(57)【要約】【課題】安全性が高く、経済性に優れると同時に、フルボ酸鉄およびフルボ酸亜鉛の生成速度が安定した金属供給材を提供する。【解決手段】腐葉土と、炭素材と、亜鉛が0.0005〜5.0質量％で酸素含有量が１質量％以下の鉄材とを含み、該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触している金属供給材とする。【選択図】図３
2015167473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境水中に対して鉄および亜鉛を供給する金属供給材であって、腐葉土と、炭素材と、亜鉛含有量が0.0005〜5.0質量％で酸素含有量が１質量％以下の鉄材とを含み、該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触している金属供給材。
【請求項２】
環境水中に対して鉄および亜鉛を供給する金属供給材であって、腐葉土と、炭素材と、酸素含有量が１質量％以下の鉄材とを含み、該鉄材の表面に、鉄材：100質量部としたとき0.0005〜4.0質量部の亜鉛が付着し、さらに該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触している金属供給材。
【請求項３】
前記鉄材が、酸素含有量：１質量％以下の純鉄である請求項１または２に記載の金属供給材。
【請求項４】
前記炭素材の電気伝導度が体積抵抗率で１０3Ω・cm以下である請求項１〜３のいずれかに記載の金属供給材。
【請求項５】
前記炭素材が、炭素繊維強化プラスチック、膨張黒鉛シート、木炭、黒鉛材、炭素材、竹炭および炭素繊維のうちから選んだ少なくとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載の金属供給材。
【請求項６】
前記鉄材および炭素材を金属供給材の中心とし、その外周に前記腐葉土を配置する請求項１〜５のいずれかに記載の金属供給材。
【請求項７】
前記腐葉土の外側から、自己収縮性を持つ固縛材で包んだ請求項１〜６のいずれかに記載の金属供給材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の金属供給材を、河川中、湖沼中および海中のうちから選んだ少なくとも１箇所の環境水中に設置し、鉄の錯体として鉄分を、また亜鉛の錯体として亜鉛分を該環境水中に溶出させる金属供給方法。
【請求項９】
前記鉄の錯体がフルボ酸鉄であって、前記亜鉛の錯体がフルボ酸亜鉛である請求項８に記載の金属供給方法。
【請求項１０】
前記金属供給材中の腐葉土のみと、鉄材と炭素材とを接触させたものを、２個以上近接して配置する請求項８または９に記載の金属供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境水中に対して、鉄や亜鉛を適度に供給できる金属供給材および、その金属供給材を用いた鉄や亜鉛の環境水中への金属供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
「森は海の恋人」という言葉がある。この言葉は、海が、森から流れ込む鉄分によって活性化していることを端的に表した言葉である。
また、水産資源の限られた我が国では、牡蠣などの貝類の養殖が全国的に広く行われている。例えば、牡蠣には20種類以上の種類があり、生産地によって種々の養殖方法が採られている。一般的に牡蠣の養殖は、海に浮遊している自然牡蠣卵（幼生状態を含む）を着卵材に付着（採苗）させて牡蠣の稚貝とし、その牡蠣の稚貝をイカダからつり下げ、２〜３年かけてさらに成長させるという方法が採られている。
【０００３】
ここで、昨今の日本の海は、世界第６位の海域を保有していながら、いわゆる貧血状態になっていて、磯焼けなどが起こりやすく、結果コンブが不作となって、魚介類も不漁となっている。これらの要因は、様々挙げられるが、鉄分や亜鉛分不足もその一つである。
【０００４】
他方、海の中に植物が繁茂しない海域が、地球上には存在する。その海域は、窒素やリンが豊富に存在するのに、植物プランクトンが増えないで、クロロフィル濃度が低い傾向にある。これは、微量栄養素の鉄分の不足が要因である。
従って、鉄分を供給することは、植物プランクトを増やし、それを餌とするエビ、牡蠣、貝類を殖やし、さらには、コンブや海藻も、繁殖させることを可能にする。
【０００５】
ここで、鉄分を持続的に供給し、コンブやワカメ等の有用資源を養殖して食糧源とすることを考えた場合、大型藻類が成長するには、それの餌となる炭素源が必要であるが、これは海水中の二酸化炭素を利用するものである。その結果、海水中の二酸化炭素濃度が低下する。そして、それを補充するべく大気中の二酸化炭素が海水に溶解する。
このような二酸化炭素消費のサイクルが確立すると、二酸化炭素が海水に溶解する溶解速度が大きくなって、最終的には地球温暖化防止に貢献することができる。  
【０００６】
すなわち、海水中に鉄分を増やすことは、下記の効果がある。
(1)  クロロフィルを増やす。
(2)  海草、海藻が繁殖する。
(3)  海藻から酸素ガスが放出する。
(4)  水質を浄化し、ヘドロを分解し、海の透明度が向上する。
(5)  磯焼けを防止する。
(6)  魚介類が繁殖する。
(7)  海藻による二酸化炭素の吸収がある。
(8)  大気中の二酸化炭素の海水への溶解促進がある。
(9)  地球の温暖化を防止する。
等である。
【０００７】
加えて、環境水中に鉄分を供給することは、水質を浄化するとともに、海水では藻場を形成し、魚介類および海藻類を増殖する効果を有している。しかしながら、海水中の鉄分は、極微量でしか存在しないため、海水中の生物体が吸収できる高濃度の鉄分を持続的に供給する技術は、地球工学的見地から求められている。
すなわち、陸水中の鉄濃度は、数mg/Lオーダーであるのに対し、海水中の鉄濃度は、数ng/Lオーダーであって、陸水の百万分の一にしかすぎない。
【０００８】
他方、生物体には、微量元素 (trace element) というものが含まれているが、この微量元素とは、生命活動に不可欠な元素のうち生物の体内に保持されている量が比較的少ない元素のことをいう。そして、微量ながら生命活動に欠かせない元素を「必須微量元素」と呼び、人においては、鉄、亜鉛、銅、マンガン、ヨウ素、モリブデン、セレン、クロムおよびコバルトが知られている。
これらの元素がなくては、人の健康や生命は維持できない。これらの元素は、酵素やタンパク質の構成成分として存在し、生体分子の立体構造を維持したり、重要な生体反応や独特の生理作用を発揮したりしている。このような元素は、一般的には「ミネラル」とよばれている。
【０００９】
ミネラル (mineral) は、一般的な有機物に含まれる４元素（炭素・水素・窒素・酸素)以外に、生体にとって欠かせない元素で、無機質ともいう。糖質、脂質、蛋白質、ビタミンと並び五大栄養素の１つとして数えられる。
日本では13元素（亜鉛・カリウム・カルシウム・クロム・セレン・鉄・銅・ナトリウム・マグネシウム・マンガン・モリブデン・ヨウ素・リン）が健康増進法に基づく食事摂取基準の対象として厚生労働省により定められている。
【００１０】
生物の種類や性別、成長段階によって、ミネラルの必要な種類や量は異なり、全てのミネラルは、適度な量を摂ることが望まれ、欠乏症だけでなく過剰摂取も病気の原因となる。 また、ミネラルは人の体内で作ることは出来ないため、毎日の食事からとる必要がある。
【００１１】
このミネラルを補給する食材として、日本人には、古くから魚介類および海藻類がその役割を担ってきた。というのも、これらの中に含まれる金属元素が、上記ミネラルを過不足なく含み、健康維持の点で不可欠だったからである。
【００１２】
代表的な貝および海藻：100g中に含まれる微量金属の含有量を表１に示す。同表より、鉄および亜鉛は、牡蠣に多く含まれていることが分かる。鉄は、人はもとより、その他の生物体にとっても不可欠な元素である。鉄が不足すると貧血症となり、鉄分が多い食材をとることが不可欠となる。それでも不足した場合には、鉄を含む薬剤で補わなければ貧血状態から抜け出せない。
【００１３】
【表１】
2015167473.tif 000003
【００１４】
他方、牡蠣は、亜鉛を高濃度で含むことから滋養食材として知られていて、海藻は、ミネラル補給の点から貴重な食材である。このように、鉄や亜鉛は、ミネラル補給剤として、上記食材に多く含まれていることが望まれている。
すなわち、牡蠣や、昆布、わかめ、海苔などの養殖業において、鉄や亜鉛を、人工的に供給することができれば、牡蠣や、昆布、わかめ、海苔などはミネラル補給剤としての役割が増し、その商品価値の向上にもつながる。
【００１５】
さらに、牡蠣、昆布、わかめ、海苔の養殖業では、鉄分の供給が問題であって、これまで種々の方法が検討されてはいるものの、決定的な鉄分供給材は開発されていない。
【００１６】
この問題を解決するべく、上記の植物が繁茂しない海域に硫酸鉄を散布したところ、一定の植物プランクトンの増殖が確認されたが、広大な海域に常に硫酸鉄を散布し続けることは不可能であって、持続的に鉄分を供給する技術には成り得ないものであった。
また、山に植林して、良質の鉄を海に供給することで、豊潤な牡蠣の生産に成功している例があるが、この方法は自然の成り行きに頼る他なく、安定性の点や長い年数が必要であるという点で問題を残していた。
【００１７】
ここに、上記した問題に対するひとつの解決案として、水中に、海洋植物等が吸収しやすい二価の鉄イオンを安定して良好に供給することで、海洋植物の生育の育成を促進し、海洋緑化を実現することができる海洋緑化用缶詰が提案されている。この海洋緑化用缶詰は、金属鉄、酸化鉄及び不可避的不純物からなる鉄粉、および有機酸を含む混合物を収容している本体部と、本体部を密封し、開封可能に設けられた蓋体部とを備えている（特許文献１参照）。
【００１８】
また、特許文献２においては、製鋼スラグとフルボ酸を含む浚渫土、好ましくはフルボ酸含有量が0.002質量％以上の浚渫土を混合した混合物を水中に設置することで、製鋼スラグから溶出する鉄分（二価鉄）と浚渫土中に含まれるフルボ酸が結合してフルボ酸鉄が生成し、このフルボ酸鉄を水中に長期間にわたって供給することができる技術が開示されている。
【００１９】
さらに、特許文献３には、海底に、製鋼スラグなどの鉄含有物質を水没材として沈めることによって、干潮時における平均水深が２〜１５メートルの範囲となる埋め戻し部を形成し、この埋め戻し部内にフルボ酸鉄溶出ユニットを埋設する技術が開示されている。特に、このフルボ酸鉄溶出ユニットは、ヤシノミ繊維製のイオン溶出性収容体内に、ダム湖底に堆積した腐植物等の堆積物を採取して固形化した固形有機態と、製鋼スラグ等の鉄含有物質とを収納している。なお、この鉄含有物質は、弱酸性の固形有機態と反応させてアルカリ調整され、溶出を遅らせることができる。
【００２０】
加えて、特許文献４には、廃木材チップに石炭溶融灰または転炉スラグの少なくとも一方を混合したものが詰め込まれたココナッツ繊維製の袋を海中に沈設しておくことで、フルボ酸鉄を安定的に供給できる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第３８２９１４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５５９９３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１０２５５号公報
【特許文献４】特開２００５−０３４１４０号公報
【特許文献５】特開２０１１−１５３３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ここで、牡蠣や海藻は、天然物であることから、それらの中の鉄や亜鉛の含有量を高めることは容易ではない。限られた養殖場であるならば、薬剤投与も可能と考えられるが、一般的な牡蠣などの養殖は、イカダ式、延縄式、棚式などの方法によって、広大な海域で実施されている。そのため、薬剤投与の場合には、広大な海面に常に薬剤を投与する必要があり、現実的ではない。また、これまでにも、鉄や亜鉛の添加に関する種々の方法が検討されてはいるものの、決定的な鉄や亜鉛の供給材は開発されていない。
【００２３】
また、特許文献１〜４に記載された技術では、いずれも、製鋼スラグ等を用いることが肝要であるが、この製鋼スラグ中には、有害金属が含まれているおそれや、近年使用が自粛されている金属等が種々含有しており、魚類への生物濃縮が課題として懸念されている。
【００２４】
この問題に対しては、製鋼スラグを用いずに、鉄粉、酸化鉄、炭素および２価の鉄イオンとキレートを形成する有機酸とを含有し、水中への鉄イオンを供給する鉄粉混合物が、例えば特許文献５に開示されている。
しかしながら、特許文献５に記載された技術では、高価な薬剤である２価の鉄イオンとキレートを形成する有機酸を用いることが必須であって、コスト的な問題がある。
【００２５】
そこで、発明者らは、上記した問題点を鋭意検討し、一つの方策を考えた。それは、炭素材と鉄材からなる鉄分導入材を海中に設置することであった。
しかしながら、イカダ周辺に上記した鉄分導入材を敷設してみたものの、上記鉄分導入材中の鉄は溶解しているが、イカダ周辺の海水中の鉄濃度に変化は見られなかった。これは、実験場所に激しい海流があり、湾全体が均一化されているためであると考えられる。また、発生した鉄イオンが、直ぐに酸化されることも大きく影響していると考えられる。
【００２６】
さらに、発明者らが検討した結果、特許文献２〜４に記載されたような、フルボ酸を含む物質に、鉄粉、酸化鉄および炭素をそのまま接触させたとしてもフルボ酸鉄が効果的に生じないという問題があることが新たに分かった。
【００２７】
そこで、発明者らが上記新たな問題を鋭意検討した結果、フルボ酸を含む物質として腐葉土を選択し、さらに、所定の鉄材と、炭素材とを併せて用いることによって、最も経済的に、フルボ酸鉄が生成し、さらにはフルボ酸亜鉛も効果的に生成することが併せて見出された。
【００２８】
本発明は、上記した知見に基づき開発されたもので、安全性が高く、経済性に優れると同時に、鉄や亜鉛の供給速度も安定した金属供給材を、それを用いた鉄や亜鉛の供給方法と共に提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【００２９】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．環境水中に対して鉄および亜鉛を供給する金属供給材であって、腐葉土と、炭素材と、亜鉛含有量が0.0005〜5.0質量％で酸素含有量が１質量％以下の鉄材とを含み、該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触している金属供給材。
【００３０】
２．環境水中に対して鉄および亜鉛を供給する金属供給材であって、腐葉土と、炭素材と、酸素含有量が１質量％以下の鉄材とを含み、該鉄材の表面に、鉄材：100質量部としたとき0.0005〜4.0質量部の亜鉛が付着し、さらに該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触している金属供給材。
【００３１】
３．前記鉄材が、酸素含有量：１質量％以下の純鉄である前記１または２に記載の金属供給材。
【００３２】
４．前記炭素材の電気伝導度が体積抵抗率で１０3Ω・cm以下である前記１〜３のいずれかに記載の金属供給材。
【００３３】
５．前記炭素材が、炭素繊維強化プラスチック、膨張黒鉛シート、木炭、黒鉛材、炭素材、竹炭および炭素繊維のうちから選んだ少なくとも１種である前記１〜４のいずれかに記載の金属供給材。
【００３４】
６．前記鉄材および炭素材を金属供給材の中心とし、その外周に前記腐葉土を配置する前記１〜５のいずれかに記載の金属供給材。
【００３５】
７．前記腐葉土の外側から、自己収縮性を持つ固縛材で包んだ前記１〜６のいずれかに記載の金属供給材。
【００３６】
８．前記１〜７のいずれかに記載の金属供給材を、河川中、湖沼中および海中のうちから選んだ少なくとも１箇所の環境水中に設置し、鉄の錯体として鉄分を、また亜鉛の錯体として亜鉛分を該環境水中に溶出させる金属供給方法。
【００３７】
９．前記鉄の錯体がフルボ酸鉄であって、前記亜鉛の錯体がフルボ酸亜鉛である前記８に記載の金属供給方法。
【００３８】
１０．前記金属供給材中の腐葉土のみと、鉄材と炭素材とを接触させたものを、２個以上近接して配置する前記８または９に記載の金属供給方法。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、安全性が高く、経済性に優れると同時に、フルボ酸鉄やフルボ酸亜鉛の生成速度が安定した金属供給材を、それを用いた鉄分供給方法と共に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】(a)〜(c)は、新型鉄分導入材の使用材料の写真を示した図であり、(a)は炭素材、(b)は鉄材、(c)は腐葉土を示している。
【図２】（A）および（B）は、新型鉄分導入材の寸法、質量、外観写真を示した図である。
【図３】本発明に従う金属供給材の構成の１例を示した図である。
【図４】図３に示した金属供給材の一単位の構成の１例を示した図である。
【図５】本発明に従う金属供給材のうち、炭素材と亜鉛を含む鉄材との構成の他の１例を示した図である。
【図６】本発明に従う金属供給材の配置例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明を完成するに至った実験について説明する。
前述したように、鉄材と炭素材からなる鉄分導入材の設置の有無による実験を行ったが、海水に溶解している鉄量に差は見られなかった。そこで、単に鉄材と炭素材からなる鉄分導入材よりも、鉄の溶解量が高く、プランクトンが吸収しやすい鉄を供給する「新型鉄分導入材」を鋭意検討した。
その結果、新型鉄分導入材として、上記鉄分導入材に腐葉土を加えることが、極めて効果的に鉄分を供給することが分かった。
【００４２】
腐葉土を加えることにより、鉄材と炭素材の局部電池作用によって溶解した鉄イオンは、腐葉土から溶出したフルボ酸とキレート結合して、フルボ酸鉄となる。フルボ酸鉄というのは、農業方面で液体肥料としても使用されているもので、植物やプランクトンが容易吸収可能な物質である。また、水中、特に海水中でも安定しており長寿命で、効果を持続する物質である。
【００４３】
製作した新型鉄分導入材の使用材料を図１(a)〜(c)に、寸法、質量、外観写真を図２（A）、（B）にそれぞれ示す。さらに、この新型鉄分導入材は、鋭意研究を進めた結果、亜鉛成分も、一定の条件を満足することで、フルボ酸とキレート結合したフルボ酸亜鉛として併せて供給できることが分かり、詳細を詰めて、本発明の金属供給材が完成した。
【００４４】
本発明に従う金属供給材は、腐葉土と、炭素材と、さらに酸素含有量が１質量％以下であって、亜鉛の含有量が0.0005〜5.0質量％の鉄材とを含み、該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触していることを特徴としている。
亜鉛の含有量が0.0005質量％に満たないと、所期したフルボ酸亜鉛の溶出が得られない一方で、亜鉛の含有量が5.0質量％を超えると環境への残留が問題となるおそれがあるからである。なお、上記亜鉛の含有量は、0.001〜1.0質量％の範囲が好ましい。
【００４５】
本発明で使用する鉄材は、酸素含有量が１質量％以下であって、鉄成分、すなわち金属鉄が含まれていれば、特に材質は制限されず、鉄ニッケル合金などＦｅを含む合金で有っても良いが、環境への溶出物質を考えると、純鉄であることが好ましい。
【００４６】
また、本発明に従う金属供給材は、腐葉土と、炭素材と、鉄材の表面に、鉄材：100質量部としたとき、0.0005〜4.0質量部の亜鉛が付着した酸素含有量が１質量％以下の鉄材とを含み、さらに該炭素材と該鉄材との少なくとも一部が接触していても良い。
亜鉛の付着量が0.0005質量部に満たないと、所期したフルボ酸亜鉛の溶出が得られない一方で、亜鉛の含有量が4.0質量部を超えると環境への残留が問題となるおそれがあるからである。
なお、本発明において、「付着している」とは、環境水中で剥離しない程度に付いていることを意味し、均一に付着している必要はない、すなわち点状や線状にまだらに付着していても良い。
【００４７】
また、本発明の効果の点において、前記したような亜鉛を含有する鉄材と亜鉛が表面に付着している鉄材は、ほぼ同等である。なお、以下の文章において、特に断らない限り、鉄材とは、亜鉛を含有する鉄材と、亜鉛が表面に付着している鉄材とを含むものとする。
【００４８】
本発明で使用する鉄材は、上記したような、所定比率の亜鉛が含まれていれば特に限定はないが、金属メーカーなどから産出される再生資源化可能原料が特に好適に用いることができる。本発明に適した、鉄量と亜鉛量を含んでいるからである。
【００４９】
また、本発明で使用する鉄材は、炭素材との接触面積が大きいことが求められているので、平面、あるいは曲面をもつ板状および筒状の形状を有することが望ましく、特に、線状、棒状の鉄材の利用が好ましい。さらに、フィルム状鉄板も期間限定であるならば利用可能である。加えて、特殊金属メーカーから産出される再生資源化可能原料は、鉄を多量に含んでおり、本発明の鉄材として使用可能である。
【００５０】
他方、本発明で使用する炭素材は、炭素成分が含まれていれば、特に材質は制限されず、黒鉛構造炭素が含まれていても良い。また、上記炭素材の電気伝導度は、体積抵抗率で１０3Ω・cm以下であることが好ましい。というのは、鉄イオンの溶出量が制御しやすいからである。
【００５１】
また、上記炭素材は、その純度や形状も制限されずに鉄イオンの溶出量や設置場所等に応じて適宜選択することができる。すなわち、上記炭素材は、炭素繊維からなる織物であっても良いが、波浪などの激しい海域で使用する場合には、耐久性が重要である。そのため、炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰともいう）が望ましい。さらに、波浪の激しくない制限された海域であるならば、膨張黒鉛シートからつくられた炭素材シートや、木炭、黒鉛材、炭素材、竹炭なども用いることができる。また、炭素成分を含んだ導電性のゴムや黒鉛含有塗料なども使用可能である。
【００５２】
さらに、上記炭素材の形状は、特に限定されないものの、鉄材との接触面積が大きいことが望まれるので、粉や粒形状よりは、炭素繊維製織物で一般的な形状や、板状、フィルム状である方が好ましい。
【００５３】
本発明における腐葉土は、森林生態系において地上部の植物により生産された有機物が朽木や落葉・落枝となり地表部に堆積し、それを資源として利用するバクテリアなどの微生物やミミズなど大小様々な土壌動物による生化学的な代謝作用により分解（落葉分解）されて土状になったものなので、厳密に言うと土ではないが、一般に、腐葉土または腐植土と呼ばれるものを用いる。
【００５４】
自然にできた腐葉土は、成分が窒素に偏っていることが多いが、燐酸やカリウムなどはミミズ、その他の動物の糞や微生物などの働きによって補われることがある。なお、人工的に作られた腐葉土は、成分が人工的に調整されているが、本発明への使用に問題はない。
【００５５】
ここで、腐葉土になりやすい葉は、落葉樹や、広葉樹など、油分が少なく発酵しやすい種類で、杉、松などの油分が多い葉は腐葉土になりにくい。
自然にできた腐葉土は、発酵して出来上がるのに１〜２年以上かかるが、人工的に作る場合は、米糠などを使って発酵しやすい環境を作る。そのため出来上がるまでの期間は２ヶ月程まで縮まる。なお、腐葉土中の鉄含有量は、購入した腐葉土中の鉄含有量をＸ線分析装置で測定した結果、0.5質量％程度であった。
【００５６】
このように、腐葉土の性質は、原料、製造方法によって、性状が異なるが、最適な腐葉土を選定することが重要である。
具体的に、腐葉土は、シイノキ、シラカシ、アラカシ、ブナ、クヌギ、コナラおよびクリなど葉肉が厚く、広葉樹の落ち葉を堆積して適度に発酵させたものが好ましい。使用する状態は、手でもむと、直ぐにくずれる程度に発酵したものがよく、コナラ、クリなどブナ科の落ち葉を使ったものが最良である。さらに、ミネラル成分として、海藻の成長にとって必須元素である、鉄、カリウム、カルシウムおよびマグネシウムなどを含むものが好ましい。
発酵が不十分な腐葉土では、フルボ酸の含有量が少なく、効果が少ない一方で、完熟状態になると、以下に述べる無酸素状態が作りにくくなって、効果が低下する場合がある。
【００５７】
本発明では、炭素材と鉄材との反応によって水酸化鉄および／または酸化鉄が生成するが、この生成した水酸化鉄および／または酸化鉄は除去されることが望まれる。といのは、水酸化鉄および／または酸化鉄が両者の界面付近に存在することで、両者の接触を妨害し、反応を阻害するからである。
そこで、本発明では、腐葉土を用いることによって、一種の無酸素状態を作り出し、水酸化鉄および／または酸化鉄を効率よく除去する構造になっている。
【００５８】
また、発明者らの研究によって、亜鉛についても同様の現象が起こることが確かめられた。従って、腐葉土による一種の無酸素状態は、水酸化亜鉛および／または酸化亜鉛を効率よく除去するためにも有効に機能する。
【００５９】
本発明に用いる鉄材は、炭素材と接触した箇所から溶解するため、消耗していく、そして、消耗した鉄材は、交換することが必要となるため、図３〜５に示すような金属供給材の構造を採ることが好ましい。
ここで、図３は、本発明に従う金属供給材の構成の１例を示した図である。天然繊維の袋を入れる容器（例えば、コンクリート製や金属製）に、腐葉土と、炭素材と、さらに酸素含有量が１質量％以下で、亜鉛を0.0005〜5.0質量％含有する鉄材とを一つの天然繊維の袋（一単位）に詰めて装入してある。
【００６０】
また、図４は、図３に示した天然繊維の袋、すなわち一単位の構成の１例を示した図である。腐葉土と、炭素材と、さらに亜鉛を含有する鉄材とを詰めてある。
さらに、図５は、本発明に従う金属供給材のうち炭素材と亜鉛を含有する鉄材との構成の１例を示した図である。
【００６１】
本発明では、効果的に鉄を溶出させるため、鉄材および炭素材を金属供給材の中心とし、その外周に前記腐葉土を配置することが好ましい。
【００６２】
また、前記腐葉土の外側から、自己収縮性を持つ固縛材で包むこともできる。かかる構成とすることにより、鉄材と炭素材とが安定して常に接触できるからである。なお、本発明における固縛材とは、メッシュ形状をしているゴム材やナイロン製の網であることが好ましいが、例えば、単にゴム紐で留めたり、ナイロン製の糸などで固縛したりすることも含まれる。
その際の鉄材および炭素材の形状は、特に限定されないが、特に鉄材は棒状であることが望ましい。安定して固縛できるからである。
また、円筒状の竹炭の中に鉄線を充填する、あるいは、半月形の竹炭の凹部に番線を充填することでも可能である。
【００６３】
本発明における金属供給材の配置について、図６を用いて説明する。
腐葉土中に亜鉛を含有する鉄材と炭素材を一緒にしたものをネットあるいは通水性の容器（あるいは袋）の中に充填する。それをコンクリート製ボックス内に配置する（図６中、Ａとして示されたもの）。
あるいは、腐葉土だけをいれた袋、炭素材と亜鉛を含有する鉄材とをいれた袋を共に別の大きめの袋の中に充填したものを、コンクリート製ボックス内に配置する（図６中、ＢまたはＣとして示されたもの）。
あるいは、コンクリート製ボックスの代わりに、鉄筒を使用する場合もある。この鉄筒に、腐葉土中に鉄材と炭素材を一緒にしたものを、ネットあるいは通水性の容器（あるいは袋）の中に充填したものを配置する。また、腐葉土だけを入れた袋、炭素材と鉄材とをいれた袋を共に、別の大きめの袋の中に充填したものを、鉄筒の中に配置する。この場合、鉄筒は長期間使用後には、溶解することになる。
【００６４】
本発明に従う金属供給材は、鉄分の供給を必要とする場所（環境水中）、すなわち河川中、湖沼中および海中のいずれかに設置することで、鉄分を鉄の錯体や亜鉛の錯体として、効果的に環境水中に溶出させることができる。また、環境水付近の陸上に水槽を設置し、その中に亜鉛を含む鉄材と炭素材と腐葉土をおき、環境水から水をくみいれ、金属供給材中を通過した後、環境水に戻すことでも可能である。
なお、この鉄や亜鉛の錯体は、フルボ酸化合物の形態、すなわちフルボ酸鉄およびフルボ酸亜鉛の形態が、海水中等で最も安定しており、好ましい。
【００６５】
また、本発明に従う金属供給材の設置形態としては、金属供給材中の腐葉土のみと、鉄材と炭素材とを接触させたものを、２個以上近接して配置することが、鉄分や亜鉛分を効果的に環境水中に溶出することができるので、好ましい。
【実施例】
【００６６】
〔実施例１〕
本発明に従う金属供給材を設置したイカダ（以下、単に設置イカダという。）１基と、比較用として本発明に従う金属供給材を設置しないイカダ（以下、単に非設置イカダという。）１基を準備した。
２基のイカダは、牡蠣養殖イカダ（３ｍ×12ｍ）を使用した。本発明に従う金属供給材を、片方のイカダに50枚取付けた。その後、１カ月間は、毎週、採水し鉄濃度を測定した。
なお、実験に使用した腐葉土は、アカギ園芸製（広葉樹）を500g使用した。鉄材は、鉄線（１本の長さ：50cm、直径：0.8mm、質量：2.27g、なまし鉄線、JIS規格番号:JIS G 3532、記号:SMW-A、亜鉛含有量：13mg/kg）を25本（56.8g）、炭素材は、導電性を有する竹炭（直径：23mm、長さ：18cm、質量：50g）を使用した。竹炭の空洞部に鉄線を詰め込み、両端は折り曲げ、その外側から同じ鉄線で竹炭とよく接触するよう、強く巻き付けた。また、鉄線は、束ねたものを腐葉土中に挿入した。
ここで、鉄線中の酸素は、電子プローブマイクロアナライザ（電子線マイクロアナライザ）で観察した結果、検出限界以上の存在は認められなかった。また、竹炭に簡易型テスターの両端子をあてたところ、電流が流れるのを確認した。
【００６７】
設置してから約10日後、設置イカダおよび非設置イカダ内の海水を採水し、その中のプランクトンの測定を行った。プランクトン濃度は、設置イカダの方が、非設置イカダより高かった。
設置イカダに発生した海藻の平均的な長さと質量は、長さ：265cm、質量：2200gであった。これに対して、非設置イカダの海藻の平均的な長さと質量は、長さ：89cm、質量：440gであった。また、イカダ１基に発生した海藻の本数は、設置イカダでは約1500本であったが、非設置イカダでは250本程度で、およそ６倍の差が見られた。
【００６８】
次に、海藻中に含まれる鉄分および亜鉛分の含有量を測定した。採取した海藻は、風乾後、105℃の乾燥器中で乾燥し、乾燥物とした。海藻中の鉄分および亜鉛分含有量を測定するために、電気炉中にいれて、300℃に加熱し、灰化物を得た。加熱速度は室温から200℃まで２時間とし、次いで200℃に20時間保持した後、200℃から300℃まで２時間で昇温し、300℃で20時間保持することで、灰化物を得た。
灰化物中の鉄分および亜鉛分含有量は、灰化物を粉砕後、簡易的な測定であるＸ線分析装置で行った。その結果、極めて有益な結果が得られたので、さらに、それを精密に測定するべく、（株）環境技研に依頼した。同社では、酸で分解後、ＩＣＰ法を使用して定量分析を行った。
灰化した海藻中の上記定量分析による鉄分および亜鉛分含有量を表２に示す。
【００６９】
鉄含有量は、海藻の部位によって異なっていた。設置イカダの海藻の根本部における鉄量は120mg/kgで、中間部の鉄量は1000mg/kgであった。比較用の非設置イカダでは、海藻の根本部での鉄量が90mg/kgで、中間部では410mg/kgとなっていた。
すなわち、設置イカダの海藻の方が、鉄含有量で、根本部において1.3倍程度、中間部において2.4倍程度大となる結果であった。
【００７０】
【表２】
2015167473.tif 000004
【００７１】
さらに、牡蠣の剥き身中に含まれる鉄分および亜鉛分含有量を測定した。設置イカダおよび非設置イカダそれぞれの内にある三個の牡蠣から、剥き身牡蠣を取り出した。取り出した剥き身牡蠣を、風乾後、105℃で乾燥し、300℃に加熱して灰化物を得た。精密測定は、３個の牡蠣灰化物を混合粉砕し、分析用の試料とした。測定は、（株）環境技研で行った。測定方法は、酸で分解後、ＩＣＰ法で行った。
測定結果を表３に示す。
【００７２】
【表３】
2015167473.tif 000005
【００７３】
灰化したむき身牡蠣中の鉄含有量は、設置イカダのもので、400mg/kg（灰化物）であった。比較用の非設置イカダでは、鉄含有量が200mg/kg（灰化物）となっていて、発明例の半分しか含まれていなかった。
【００７４】
また、牡蠣は、亜鉛を含有する食材として有名である。表３の結果によれば、剥き身中の亜鉛量は、設置イカダで2300mg/kg（灰化物）、非設置イカダで1700mg/kg（灰化物）となっており、設置イカダの亜鉛量は1.35倍も大きい値を示していた。
引続き、２ヶ月後および３ヶ月後に牡蠣を採取し、亜鉛量の測定をした結果を表３に併記するが、いずれも設置イカダの方が大という結果であった。
以上の結果から、本発明に従う金属供給材は、プランクトン、海藻の繁茂状況、牡蠣および海藻中の鉄量および亜鉛量に顕著な差を与えたことが分かる。
【００７５】
また、「文部科学省  日本食品標準成分表」では、食品の牡蠣（生）100gあたり13.2mgの亜鉛を含むとされているが、本実施例の設置イカダでの牡蠣中の亜鉛含有量は、水分量が明確に決まらないので若干の誤差は考えられるものの、灰化物から算出すると18.4mg/100g(生品）と評価された。これは、一般的な牡蠣の亜鉛含有量と比べて、1.4倍程度もの高い値となっていることが分かる。
【００７６】
なお、上述していないその他の実施形態、例えば、鉄材の表面に亜鉛が付着しているものや、炭素材を、炭素繊維強化プラスチック、膨張黒鉛シート、木炭、黒鉛材、炭素材および竹炭のうちから選んだ少なくとも１種を選定すれば、上記の実施例同様の優れた鉄および亜鉛溶出効果を有している。
【００７７】
また、本発明は、腐葉土と、炭素材と、鉄材（亜鉛）とを含み、炭素材と鉄材との少なくとも一部が接触していることが重要であり、その形状や接触態様は、金属供給材の実際の設置条件によって、適宜変更できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に従う金属供給材を利用することによって、牡蠣中等の鉄分や亜鉛分を効果的に増やすことができ、その商品価値の向上につなげることができる。
【図３】
2015167473.tif 000006
【図４】
2015167473.tif 000007
【図５】
2015167473.tif 000008
【図６】
2015167473.tif 000009
【図１】
2015167473.tif 000010
【図２】
2015167473.tif 000011