(57)【要約】  本発明に従い、鉄材と炭素材と導通材とからなり、該鉄材と該炭素材とは相互に拘束すること無く配置され、該導通材の体積抵抗率を１０-4Ω・m以下とし、該導通材が該鉄材と該炭素材とを接続し、炭素材と鉄材との接触状態を常に良好に保つことで効率よく環境水へ鉄分を供給することができる。
2016024408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄材と炭素材と導通材とからなり、該鉄材と該炭素材とは相互に拘束すること無く配置され、該導通材の体積抵抗率は１０-4Ω・m以下であって、該導通材が該鉄材と該炭素材とを接続している環境水への鉄分供給材。
【請求項２】
前記導通材の体積抵抗率が、１０-7Ω・m以下である請求項１に記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項３】
前記導通材が、金属製あるいは炭素繊維が絶縁材で被覆されているものである請求項１または２に記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項４】
前記鉄材が、純度９０％以上の鉄材である請求項１〜３のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項５】
前記鉄材が、板、棒、網、筒、シートあるいは塊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環境水への鉄分供給材。
【請求項６】
前記炭素材の電気伝導度が体積抵抗率で１０0Ω・m以下、好ましくは１０-4Ω・m以下である請求項１〜５のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項７】
前記炭素材が、板状である請求項１〜６のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項８】
前記炭素材が、前記鉄材に対して２個以上、導通材によって接続している請求項１〜７のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項９】
前記鉄材が、前記炭素材に対して２個以上、導通材によって接続している請求項１〜８のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項１０】
前記環境水への鉄分供給材に、さらに腐葉土が、鉄材の少なくとも一部に接触している請求項１〜９のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項１１】
前記鉄材の外周に前記腐葉土を配置する請求項１０に記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項１２】
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１０または１１に記載の環境水への鉄分供給材。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材を、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、鉄分を環境水中に溶出させる環境水への鉄分供給方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１２のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材を、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、鉄錯体として鉄分を環境水中に溶出させる環境水への鉄分供給方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の環境水への鉄分供給方法において、炭素材および／または鉄材の環境水中の表面積を調整し、鉄分または鉄錯体として鉄分の溶出量を調整する環境水への鉄分供給方法。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材から、鉄材だけを取り出して交換する環境水への鉄分供給材の保守方法。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材の導通材の通電量を測定して、鉄材の交換時期を定める環境水への鉄分供給材の保守方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素材と鉄材との接触状態を常に良好に保つことができる環境水への鉄分供給材と、その保守方法と、それを用いた環境水への鉄分供給方法に関する。
【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。しかし、現実の日本の海は、世界第６位の海域を保有していながら、貧血状態で磯焼けが起って、コンブが不作となり、魚介類も不漁となっている。これらの要因は、様々であるが、森から流れ込む鉄分不足もその一つである。【０００３】
一方、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。【０００４】
そして、海水への鉄溶解技術として、様々なものが提案されている。
それらは、薬剤投与として硫酸鉄が投入されている。しかしながらこれにも限界があり、連続投与は困難である。
また、炭鉄団子あるいは鉄炭団子として、使い捨てカイロを水等で固めたものを海中に投入する技術もある。しかし、鉄は酸化鉄に変化して効果は少ない、また、鉄と炭とは点接触であり、反応は一瞬にして失活する。
鉄鋼スラグを海水中に埋設することで、鉄を溶解する技術もある。スラグ自体は、産業廃棄物であり有害な重金属を含む可能性もあり、問題が山積している。【０００５】
このように海水中に安全な鉄イオンを連続的、任意の濃度で供給する方法は、薬剤投入する方法以外は、提案されていない。
さらに、高濃度の鉄イオンを供給するには、炭素材と鉄材とに電圧をかけて電気分解することで実現可能となるが、電源設備やそれを維持する作業等を考えると長期間の供給には向かない。【０００６】
また、特許文献１には、水改質方法として、水配管や貯水槽等の水中に没した状態で配置させることにより水に所定の機能を付加する水改質装置であって、イオン化傾向（電位）の異なる２種類の異種金属４１、４２が互いに密着した状態で備えられた構成とすることにより、２種類の異種金属板のうちイオン化傾向の小さい電位の高い方の金属板４２の腐蝕を防止しようとして電位の低い方の金属板４１から高い方の金属板４２へ電子を移動させるイオン化傾向の大きい電位の低い方の金属板４１の犠牲腐蝕作用により該イオン化傾向の大きい電位の低い方の金属板４１から金属イオンを永続的に溶出させ、この金属イオンが持つ機能を水及び／又は該水が接する水配管や貯水槽等に作用させる技術が記載されている。
なお、この技術は、「イオン化傾向（電位）の異なる２種類の異種金属が互いに密着した状態で備えられた構成とする」とあり、異種金属が密着していることが必要である。【０００７】
さらに、特許文献２では、効率的な金属イオンの溶出を長期に亘り持続させることができる水処理具の提供として、処理すべき水中に没することで溶出される金属イオンによって所定の水処理を行う水処理具であって、炭素を含む繊維シートと炭素よりも電位の低い（イオン化傾向が大きい）金属板を１枚ずつ、若しくは複数枚を交互に重ねた状態で前記金属が外面になるように巻回し、これをプレスまたは圧延により重ね方向に押し潰して炭素を含む繊維シートと金属板とを互いに密着させた状態に維持させた構成とすることにより、両端面に炭素を含む繊維シートと金属板との接触境界部分が水と接触する状態で露出形成されている構成が開示されている。この技術も、「鉄材をプレスまたは圧延により重ね方向に押し潰して炭素を含む繊維シートと金属板とを互いに密着させた状態に維持させた構成とする」とあり、鉄材と炭素を密着させることが必須である。【０００８】
他方、特許文献３では、各種の処理を目的とした水処理を、低コストにて効率的に行うことができる金属イオン水の製造方法又は水処理方法及び金属イオン水の製造具又は水処理装置が開示されている。
すなわち、イオン化傾向の異なる２種類の金属を互いに密着させた構造とした水処理装置を処理すべき水中に没することにより局部電池が形成され、イオン化傾向の大きい金属から溶出する金属イオンで所定の水処理（殺菌、殺藻）が行われるとされている。
また、この技術も、「イオン化傾向の異なる２種類の金属を互いに密着させた構造とした水処理装置」とあり、２種類の金属の直接接触式である。【０００９】
さらに、特許文献４には、リンによるアオコやアカシオの発生を防止するには、水中のリンを除去、あるいは水に不溶性にすることが重要で、それには、リンと化学反応によって水に不溶性のリン化合物にする凝集剤（鉄化合物やアルミニウ化合物など）が必要となってくるが、同時に添加される陰イオン成分は、環境汚染を加速するから、この点を解決するべく、鉄のみを水中に供給する方法を発見したと記載されている。
それは、不要なイオンや成分を中に添加することなしに、迅速に水中のリンを除去することができるリン除去装置およびリン除去方法を提供するものである。【００１０】
特許文献５には、リンを含有する処理対象水中に設置して当該処理対象水中に溶解しているリンを除去するための装置であって、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛および鉄からなる群より選択された１種または２種以上の金属よりなるアノード部材と、前記金属よりも標準電極電位が高い高標準電極電位材、或いは、電気伝導性を有する炭素材よりなるカソード部材とからなり、かつ、少なくとも前記アノード部材の一部と前記カソード部材の一部が接触していることを特徴とするリンの除去装置が開示されている。また、アノード部材の一部と、カソード部材の一部とを処理対象水中で接触させてリン化合物を析出させるリンの除去方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１１６５２７号公報
【特許文献２】特開２００６−８８０８５号公報
【特許文献３】ＷＯ２００５０１９１１６  Ａ１
【特許文献４】特許第４５５６０３８号公報
【特許文献５】特許第５５４０４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前掲した特許文献に記載された技術をもってしてもなお、以下の問題点が残っていた。
（１）工場排水や畜産排水等、高濃度、大量の排水を短時間で処理する場合には、溶解する鉄量が少ないために、適用することができない。
（２）炭素材と鉄材とを常に接触させておかなければならない。浄化開始直後は、この状態を維持することは可能であるが、鉄材は溶解するために、両者間に空間、隙間が生成し、鉄の溶解速度が低下する。
（３）鉄の溶解によって、酸化鉄やリン酸鉄が生成する。これらの物質は、絶縁体で、炭素材と鉄材の接触点に存在すると、鉄の溶解速度が低下する。速やかに取り除かれることが必要で、水流、曝気、撹拌、振動等が必要である。
（４）炭素材は、高い電気導電性を持つことが必要である。最適の炭素材は、黒鉛材であるが、経済面から使用できない。炭素繊維は、黒鉛化した炭素繊維が好ましいが、価格の点から使用が難しい。また、炭素繊維は人工物で、自然界では分解することができない。そのために、回収することが不可欠であるが、環境水では困難な場合が多い。
（５）鉄から生成したリン酸鉄や酸化鉄を回収することができない。景観を重視する池等では、池底に赤色物が生成し堆積することは許されない。
（６）設置した環境水に流れがある場合には、生成物が除去されやすいが、静水の場合には、鉄と炭の界面に存在し、反応を阻害する。
（７）高濃度の鉄イオンを生成するには、大量の鉄材と炭素材を使用しなければならいので、装置が大型となって経費が増大する。
【００１３】
また、発明者らは、これまで水中のリンを除去する鉄イオンを生成するために、炭素材と鉄材を直接密着させて行ってきた。しかし、以下の場合には、処理できなかった。このような問題点を解決したのが、本発明である。これまでの問題点を列記する。
（１）鉄が溶解することで、密着度が低下し、鉄イオンの生成状況が低下した。
（２）炭素材と鉄材の接触部に生成した鉄酸化物が析出し、鉄イオンの生成状況を低下させた。
（３）赤色の析出物によって、環境水の景観を損なった。
（４）高濃度のリンを含む排水を短時間で大量に処理する場合、生成する鉄量が不足した。
（５）高濃度のリン含有廃水を短時間で処理する場合、生成する鉄量が不足した。
（６）低濃度のリン含有廃水を短時間で大量に処理する場合、生成する鉄量が不足した。【００１４】
さらには、鉄棒と炭棒を輪ゴムでしばったような直接接触とした場合には、現実問題として以下のような問題があった。
（１）界面に生成する析出物による接触不良
（２）鉄材の溶解による接触不良
また、これまでも炭素繊維織物と鉄板、鉄棒で長期間、鉄の溶出を行った場合には、性能が低くなるという現象が認められてきた。これも同様の理由からである。【００１５】
上記現象を具体的な事例で説明すると、ある池のアオコの発生を抑制するために、炭素繊維織物製の袋（５０ｃｍ×５０ｃｍ）の中に鉄網（４５ｃｍ×４５ｃｍ）を１枚挿入した。設置２ケ月間は池水中のリンが除去されて、アオコの発生はなかったが、設置３ケ月後辺りから水中にリンが検出され始めた。【００１６】
ところが、上記炭素繊維織物中の鉄材は、すべて溶解したわけではなく、大部分が残留していた。そこで、炭素繊維織物の中から鉄網を引きだしてみると、赤色物が大量に付着していた。また、炭素繊維製袋の下部には、剥離した赤色物が貯留していた。このような状況から、赤色物によって鉄と炭素繊維との接触が妨げられ、鉄の溶解が停止して、水中のリン濃度の低下が消失したと考えられる。鉄網に付着した赤色物も、炭素繊維織物の底部に貯留した赤色物も、鉄が酸化され生成した酸化物、あるいはリン酸鉄などであった。【００１７】
また、別の実験であるが、鉄パイプ（直径：６ｃｍ、長さ：５０ｃｍ）に炭素繊維製織物を巻きつけてその上面から結束バンドで固定し、炭素繊維織物と鉄パイプを接触させ、畜産排水の浄化に使用した。
実験開始１週間は、畜産排水中のリン濃度は低下したものの、それ以降は全リン濃度の減少が少なくなっていった。すなわち、排水浄化ができなくなった。そこで、鉄パイプに巻き付けてあった炭素繊維織物を引きはがして鉄パイプの表面を観察した。鉄パイプの表面上には、赤色物がべったりと付着し、鉄と炭素繊維織物との接触を阻害していた。【００１８】
本発明は、上記した現状に鑑み開発されたもので、炭素材と鉄材との接触状態を常に良好に保つことができる環境水への鉄分供給材を、その保守方法と、それを用いた環境水への鉄分供給方法と共に提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、炭素材と鉄材を密着させるのではなく、導線を介して接触させたり、大きな表面積をもつ炭素材を使用して鉄材と導線を介して接触させたり、鉄材に、多数個の炭素材を、導線を介して接触させたりする方法で、上記の問題点を払拭することに成功した。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の問題点を解決するために、発明者らは試行を繰り返し、鉄材と炭素材とをリード線を介して接触させる間接接触式の鉄溶解材を作成した。
鉄材と炭素材とを直接接触させるのではなく、電気伝導性をもつ導体を介して接触させることが可能か検討したのである。【００２０】
まず、海水をビーカーに入れて、その中に炭素棒と鉄棒をそれぞれ分離させ、各端部をワニ口クリップで固定した一本の導線で接続した。一日後、ビーカーの底には赤褐色沈殿があった。これは、鉄が溶解したことを示している。炭素材と鉄材とが導線で接続されているので、直接接触させなくても鉄の溶解が可能であることが確認された。【００２１】
次に、海水ではなく淡水の環境水でも試みたところ、鉄の溶解が認められた。この場合の鉄の溶解量は、海水の場合に比べれば少なかった。
河川の流れや、波の影響など、水の動きがある場合を想定し、ビーカーの内容物をスターラーで撹拌したところ、鉄の溶解量は増大することがわかった。
さらに、動物園のサル飼育舎内の池水を使用し、鉄によるリンの除去作用があるかを検討した。鉄の溶解によって、水中のリン濃度は、検出限界以下になった。【００２２】
上記した現象は、水中に溶解しているリン成分を除去するために、水中で炭素材と鉄材を間接的に接触させて鉄イオンを生成し、それとリン酸イオンが反応して、不溶性のリン化合物にしたことで説明される。また、水中に供給する鉄イオンは、炭素材と鉄材とを水中で間接的に接触することで化学電池が形成され、起電力が発生して生成する。【００２３】
さらに、起電力の大小は、電圧および電流を測定することでわかる。起電力が大であれば、発生する電流も大、鉄の溶解量も大となる。起電力は、使用する鉄材と炭素材の表面積によって異なる。鉄の溶解量を高めるには、鉄材よりも炭素材の表面積を大とすることが必要である。なお、活性炭の性能を通常評価する場合は、比表面積で表すが、本発明における表面積は、あくまでも外形の大きさから求めた表面積であって、いわば見かけの表面積である。【００２４】
そして、以下に示す実施例も含めた種々の実験結果から、下記のことが明らかになった。
（１）鉄単独でも溶解するが、炭素材と接触あるいは導線と接続することで、鉄の溶解速度は大となった。
（２）鉄の溶解状況は、静止状態よりも、撹拌、混合状態の方が、溶解速度は大であった。
（３）炭素と鉄を導線で接続することで、鉄溶解速度は大となった。
（４）炭素材１本に複数個の鉄を使用することで、鉄の溶解量が高められた。
（５）鉄棒１本と複数個の炭素材を接続することで、鉄の溶解速度が大となった。
（６）炭素材の表面積を高めると、鉄の溶解速度が大となった。
（７）短時間に大量の鉄を溶解させる場合には、大きな表面積をもつ炭素材を使用することが有効である。さらに、鉄の溶解量を増大する場合には、鉄材の表面積も大とすることが効果的であった。
発明者らは、上記した知見を基にさらに検討を重ね、本発明を完成させた。【００２５】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．鉄材と炭素材と導通材とからなり、該鉄材と該炭素材とは相互に拘束すること無く配置され、該導通材の体積抵抗率は１０-4Ω・m以下であって、該導通材が該鉄材と該炭素材とを接続している環境水への鉄分供給材。【００２６】
２．前記導通材の体積抵抗率が、１０-7Ω・m以下である前記１に記載の環境水への鉄分供給材。【００２７】
３．前記導通材が、金属製あるいは炭素繊維が絶縁材で被覆されているものである前記１または２に記載の環境水への鉄分供給材。【００２８】
４．前記鉄材が、純度９０％以上の鉄材である前記１〜３のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。【００２９】
５．前記鉄材が、板、棒、網、筒、シートあるいは塊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環境水への鉄分供給材。【００３０】
６．前記炭素材の電気伝導度が体積抵抗率で１０0Ω・m以下、好ましくは１０-4Ω・m以下である前記１〜５のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。【００３１】
７．前記炭素材が、板状である前記１〜６のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。【００３２】
８．前記炭素材が、前記鉄材に対して２個以上、導通材によって接続している前記１〜７のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。【００３３】
９．前記鉄材が、前記炭素材に対して２個以上、導通材によって接続している前記１〜８のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。【００３４】
１０．前記環境水への鉄分供給材に、さらに腐葉土が、鉄材の少なくとも一部に接触している前記１〜９のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材。【００３５】
１１．前記鉄材の外周に前記腐葉土を配置する前記１０に記載の環境水への鉄分供給材。【００３６】
１２．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１０または１１に記載の環境水への鉄分供給材。【００３７】
１３．前記１〜９のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材を、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、鉄分を環境水中に溶出させる環境水への鉄分供給方法。【００３８】
１４．前記１０〜１２のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材を、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、鉄錯体として鉄分を環境水中に溶出させる環境水への鉄分供給方法。【００３９】
１５．前記１３または１４に記載の環境水への鉄分供給方法において、炭素材および／または鉄材の環境水中の表面積を調整し、鉄分または鉄錯体として鉄分の溶出量を調整する環境水への鉄分供給方法。【００４０】
１６．前記１〜１２のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材から、鉄材だけを取り出して交換する環境水への鉄分供給材の保守方法。【００４１】
１７．前記１〜１２のいずれかに記載の環境水への鉄分供給材の導通材の通電量を測定して、鉄材の交換時期を定める環境水への鉄分供給材の保守方法。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に従う鉄分供給材は、鉄の溶解量を任意に制御することができるので、環境水への鉄分供給および鉄錯体の供給を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の環境水への鉄分供給材の一例を示す図である。
【図２】炭素材が、鉄材に対して２本以上、導通材によって接続している構成の一例を示す図である。
【図３】鉄材が、炭素材に対して２本以上、導通材によって接続している構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の環境水への鉄分供給材を連通管式とした一例を示す図である。
【図５】本発明の環境水への鉄分供給材に、さらに腐葉土を配置した一例を示す図である。
【図６】本発明の環境水への鉄分供給材に、さらに腐葉土を配置した他の一例を示す図である。
【図７】本発明の環境水への鉄分供給材における赤色生成物の回収容器の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施例に使用した炭素板と鉄板、炭素棒と鉄棒を示す写真である。
【図９】本発明の実施例に使用した炭素板と鉄板、炭素棒と鉄棒を示す他の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の環境水への鉄分供給材は、図１に示すように、鉄材と炭素材と導通材とからなり、鉄材と炭素材とは相互に拘束しあうこと無く、すなわち離隔して配置されている。そして、１０-4Ω・m以下、好ましくは１０-7Ω・m以下となる体積抵抗率を有する導通材によって鉄材と炭素材とは接続（間接的に接触）する構成となっている。
【００４５】
前記導通材は、体積抵抗率が１０-4Ω・m以下であれば、特に限定はされないが、環境水のある環境下での使用に耐えられるものであることが必要である。具体的な例としては、リード線、電線、エナメル線、ビニル線、ケーブル線、すずめっき線などが挙げられ、金属製あるいは炭素繊維など導通材が絶縁材で被覆されている構成を有するものである。なお、導通材の体積抵抗率を１０-7Ω・m以下にすると、以下に述べる電流測定の際の感度が上がり、より正確に寿命（交換期限）管理ができるため、好ましい。
【００４６】
また、複数個の炭素材（あるいは鉄材）からの導通線と１個の鉄材（あるいは炭素材）を接続する場合には、コネクターが使用できる。炭素繊維でも使用可能である。
水中で使用することが無い場合には、金属が露出していてもよい。しかし、風雨に曝される自然環境下、特に水中や海中で使用する場合には、絶縁材で被覆されていることが必要である。
【００４７】
鉄材は、有害な不純物を含まないことが基本であり、具体的な例としては、純度９９％以上の鉄材が好ましいが、純度９０％以上で、国が定める生体毒性の高い成分を国の定める基準以上、含まない鉄材であればよい。なお、用途によっては、鉄分を部分的に含むものを用いることもでき、この場合は、鉄イオンの溶出部を鉄材と称してもよい。
【００４８】
また、鉄材の形状は、設置環境に応じて適宜選択されるが、板、棒、網、筒、シートおよび塊などのうちから選んだ少なくとも１種であることが好ましい。
【００４９】
炭素材は、電気伝導性が大で、電気比抵抗が低く、機械的強度が大きくて、壊れ難いものが好ましい。具体的には、るつぼ用黒鉛、黒鉛材、電極材、モーターブラシ用炭素材、木炭、竹炭等がある。また、黒鉛材の耐久性、強度を高める増すために、外周をネットあるいはメッシュ等でカバーすることで保護することもできる。
【００５０】
さらに、本発明では、鉄材と直接することがないので、高い伝導性、高品質の黒鉛材が選択でき、その電気伝導度は体積抵抗率で１０0Ω・m以下、好ましくは１０-4Ω・m以下、であることが好ましい。なお、用途によっては、炭素を部分的に含むものを用いることもでき、この場合は、炭素を含む部分を炭素材と称してもよい。
【００５１】
本発明では、炭素材と鉄材とが相互に拘束しあうことがないので、炭素材の形状は特に限定されないが、板状であることが好ましい。なお、本発明では、環境水中で、鉄材と炭素材とが定常的に直接接して（拘束し合って）いないことが重要であって、炭素材と鉄材とが水流等で偶発的に接しても問題はない。
【００５２】
本発明では、図２に示すように、炭素材が、鉄材に対して２本（２個）以上、導通材によって接続している構成を採ることができる。
【００５３】
上記構成は、特に、リンを大量、高濃度に含む産業排水の処理に有効である。リンを大量、高濃度に含む産業排水の処理では、大量の鉄イオンが必要なので、炭素材１本に対し、複数本の鉄材を使用することで、大量の鉄イオンが発生し処理が可能となる。
【００５４】
また、本発明では、図３に示すように、鉄材が、炭素材に対して２本以上、導通材によって接続している構成を採ることができる。
この構成を取ることによって、広範囲に安定した鉄分を供給することができるようになるからである。
【００５５】
また、河川等の流水の場合でも、炭素材１本に複数本の鉄材、鉄材１本と複数本の炭素材をそれぞれ接続した浄化ユニットを、上流部から下流部まで多数設置することで、浄化処理が可能となる。
さらに、海水の流れが激しい海水下での牡蠣や貝類の養殖場でも、高濃度の鉄供給が必要であるが、イカダ上に炭素材１本と複数本の鉄材、鉄材１本と複数本の炭素材を接続することで、高濃度の鉄供給が可能となる。
【００５６】
海藻や水草を繁茂させるために本発明の鉄分供給材を用いる場合は、炭素材と複数本の鉄材とを接続、すなわち、炭素材１本と複数本の鉄材をリード線で接続させた鉄供給ユニットを作成し水面に浮遊させる。そして、鉄溶解装置の下部は水中に、上部は水上に保持することで、海藻や水草を繁茂させるために本発明の鉄分供給材を用いることができる。
なお、本発明の構成としては、図４に示すように、連通管式としても良い。
【００５７】
さらに、本発明の鉄分供給材は、広い面積を有する湖沼などに供して効果がある。それは、炭素材１個と複数本の鉄材の組合せで、広いエリアをカバーしつつ、特に鉄イオンが大量に必要とされる場所には、鉄材１本と複数本の炭素材を使用することで、効率的な環境水の浄化が可能となるからである。
【００５８】
ここで、鉄材と導通材、および炭素材と導通材との接続は、ワニ口クリップ、クランプ、カンシ等で挟む方法、導電性接着剤（あるいはペースト、テープ、シート、塗料など）を使用しての接着する方法、炭素材の両面に金属板を介してのボルトで固定する方法、炭素材の上面あるいは側面に穴を穿ち、その中に金属棒を挿入する（ねじ込む）方法など、導通材と電極とを接続する公知公用の接続方法、手段を採ることができる。
【００５９】
また、上記方法中、炭素材と導通材との接続には、カーボンブラシに使用されている方法などが好適例として挙げられる。また、導線と同じ材料で作った接続治具（挿入孔をもつ治具）に挿入することでも可能である。なお、導通材に炭素繊維を用いた場合など、鉄材との接続箇所で局部電池作用が起きる可能性がある際には、鉄材との接続箇所で局部電池作用が起きない接続方法を採用することが求められる。接続箇所が消失するおそれがあるからである。
【００６０】
加えて、本発明では、図５および６に示すように、前記した環境水への鉄分供給材に、さらに腐葉土が、鉄材の少なくとも一部に接触している構成とすることができ、その配置は、鉄材の外周に腐葉土を配置することが好ましい。
【００６１】
さらに、本発明では、効果的に鉄錯体を溶出させるために、図５および６に示したように、鉄材および炭素材を鉄分供給材の基本構成とし、鉄材の外周に腐葉土を配置することが好ましい。
【００６２】
本発明における腐葉土は、公知の腐葉土であれば、特に制限されないが、具体的には、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、クリなど葉肉が厚く広葉樹の落ち葉を堆積し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特に最良である。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、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、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。
【００６６】
また、本発明は、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、鉄材と腐葉土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。
【００６７】
本発明に従う鉄分供給材は、鉄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、鉄分をイオンまたは鉄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。
【００６８】
上述した環境水への鉄分供給方法において、炭素材および／または鉄材の環境水中の表面積や個数を調整し、鉄分または鉄錯体として鉄分の溶出量を調整する。
【００６９】
本発明では、鉄材と炭素材が直接接していないので、環境水への鉄分供給材から、鉄材だけを取り出して交換することが可能である。
また、鉄が溶解して生成する酸化鉄、水酸化鉄の回収は、従来容易ではなかった。それは鉄供給材が板状で、嵩高となることや、回収容器の設置が困難であったことに起因する。しかしながら、本発明での鉄分供給材は、炭素材と鉄材が別々に配置されていることから、鉄材からの生成物は、鉄材の下部だけになり、鉄材の下部を布製の袋などでカバーすることで回収を容易に行うことができる。
具体的には、図７に示すように、鉄材の周囲に容器を配置することで、赤色生成物の回収ができ、自然環境への拡散を防止する。
【００７０】
さらに、本発明の環境水への鉄分供給材は、導通材の通電量を測定することで鉄材の交換時期を的確に定めることができる。これは、初期通電量の８０％まで低下した場合とか、５０％まで低下した場合とか、予め管理基準を作っておくことが肝要である。これにより、実際の鉄分の大きさを確認するために何度も陸に上げたりする必要がなくなる。なお、上記通電量は、電流、電圧および電力のうちから選んだ少なくともひとつとすれば良い。
【実施例】
【００７１】
〔実施例１〕
塩水中で、鉄と炭を密着接触、鉄と炭を導通材で接触した場合の、鉄の溶解状況について検討した。
図８および９として示す２枚の写真は、実施例に使用した炭素板と鉄板、炭素棒と鉄棒である。炭素板は、接続端子が付いているものと、付いていないものがあり、図９の炭素板には、金属銅製の端子がついている。なお、実際の環境水中で使用する場合は、端子部も絶縁膜で被覆されていることが望ましい。【００７２】
１００mLビーカー２個に３％−塩化ナトリウム水溶液をそれぞれ１００mLずつ加えた。実験に使用した鉄棒は、φ２mm、長さ約１０cm、炭素棒（体積抵抗率：１０-4Ω・m）は、φ５mm、長さ約１０cmであった。両者とも、塩化ナトリウム水溶液中には、４．５cm浸るようセットした。
各ビーカーでは、次の実験を行った。
実験１−１（比較例）：鉄棒と炭素棒を輪ゴムで固定し、下部約４．４cmのみ溶液中に使った。塩化ナトリウム水溶液は、スターラーで攪拌した。回転数は、１８０rpmであった。
実験１−２（発明例）：鉄棒と炭素棒はリード線で接続し、下部４．４cmのみ溶液中につけた。塩化ナトリウム水溶液は、スターラーで攪拌した。回転数は、１８０rpmであった。また、導通材であるリード線の体積抵抗率は２×１０-7Ω・mであった。
所定時間経過後、鉄棒を取り出し、水洗、乾燥後質量を測定した。その際、塩化ナトリウム水溶液は、新しい水溶液に交換した。所定時間経過後の鉄棒の質量を表１に示す。【００７３】
【表１】
2016024408.tif 000003
【００７４】
鉄棒と炭素棒を直接接触させてその周囲を輪ゴムで固定した場合（実験１−１）の溶解速度は、１時間当たり、０．５２８mgであった（以下単位を（mg/H）と記す）。また、単位面積当たりでは、０．１２９mg/Hであった（以下単位を（mg/cm2・H）と記す）。
両者をリード線で接続した場合（実験１−２）の鉄の溶解速度は０．７４４mg/H（０．１８１mg/cm2・H）と、溶解速度が一層増大した。これは、両者をリード線で接続した場合の方が、ビーカーの内容物をスターラーで撹拌したことで、沈殿生成物が取り除かれ、鉄と炭との良好な接触が保持されたことを示している。【００７５】
〔実施例２〕
塩水中で、鉄、鉄と炭を導通材で接触、炭１本に鉄２本を導通材で接触した場合の、鉄の溶解状況について検討した。
２Ｌビーカーに３％−塩化ナトリウム水溶液を加えた。実験に使用した鉄棒は、φ２mm、長さ約１０cmであった。炭素棒（体積抵抗率：１０-4Ω・m）は、φ５mm、長さ約１０cmであった。両者とも、塩化ナトリウム水溶液中には、３．７cm浸るようセットした。塩化ナトリウム中に浸っている鉄棒の表面積は、０．２cm×３．１４×３．７cm＝２．３cm2である。
実験２−１（比較例）：鉄棒１本をビーカー内に垂直に立てた。
実験２−２（発明例）：ビーカー内に、鉄棒および炭素棒各１本をそれぞれ垂直に立てた。炭素棒と鉄棒との間隔は、約３．７cmであった。鉄棒と炭素棒は、導通材であるリード線で接続した。リード線自体の長さは約３４cmであった。また、リード線の体積抵抗率は２×１０-7Ω・mであった。
実験２−３（発明例）：ビーカー内に、鉄棒２本（鉄棒１および鉄棒２）および炭素棒１本をそれぞれ垂直に立てた。炭素棒と鉄棒１との間隔は約３．７cm、炭素棒と鉄棒２との間隔は７．１cmであった。２本の鉄棒と炭素棒は、リード線で接続した。
塩水は、いずれもスターラーで撹拌した。また、導通材である上記リード線の体積抵抗率はいずれも２×１０-7Ω・mであった。
所定時間経過後、鉄棒を引き上げ、純水で洗浄、乾燥後、質量を測定した。
時間経過とともに、鉄棒の入ったビーカー内は、赤褐色となり、沈殿の生成によって不透明になった。時間経過に伴う、鉄棒の質量を表２に示す。【００７６】
【表２】
2016024408.tif 000004
【００７７】
実験２−１で、鉄棒を塩水に７６時間漬けた場合の溶解速度は、０．２１３mg/H（０．０９３mg/cm2・H）であった。
実験２−２で、鉄棒と炭素棒をリード線で接続すると溶解速度は、１．１９mg/H（０．５１７mg/cm2・H）になって、鉄棒を単独で塩水に７６時間漬けた場合の５．５倍増加した。
実験２−３で、炭素棒１本に２本の鉄棒を、２本のリード線でつなげると、それぞれの溶解速度は、０．９２８mg/H（０．４０３mg/cm2・H）と０．７７１mg/H（０．３３５mg/cm2・H）であった。鉄棒を２本合わせた溶解速度は１．６９９mg/H（０．７３８mg/cm2・H）となって、鉄棒が１本の場合よりも、大となった。
個々の鉄棒から大量の鉄を溶解させるには、鉄棒と炭素棒とを１対にして使用する方が、効果的である。これに対して、炭素棒１本に複数本の鉄棒を接続する方法は、炭素棒の使用本数を少なくする利点がある。【００７８】
〔実施例３〕
塩水に鉄１本を単独で入れた場合、鉄３本に炭１本を導通材で接触した場合の、鉄の溶解状況についてそれぞれ検討した。
１Ｌビーカーに３％−塩化ナトリウム水溶液を加えた。
実験に使用した鉄棒は、φ２mm、長さ約１０cmであった。炭素棒（体積抵抗率：１０-4Ω・m）は、φ５mm、長さ約１０ｃｍであった。両者とも、塩化ナトリウム水溶液中には、４．５cm浸るようセットした。塩水中に浸っている鉄棒の表面積は、０．２cm×３．１４×４．５cm＝２．８３cm2である。
実験３−１（比較例）：鉄棒１本をビーカー内に垂直に立てた。
実験３−２（発明例）：ビーカー内に、鉄棒３本（鉄棒１、鉄棒２および鉄棒３）および炭素棒１本をそれぞれ垂直に立てた。炭素棒と鉄棒１との間隔は約４．０cm、炭素棒と鉄棒２との距離は３．９cm、鉄棒３と炭素棒との距離は３．９cmであった。
各鉄棒と炭素棒は、リード線で接続した。塩水は、スターラーで撹拌した。所定時間経過後、各鉄棒を引き上げ、純水で洗浄、乾燥後、質量を測定した。
また、導通材である上記リード線の体積抵抗率はいずれも２×１０-7Ω・mであった。
時間経過とともに、鉄棒の入ったビーカー内は、赤褐色となり、沈殿の生成によって不透明になった。時間経過に伴う、鉄棒の質量を表３に示す。【００７９】
【表３】
2016024408.tif 000005
【００８０】
実験３−１の鉄棒を塩水に１１９時間漬けた場合の溶解速度は、０．２３mg/H（０．０８１mg/cm2・H）であった。
実験３−２では、炭素棒に３本の鉄棒を、３本のリード線でつなげると溶解速度は、０．７８mg/Hと０．８０mg/Hと０．８１mg/Hであった。鉄棒を３本合わせた溶解速度は２．３９mg/H（０．２８６mg/cm2・H）と大となった。鉄棒を３本使用することで溶解する鉄量は増加した。【００８１】
〔実施例４〕
塩水に鉄１本を単独でいれた場合、鉄１本と炭１本を導通材で接触した場合、鉄１本に炭３本を導通材で接触した場合の、鉄の溶解状況について検討した。
３Ｌビーカーに３％−塩化ナトリウム水溶液を加えた。実験に使用した鉄棒は、φ２mm、長さ約１０cmであった。炭素棒（体積抵抗率：１０-4Ω・m）は、φ５mm、長さ約１０cmであった。両者とも、塩化ナトリウム水溶液中には、４．５cm浸るようセットした。塩水中に浸っている鉄棒の表面積は、０．２cm×３．１４×４．５cm＝２．８３cm2であった。
実験４−１（比較例）：純鉄棒１本をビーカー内に垂直に立てた。
実験４−２（発明例）：ビーカー内に、鉄棒１本および炭素棒１本をそれぞれ垂直に立て、リード線で接続した。炭素棒と鉄棒との間隔は、約３．９cmであった。この導通材であるリード線の体積抵抗率は２×１０-7Ω・mであった。
実験４−３（発明例）：ビーカー内に、鉄棒１本および炭素棒３本（炭素棒１、炭素棒２および炭素棒３）をそれぞれ垂直に立てた。鉄棒と炭素棒との間隔は、いずれも約３．９cmであった。
鉄棒と各炭素棒は、リード線で接続した。塩水は、スターラーで撹拌した。
また、導通材である上記リード線の体積抵抗率はいずれも２×１０-7Ω・mであった。
所定時間経過後、鉄棒を引き上げ、純水で洗浄、乾燥後、質量を測定した。時間経過とともに、鉄棒の入ったビーカー内は、赤褐色となり、沈殿の生成によって不透明になった。時間経過に伴う、鉄棒の質量を表４に示す。【００８２】
【表４】
2016024408.tif 000006
【００８３】
実験４−１では、鉄棒を塩水に９６時間漬けた場合の鉄の溶解速度は、０．２４mg/H（０．０８５mg/cm2・H）であった。
実験４−２の炭素棒と鉄棒をリード線で接続した場合の溶解速度は１．２０mg/H（０．４２４mg/cm2・H）であった。
実験４−３の１本の鉄棒に３本の炭素棒を、３本のリード線でつなげた場合の鉄の溶解速度は、２．９５mg/H（１．０４mg/cm2・H）と増大した。
大量の鉄を溶解させる場合には、１本の鉄棒に複数本の炭素棒を接続することが効果的であった。なお、鉄からの溶解物を回収する場合、鉄棒の使用本数の少ない方が回収容器の数量を少なくできる利点がある。【００８４】
〔実施例５〕
塩水中に鉄および炭の大きさ、面積が異なることによって、鉄の溶解状況はどう影響を受けるか検討した。
使用した炭素材（体積抵抗率：１０-4Ω・m）は、棒状（φ５mm×１０cm）および板状（１２cm×４．２cm×８mm：ターミナル付）の２種類であった。鉄材は、棒状（φ２mm×１０cm）および板状（１２cm×４．５cm×０．５mm）の２種類であった。鉄棒・鉄板の上端とワニ口クリップの噛み合わせ部を２０００番の紙やすりで研磨して使用した。
使用した各材料の表面積は、炭素板（８２．６２cm2）、鉄板（６８．７cm2）、炭素棒（１０．２１cm2）、鉄棒（４．１cm2）であった、
また、炭素板の表面積は、８２．６２cm2、鉄板の表面積は、６８．７cm2、炭素棒の表面積は、１０．２１cm2、鉄棒の表面積は、４．１cm2とした。
２Ｌビーカーに３％−塩化ナトリウム水溶液を加えた。鉄棒および炭素棒が、塩水中に浸かっている長さは、６．５cm、鉄板および炭素板が液に浸かっている長さは、７．３cmであった。
また、塩水中に浸っている鉄棒の表面積は、０．２cm×３．１４×６．５cm＝４．０８cm2、鉄板の表面積は、６６．９cm2とした。
実験５−１（比較例）：鉄棒１本を塩水中に垂直にたてた。
実験５−２（発明例）：鉄棒１本と炭素棒１本をリード線で接続した。それらの間隔は１cmであった。
実験５−３（発明例）：鉄棒１本と炭素板１枚をリード線で接続した。それらの間隔は１cmであった。
実験５−４（比較例）：鉄板１枚を塩水中に垂直にたてた。
実験５−５（発明例）：鉄板１枚と炭素板１枚をリード線で接続した。それらの間隔は１cmであった。
実験５−６（発明例）：鉄板１枚と炭素棒１本をリード線で接続した。それらの間隔は１cmであった。
ビーカーの中の塩水は、スターラーを用い回転数２００rpmで攪拌した。
また、導通材である上記リード線の体積抵抗率はいずれも２×１０-7Ω・mであった。
所定時間経過後、鉄材を引き上げて質量を測定し、経過時間ごとの鉄棒あるいは鉄板の質量を表５−１に示す。【００８５】
【表５−１】
2016024408.tif 000007
【００８６】
鉄の溶解量は、使用した炭素材と鉄材の組み合わせによって異なった。最も多く鉄が溶解したのは、炭素板と鉄板との実験５−５であった。鉄の溶解速度は、１６．３mg/H（０．２４４mg/cm2・H）であった。ついで、炭素板と鉄棒の実験５−３で、溶解速度は６．１８mg/H（１．５１mg/cm2・H）であった。炭素棒を用いた場合の鉄の溶解はわずかであったが、炭素板を使用することで、鉄の溶解は顕著に促進された。短時間に大量の鉄を溶解させる場合には、大きな表面積をもつ炭素材を使用することであった。さらに、鉄を溶解する場合には、鉄材の表面積も大とすることが効果的であった。
炭素板と鉄板との間に発生する電流および電圧をテスター（デジタルテスタ  Ｍ−０４、株式会社カスタム）で測定し、その結果を表５−２に示す。【００８７】
【表５−２】
2016024408.tif 000008
【００８８】
炭素板を使用した場合（実験５−３および５−５）は、mAオーダーの電流が発生し炭素棒ではμAオーダーであった。電圧は、いずれも場合も数百mVであった。電流が多く発生することで、鉄の溶解は促進された。
短時間に集中的に鉄材を溶解する場合には、炭素板を使用することが効果的であった。【００８９】
〔実施例６〕
淡水中、鉄棒３本に炭素棒１本を導通材で接触した場合の鉄の溶解状況について検討した。
使用した水溶液は、池水：３Ｌに、リン標準液（リン濃度：１０００mg/L）：６mLを加えた溶液とした。１００mLビーカーに池水約１００mLを加え、この中に鉄棒と炭素棒を挿入した。
使用した鉄棒は、φ２mm、長さ約１０cm、炭素棒（体積抵抗率：１０-4Ω・m）は、φ５mm、長さ約１０cmであった。使用した池水は、所定時間経過後、鉄棒の質量を測定した後、溶液は交換した。
この水溶液を使用して、次の実験を行った。各ビーカーはマグネシックスターラで撹拌（２００rpm）した。
実験６：１００mLビーカーに池水を約１００mL加え、その中に、鉄棒３本と炭素棒１本をたて、それぞれをリード線で接続した。水中にある鉄棒の長さは、３．８cmであった。水中に浸っている鉄棒の表面積は、０．２cm×３．１４×３．８cm＝２．３９cm2であった。
炭素棒と３本の鉄棒との距離は、それぞれ３．４cm（鉄棒１）、５．３cm（鉄棒２）、３．６cm（鉄棒３）とした。
また、導通材である上記リード線の体積抵抗率はいずれも２×１０-7Ω・mであった。
所定時間経過後、鉄棒を引き上げ水洗後乾燥し質量を測定した。鉄棒の質量変化を表６に示す。【００９０】
【表６】
2016024408.tif 000009
【００９１】
３本の鉄棒の溶解速度は、０．１４mg/H、０．１３mg/Hおよび０．１５mg/Hであった。三本を合せると０．４２mg/H（０．１４４mg/cm2・H）であった。炭素棒と鉄棒との距離は、鉄棒の溶解速度にあまり影響を与えていない。【００９２】
〔実施例７〕
淡水中に鉄棒、鉄棒と炭素棒を導通材で接触、鉄棒１本に炭素棒３本を導通材で接触した場合、それぞれの鉄の溶解状況について検討した。
３Lビーカーに池水を加えた。実験に使用した鉄棒は、φ２mm、長さ約１０cmであった。炭素棒は、φ５mm、長さ約１０cmであった。両者とも、塩化ナトリウム水溶液中には、４．５cm浸るようセットした。水中に浸っている鉄棒の表面積は、０．２cm×３．１４×４．５cm＝２．８３cm2であった。
実験７−１（比較例）：純鉄棒１本をビーカー内に垂直に立てた。
実験７−２（発明例）：ビーカー内に、鉄棒１本および炭素棒１本をそれぞれ垂直に立て、リード線で接続した。炭素棒と鉄棒との間隔は、約３．９cmであった。この導通材であるリード線の体積抵抗率は２×１０-7Ω・mであった。
実験７−３（発明例）：ビーカー内に、鉄棒１本および炭素棒３本（炭素棒１、炭素棒２および炭素棒３）をそれぞれ垂直に立てた。鉄棒と炭素棒との間隔は、いずれも約３．９cmであった。
鉄棒と各炭素棒は、リード線で接続した。この導通材であるリード線の体積抵抗率はいずれも２×１０-7Ω・mであった。
池水は、スターラーで撹拌した。所定時間経過後、鉄棒を引き上げ、純水で洗浄、乾燥後、質量を測定した。時間経過とともに、鉄棒の入ったビーカー内は、赤褐色となり、沈殿の生成によって不透明になった。時間経過に伴う、鉄棒の質量を表７−１に示す。【００９３】
【表７−１】
2016024408.tif 000010
【００９４】
実験７−１：鉄棒を池水に１３６時間漬けた場合の鉄の溶解速度は、０．０８２mg/Hであった。
実験７−２：炭素棒と鉄棒をリード線で接続した場合の溶解速度は０．３３２mg/Hであった。鉄棒のみの場合よりも約４倍大となった。
実験７−３：１本の鉄棒に３本の炭素棒を、３本のリード線でつなげた場合の鉄の溶解速度は、０．５４３mg/Hで、鉄棒のみの場合より６．６倍程度増大した。
大量の鉄を溶解させる場合には、１本の鉄棒に複数本の炭素棒を接続することが効果的であった。また、鉄からの溶解物を回収する場合、鉄棒の使用本数の少ない方が回収容器の数量を少なくできる利点がある。
鉄棒と炭素棒との間に発生する電流と電圧を、テスターで測定した。その結果を表７−２に示す。【００９５】
【表７−２】
2016024408.tif 000011
【００９６】
鉄棒と炭素棒をリード線でつないだ実験７−２で発生した電流は１５６μA、電圧は５９８mVであった。一方、鉄棒に三本の炭素棒をリード線で接続した実験７−３の場合の電流と電圧は、それぞれ（８５μA、３４５mV）、（７５μA、３３１mV）および（１１０μA、４０４mV）であった。三本の炭素棒を合計すると電流は２７０μA、電圧は１０８０mVであった。炭素棒１本を使用した実験７−２よりも電流で１．７倍、電圧では１．８倍であった。なお、鉄材と炭素材を直接輪ゴムで止めたものは、上記電流および電圧は測れなかった。【００９７】
〔実施例８〕
本発明は、磯焼け対策にも活用することができる。すなわち、昆布やワカメなどの海藻や海草が枯渇した海域に設置することで、鉄を供給して植物を繁茂させ、藻場の再生を図ることができる。ここで、植物の成長促進には、フルボ酸鉄が必要であるが、フルボ酸鉄を生成するには、鉄イオンとともに、フルボ酸が不可欠である。そして、本発明では、フルボ酸を発生させるため、鉄材の周囲に腐葉土を配置することで、フルボ酸鉄の生成が可能となる。【００９８】
そのことを確認するために、塩水中で、鉄と炭を導通材で接触した場合の、鉄の溶解状況について実験した。
２Ｌビーカーに３％−塩化ナトリウム水溶液を加えた。実験に使用した鉄棒は、直径（φ）：２mm、長さ：約１０cmであった。炭素棒（体積抵抗率：１０−4Ω・m）は、直径（φ）：５mm、長さ：約１０cmであった。両者とも、塩化ナトリウム水溶液中には、６．０cm浸るようセットし、ビーカー内に、垂直に立てた。炭素棒と鉄棒との間隔は、約８cmであった。鉄棒と炭素棒は、導通材であるリード線で接続した。リード線自体の長さは約３４cmであった。また、リード線の体積抵抗率は２×１０−７Ω・mであった。
鉄棒の周囲には腐葉土を配置した。腐葉土（アカギ園芸製）５００ｍｌを筒状のナイロン製メッシュの中にいれ、幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚さ３ｃｍのマット状にした。これを筒状に鉄棒に巻き付け、外側から固定した。【００９９】
時間経過とともに、腐葉土からの溶出によってビーカー内は、褐色となり、鉄の溶解によって赤褐色となった。１日後、２日後と時間経過とともに、赤褐色の度合いは強くなった。【０１００】
鉄棒の重量は、定期的に測定した。鉄棒の初期重量は、２．４４ｇであった。１日後には２．２０ｇ、２日後には２．００ｇ、４日後には１．６２gとなった。これは、フルボ酸鉄が生成していることを示している。
なお、鉄の溶解速度がやや低いのは、スターラーを使用しての撹拌を行わない条件だからである。【０１０１】
以上の結果から、腐葉土を鉄の周囲に配置しても、鉄の溶解は可能であり、本発明に従う鉄分供給材は、フルボ酸鉄を効果的に生成して、海の藻場形成に展開可能であることが確認された。
【図１】
2016024408.tif 000012
【図２】
2016024408.tif 000013
【図３】
2016024408.tif 000014
【図４】
2016024408.tif 000015
【図５】
2016024408.tif 000016
【図６】
2016024408.tif 000017
【図７】
2016024408.tif 000018
【図８】
2016024408.tif 000019
【図９】
2016024408.tif 000020
【国際調査報告】
2016024408.tif 000021
2016024408.tif 000022
2016024408.tif 000023
2016024408.tif 000024