(57)【要約】【課題】液体中に放電空間を形成することにより、液体中に存在する昆虫類を駆除する昆虫類駆除方法を提供する。【解決手段】本開示の昆虫類駆除方法は、液体中に気体を供給して生成した気流内で放電空間を形成する。そして、放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させることにより、昆虫類の駆除を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に気体を供給して生成した気流内で放電空間を形成し、
当該放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させる、昆虫類駆除方法。
【請求項２】
前記放電空間内でプラズマを発生させる、請求項１に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項３】
第１の電極の少なくとも一部と第２の電極の少なくとも一部とを液体中に浸漬するステップと、
気体供給部が前記液体中に気体を供給することによって前記液体中に気流を生成するステップと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して、前記気流内で放電することにより放電空間を形成するステップと、
を含み、
前記放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させる、昆虫類駆除方法。
【請求項４】
前記放電空間を形成するステップは、液体中に放電空間を形成することによって活性種を生成することを含み、前記活性種を含む液体を昆虫類に接触させる、請求項３に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項５】
前記放電空間を形成するステップは、昆虫類が存在する液体中に前記放電空間を形成する、請求項３または４に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項６】
前記放電空間を形成した後の液体を、昆虫類が存在する水槽に供給するステップをさらに含む、請求項３または４に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項７】
前記液体の液面の上昇と下降とを実行するステップをさらに含む、請求項５または６に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項８】
前記昆虫類は、ボウフラである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項９】
前記放電空間を形成するステップは、１日の入力電力量が、液体１リットルあたり６０Ｗｈ以上となるまで電力を印加した後に、印加を停止する、請求項３〜８のいずれか一項に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項１０】
前記放電空間を形成するステップは、前記放電空間内でプラズマを発生させる、請求項３〜９のいずれか一項に記載の昆虫類駆除方法。
【請求項１１】
植物を栽培する栽培槽と、
前記栽培槽に併設され、液体の液面が外気に接するように開口した水槽と、
前記水槽内の液体中に放電空間を形成する放電デバイスと、
を備える、植物栽培装置。
【請求項１２】
前記放電デバイスは、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第１の電極と、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第２の電極と、
前記第１の電極の周囲に空間を形成するように配置された絶縁体であって、前記水槽内の液体と前記空間とを連通するように設けられた開口部を有する絶縁体と、
前記第１の電極と前記絶縁体との間の空間に気体を供給する気体供給部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して、前記水槽内の液体中に放電空間を形成する電源と、
を備える、請求項１１に記載の植物栽培装置。
【請求項１３】
前記水槽内の液面の上昇と下降とを制御する制御部をさらに備える、請求項１１または１２に記載の植物栽培装置。
【請求項１４】
前記放電空間内でプラズマを発生させる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の植物栽培装置。
【請求項１５】
液体の液面が外気に接するように開口した水槽と、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第１の電極と、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第２の電極と、
前記第１の電極の周囲に空間を形成するように配置された絶縁体であって、前記水槽内の液体と前記空間とを連通するように設けられた開口部を有する絶縁体と、
前記第１の電極と前記絶縁体との間の空間に気体を供給する気体供給部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して、前記液体中に放電空間を形成する電源と、
前記水槽内の液面の上昇と下降とを制御する制御部と、
を備える、昆虫類駆除システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、昆虫類を駆除する昆虫類駆除方法、昆虫類駆除システム及び植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、昆虫類を駆除するものとして、蚊又はハエを駆除する蚊又はハエ取り線香がある（例えば、特許文献１参照。）。蚊又はハエ取り線香は、殺虫成分となる薬剤を含む混合粉を渦巻き状にしたものである。蚊又はハエ取り線香は、線香の端部を燃やして殺虫成分を空気中に放出させることによって、蚊又はハエを駆除している。
【０００３】
殺虫成分となる薬剤を使用せずに昆虫類を駆除するものとして、産卵容器内で孵化した蚊の幼虫（ボウフラ）を死滅させるボウフラ発生防止具がある（例えば、特許文献２参照。）。このボウフラ発生防止具は、銅又はスズを、水を入れた産卵容器内に入れ、殺虫作用の強い銅イオン又はスズイオンを産卵容器内の水中に溶解させることにより、産卵容器内で孵化したボウフラを死滅させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８７７５号公報
【特許文献２】特開平１−２７３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、昆虫類の駆除方法として、薬剤又は金属イオンを使用しない駆除方法、昆虫類駆除システム及び植物栽培装置が求められている。特に、植物栽培に昆虫類駆除機能を付加する場合には、植物への影響を考慮し薬剤の使用を回避することが望ましい。
【０００６】
したがって、本開示は、薬剤又は金属イオンを使用しない昆虫類駆除方法、昆虫類駆除システム及び植物栽培装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る昆虫類駆除方法は、
液体中に気体を供給して生成した気流内で放電空間を形成し、
当該放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させる。
【０００８】
上記の概括的かつ特定の態様は、昆虫類駆除方法、昆虫類駆除システム及び植物栽培装置の任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係る昆虫類駆除方法、昆虫類駆除システム及び植物栽培装置によれば、薬剤又は金属イオンを使用せずに、昆虫類の駆除を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態１に係る昆虫類駆除装置を示す概略図である。
【図２】本開示の実施の形態１に係る昆虫類駆除方法のフローチャートである。
【図３】本開示の実施の形態１における第１の電極ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】本開示の実施の形態１に係る別の昆虫類駆除装置を示す概略図である。
【図５】本開示の実施の形態１における別の第１の電極ユニットの構成を示す断面図である。
【図６】本開示の実施の形態１に係る別の昆虫類駆除装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の第１の態様に係る昆虫類駆除方法は、液体中に気体を供給して生成した気流内で放電空間を形成し、
当該放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させる。
【００１２】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、薬剤又は金属イオンを使用せずとも昆虫類を駆除することができる。さらに、本開示の昆虫類駆除方法によれば、環境に与える負荷が小さい。植物栽培装置においては、栽培している植物への影響を低減することができる。
【００１３】
本開示の第２の態様に係る昆虫類駆除方法は、前記第１の態様における前記放電空間内でプラズマを発生させる。
【００１４】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、放電空間内で発生したプラズマにより活性種を生成することができる。
【００１５】
本開示の第３の態様に係る昆虫類駆除方法は、
第１の電極の少なくとも一部と第２の電極の少なくとも一部とを液体中に浸漬するステップと、
気体供給部が前記液体中に気体を供給することによって前記液体中に気流を生成するステップと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して、前記気流内で放電することにより放電空間を形成するステップと、
を含み、
前記放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させる。
【００１６】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、薬剤又は金属イオンを使用せずとも昆虫類を駆除することができる。さらに、本開示の昆虫類駆除方法によれば、環境に与える負荷が小さい。植物栽培装置においては、栽培している植物への影響を低減することができる。
【００１７】
本開示の第４の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第３の態様における前記放電空間を形成するステップは、液体中に放電空間を形成することによって活性種を生成することを含み、前記活性種を含む液体を昆虫類に接触させる。
【００１８】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、放電空間を形成した後の液体（処理された液体）中に存在する活性種により昆虫類を駆除することができる。
【００１９】
本開示の第５の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第３又は第４の態様における前記放電空間を形成するステップは、昆虫類が存在する液体中に前記放電空間を形成する。
【００２０】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、処理された液体を確実に昆虫類に接触させることができる。
【００２１】
本開示の第６の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第３又は第４のいずれかの態様における前記放電空間を形成した後の液体を、昆虫類が存在する水槽に供給するステップをさらに含む。
【００２２】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、処理された液体を、昆虫類の存在する水槽に移して昆虫類を駆除することができる。このように、本開示の昆虫類駆除方法は、処理された後の液体を別の場所に移して使用することで使い勝手を向上させることができる。
【００２３】
本開示の第７の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第５又は第６の態様における前記液体の液面の上昇と下降とを実行するステップをさらに含む。
【００２４】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、液体中に昆虫類を引き込むことができるため、効率良く昆虫類を駆除することができる。
【００２５】
本開示の第８の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第１〜７のいずれかの態様における前記昆虫類は、ボウフラである。
【００２６】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、昆虫類として、ボウフラを駆除することができる。
【００２７】
本開示の第９の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第３〜８のいずれかの態様における前記放電空間を形成するステップは、１日の入力電力量が、液体１リットルあたり６０Ｗｈ以上となるまで電力を印加した後に、印加を停止する。
【００２８】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、昆虫類の駆除作用、産卵誘発作用、及び孵化抑制作用を確実に継続することができる。
【００２９】
本開示の第１０の態様に係る昆虫類駆除方法においては、前記第３〜９のいずれかの態様における前記放電空間を形成するステップは、前記放電空間内でプラズマを発生させる。
【００３０】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除方法は、放電空間内で発生したプラズマにより活性種を生成することができる。
【００３１】
本開示の第１１の態様に係る植物栽培装置は、
植物を栽培する栽培槽と、
前記栽培槽に併設され、液体の液面が外気に接するように開口した水槽と、
前記水槽内の液体中に放電空間を形成する放電デバイスと、
を備える。
【００３２】
このような構成により、本開示の植物栽培装置は、植物に害を及ぼす昆虫類を駆除することができる。
【００３３】
本開示の第１２の態様に係る植物栽培装置においては、前記第１１の態様における前記放電デバイスは、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第１の電極と、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第２の電極と、
前記第１の電極の周囲に空間を形成するように配置された絶縁体であって、前記水槽内の液体と前記空間とを連通するように設けられた開口部を有する絶縁体と、
前記第１の電極と前記絶縁体との間の空間に気体を供給する気体供給部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して、前記水槽内の液体中に放電空間を形成する電源と、
を備える。
【００３４】
このような構成により、本開示の植物栽培装置は、植物に害を及ぼす昆虫類を駆除することができる。
【００３５】
本開示の第１３の態様に係る植物栽培装置においては、前記第１１又は第１２のいずれかの態様における前記水槽内の液面の上昇と下降とを制御する制御部をさらに備える。
【００３６】
このような構成により、本開示の植物栽培装置は、水槽内の液体中に、植物に害を及ぼす昆虫類を引き込むことができるため、効率良く昆虫類を駆除することができる。
【００３７】
本開示の第１４の態様に係る植物栽培装置においては、前記第１１〜１３のいずれかの態様における前記放電空間内でプラズマを発生させる。
【００３８】
このような構成により、本開示の植物栽培装置は、液体中の放電空間内で発生したプラズマにより活性種を生成することができる。
【００３９】
本開示の第１５の態様に係る昆虫類駆除システムは、
液体の液面が外気に接するように開口した水槽と、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第１の電極と、
前記液体中に少なくとも一部を浸漬する第２の電極と、
前記第１の電極の周囲に空間を形成するように配置された絶縁体であって、前記水槽内の液体と前記空間とを連通するように設けられた開口部を有する絶縁体と、
前記第１の電極と前記絶縁体との間の空間に気体を供給する気体供給部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して、前記液体中に放電空間を形成する電源と、
前記水槽内の液面の上昇と下降とを制御する制御部と、
を備える。
【００４０】
このような構成により、本開示の昆虫類駆除システムは、薬剤又は金属イオンを使用せずとも昆虫類を駆除することができる。また、本開示の昆虫類駆除システムで放電空間を形成した後の液体（処理された液体）は、昆虫類の駆除作用、産卵誘発作用、及び孵化抑制作用が長時間継続する。さらに、本開示の昆虫類駆除システムによれば、環境に与える負荷が小さい。
【００４１】
（本開示に係る一形態を得るに至った経緯）
前述の「背景技術」の欄で説明したように、従来の昆虫類を駆除するものとして、殺虫成分を含む薬剤を使用する蚊又はハエ取り線香、又は殺虫作用の強い銅イオンなどを使用するボウフラ発生防止具が開示されている。しかし、蚊又はハエ取り線香は、殺虫効果の持続性がないという課題があった。また、銅は、環境基準値により排水量が規制されている。そのため、銅イオンを水中に溶解させるボウフラ発生防止具は、環境負荷の観点から好ましくないという課題があった。
【００４２】
そこで、本発明者らは、薬剤又は銅イオンなどを使用せずに、電気的作用によって昆虫類を駆除できることを見出し、本開示に至った。本開示の昆虫類駆除方法は、第１の電極と第２の電極の少なくとも一部を液体中に浸漬し、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することにより、液体中に放電空間を形成している。そして、放電空間を形成した後の液体を昆虫類に接触させることにより、昆虫類を駆除する。
【００４３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図において、同一又は相当部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４４】
（実施の形態１）
まず、本開示の実施の形態１に係る昆虫類駆除方法を実施する装置について説明する。
【００４５】
［装置構成］
図１は、本開示の実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００は、液体１０９中で放電を生じさせる放電デバイスを備える。実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００は、放電デバイスとして、第１の電極１０２と、第２の電極１０３と、電源１０４と、を備える。実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００は、液体１０９を入れる処理槽１０１と、昆虫類と液体１０９が入れられる水槽１１３と、を備えてもよい。処理槽１０１と水槽１１３とは、配管１１４および循環ポンプ１１５によって接続されてもよい。また、実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００は、水槽１１３に入れられた液体１０９の液面の高さを制御する制御部１１６を備えてもよい。なお、実施の形態１の昆虫類駆除装置１００において、処理槽１０１、水槽１１３、配管１１４、循環ポンプ１１５、制御部１１６は、必須の構成要素ではない。また、実施の形態１における放電デバイスは、上記構成に限定されない。
【００４６】
以下の実施の形態１においては、処理槽１０１と、第１の電極１０２と、第２の電極１０３と、電源１０４と、水槽１１３と、配管１１４と、循環ポンプ１１５と、制御部１１６と、を備える昆虫類駆除装置１００について説明する。また、実施の形態１において、昆虫類は、一例として、蚊の幼虫（ボウフラ）１１７で説明する。
【００４７】
図１に示すように、第１の電極１０２の少なくとも一部と第２の電極１０３の少なくとも一部とがそれぞれ液体１０９中に浸漬されている。実施の形態１においては、液体１０９は、処理槽１０１に入れられているため、第１の電極１０２と第２の電極１０３とは、処理槽１０１の壁に、貫通して配置されている。第１の電極１０２と第２の電極１０３との間には、電圧を印加する電源１０４が接続されている。処理槽１０１と水槽１１３とは、配管１１４および循環ポンプ１１５によって接続されている。よって、液体１０９は、処理槽１０１内と水槽１１３内とを、配管１１４と循環ポンプ１１５とによって循環することができる。水槽１１３内の液体１０９中には、ボウフラ１１７が存在する。また、水槽１１３には、制御部１１６が備えられており、水槽１１３内の液体１０９の液面の高さを制御することができる。
【００４８】
実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００は、第１の電極１０２と第２の電極１０３とを液体１０９中に浸漬し、電源１０４によって第１の電極１０２と第２の電極１０３との間に電圧を印加することにより、液体１０９中に放電空間を形成する構成となっている。放電空間とは、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間に電圧を印加することにより、液体１０９中に放電が生じる空間である。実施の形態１においては、この放電空間内でプラズマを発生させ、処理槽１０１内の液体をプラズマ処理している。実施の形態１では、液体１０９中で放電を生じさせるために、液体１０９中に気流を生成してもよい。液体１０９中に気流を生成する方法としては、任意の方法がある。例えば、気体供給部によって液体１０９中に気体を供給することにより、気流を生成してもよい。なお、本明細書における「気流」とは、液体中に発生する流れを伴う気体の塊のことを言う。
【００４９】
次に、実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００の各構成部品について説明する。
【００５０】
＜第１の電極＞
第１の電極１０２は、処理槽１０１内に少なくとも一部が配置され、液体１０９中に浸漬している。実施の形態１においては、第１の電極１０２は、例えば、直径０．９５ｍｍの円柱形状を有し、タングステンから形成される。第１の電極１０２の直径は、プラズマが発生する直径（例えば、直径２ｍｍ以下）であればよい。第１の電極１０２の形状は、円柱形状に限定されない。例えば、第１の電極１０２一端から他端までの径が実質的に変わらない柱形状であってもよい。針状のように、端に向かうほど細くなり最端部では実質的な厚みが無い形状の場合、必要以上に先端部に電界が集中してしまうことや、使用のうちに劣化してしまうことにより、好ましくない。第１の電極１０２の材料は、タングステンに限られるものではなく、他の耐プラズマ性の金属材料を用いてもよい。第１の電極１０２の材料は、耐久性は悪化するが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、白金、又はそれらの合金から形成されてもよい。さらに、第１の電極１０２の表面の一部に、導電性物質が添加された１〜３０Ωｃｍの電気抵抗率を有する酸化イットリウムの溶射を行ってもよい。酸化イットリウムの溶射により、電極寿命が長くなるという効果が得られる。
【００５１】
＜第２の電極＞
第２の電極１０３は、処理槽１０１内に少なくとも一部が配置され、液体１０９中に浸漬している。実施の形態１において、第２の電極１０３は、直径１ｍｍの円柱形状を有し、タングステンから形成される。第２の電極１０３は、この形状、サイズ、材料に限定されない。また、第２の電極１０３は、導電性の金属材料から形成されていればよい。例えば、第１の電極１０２と同様に、鉄、タングステン、銅、アルミニウム、白金、又はそれらの金属から選ばれる１又は複数の金属を含む合金などの材料から形成されてもよい。
【００５２】
なお、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間の距離は任意でよい。実施の形態１では、電極間距離を規定する必要はなく、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間の距離が離れていても放電空間を形成し、プラズマを生成することが可能である。
【００５３】
さらに、第１の電極１０２と第２の電極１０３を対向させる必要もない。第２の電極１０３の少なくとも一部が液体１０９と接触する位置であれば、第２の電極１０３を配置する位置に制約はない。
【００５４】
＜電源＞
電源１０４は、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間に配置されている。電源１０４は、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間にパルス電圧又は交流電圧を印加できる。電圧波形は、例えば、パルス状、正弦半波形、又は正弦波状のいずれかであってもよい。また、パルス電圧の周波数について特に制約はなく、例えば１Ｈｚ〜１００ｋＨｚのパルス電圧の印加により、液体１０９中に放電空間を形成し、プラズマを十分に生成できる。周波数が大きいほどプラズマを生成している累積時間が長くなる。一方、電力については電源の能力だけで決まらず、負荷のインピーダンスとの兼ね合いによって決まることは言うまでもない。また、パルス電圧を印加する際に正のパルス電圧と負のパルス電圧を交互に印加する、いわゆるバイポーラーパルス電圧を印加すれば電極の寿命が長くなるという利点もある。
【００５５】
＜処理槽＞
処理槽１０１は、液体１０９が入れられる。処理槽１０１は、例えば、循環ポンプ１１５を備えた配管１１４で水槽１１３と接続されていてもよい。処理槽１０１内の液体１０９は、循環ポンプ１１５と配管１１４によって、処理槽１０１内と水槽１１３内とを循環する。
【００５６】
＜水槽＞
水槽１１３は、処理槽１０１で処理された液体１０９が入れられる。水槽１１３は、液体１０９の液面が外気に接するように開口している。実施の形態１では、水槽１１３内に存在するボウフラ１１７に処理槽１０１で処理した液体１０９を接触させることで、ボウフラ１１７を駆除している。水槽１１３の内壁には、蚊が産卵しやすいように産卵場を設けてもよい。例えば、水槽１１３の内壁面に凹凸を設ける、又はろ紙を貼るなどしてもよい。蚊の産卵場を設ける場合、産卵場は、水の流入流出口から離れた、水面の変化が激しくない場所に設置してもよい。
【００５７】
＜制御部＞
制御部１１６は、水槽１１３内の液体１０９の液面の高さを制御する。制御部１１６は、水槽１１３内の液体１０９の液面を上昇させることにより、水槽１１３の内壁に産卵された蚊の卵を液体１０９中に浸漬させる。このとき、液面センサーによって、産卵場が液体１０９に接触したと検知された時点で液面の上昇を停止してもよい。本実施の形態では、液面を上昇させて卵を液体に浸漬させることで、卵と放電空間を形成した後の液体とを接触させることができる。後述するが、本開示の昆虫類駆除方法は、卵に放電空間を形成した後の液体１０９を接触させることによって、孵化したボウフラが生存できなくなる効果を発揮する。制御部１１６は、蚊の卵を液体１０９に浸漬した後に、水槽１１３内の液体１０９の液面を下降させて、再び蚊の産卵場である水槽１１３の内壁面を露出させる。制御部１１６は、水槽１１３内の液体１０９の液面を上昇させた後、一定期間経過後に液面を下降させることができる。なお、水面の変化が激しい場所においては蚊が産卵しづらいことがわかっている。このため、液面の上昇及び下降が次に繰り返されるまでの時間間隔は長くしてもよい。蚊の卵は短くて２〜３日で孵化することから、例えば、半日〜１日の範囲の時間間隔で液面の上昇及び下降を実行するように制御してもよい。また、液面の上昇及び下降は、繰り返し行ってもよい。制御部１１６は、循環ポンプ１１５に接続して、処理槽１０１からの液体１０９の流量を調整することにより、液面の高さを制御してもよい。
【００５８】
＜昆虫類駆除方法＞
実施の形態１に係る昆虫類駆除方法について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係る昆虫類駆除方法のフローチャートである。
【００５９】
図２に示すように、ステップＳ１は、第１の電極１０２の少なくとも一部と第２の電極１０３の少なくとも一部とを液体１０９中に浸漬する。実施の形態１においては、液体１０９は、処理槽１０１に入れられている。そのため、第１の電極１０２の少なくとも一部と第２の電極１０３の少なくとも一部とは、処理槽１０１の壁面を貫通させて配置する。
【００６０】
ステップＳ２は、液体１０９中に気流を生成する。実施の形態１では、例えば、気体供給部により、第１の電極１０２近傍に気体を供給して液体１０９中に気流を生成する方法、又は液体１０９を沸騰させて気化して気流を生成する方法等を採用することができる。気流を生成する方法は、これらに限定されず、任意の方法で気流を生成してもよい。
【００６１】
ステップＳ３は、電源１０４により、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間に電圧を印加し、気流内で放電空間を形成する。ステップＳ３は、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間に電圧を印加することにより、気流内で放電が起こり、放電空間を形成する。そして、この放電空間内において、第１の電極１０２近傍からプラズマを発生させる。実施の形態１の昆虫類駆除方法は、このプラズマによって、多量の活性種を生成することができる。実施の形態１において、生成される活性種とは、例えば、Ｈ２Ｏ２や、Ｈ＋、ＯＨ−などのイオン、及び／又はＯＨ、ＮＯなどのラジカルである。
【００６２】
ステップＳ４は、放電空間を形成した後の液体１０９を、昆虫類が存在する水槽１１３に供給する。放電空間を形成した後の液体１０９とは、放電している状態又は放電終了後の状態で、放電空間にさらされた液体を意味する。また、放電空間を形成した後の液体１０９は、放電空間内で生じたプラズマによって処理された液体（プラズマ処理水）であって、プラズマにより生成された活性種を含む。ステップＳ４は、例えば、処理槽１０１内でプラズマ処理された液体１０９を、配管１１４と循環ポンプ１１５とによってボウフラ１１７が存在する水槽１１３内に供給する。水槽１１３内にプラズマ処理された液体１０９を供給することによって、水槽１１３内に存在するボウフラ１１７が液体１０９中の活性種と接触する。実施の形態１では、ボウフラ１１７と活性種とを接触させることによって、ボウフラ１１７を駆除することができる。
【００６３】
ステップＳ５は、制御部１１６によって、水槽１１３内の液体１０９の液面の高さを制御する。蚊は、液体１０９中ではなく、水槽１１３の内壁に設けた産卵場（例えば、壁面の凹凸又は壁面に配置されたろ紙）に産卵するため、水槽１１３内の液体１０９の液面を上昇させることにより、蚊の卵を液体１０９中に浸漬させることができる。卵を液体に浸漬させることで、卵と放電空間を形成した後の液体１０９とを接触させることができる。後述するが、本開示の昆虫類駆除方法は、卵に放電空間を形成した後の液体１０９を接触させることによって、孵化したボウフラが生存できなくなる効果を発揮する。制御部１１６は、水槽１１３内の液体１０９の液面を上昇させた後、再び蚊に水槽１１３の産卵場で卵を産ませるために、液面を下降させる。液面の上昇及び下降は、一定の期間繰り返して行ってもよい。
【００６４】
なお、実施の形態１では、液面を上昇させることにより卵を液体中に浸漬させる構成を有するが、必ずしもこの形態に限定されない。蚊の卵は水に浸漬しなければ孵化しないため、浸漬前に卵を除去してもよい。後述するが、ステップ３によって、液体中に放電空間を形成しプラズマを発生させた液体は、未処理の液体と比較して蚊の産卵を誘発する効果が高いことが判明している。すなわち、プラズマ処理した液体によって蚊の産卵を誘発し、その後に卵を除去してもよい。
【００６５】
次に、本開示の昆虫類駆除方法の実施例１及び参考例について説明する。
【００６６】
まず、実施例１について説明する。
＜実施例１＞
実施例１に用いられる昆虫類駆除装置１００ａは、図１に示す実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００の構成に加えて、気体供給部１０５をさらに備えている。また、実施例１における第１の電極１０２ａの周辺の電極構成では、第１の電極ユニット１５０ａを用いている。
【００６７】
実施例１における第１の電極ユニット１５０ａについて図３及び図４を用いて説明する。図３は、実施例１における第１の電極ユニット１５０ａの断面図である。図４は、第１の電極ユニット１５０ａを備えた昆虫類駆除装置１００ａの概略構成図である。図３に示すように、第１の電極ユニット１５０ａは、第１の電極１０２ａと、絶縁体１０６と、保持ブロック１２１と、を備える。また、図４に示すように、実施例１の気体供給部１０５は、第１の電極ユニット１５０ａに接続されている。実施例１では、放電デバイスとして、第１の電極ユニット１５０ａと、第２の電極１０３と、電源１０４と、気体供給部１０５と、を備える。
【００６８】
第１の電極ユニット１５０ａにおいて、第１の電極１０２ａは、処理槽１０１内に配置される金属電極部１２２と、保持ブロック１２１に接続固定するとともに、電源１０４と接続する金属固定部１２３と、を備える。金属電極部１２２の周囲には、空間１０８を形成するように絶縁体１０６が設けられている。絶縁体１０６は、処理槽１０１内の液体１０９中に気流１１１を発生させる開口部１０７が設けられている。金属固定部１２３は、外周にネジ部１２４と、内部に貫通孔１２５と、を備える。実施例１に用いられる昆虫類駆除装置１００ａは、気体供給部１０５から貫通孔１２５を介して空間１０８に気体１１０が供給され、開口部１０７から液体１０９中に気流１１１を生成する。保持ブロック１２１は、内部に金属固定部１２３のネジ部１２４と螺合するネジ部１２６と、を備える。
【００６９】
次に、実施例１に用いられる昆虫類駆除装置１００ａにおける各構成部品について説明する。
【００７０】
＜第１の電極＞
第１の電極１０２ａは、処理槽１０１内に少なくとも一部が配置され、液体１０９中に浸漬している。図３に示すように、第１の電極１０２ａは、金属電極部１２２と、金属固定部１２３とを備える。金属電極部１２２と金属固定部１２３とは、異なるサイズで、異なる材料の金属から形成されていてもよい。実施の形態１においては、金属電極部１２２は、例えば、直径０．９５ｍｍの円柱形状を有し、タングステンから形成される。金属固定部１２３は、直径３ｍｍの円柱形状を有し、鉄から形成される。金属電極部１２２の直径は、プラズマ１１２が発生する直径（例えば、直径２ｍｍ以下）であればよい。金属電極部１２２の形状は、円柱形状に限定されない。例えば、金属電極部１２２の一端から他端までの径が実質的に変わらない柱形状であってもよい。針状のように、端に向かうほど細くなり最端部では実質的な厚みが無い形状の場合、必要以上に先端部に電界が集中してしまうことや、使用のうちに劣化してしまうことにより、好ましくない。金属電極部１２２の材料は、タングステンに限られるものではなく、他の耐プラズマ性の金属材料を用いてもよい。金属電極部１２２の材料は、耐久性は悪化するが、銅、アルミニウム、鉄、白金、又はそれらの合金から形成されてもよい。さらに、金属電極部１２２の表面の一部に、導電性物質が添加された１〜３０Ωｃｍの電気抵抗率を有する酸化イットリウムの溶射を行ってもよい。酸化イットリウムの溶射により、電極寿命が長くなるという効果が得られる。一方、金属固定部１２３の直径は、３ｍｍに限られるものではなく、その寸法は金属電極部１２２の直径よりも大きいものであればよい。金属固定部１２３の材料は、加工し易い金属材料であればよく、例えば、一般的なネジに用いられている材料である、銅、亜鉛、アルミニウム、錫及び真鍮等であってもよい。第１の電極１０２ａは、例えば、金属電極部１２２を金属固定部１２３に圧入することによって形成することができる。このように、金属電極部１２２にプラズマ耐性の高い金属材料を用い、金属固定部１２３に加工し易い金属材料を用いることにより、プラズマ耐性を有しながら製造コストの低い、特性を安定化した第１の電極１０２ａを実現できる。
【００７１】
金属固定部１２３の内部には、気体供給部１０５に接続される貫通孔１２５が設けられている。貫通孔１２５は、絶縁体１０６と金属電極部１２２との間に形成される空間１０８と繋がっている。そのため、気体供給部１０５からの気体１１０が貫通孔１２５を介して空間１０８に供給される。金属電極部１２２は、この貫通孔１２５から供給された気体１１０によって覆われる。貫通孔１２５は、金属電極部１２２の重力方向側に設けてもよい。貫通孔１２５を金属固定部１２３の重力方向側に設けることにより、金属電極部１２２が気体供給部１０５から供給される気体１１０で覆われ易くなる。また、貫通孔１２５の数が２個以上あると、貫通孔１２５での圧損を抑制するのに有益である。実施の形態１において、貫通孔１２５の直径は、０．３ｍｍであるが、これに限定されるものではない。
【００７２】
金属固定部１２３の外周には、ネジ部１２４を設けてもよい。例えば、金属固定部１２３の外周のネジ部１２４が雄ネジの場合、保持ブロック１２１に雌ネジのネジ部１２６を設けることで、ネジ部１２４、１２６を螺合して第１の電極１０２ａを保持ブロック１２１に固定することができる。また、金属固定部１２３を回転させることで、絶縁体１０６に設けられた開口部１０７に対する金属電極部１２２の端面の位置を正確に調整することができる。さらに、電源１０４との接続固定もネジ部１２４で螺合して固定できることより、接触抵抗の安定化をもたらし、特性を安定化させることができる。またさらに、気体供給部１０５と第１の電極１０２ａとの接続が確実にできる。このような工夫は実用化するにあたって防水対策や安全対策上、非常に有益である。
【００７３】
＜絶縁体＞
絶縁体１０６は、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２の周囲に空間１０８を形成するように配置される。空間１０８には、気体供給部１０５から気体１１０が供給され、この気体１１０によって金属電極部１２２が覆われる。したがって、金属電極部１２２の外周は、電極の金属部分である導電体露出部が露出しているにもかかわらず、液体１０９に直接接触しないようになっている。絶縁体１０６は、例えば、内径１ｍｍの円筒形状を有しているが、絶縁体１０６のサイズ、形状はこれに限定されるものではない。
【００７４】
絶縁体１０６は、開口部１０７を備える。開口部１０７は、処理槽１０１内の液体１０９中に気流１１１を発生させるときに、気流１１１の大きさを決定する機能を有する。なお、実施の形態１では、絶縁体１０６にアルミナセラミック（酸化アルミニウム）を用いたが、例えば、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、絶縁性のプラスチック、ガラス、及び石英などの材料を用いてもよい。
【００７５】
絶縁体１０６の開口部１０７は、図３に示すように、絶縁体１０６の端面に設けられているが、絶縁体１０６の側面に設けてもよい。開口部１０７の位置は、特に限定されない。また、開口部１０７は、絶縁体１０６に複数設けてもよい。なお、実施の形態１の絶縁体１０６の開口部１０７の直径は、１ｍｍであるが、これに限定されるものではない。例えば、開口部１０７の直径は、０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲であってもよい。
【００７６】
＜気体供給部＞
気体供給部１０５は、第１の電極１０２ａの金属固定部１２３に接続される。気体供給部１０５は、金属固定部１２３の内部の貫通孔１２５を介して空間１０８に気体１１０を供給する。供給する気体１１０は、例えば、空気、Ｈｅ、Ａｒ、またはＯ２等が用いられる。実施の形態１において、気体供給部１０５から供給される気体供給量は、特に制限はないが、１リットル／ｍｉｎである。気体供給部１０５としては、例えば、ポンプ等を用いることができる。実施の形態１では、気体供給部１０５から供給される気体１１０によって、第１の電極１０２ａの導電体露出部である金属電極部１２２の表面を覆う気流１１１を形成する。
【００７７】
＜保持ブロック＞
保持ブロック１２１は、第１の電極１０２ａの金属固定部１２３と絶縁体１０６とに接続されている。保持ブロック１２１は、第１の電極１０２ａ及び絶縁体１０６の接続部分において、液体１０９が漏れないように、シールする構造を有していてもよい。例えば、保持ブロック１２１は、内部に第１の電極１０２ａの金属固定部１２３と絶縁体１０６とをネジ止めするネジ部１２６を備えた構造としてもよい。シール構造は、これに限定されるものではなく、任意の構造とすることができる。
【００７８】
なお、本明細書において、「金属電極部１２２（または金属電極部１２２の表面）が液体１０９に直接接触しない」とは、金属電極部１２２の表面が、処理槽１０１内の大きな塊としての液体と接触しないことをいう。したがって、例えば、金属電極部１２２の表面が液体１０９で濡らされている状態で、気流１１１を発生させたときには、金属電極部１２２の表面が液体１０９に濡れたまま（即ち、厳密には金属電極部１２２の表面が液体１０９と接触した状態で）、その表面を気流１１１内の気体で覆う状態が生じることがある。本明細書においては、その状態も「金属電極部１２２が液体１０９に直接接触しない」状態に含まれるものとする。
【００７９】
次に、実施例１において液体１０９中に気流１１１を生成し、放電空間を形成する方法について説明する。実施例１では、気体供給部１０５によって、第１の電極１０２ａの貫通孔１２５を介して、絶縁体１０６と第１の電極１０２ａの金属電極部１２２との間で形成される空間１０８に、気体１１０を供給する。気体１１０の流量は、例えば、０．５リットル／ｍｉｎ〜２．０リットル／ｍｉｎである。液体１０９中には、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２を覆う柱状の気流１１１が形成される。気流１１１は、絶縁体１０６の開口部１０７から一定距離（図示した形態では１０ｍｍ以上）にわたって途切れることのない、単一の大きな気流となる。即ち、気体１１０の供給により第１の電極１０２ａの金属電極部１２２と絶縁体１０６との間の空間１０８に気体１１０が流れ、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２は、常に気体１１０で覆われた状態となる。
【００８０】
また、実施例１では、図２に示すステップＳ３において、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に、例えば、パルス電圧を印加する。第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加することにより、気流１１１内で放電が起こり、放電空間を形成する。そして、この放電空間内において、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２近傍からプラズマ１１２を発生させる。プラズマ１１２は、第１の電極１０２ａの先端部分の気流１１１のみならず内部の空間に渡って広く生成している。これは、絶縁体１０６を介して液体１０９が対向電極として働いた結果である。この部分の効果もあって多量の活性種を生成することができる。つまり、本開示のように第１の電極１０２ａが液体１０９に位置しているために生じる大きな効果である。
【００８１】
なお、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の距離は任意でよい。例えば、電極間距離を規定する必要はなく、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の距離が離れていても放電空間を形成し、プラズマ１１２を生成することが可能である。
【００８２】
さらに、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３を対向させる必要もない。第２の電極１０３の少なくとも一部が液体１０９と接触する位置であれば、第２の電極１０３を配置する位置に制約はない。また、処理槽１０１が接地されていてもよい。処理槽１０１が接地されていると、第２の電極１０３、液体１０９を通じて接地されたことと同等となる。液体と処理槽の両方を接地してもよい。即ち、第２の電極１０３が常に液体１０９と接触していることにより、液体１０９全体が同電位となり、気流１１１と液体１０９との界面部分が電極として機能する。その結果、気流１１１を導入することによって対向電極を第１の電極１０２ａ近傍に形成したことになる。そして、気流１１１の容積が大きいほど液体１０９の液中で大きな面積の対向電極を形成したことに等しくなり、気流１１１の大きさに応じてプラズマ１１２も大きくなる。なお、水槽１１３を接地しても、処理槽１０１を接地した場合と同様の効果が得られる。
【００８３】
実施例１では、上記のような構成の昆虫類駆除装置１００ａにより、液体１０９中に放電空間を形成し、プラズマ１１２を発生させている。実施例１では、このプラズマ１１２により多量の活性種を生成することができる。特に、実施例１では、液体１０９をプラズマ処理することにより、活性種として長寿命のラジカルを生成することができる。
【００８４】
実施例１における昆虫類駆除装置１００ａは、第１の電極ユニット１５０ａを１つだけ備える構成としたが、複数備えてもよい。
【００８５】
次に、参考例について説明する。
＜参考例＞
参考例で用いられる昆虫類駆除装置１００ｂは、図１に示す実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００の実施例１における第１の電極１０２の周辺の電極構成に、第１の電極ユニット１５０ｂを用いている。なお、参考例は、気体供給部を備えていない。参考例では、放電を生じさせる放電デバイスとして、第１の電極ユニット１５０ｂと、第２の電極１０３と、電源１０４と、を備える。
【００８６】
参考例における第１の電極ユニット１５０ｂについて図５及び図６を用いて説明する。図５は、参考例における第１の電極ユニット１５０ｂの断面図である。図６は、参考例における第１の電極ユニット１５０ｂを備えた昆虫類駆除装置１００ｂの概略構成図である。図５及び図６に示すように、第１の電極ユニット１５０ｂは、第１の電極１０２ａと、絶縁体１０６と、保持ブロック１２１と、を備える。参考例における第１の電極ユニット１５０ｂは、気体供給部が接続されないため、気体が通過する貫通孔を有していない点で実施例１における第１の電極ユニット１５０ａと異なる。参考例における第１の電極ユニット１５０ｂの他の構成は、実施例１における電極ユニット１５０ａの構成と同じでもよい。例えば、参考例における第１の電極ユニット１５０ｂは、実施例１における第１の電極ユニット１５０ａと同様にネジ部１２４、１２６を備えてもよい。
【００８７】
第１の電極１０２ｂは、例えば、円柱状であり、第１の電極１０２ｂの外周には絶縁体１０６が配置されている。絶縁体１０６は、第１の電極１０２ｂの外周に空間１０８を形成するように配置される。
【００８８】
次に、参考例において液体１０９中に気流１１１を生成し、放電空間を形成する方法について説明する。参考例では、液体１０９の処理を開始する前に、第１の電極１０２ｂと絶縁体１０６との間に形成される空間１０８は、絶縁体１０６の開口部１０７から入ってくる液体で満たされた状態となる。この状態で、電源１０４により第１の電極１０２ｂと第２の電極１０３との間に電力を印加すると、第１の電極１０２ｂから流れる電流によって、空間１０８内の液体が加熱される。参考例は、空間１０８内の液体を加熱して、気化させることにより気体を生成する。そして、この気体が絶縁体１０６の開口部１０７から処理槽１０１内の液体１０９中に放出されることより気流１１１を生成する。参考例は、この気流１１１内で放電することにより、プラズマ１１２を生成することができる。即ち、参考例は、液体１０９を気化させて生成した気流１１１内で放電空間を形成し、この放電空間内でプラズマ１１２を発生させることにより、活性種を生成している。なお、本参考例においては、第１の電極１０２ｂと第２の電極１０３との間の電力印加にパルス電源を用いることが好ましい。これにより、空間１０８内の液体の気化と、空間１０８内への液体の進入とを交互に繰り返すことができる。
【００８９】
参考例では、上記のような構成の昆虫類駆除装置１００ａにより、液体１０９中に放電空間を形成し、プラズマ１１２を発生させている。参考例では、このプラズマ１１２により多量の活性種を生成することができる。特に、参考例では、液体１０９をプラズマ処理することにより、活性種として長寿命のラジカルを生成することができる。
【００９０】
参考例における昆虫類駆除装置１００ｂは、第１の電極ユニット１５０ｂを１つだけ備える構成としたが、複数備えてもよい。
【００９１】
［効果（ボウフラの致死率）］
本開示の昆虫類駆除方法の効果（ボウフラの致死率）について実施例１及び参考例を用いて説明する。本開示の昆虫類駆除方法の効果（ボウフラの致死率）を調べるため、実施例１及び参考例を用いて実験１及び実験２を行った。
【００９２】
まず、実験１について説明する。実験１は、実施例１においてプラズマ処理された液体（プラズマ処理水）をボウフラ１１７に接触させた場合の致死率と、ブランクとしてプラズマ処理されていない液体（未処理水）をボウフラ１１７に接触させた場合の致死率と、を比較した。
【００９３】
＜実験１＞
実験１は、水槽１１３内にボウフラ１１７を２０匹入れて、実施例１とブランクのそれぞれの場合における１日後と３日後のボウフラ１１７の致死率を調べた。また、餌の有無によりボウフラ１１７の致死率に変化があるかを調べるため、餌の有無も条件とした。餌の有無を条件とした理由は、ボウフラ１１７が餌を食べるとき、プラズマ処理された液体を体内に取り込むため、体内からプラズマ処理水が作用して致死率に影響を与えるのではないかと考えたからである。通常、ボウフラは、肺呼吸であるため水中にいても水を摂取しないが、液体中にある餌を摂取する場合は水を若干体内に取り込む可能性がある。ボウフラ１１７は、ヒトスジシマカの３齢幼虫を使用した。
【００９４】
実施例１の詳細な実験条件について説明する。実施例１は、第１の電極ユニット１５０ａを１つだけ使用し、入力電力３０Ｗでプラズマ処理を行った。ここで、入力電力とは、電源の１次側の電力を意味し、２次側の電力はそれよりも低いことを意味する。今回の電源では電源効率改善のための回路を備えておらず、無効電力が存在するため実際のプラズマ部での消費電力は、入力電力の０．５〜０．７倍程度と推定している。実施例１で処理する液体１０９としては、３Ｌの水道水を用いた。実施例１は、プラズマ処理を開始してから１．５ｈ後に処理を停止した。なお、実施例１は、プラズマ処理中においても処理槽１０１と水槽１１３との液体１０９の循環を行っている。即ち、実施例１は、放電しながら、液体１０９を、処理槽１０１と水槽１１３とに循環させている。
【００９５】
ブランクについて説明する。ブランクは、プラズマ処理されていない液体として、３Ｌの水道水を用いた。
【００９６】
以下に示す表１は、実験１の結果である。
【００９７】
【表１】
2015139441.tif 000003
【００９８】
実施例１とブランクにおけるボウフラ１１７の致死率について比較する。表１に示すように、餌なしの場合・餌ありの場合のいずれも、実施例１とブランクとを比較すると、若干実施例１の方が、優位差は無いものの致死率が若干増大していることがわかる。
ただし、ここで特筆すべきは、実施例１の場合、ボウフラの運動に明らかな異常が見られた点である。すなわち、プラズマ処理水を作用させた場合、ボウフラの運動が突然緩慢になった。そして、運動が緩慢になった結果、ボウフラが水面に上昇できなくなった。ただし、ある一定の時間が経過すると、この現象は見られなくなり、ボウフラは元気に活動をすることも観察の結果わかった。発明者は、この事実に着目した。前述したように、通常、ボウフラは肺呼吸であるために水面に臀部の呼吸官を出して空気を摂取する。つまり、発明者は、ボウフラの運動が緩慢になり、水面に上昇できない時間を長くすれば、空気を採取できず、ボウフラを溺死させることが可能ではないかということを考えた。したがって、作りたてのプラズマ水を連続供給する、そのときの供給時間を延ばすというような方策が考えられた。これについては、後述する実験２で説明する。
【００９９】
なお、参考までに、餌有りの場合と餌無しの場合のボウフラ１１７の致死率について比較した結果を説明する。ブランクと実施例１のどちらにおいても、餌有りの場合のボウフラ１１７の致死率が餌無しの場合の致死率と比較しても、増大していない。餌有りの場合、ボウフラ１１７が餌を食べるときにプラズマ処理水を体内に取り込む。しかし、餌有りの場合のボウフラ１１７の致死率が増大していない。したがって、実施例１では、ボウフラ１１７の体内に積極的にプラズマ処理水を取り込ませずとも、ボウフラ１１７にプラズマ処理水を接触させるだけで、ボウフラ１１７を死亡させることができる。
【０１００】
＜実験２＞
実施の形態１に係る昆虫類駆除方法における効果（ボウフラの致死率）について詳細に調べるため、実施例１及び参考例を用いて、様々な条件で実験２を行った。実験２は、実施例１、参考例、及びブランクを用いて、それぞれ２つの条件で行った。また、実験２は、実験１と同様に、餌の有無も条件とした。以下、実験２の条件について説明する。
【０１０１】
実験２では、実施例１は、第１の電極ユニット１５０ａを２つ使用し、入力電力３５Ｗでプラズマ処理を行った。プラズマ処理の時間は、３ｈである。実施例１で処理する液体１０９としては、１．８Ｌの水道水を用いた。
【０１０２】
参考例は、第１の電極ユニット１５０ｂを２つ使用し、入力電力３５Ｗでプラズマ処理を行った。プラズマ処理の時間は、３ｈである。参考例で処理する液体１０９としては、１．８Ｌの水道水を用いた。
【０１０３】
ブランクは、１．８Ｌの水道水を用いた。
【０１０４】
実施例１においては、さらに以下の条件で実験２を行った。
＜条件１＞
条件１は、プラズマ処理開始時から処理槽１０１内の液体１０９を、水槽１１３に循環している。即ち、条件１は、３時間のプラズマ処理中においても処理槽１０１内の液体１０９を水槽１１３に循環している（プラズマ処理水を３ｈの放電中にも循環している）。また、条件１は、ボウフラ１１７としてヒトスジシマカの３齢幼虫を用いている。
【０１０５】
＜条件２＞
条件２は、プラズマ処理を３ｈ行った後に、プラズマ処理した処理槽１０１内の液体１０９を水槽１１３に循環している（プラズマ処理水を放電終了後に循環している）。即ち、条件３は、プラズマ処理中において処理槽１０１内の液体１０９を、水槽１１３に循環していない。また、条件３は、ボウフラ１１７としてヒトスジシマカの終齢幼虫を用いている。終齢幼虫は、蛹になる前の幼虫であり、３齢幼虫に比べて死亡しにくい幼虫である。
【０１０６】
参考例においても同様に、上記の条件１及び２で実験を行った。なお、実験２の他の条件は、実験１の条件と同じである。
【０１０７】
以下に示す表２は、実験２の結果である。
【０１０８】
【表２】
2015139441.tif 000004
【０１０９】
表２に示すように、実施例１の条件１は、処理当日、１日後、３日後、１３日後のすべてにおいて、ボウフラ１１７の致死率がブランクに比べて増大していることがわかる。表２から１３日後の致死率は、餌なしの場合、ブランクが６６．７％であるのに対し、実施例１は９６．２％である。また、実施例１（条件１）の餌有りの場合の１３日後の致死率においても、ブランクが２５％であるのに対し、実施例１は９３．４％である。
実施例１の条件１において、ボウフラの観察を行った結果、ボウフラの運動が実験１と同様に突然緩慢になる様子が確認できた。さらに循環中のプラズマ連続生成によって、この影響は持続し、１．５ｈ経過後にボウフラが水面上に死骸として浮かびはじめた。発明者が予測した通りの結果を得ることができた。ボウフラの死骸を顕微鏡で観察したが、特に概観に異常がなく、例えば体の一部にラジカルによる穴や体皮が溶解した痕跡は目視では見られなかった。したがって、プラズマ生成直後のプラズマ水がボウフラに接触することによって、ボウフラの動きが鈍くなり溺死したのではないかと推定している。さらに、ボウフラの活動に影響を与えた原因についてはラジカル以外にプラズマ発生による水中衝撃波もしくは音波なども考えられるが、これらは副次的な効果であり、主因子ではないと考えている。いずれにしても、本発明の水中プラズマ装置がもたらした効果であり、今迄誰も成し得なかったことである。
【０１１０】
一方、実施例１の条件２は、ボウフラ１１７として終齢幼虫を使用しているにも関わらず、１３日後の餌なしの場合は致死率５７．８％、餌ありの場合は致死率６１．９％と高い数値を示している。条件１と比較すると、ボウフラ１１７の致死率は若干減少している。条件２では、上述のとおり、プラズマ処理した後（放電終了後）の液体を水槽１１３内に供給している。したがって、実施例１は、プラズマ処理（放電）しながら水槽１１３に液体１０９を供給すれば、終齢幼虫であっても高い致死率で駆除することができる可能性がある。
【０１１１】
一方、参考例に着目すると、条件１及び条件２において、餌ありと餌なしのいずれについても、ブランクと比較すると致死率の若干の増減があるが大きな差がないことがわかる。
【０１１２】
以上の実験結果から、実施例１では、高い致死率でボウフラ１１７の駆除をすることができ、ボウフラ抑制に効果があると言える。一方、液体を気化してできる気流中で放電させる参考例においては、大きな効果が確認できなかった。実施例１は、外部から液体中に供給した気体中で放電させている。このことから、外部から供給する気体に起因する活性種がボウフラ１１７駆除の結果に影響している可能性がある。また、餌の有無により、実験結果に差異は見られないことから、実施例１でプラズマ処理された液体は、ボウフラ１１７の体内に積極的に取り込ませる必要はなく、ボウフラ１１７に接触させるだけで、ボウフラ１１７を駆除できる。
【０１１３】
ここまでの実験は、液体中に生息しているボウフラへの影響を確認したものである。しかし、産卵を抑制する、もしくは産卵しても孵化しなければ、ボウフラは発生しない。実験３及び実験４ではその点に着目して実験を行った。
【０１１４】
［効果（蚊の産卵誘発）］
本開示の昆虫類駆除方法の効果（蚊の産卵誘発）について実施例１及び参考例を用いて説明する。本開示の昆虫類駆除方法の効果（蚊の産卵誘発）を調べるため、実施例１及び参考例を用いて実験３を行った。以下、実験３について説明する。
【０１１５】
＜実験３＞
実験３では、実施例１及び参考例においてプラズマ処理された液体（プラズマ処理水）と、ブランクとしてプラズマ処理されていない液体（未処理水）とを用いて、蚊が産卵した卵の数をそれぞれ比較した。実験３は、実施例１又は参考例のプラズマ処理水が入った水槽と、ブランクとして未処理水が入った水槽とを、同時に１つの箱の中に入れ、その箱の中に吸血済みのヒトスジシマカの雌を１５匹入れている。そして、実験３は、それぞれの液体が入った水槽において、ヒトスジシマカの産卵した卵の数を測定した。
【０１１６】
実験３では、実施例１は、第１の電極ユニット１５０ａを１つ使用し、入力電力３０Ｗでプラズマ処理を１ｈ行った。実施例１は、処理槽１０１内の液体１０９をプラズマ処理しながら、水槽１１３に循環している。なお、処理した液体１０９は、０．８Ｌの水道水である。
【０１１７】
参考例は、第１の電極ユニット１５０ｂを２つ使用し、入力電力３５Ｗでプラズマ処理を１ｈ行った。実施例１は、処理槽１０１内の液体１０９をプラズマ処理しながら、水槽１１３に循環している。なお、処理した液体１０９は、０．８Ｌの水道水である。
【０１１８】
ブランクは、０．８Ｌの水道水を用い、プラズマ処理せずに循環のみを行った。
【０１１９】
以下に示す表３及び表４は、実験３の結果である。
【０１２０】
【表３】
2015139441.tif 000005
【０１２１】
【表４】
2015139441.tif 000006
【０１２２】
表３に示すように、蚊の産卵数は、ブランクが１４個であるのに対し、実施例１は７７個である。また、表４に示すように、蚊の産卵数は、ブランクが１２個であるのに対し、参考例は８３個である。このように、実施例１では、ブランクに比べて約６倍の蚊の産卵誘発作用があり、参考例では、ブランクに比べて約７倍の蚊の産卵誘発作用がある。
【０１２３】
［効果（孵化抑制）］
本開示の昆虫類駆除方法の効果（孵化抑制）について実施例１を用いて説明する。本開示の昆虫類駆除方法の効果（孵化抑制）を調べるため、実施例１を用いて実験４を行った。以下、実験４について説明する。
【０１２４】
＜実験４＞
実験４では、実施例１においてプラズマ処理された液体（プラズマ処理水）が入った容器と、脱塩素水が入った容器と、にそれぞれ１０５個の蚊の卵を投入し、卵の孵化率と孵化したボウフラ１１７の生存率とを比較した。ここで、孵化率とは、容器に投入された１０５個の卵に対する孵化したボウフラ１１７の数の割合である。また、生存率とは、孵化したボウフラ１１７の数に対する卵を投入して８時間経過後に生存しているボウフラ１１７の数の割合である。
【０１２５】
実施例１は、第１の電極ユニット１５０ａを２つ使用し、入力電力３０Ｗでプラズマ処理を３ｈ行った。処理した液体１０９は、０．８Ｌの水道水である。実施例１では、プラズマ処理を行った後、さらに３６時間経過した後に、１０５個の蚊の卵を投入した。
【０１２６】
以下に示す表５は、実験４の結果である。
【０１２７】
【表５】
2015139441.tif 000007
【０１２８】
表５に示すように、孵化率に着目すると、脱塩素水は２５．７％あるのに対し、実施例１は１６．２％である。また、ボウフラ１１７の生存率に着目すると、脱塩素水が１００％であるのに対し、実施例１が０％である。このように、実施例１では、蚊の卵が孵化するのを抑制するとともに、孵化してもボウフラ１１７はその後生存することができない効果を有する。
【０１２９】
また、本実験４は、プラズマ処理した後（放電終了後）３６時間経過後の液体を用いているにもかかわらず、孵化した幼虫の生存率は０％であった。すなわち、プラズマ処理後１．５日経過後の液体は、孵化したての幼虫を殺す能力は十分有していることがわかった。このことから、本実験４の実施例１においては、孵化したてのボウフラに対する効果として１．５日以上の長寿命性を有していることが確認できた。
【０１３０】
以上のように、本開示の昆虫類駆除方法によれば、薬剤又は金属イオンなどを使用せずともボウフラ１１７を駆除することができる。また、本開示の昆虫類駆除方法によれば、蚊の産卵誘発、及び蚊の卵の孵化抑制を行うことができる。さらに、本開示の昆虫類駆除方法によれば、環境に与える負荷が小さい。本開示の昆虫類駆除方法においてプラズマ処理された液体は、ボウフラ１１７の駆除作用、蚊の産卵誘発作用、及び蚊の卵の孵化抑制作用を長時間有している。
【０１３１】
本開示の昆虫類駆除方法において、プラズマ処理された液体は、蚊の産卵誘発作用を有している。そのため、本開示の昆虫類駆除方法は、水槽１１３の内壁に設けられた産卵場に蚊の産卵を集中させることにより、効率良くボウフラ１１７の駆除を行うことができる。特に、本開示の昆虫類駆除方法のように、水槽１１３内の液体１０９の液面の高さを制御すれば、水槽１１３の内壁に産卵された卵を液体１０９中に浸漬し、効率良くボウフラ１１７の駆除を行うことができる。
【０１３２】
本開示の昆虫類駆除方法において、プラズマ処理された液体は、蚊の卵の抑制作用を有するとともに、孵化したボウフラ１１７は、８時間以内に死亡する。したがって、本開示の昆虫類駆除方法は、蚊の卵の孵化抑制及びボウフラ１１７の駆除に有益である。
【０１３３】
本開示の昆虫類駆除方法は、１日の入力電力量が、液体１リットルあたり６０Ｗｈ以上となるまで電力を投入することにより、昆虫類の駆除作用、蚊の産卵誘発作用、及び孵化抑制作用を確実に持続させることができる。以下、その理由を説明する。実施例１において、第１の電極ユニット１５０ａを２本使用し、電源消費電力３５Ｗで水１．８Ｌを３ｈだけプラズマ処理すると、プラズマ処理された液体では、昆虫類の駆除作用、蚊の産卵誘発作用、及び孵化抑制作用が３日間以上継続する。発明者の知見によると、この実施例１において、プラズマ処理を１．５ｈだけ行うと、これらの作用は、１．５日以上継続すると考えられる。このことから、本開示の実施の形態１の昆虫類駆除方法によれば、実施例１において、第１の電極ユニット１５０ａを２本使用し、電源消費電力３５Ｗで水１．８Ｌを１．５ｈのプラズマ処理を、少なくとも１日に１回行えば、これらの作用を持続することができると考えられる。また、実施例１において、第１の電極ユニット１５０ａを１本使用し、電源消費電力３０Ｗでプラズマ処理する場合、水１Ｌあたり２ｈの処理時間が必要となると考えられる。したがって、１日あたり６０Ｗｈ／Ｌの仕事量（プラズマ処理）、即ち、電圧印加のエネルギーとなるようにプラズマ処理を行うことにより、昆虫類の駆除作用、蚊の産卵誘発作用、及び孵化抑制作用を確実に持続させることができる。
【０１３４】
昆虫類の駆除作用、産卵誘発作用、及び孵化抑制作用は、本開示の昆虫類駆除方法において、プラズマ処理された液体中に含まれる活性種がボウフラ１１７に接触することによって、引き起こされると考えられる。特に、本開示の昆虫類駆除方法は、長寿命のラジカル種を生成できるため、このラジカル種が昆虫類の駆除作用、産卵誘発作用、及び孵化抑制作用を引き起こしていると考えられる。
【０１３５】
本明細書では、昆虫類としてボウフラ１１７を説明したが、本開示の昆虫類駆除方法で駆除可能な昆虫類は、ボウフラ１１７に限定されない。例えば、本開示の昆虫類駆除方法で駆除可能な昆虫類として、ヤブカ類、オオカ類、イエカ類、ハエ類、ウンカ類、ハムシ類、ゾウムシ類などがある。また、本開示における実験おいては、ボウフラ１１７として、ヒトスジシマ蚊を用いたが、ボウフラ１１７の種類はこれに限定されない。例えば、マラリアなどの病気を媒介するハマダラ蚊でもよい。
【０１３６】
なお、本開示の実施の形態１に係る昆虫類駆除方法で用いられる昆虫類駆除装置１００は、処理槽１０１と水槽１１３とを備える構成としたが、処理槽１０１を用いず、水槽１１３のみを用い、第１の電極１０２と第２の電極１０３とを、ボウフラ１１７が存在する水槽１１３内の液体１０９中に浸漬させてもよい。また、本開示の昆虫類駆除方法は、水槽１１３、配管１１４、及び循環ポンプ１１５を用いず、処理槽１０１でプラズマ処理した液体１０９を、装置から離れた場所に位置する容器（水槽）に供給することによって、容器内のボウフラ１１７を駆除してもよい。実施の形態１に係る昆虫類駆除方法によりプラズマ処理された液体は、ボウフラ１１７の駆除作用、産卵誘発作用、及び孵化抑制作用を長時間継続するため、プラズマ処理された液体を装置から離れた場所に位置する容器に供給しても、上記作用は継続する。したがって、本開示の昆虫類駆除方法は、使い勝手を向上させることができる。
【０１３７】
本開示の昆虫類駆除方法が実施される装置の例として、植物栽培装置が挙げられる。本開示の昆虫類駆除方法においてプラズマ処理された液体は、蚊の産卵誘発作用を有していることから、蚊以外の昆虫類についても産卵を誘発させる効果があると考えられる。したがって、本開示の昆虫類駆除装置１００は、植物栽培装置に利用してもよい。例えば、植物栽培装置は、植物を栽培する栽培槽と、栽培槽に併設され、第１の電極と第２の電極とが配置された水槽と、水槽内の液体中に放電空間を形成する放電デバイスと、を備える。放電デバイスは、実施例１又は参考例で用いられた構成要素（第１と第２の電極、絶縁体、電源など）を用いてもよい。さらに、植物栽培装置は、水槽内の液体の液面の高さを制御する制御部を備えてもよい。このような構成により、植物栽培装置は、植物に害を及ぼす昆虫類を水槽に集中させて、昆虫類を駆除する、及び害を及ぼす昆虫類の発生を抑制することができる。このとき、栽培槽において産卵防止のために水面を継続的に波立たせてもよい。また、植物栽培装置は、実施例１又は参考例の構成を適用してもよい。参考例の構成を適用する場合、水槽に産卵を誘発させた後、卵を除去してもよい。卵の除去方法としては、一定時間ごとに水槽から卵ごと排水を行ってもよい。
【０１３８】
本開示の昆虫類駆除方法は、昆虫類駆除システムとして実施されてもよい。例えば、昆虫類駆除システムは、液体の液面が外気に接するように開口した水槽と、液体中に少なくとも一部を浸漬する第１及び第２の電極と、第１の電極の周囲に空間を形成するように配置された絶縁体であって、水槽内の液体と空間とを連通するように設けられた開口部を有する絶縁体と、第１の電極と絶縁体との間の空間に気体を供給する気体供給部と、第１及び第２の電極との間に電圧を印加して、液体中に放電空間を形成する電源と、水槽内の液面の上昇と下降とを制御する制御部と、を備える。
【０１３９】
なお、本開示の実施の形態１に係る昆虫類駆除装置１００ａ、１００ｂでは、第１の電極１０２の周辺の電極構成として、実施例１及び参考例の第１の電極ユニット１５０ａ、１５０ｂを説明したが、これに限定されない。本開示の昆虫類駆除方法を実施する昆虫類駆除装置１００において、第１の電極１０２の周辺の電極構成は、液体１０９中に放電空間を形成し、プラズマを発生させることができる構成であればよい。また、放電を生じさせる放電デバイスとして、実施例１及び参考例を説明したが、これらに限定されず、他の構成要素を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本開示に係る昆虫類駆除方法は、薬剤又は金属イオンを使用せずとも昆虫類を駆除することが可能であるため、昆虫類駆除装置、植物栽培、農耕、魚介類養殖、ビオトープ、アクアリウムなどに有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１４１】
１００、１００ａ、１００ｂ  昆虫類駆除装置
１０１  処理槽
１０２  第１の電極
１０３  第２の電極
１０４  電源
１０５  気体供給部
１０６  絶縁体
１０７  開口部
１０８  空間
１０９  液体
１１０  気体
１１１  気流
１１２  プラズマ
１１３  水槽
１１４  配管
１１５  循環ポンプ
１１６  制御部
１１７  ボウフラ
１２１  保持ブロック
１２２  金属電極部
１２３  金属固定部
１２４  ネジ部
１２５  貫通孔
１２６  ネジ部
１５０ａ、１５０ｂ  第１の電極ユニット
【図１】
2015139441.tif 000008
【図２】
2015139441.tif 000009
【図３】
2015139441.tif 000010
【図４】
2015139441.tif 000011
【図５】
2015139441.tif 000012
【図６】
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