６２】
尚、シート掛け１１の構造については、後で詳細に説明することとする。
【実施例４】
【００６３】
次に図４を使用して植物プランクトン付着シートの利用方法の第４実施例を説明することとする。図４は、本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の第４実施例の説明図である。
【００６４】
実施例１で示したように植物プランクトン付着シート４を作成するまでは同じであるため、植物プランクトン付着シート４の利用方法１０ａを説明する。
【００６５】
図４に示すように、植物プランクトン付着シート４を取り付ける方法として建物６ａの屋根上にシート掛け１１を設置し、前記シート掛け１１に向かって放水するための放水管５ｂを屋根の上部に取り付けた。更に前記放水管５ｂは吸水管５ｌを介して下部貯水槽５ｄに連結されている。
【００６６】
前記シート掛け１１は山部と谷部を交互に形成した階段状の枠体で、このシート掛け１１に植物プランクトン付着シート４を蛇状に取り付ける。建物６ａのような一般家庭では屋根が傾斜していることが多いためシート掛け１１の設置については固定部材等を使用して固定することが望ましい。
【００６７】
前記放水管５ｂはシート掛け１１に向かって放水するように設置されており下部貯水槽５ｄに貯められた雨水５ｅが放水される。
【００６８】
以上のように植物プランクトン付着シート４を蛇状に取り付けることにより植物プランクトン付着シート４の表面積が増え建物６ａの屋根という限られたスペースでも効率よく光合成による二酸化炭素の削減を実現することができる。
【００６９】
また、放水管５ｂからの放水を決められた間隔または任意に行うことで植物プランクトン付着シート４に付着している植物プランクトン４ａは雨水中の二酸化炭素を取り入れることができ、雨が降った場合には直接雨水を浴びて雨水中の二酸化炭素を取り入れることもできる。
【００７０】
尚、下部貯水槽５ｄに効率よく雨水等を集めるため、実施例２で示したように排水溝９ｈへ向かう地面９ｇに傾斜９ｆを設けてもよい。この場合、ゴム芝を設置することが考えられるが、このゴム芝については、タイヤでも使用可能であり古タイヤや廃タイヤなどをリサイクルすることができ廃棄物を有効活用することができる。
【００７１】
次に図５から７を利用して実施例１から実施例４で使用した各部材を説明することとする。図５は本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用するシートを示した図、図６は植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用する水槽を示した図、図７は植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用するシート掛けを示した図である。
【００７２】
図５に示すように、シート２は糸２ａを網機でシート状に編んだものである。シート２の上下辺に示したのは耳糸２ｄである。
【００７３】
シート２の編み方については有結節網２ｅや無結節網２ｆが考えられるが、特に限定した編み方はない。
【００７４】
シート２に使用する糸２ａについては前述のように接着剤２ｃ等を介して髪の毛２ｂを取り付けた糸２ａであっても良い。植物プランクトンや藻を付着させる資材として髪の毛２ｂが有用か否かについては既に説明しているため省略する。
【００７５】
以上のように糸２ａを編んでシート２にし、次に説明する水槽３で植物プランクトンを効率よく付着させるためシート２を任意の長さで切断し両端に棒２ｇ、２ｇを取り付けた。このようにすることでシート２を水槽３に設置しやすくなり、一度により多くの植物プランクトン付着シート４を作成することができる。
【００７６】
尚、上記のようにシート２を水槽３に設置する際には、必ず棒２ｇを取り付けなければならないものではなく、水槽３の構造にあった方法でシート２を取り付けることとする。
【００７７】
また、糸２ａの色を巧みに利用することで様々な模様や文字などを簡単に作成できることからシート２ａを巨大にすることで、壁面を単調な色からより鮮やかな色にすることができ、企業などにとっては、巨大な広告になるという利点がある。
【００７８】
図６に示すように、水槽３は前記シート２を植物プランクトン付着シート４にするためのものであり、内部底面に反射板３ａを備えている。また、水槽３内は繁殖液３ｆで満たされている。
【００７９】
光源３ｄからの光３ｅが繁殖液３ｆに当たり、繁殖液３ｆ内の植物プランクトン４ａや藻類が成長するが、上記のように一度水槽３内に差し込んだ光３ｅが内部底面の反射板３ａで反射し更に繁殖液３ｆに当たるため、光源３ｄの光３ｅを有効に利用することができる。
【００８０】
また、図６の中央図に示すように、水槽３の壁面上部を反射鏡３ｃとすることで、より多くの光３ｅを繁殖液３ｆに当てることができる。
【００８１】
更に、図６の下図に示すように、水槽３の内壁面に複数のライト３ｂを取り付けることで、光３ｅの弱い日や夜間でも繁殖液３ｆに光をあてることができ、植物プランクトン４ａや藻の成長を促すことができる。
【００８２】
図７に示すように、シート掛け１１は中軸１１ｂと突起軸１１ｃを交互に備えた枠体１１ａを複数連結したものである。
【００８３】
枠体１１ａの内側には複数の中軸１１ｂが等間隔に取り付けられて梯子状になっている。また、枠体１１ａには上面に向かって起立するように突起軸１１ｃが取り付けられている。
【００８４】
前記中軸１１ｂと突起軸１１ｃは交互に取り付けられており、中軸１１ｂと突起軸１１ｃを交互に縫うように植物プランクトン付着シート４を取り付けて使用する。  
【００８５】
前記枠体１１ａ同士の連結部１１ｄは回動可能になっており折り畳むことができる。また、図７のように設置する際は山部と谷部を交互に形成した状態で設置して使用するが、特に限定したものではない。
【００８６】
また、突起１１ｃはシート掛け１１に縫うようにとりつける植物プランクトン付着シートの表面積を増やす目的で取付けられたものであるため、突起軸１１ｃを使用せずに全て中軸１１ｂを使用しても構わない。
【００８７】
前記シート掛け１１は廃車のスクラップなどで得る鉄製品などを使用することで、ゴミとなった廃車を有効利用することができる。
【００８８】
次に図８を使用してこれまでに説明した各部材とそれらの利用方法を流れ図で説明することとする。図８は本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の流れ図である。
【００８９】
図８に示すように、まず「編機によりシート状に編む」１２の行程で糸（またはそれに代わる資材）を用いて「シート」２を製造する。
【００９０】
「水槽」３には繁殖溶液３ｆが満たされており、この中に前記「シート」２を浸して放置する。「繁殖溶液３ｆ」は湖水（又は雨水／海水等）３ｇからなり、湖水中には窒素３ｈ、リン酸３ｉ、カリウム３ｊ等が含まれている。
【００９１】
「水槽」３内では反射板３ａやライト３ｂにより植物プランクトンが増殖し、「シート」２に「植物プランクトンが付着」１２ａし、「植物プランクトン付着シート」４となる。尚、前記窒素３ｈ、リン酸３ｉ、カリウム３ｊの濃度を植物プランクトンの成育に適切な濃度に調節し、更に水温等も併せて調節することが望ましいが、植物プランクトンの種類によって生育環境が異なるため、「水槽」３の設置地域にあった湖水と植物プランクトンを使用すれば、特に調節することなく利用できる。
【００９２】
「水槽」３より取り出した「植物プランクトン付着シート」４を「シート掛け」１１に取付け、それを「壁面や屋上等の平面に取付け」１２ｂる。
【００９３】
「建物等」６、６ａでは「雨水等」３ｇが「上部貯水槽」５ｂまたは「下部貯水槽」５ｄに貯められた状態となっている。「上部貯水槽」５ｂに貯められた「雨水」は壁面に取り付けられた「植物プランクトン付着シート」４に「散布」１２ｃされる。
【００９４】
また、「下部貯水槽」５ｄに貯められた「雨水」は、そのまま貯水され「植物プランクトン付着シート」４を一時的に「浸す」１２ｄために使用される。尚、実施例４のような場合では「下部貯水槽」５ｄの「雨水」は、「散布」１２ｃに使用される。
【００９５】
上記のような状態で建物に取り付けられた「植物プランクトン付着シート」４で成育する植物プランクトン４ａは「二酸化炭素」１２ｆを含んだ雨水等と光により「光合成」１２ｅを行い「酸素」８を放出する。このとき、植物プランクトンが吸収する「二酸化炭素」は雨水等に含まれるもの以外に大気中の「二酸化炭素」も利用している。
【００９６】
ここで繁殖プールでの繁殖液の割合について「水域の窒素：リン比と水産生物  吉田陽一編−諏訪湖・霞ヶ浦（Ｐ１０７）」から説明することとする。Ｇ・Ｐ・Ｈａｒｒｉｓは湖沼に一般的に増殖しているヒメマルケイソウとクラミドモナスがＮ：Ｐ比によって増殖速度及び最大収量に影響すると述べている。更に我が国の湖沼で水の華現象を引き起こし温帯域での富栄養化の指標生物とされているミクロキスティス属の一種についてもＮ：Ｐ比が増殖速度に影響し、収量にも変化を来すと指摘している。自然界でのＮ：Ｐ比と優先種との関係についても下記のように述べている。
Ｎ：Ｐ比が６０以下の場合には窒素固定能のあるアナベナ属やアファニゾメノン属が優先することが多く、６０以上の場合にはミクロキスティス属とオッシラトリア属が優先することが多い。
ここで富栄養湖として知られている霞ヶ浦を取り上げてみる。茨城県公共用水域水質測定結果を基に１９７３年から１９８８年までのＴＮ（全窒素量）：ＴＰ（全リン量）比とＤＩＮ（溶存無機態窒素）：ＤＩＰ（溶存無機能リン）比を示す。
【００９７】
ＴＮ：ＴＰ比の年間平均値は１９７４年前後には５０〜６０、その後徐々に低下し、１９７９年には３０前後と最低を記録し、その後再び上昇、１９８６年には７０に達している。一方、植物プランクトンに直接利用されるＤＩＮ：ＤＩＰ比の年間平均値は１９７４年〜１９８２年までは１０〜４０と低い値に終始しているが、１９８３年以降は４０〜８０となっている。
【００９８】
１９７８年以降のＴＮ：ＴＰ比の季節的変動では、傾向として１月〜５月は毎年の差が大きく、藍藻類による水の華現象の発生時期には２０〜６０と他の時期に比べると安定している。一方、ＤＩＮ：ＤＩＰ比は毎年大きく値が変動し、１月〜４月及び９月〜１２月にかけての変動が特に大きい。比較的季節的変化の傾向が類似している。
【００９９】
１９８１、１９８２、１９８６、１９８７、１９８８年における変動傾向はＴＮ：ＴＰとの傾向と似ているが、９月以降に春と同様に値が上昇、かつ変動の大きくなる点に違いがある。いずれにしても藍藻類による水の華現象発生時期にＤＩＮ：ＤＩＰ比が１０〜２０と低下、安定する点は、ＴＮ：ＴＰ比の変化と類似している。
【０１００】
次に茨城県水産試験場内水面支場の報告を基にＮ：Ｐ比とプランクトンの関係が霞ヶ浦でどのようになっているかを示す。
【０１０１】
１９８０年の結果を一例として示すが、この年のＴＮ：ＴＰ比は２０〜４５、ＤＩＮ：ＤＩＰ比は７〜７０と、他の年に比べると変動幅は小さく、数値も低い。しかし、夏期藍藻類の出現時期のＴＮ：ＴＰ比は他の年と同様に２０前後となっている。この時期の植物プランクトンの内容は、６月には藍藻類が優先しているが、７月には珪藻類の方が優先度が高い傾向となっている。
【０１０２】
一方、１９８６年の場合は、ＴＮ：ＴＰ比およびＤＩＮ：ＤＩＰ比が１００を超える時期が１月〜３月と１１月〜１２月にあり、この年以降も類似した傾向を維持している。この年の植物プランクトンの細胞密度は１月〜３月に極端に低いが、４月以降は１９８０年の２倍程度に増加している。特に夏期の藍藻類の増加が少なく、春に引き続いて珪藻類が優先しているのが特徴的である。
【０１０３】
ここで淡水植物プランクトンについて報告されている最適Ｎ：Ｐ比によると、低いＮ：Ｐ比を好むのは必ずしも藍藻類だけではない。また、全ての藍藻類がＮ：Ｐ比が低い所を好むわけでもない。
【０１０４】
ＳｔｏｃｋｅｎｅｒとＳｈｏｒｔｒｅｅｄが行った貧栄養湖の一部に栄養塩を投入した実験では、Ｎ：Ｐ比が低いときは窒素固定藍藻アナベナの大増殖が見られたが投入する栄養塩のＮ：Ｐ比を上げると優先種はやはり藍藻類ではあるがＳｙｎｅｃｈｏｃｏｕｕｓ  ｓｐに変化したことが明らかにしている。
【０１０５】
つまり植物プランクトンの各種はそれぞれ異なった生理的特性を持ち最適な増殖環境条件も少しずつ異なっていることがわかる。同一水塊に生息しているプランクトン間にも様々な生理的特性の違いがあることもＮ：Ｐ比を変えた混合培養実験から明らかにされている。
【０１０６】
ＳｕｔｔｌｅとＨａｒｒｉｓｏｎはカナダの貧栄養湖の湖水中に見られる植物プランクトン群落を様々なＮ：Ｐ比の栄養塩を添加しながら連続培養を行った。その結果、高Ｎ：Ｐ比（原子比で４５）の栄養塩の添加では藍藻類ピコプランクトンが優先したが、低Ｎ：Ｐ比（原子比で１５以下）の場合には、２種類の珪藻ＮｉｔｙｓｃｈｉａとＳｙｎｅｄｒａと１種の緑藻類が優先種となった。
【０１０７】
高Ｎ：Ｐ比のもとで優先するＳｙｎｅｃｈｏｃｏｕｕｓはリンに関しての競争に強い特性を持ち、低Ｎ：Ｐ比のもとで優先したＳｙｎｅｄｒａなどは窒素をめぐる競争に強いという特性を持つことが推定される。そしてリンに強いＳｙｎｅｃｈｏｃｏｕｕｓは窒素制限の条件下ではアンモニア態窒素の取込能力は小さく、逆に窒素に強いＳｙｎｅｄｒａはリン制限下ではリンの取込能力は小さいことも明らかにされた。このように貧栄養な条件下に増殖する種間にも様々な生理特性を持つ種が共存し、その場の栄養状況が変化すると、それに従った優先種の変化が起こることが示されている。
【０１０８】
そこで日本全国の地域ごとに合った植物プランクトンを特定し、大量発生させるために知っておきたいことがある。それが、３つの植物プランクトンの栄養獲得戦略である。（１）取込速度に適応した戦略（取込戦略）。この戦略をとる種は最大取込速度Ｖｍａｘ及び最大増殖速度Ｕｍａｘが高いため、入ってきた栄養塩をすぐに利用して増殖する。（２）細胞内に多く蓄える戦略（蓄え戦略）。この戦略をとった種はＶｍａｘは高いがＵｍａｘは小さく栄養塩が入ってきたときに必要以上に取込み、濃度が低くなったときにもこれを利用して増殖することができる。（３）栄養塩が低濃度でも取り込むことができる戦略（親和性適応戦略）。この戦略をとった種は栄養塩の取込みの半飽和定数Ｋｓが低く増殖速度はそれ程大きくないが、栄養塩の枯渇が進む環境のもとでは競争に有利である。
【０１０９】
このような戦略は、日本全国の湖沼などで現実に植物プランクトン間で進行している為、例えば霞ヶ浦で優先している種は、つまり植物プランクトンの地域特性を有しているとも考えられる。よって繁殖プールでの繁殖液の割合は霞ヶ浦の湖水の割合と推測される。しかし、以前にアオコの大発生などを経験しているため、植物プランクトンの大量発生を鑑みるとやはり当時の湖水に溶液を作り変えた方がより効率的である。
【０１１０】
次に繁殖プールの繁殖液の温度について「淡水赤潮  門田元  編−ペリディニウムの増殖に影響を及ぼす環境条件（ｐ２６３）」より説明することとする。水温については永瀬ダム湖の植物プランクトンペリディニウムの培養実験から考える。１０〜２５℃での培養実験の結果では、夏型のＰ．ｃｕｎｎｉｎｇｔｏｎｉｉは２０℃を増殖至適温度とし、次いで１５℃であり、２５℃でも増殖したが、１０℃では増殖は見られなかった。一方冬型のＰ．ｐｅｎａｒｄｉｉは２０℃及び１５℃で最も良好な増殖を示し、１０℃でも増殖したが、２５℃では全く増殖しなかった。
【０１１１】
Ｐ．ｃｕｎｎｉｎｇｔｏｎｉｉは現地では水温１６〜２８℃で出現しており、顕著な赤潮は２２〜２８℃で見られるので、この培養結果とよく一致する。一方、Ｐ．ｐｅｎａｒｄｉは水温１６〜１７℃以下の秋季ないし翌年春季に出現する種にも拘わらず、培養では２０℃においてもよく増殖し、初期の培養速度は１５℃におけるよりも相当上回った。
【０１１２】
しかし、このＰ．ｐｅｎａｒｄｉｉは増殖量においては１５℃が最高であり、１０℃でも増殖するが、２５℃では全く増殖しないこと、一般に培養における増殖至適温度は現地条件のそれに比して数℃上回ることが多いことなどから、１５℃前後を増殖至適温度と考えられる方が妥当と思われる。いずれにせよ、これらの結果は両種のペリディニウムの出現時期の相違を裏書きするものであり、現場での両種の交替は１７〜１８℃付近が境界と思われる。
【０１１３】
このように季節毎に増殖する植物プランクトンが存在するため、水温は常温でもよい。また洞爺湖や阿寒湖など寒い地域に低温で増殖する植物プランクトンなども存在するので、仮に全く増殖が見込まれない場所（寒い場所）にそれらを採取してプールに入れれば増殖することは可能であるため、一年中、一定温度に保つ場合に比べ、コストなど鑑みて、繁殖プールの繁殖液の温度は常温でもよいと考えられる。
【０１１４】
最後に図９を使用して本発明の基礎をなすペットボトルでの実験を説明することとする。図９は本発明である植物プランクトンシート及びその利用方法で使用する繁殖液を示した図である。
【０１１５】
図９に示すように、プランクトン等の付着実験１３では、まず「湖水を４００ｍｌボトルに注ぐ」１３ａを行い、そこに「窒素、リン、カリウムを８：８：５の割合で２０ｍｌ注ぐ」１３ｂ。このようにして作り出した溶液に「Ｎ型状の針金にタコ糸を八の字状に巻き、入れる」１３ｃ。
【０１１６】
ボトルを振るなどして、「混合液をよくかき混ぜる」１３ｄを行い「室温１０℃で放置する」１３ｅ。「３日後、タコ糸に大量のプランクトンや藻が付着」１１ｆしていることから、タコ糸が親性、吸水性に優れており植物プランクトンが付着したと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の説明図である。
【図２】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の第２実施例の説明図である。
【図３】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の第３実施例の説明図である。
【図４】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の第４実施例の説明図である。
【図５】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用するシートを示した図である。
【図６】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用する水槽を示した図である。
【図７】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用するシート掛けを示した図である。
【図８】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法の流れ図である。
【図９】本発明である植物プランクトン付着シート及びその利用方法で使用する繁殖液を示した図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１      植物プランクトン付着シートの作成方法
２      シート
２ａ    糸
２ｂ    髪の毛
２ｃ    接着剤
２ｄ    耳糸
２ｅ    有結節網
２ｆ    無結節網
２ｇ    棒
３      水槽
３ａ    反射板
３ｂ    ライト
３ｃ    反射鏡
３ｄ    光源
３ｅ    光
３ｆ    繁殖液
３ｇ    湖水／雨水
３ｈ    窒素
３ｉ    リン酸
３ｊ    カリウム
４      植物プランクトン付着シート
４ａ    植物プランクトン
５      植物プランクトン付着シートの利用方法
５ａ    上部貯水槽
５ｂ    放水管
５ｃ    上ローラー
５ｄ    下部貯水槽
５ｅ    水
５ｆ    下ローラー
５ｇ    放水口
５ｈ    バルブ
５ｉ    パイプ
５ｊ    駆動源
５ｋ    ベルト
５ｌ    吸水管
６      建物
６ａ    建物
７      雲
７ａ    雨
８      酸素
９      植物プランクトン付着シートの利用方法
９ａ    貯水槽
９ｂ    雨水
９ｃ    上ローラー
９ｄ    下ローラー
９ｅ    中ローラー
９ｆ    傾斜
９ｇ    地面
９ｈ    排水溝
１０      植物プランクトン付着シートの利用方法
１０ａ    植物プランクトン付着シートの利用方法
１１      シート掛け
１１ａ    枠体
１１ｂ    中軸
１１ｃ    突起軸
１１ｄ    連結部
１２      編機によりシート状に編む
１２ａ    植物プランクトンが付着
１２ｂ    壁面や屋上等の平面に取付け
１２ｃ    散布
１２ｄ    浸す
１２ｅ    光合成
１２ｆ    二酸化炭素
１３      プランクトン等の付着実験
１３ａ    湖水４００ｍｌをボトルに注ぐ
１３ｂ    窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、カリウム（Ｋ）を８：８：５の割合２０ｍｌ注ぐ
１３ｃ    Ｎ型状の針金にタコ糸を八の字状に巻き、入れる
１３ｄ    混合液をよくかき混ぜる
１３ｅ    室温１５℃で放置する
１３ｆ    ３日後、タコ糸に大量のプランクトンや藻が付着
１４      ボトル
１４ａ    Ｎ型状の針金
１４ｂ    タコ糸
【図１】
2010004745.tif 000003
【図２】
2010004745.tif 000004
【図３】
2010004745.tif 000005
【図４】
2010004745.tif 000006
【図５】
2010004745.tif 000007
【図６】
2010004745.tif 000008
【図７】
2010004745.tif 000009
【図８】
2010004745.tif 000010
【図９】
2010004745.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月23日(2008.7.23)
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この原因は様々に考えられるので幾つか挙げると、
１．今現在、二酸化炭素自体を分解する技術が開発されていない。
２．光合成機能を有する物の技術開発がなされていない。
３．芝生や雑草などでは光合成機能が平面（二次元）的にしか発揮されない。
４．毎秒サッカー場ほどの緑地面積が失われているうえ、苗木を植えても大木になるまで何十年もの時間が必要となる。
５．現在、荒れ地、空き地の多くは放置されている状態であり、中には何十年も放置されている土地がある。また社会の敷地の利用として駐車場の他、草地のみの部分が多い。更に屋上緑化技術によるビルの屋上緑化などは知られていてもあまり利用されていない。
６．植物は根・茎・葉などの器官や組織を作らなければならず、大木に成長すればするほど、その分のエネルギーはその為に使われてしまう。つまり植物自身の成長の為に使われるエネルギーが増加することになる。これは全て光合成のみに使われるわけではないので、光合成機能が十分に発揮されることにはならない。また植物は葉だけで光合成を行うので、いくら放射状に広がっても光合成機能は葉の総面積に比例してしまうので、効果は限定的となる。その証拠に、縦５ｍ横５ｍ高さ１０ｍの直方体に入る木１本を考えると、光合成機能は葉のみなので葉一枚一枚をその直方体に隙間無く貼ったとしても底面積２５平方メートルを除く残りの表面積２２５平方メートルを覆い尽くすことは全く不可能である。
７．植物の光合成機能は知られていても植物プランクトンの光合成機能についてはあまり知られていない。
などが考えられる。ここで特に７については非常に重要であるため、詳しく説明する。
光合成機能の利用の主なものは炭酸固定による炭水化物の生産である。植物以外の微細藻類の光合成機能の利用については様々挙げられるが、中でも水素生成、炭酸固定が重要である。微細藻類などは光合成機能を有する植物で根や葉といった細胞の分化が進んでいないためその光合成機能は極めて高い。
水素は単位重量あたりの発熱エネルギーが石油の３倍と大きく、大気汚染の心配がない。その生産システムとして期待されているものの一つが光合成による水素生成である。ラン藻、緑藻などが水素を生成する光合成微生物である。燃料電池では水素を生成するために常に電気分解させる必要があり、太陽電池その他の装置などの設備費用が重なり、非常にコストがかかる。しかし、特定の微細藻類は光エネルギーを直接水素生成するので、簡単であり、非常に低コストの生産が可能になるので、将来の水素エネルギー生産に重要な役割を果たすことができる。
また、炭酸固定では１９８７年度エネルギー生産の８４．６％を石油や石炭などの化石燃料に依存している日本では、二酸化炭素量の排出は特に大きな問題となっている。１００万ｋｗの発電所から排出される二酸化炭素量を発電エネルギー効率４０％、重油燃焼熱１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇ、重油中のオクタン価０．８４２と仮定し算出した場合、炭素量にして約４，４００ｔ／ｄａｙ、二酸化炭素として１，６００ｔ／ｄａｙが放出される。微細藻類を用いてこの火力発電所から排出される二酸化炭素を固定するときの必要面積を計算した。植物や大型藻類より単位面積あたりの炭酸固定そくどの速い微細藻類は１４日間で２ｇｄｒｙｃｅｌｌ／ｌまで成育する。この藻体の５０％が炭素なので７０ｍｇ／ｌ／ｄａｙの速度で炭素が固定される。従って水深１ｍの池を利用して微細藻類を培養すると２４時間光照射下では７，５００ｍ×７，５００ｍ、９時間光照射下では１２ｋｍ×１２ｋｍの面積が必要である。（「現代植物生理学１光合成  宮地重遠編」  ｐ２１６より参照）
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
現在、ビルの屋上や壁面、家屋の屋根などでは、先述したようにほとんど技術開発がなされていない。つまり、太陽エネルギーを受けている面積は非常に広大であるにも拘わらず、そのエネルギーを利用できていない状況にある。これはエネルギー効率で考えれば非常に効率が悪いといえる。この事を証明するために、縦５０ｍ、横５０ｍ、高さ１００ｍのビルで計算することとする。我が国の表面積を３８万平方キロメートルの正方形と仮定すると、１辺の長さは約６２０ｋｍとなる。ここでビルの屋上だけを緑化する場合、３８万平方キロメートル÷２５００平方メートル＝１億５２００万棟のビルが必要となる。しかし、ビルの側面だけを緑化した場合、ビルの側面積は５０００（平方メートル）×４＝２００００平方メートルなので、３８万平方キロメートル÷２０００平方メートル＝１９００万棟つまり、前者の８分の１（１２．５％）で済むことになる。
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月2日(2008.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また、例えば地球環境戦略研究機関や地球環境産業技術研究機構、日本環境協会があり、２１世紀環境立国戦略特別部会では、環境省、外務省、農林水産省、経済産業省、国土交通省の緑化技術の専門家が論議を交わすなど、先駆けて実践し、研究されているにも拘わらず、緑化技術の高層ビル化を実現するには遙かに難しい状況にある。更に企業レベルでは２０００年の京都議定書の二酸化炭素６％削減を受け、現在までに植林活動やエコカーの製造など企業努力はしているものの＋７．８％の増加となっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この原因は様々に考えられるので幾つか挙げると、
１．今現在、二酸化炭素自体を分解する技術が開発されていない。
２．光合成機能を有する物の技術開発がなされていない。
３．芝生や雑草などでは光合成機能が平面（二次元）的にしか発揮されない。
４．毎秒サッカー場ほどの緑地面積が失われているうえ、苗木を植えても大木になるまで何十年もの時間が必要となる。
５．現在、荒れ地、空き地の多くは放置されている状態であり、中には何十年も放置されている土地がある。また会社の敷地の利用として駐車場の他、草地のみの部分が多い。更に屋上緑化技術によるビルの屋上緑化などは知られていてもあまり利用されていない。
６．植物は根・茎・葉などの器官や組織を作らなければならず、大木に成長すればするほど、その分のエネルギーはその為に使われてしまう。つまり植物自身の成長の為に使われるエネルギーが増加することになる。これは全て光合成のみに使われるわけではないので、光合成機能が十分に発揮されることにはならない。また植物は葉だけで光合成を行うので、いくら放射状に広がっても光合成機能は葉の総面積に比例してしまうので、効果は限定的となる。その証拠に、縦５ｍ横５ｍ高さ１０ｍの直方体に入る木１本を考えると、光合成機能は葉のみなので葉一枚一枚をその直方体に隙間無く貼ったとしても底面積２５平方メートルを除く残りの表面積２２５平方メートルを覆い尽くすことは全く不可能である。
７．植物の光合成機能は知られていても植物プランクトンの光合成機能についてはあまり知られていない。
などが考えられる。ここで特に７については非常に重要であるため、詳しく説明する。
光合成機能の利用の主なものは炭酸固定による炭水化物の生産である。植物以外の微細藻類の光合成機能の利用については様々挙げられるが、中でも水素生成、炭酸固定が重要である。微細藻類などは光合成機能を有する植物で根や葉といった細胞の分化が進んでいないためその光合成機能は極めて高い。
水素は単位重量あたりの発熱エネルギーが石油の３倍と大きく、大気汚染の心配がない。その生産システムとして期待されているものの一つが光合成による水素生成である。ラン藻、緑藻などが水素を生成する光合成微生物である。燃料電池では水素を生成するために常に電気分解させる必要があり、太陽電池その他の装置などの設備費用が重なり、非常にコストがかかる。しかし、特定の微細藻類は光エネルギーを直接水素生成するので、簡単であり、非常に低コストの生産が可能になるので、将来の水素エネルギー生産に重要な役割を果たすことができる。
また、炭酸固定では１９８７年度エネルギー生産の８４．６％を石油や石炭などの化石燃料に依存している日本では、二酸化炭素量の排出は特に大きな問題となっている。１００万ｋｗの発電所から排出される二酸化炭素量を発電エネルギー効率４０％、重油燃焼熱１０，０００ｋｃａｌ／ｋｇ、重油中のオクタン価０．８４２と仮定し算出した場合、炭素量にして約４，４００ｔ／ｄａｙ、二酸化炭素として１，６００ｔ／ｄａｙが放出される。微細藻類を用いてこの火力発電所から排出される二酸化炭素を固定するときの必要面積を計算した。植物や大型藻類より単位面積あたりの炭酸固定そくどの速い微細藻類は１４日間で２ｇｄｒｙｃｅｌｌ／ｌまで成育する。この藻体の５０％が炭素なので７０ｍｇ／ｌ／ｄａｙの速度で炭素が固定される。従って水深１ｍの池を利用して微細藻類を培養すると２４時間光照射下では７，５００ｍ×７，５００ｍ、９時間光照射下では１２ｋｍ×１２ｋｍの面積が必要である。（「現代植物生理学１光合成  宮地重遠編」  ｐ２１６より参照）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ウログレナは２０℃に最適温度を持ち、２５℃以上では全く増殖しない。１５℃では分裂速度（分裂時間の逆数）は劣るが最大細胞収量は変わらず、５℃では更に分裂速度は著しく低下するが、１ヶ月以上培養を続けると２０℃や１５℃と同程度の細胞収量となる。ウログレナの分裂速度を分裂時間の逆数として求めると、１５℃や２０℃では１日に１．２回分裂し、２４℃と１０℃では０．２５回分裂することとなる。