(57)【要約】  本発明は、付着期幼生に対し、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光を照射することにより、付着生物の付着期幼生を水中で殺す方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
付着生物の付着期幼生を水中で殺す方法であって、
前記付着期幼生に対し、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光を照射する工程を含む方法。
【請求項２】
前記光が、４００〜４４０ｎｍの波長域のうち一部の波長を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光が４０９〜４１２ｎｍの波長域においてピークを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記光が４００〜４２０ｎｍの波長を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記光は、４０９〜４１２ｎｍの波長域で、前記付着期幼生に対する照射強度が１４６．４６４３μＷｃｍ-2ｎｍ-1以上の波長を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記光は、３時間以上照射することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記光がレーザー光でないことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記光がＬＥＤ光であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記水が海水であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記付着期幼生が、ムラサキイガイのペディベリジャー幼生若しくはプランティグレイド幼生またはアカフジツボのキプリス幼生であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付着生物の付着期幼生を殺す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水として海水を利用する火力発電所や原子力発電所などの発電プラントにおいては、海から海水を取り入れて復水器に供給する取水路や、復水器を通った海水を海へ放出するための放水路の内部に、フジツボ類やイガイ類をはじめとする貝等の海洋生物が付着し易い。海洋生物の付着量が多くなると、冷却水の流路が塞がれて冷却性能が低下するなどの不具合を招くおそれがある。そこで、従来から、次亜塩素酸ナトリウム溶液や二酸化塩素などの塩素系薬剤を冷却水に注入することにより、熱交換水流路への海洋生物の付着を抑制することが行われている（特開平７−２６５８６７号；特開平１１−３７６６６号；特開２００５−１４４２１２号；特開２００５−１４４２１３号；特開２００５−１４４２１４号；特許第３６０５１２８号）。その他の方法として、光触媒を用いた方法（特開平１１−２７８３７４号）やレーザー光を用いた方法（特開２００３−３０１４３５号；特開平０６−２１８３６７号；特開平０８−１６４３８４号）も開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、付着生物の付着期幼生を殺す方法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】
【０００４】
本発明者は、４０９〜４１２ｎｍの波長を含むＬＥＤ光を照射した場合、付着期幼生は遊泳等の活動を停止し、最終的に死に至る傾向があることを見出し、本発明に至った。【０００５】
本発明の一実施形態は、付着生物の付着期幼生を水中で殺す方法であって、前記付着期幼生に対し、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光を照射する工程を含む方法である。前記光が、４００〜４４０ｎｍのうち一部の波長を含むことが好ましい。前記光が４０９〜４１２ｎｍの波長域においてピークを有することが好ましい。前記光が４００〜４２０ｎｍの波長を含むことが好ましい。前記光は、４０９〜４１２ｎｍの波長域で、前記付着期幼生に対する照射強度が１４６．４６４３μＷｃｍ-2ｎｍ-1以上の波長を有することが好ましい。前記光は、３時間以上照射することが好ましい。前記光がレーザー光でなくてもよい。前記光がＬＥＤ光であってもよい。前記水が海水であってもよい。前記付着期幼生がムラサキイガイのペディベリジャー幼生若しくはプランティグレイド幼生またはアカフジツボのキプリス幼生であってもよい。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的に実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
【０００７】
本発明にかかる、付着生物の付着期幼生を水中で殺す方法は、前記付着期幼生に対し、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光を照射する工程を含む。これによって、付着期幼生を殺すことができる。
【０００８】
対象とする付着生物は、初期幼生の間は海中を浮遊しており、付着期幼生になると、適当な付着物に付着して、成体に変態する生物であって、イガイ類やフジツボ類を例示できる。従って、付着生物の付着期幼生を水中で殺すのは、海水中で行われることが好ましいが、特に海水中に限定されず、淡水と海水の混合水中など、他の濃度の塩水中で行なわれてもよく、淡水中で行われてもよい。
【０００９】
イガイ類とは、イガイ科（Mytilidae）の二枚貝類の総称であり、例えば、ヒバリガイなどのヒバリガイ亜科（Modiolinae）、イシマテなどのイシマテ亜科（Lithophaginae）、キザミガイ、ホトトギスガイなどキザミガイ亜科（Crenellinae）、イガイ、カワヒバリガイ、ムラサキイガイなどのイガイ亜科（Mytilinae）などが含まれる。また、フジツボ類とは、甲殻類(Crustacea)まん脚亜綱(Cirripadia)完胸目(Thoracica)に分類されるものの総称であり、例えば、タテジマフジツボ、アメリカフジツボ、アカフジツボ、サンカクフジツボ、オオアカフジツボ、サラサフジツボ、イワフジツボ、シロスジフジツボ、およびヨーロッパフジツボなどを含むフジツボ型亜目（Balanomorpha）に属するものが含まれる。
【００１０】
光の照射対象とする発生段階は、付着期幼生であることが好ましい。なぜなら、本発明によって、付着期幼生が付着物へ付着することを防止することができるからである。付着期幼生は、イガイ類の場合、ペディベリジャー幼生やプランティグレイドに相当し、フジツボ類の場合、キプリス幼生に相当する。ここで、付着期幼生が付着する付着物は特に限定されないが、発電所の海水取水設備または海水放水設備、沿岸水産養殖設備、または漁業設備などが例示できる。
【００１１】
付着期幼生に対して照射する光の波長は、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光である。その光は、４００〜４４０ｎｍの波長域のうち一部（ここで、「一部」とは、「全部」を含まないものとする）の波長を含むことが好ましく、４４０〜４２０ｎｍの波長全域を含むことが好ましく、紫外線（４００ｎｍより小さい波長）、可視光（４００〜８３０ｎｍ）及び赤外線（８３０ｎｍより大きい波長）を含んでもよい。４００ｎｍ〜４２０ｎｍの波長は、海水中での透過性が紫外線より高いので、本発明は紫外線のみを含む光を用いる方法よりも広範囲に光の効果を及ぼすことができる。また、実施例で示すように、光が４０９〜４１２ｎｍの波長域においてピークを有することが好ましい。なお、この光はレーザー光でなくてもよい。
【００１２】
付着期幼生に対して放射する光の照射強度及び照射時間は特に限定されず、照射する環境（例えば、水質、水の深さ、透明度など）によって、当業者が適切に、且つ容易に決めることができるが、４０９〜４１２ｎｍの波長域の一部または全域において、付着期幼生の位置における波長分光放射照度が、８９．６９４６μＷｃｍ-2ｎｍ-1以上であることが好ましく、１２２．１３４４μＷｃｍ-2ｎｍ-1以上であることがより好ましく、１４６．４６４３μＷｃｍ-2ｎｍ-1以上であることが最も好ましい。また、照射時間は３時間以上が好ましく、６時間以上がより好ましく、９時間以上がさらに好ましく、１２時間以上が最も好ましい。８９．６９４６μＷｃｍ-2ｎｍ-1以下の光を用いる場合の照射時間は、１５時間以上が好ましく、１日以上がより好ましく、２日以上がさらに好ましく、１週間以上が最も好ましい。ただし、照射は、持続的であっても、間欠的であっても構わないが、間欠的である場合、光の総照射時間を上記のような時間とするのが好ましい。
【００１３】
照射方法は、特に限定されず、例えば、光照射装置として、ＬＥＤ照射装置，水銀ランプ，蛍光管等の装置などを用いることができるが、ＬＥＤ照射装置を用いることが好ましい。
【実施例】
【００１４】
＝＝ＬＥＤ光照射用の装置＝＝
外部の光を遮光可能な、蓋付の箱型装置を用意した。この箱型装置は、内寸が（長さ）１７．５ｃｍ×（幅）１７．５ｃｍ×（深さ）１０．０ｃｍであり、箱の内側は黒色の塩ビ製である。明条件の実験については、この装置の蓋部にＬＥＤパネルを装着し、装置内部のＬＥＤパネルからの距離が５ｃｍとなる位置にステージを設けた。試験の際は、幼生の入ったシャーレをこのステージ上に載置し、幼生に対して上方から垂直にＬＥＤ光を照射した。暗条件の実験については、ＬＥＤパネルを装着していない装置を用いた。【００１５】
装置内のＬＥＤパネルには、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍのＬＥＤ発光素子を実装したもの（シーシーエス株式会社製、ＬＥＤパネル型式：ＩＳＬ−１５０Ｘ１５０ＵＵ３７５ＴＰＮＬ）、ピーク波長が４０９〜４１２ｎｍのＬＥＤ発光素子を実装したもの（シーシーエス株式会社製、ＬＥＤパネル型式：ＩＳＬ−１５０Ｘ１５０−ＶＶ−ＴＰＮＬ）、またはピーク波長が５１５〜５３５ｎｍのＬＥＤ発光素子を実装したもの（シーシーエス株式会社製、ＬＥＤパネル型式：ＩＳＬ−１５０Ｘ１５０−ＧＧ−ＴＰＮＬ）を用いた。各ＬＥＤ光の波長特性を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
ＬＥＤパネルからの距離が５ｃｍとなる位置におけるピーク波長が４０９〜４１２ｎｍのＬＥＤ発光素子のピーク波長分光放射照度は、照度が１５Ｗ／ｍ2の場合は３２．９２５０μＷｃｍ-2ｎｍ-1、照度が５０Ｗ／ｍ2の場合は８９．６９４６μＷｃｍ-2ｎｍ-1、照度が８０Ｗ／ｍ2の場合は１３８．３５４３μＷｃｍ-2ｎｍ-1であった。
＝＝アカフジツボのキプリス幼生の選別＝＝
付着生物であるアカフジツボの付着期幼生であるキプリス幼生に対して、放射照度１００Ｗ／ｍ2のプロジェクションライト光を実験直前まで１時間以上照射し、光源に近づくような行動をとり、かつ、活発に遊泳行動をとる個体を以下の実験に使用した。
＝＝アカフジツボのキプリス幼生へのＬＥＤ光の照射＝＝
目合い３μｍのメンブレンフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ）でろ過した約２２℃の海水２０ｍｌの入ったガラスシャーレ（水深１ｃｍ）にキプリス幼生をいれ、装置内部のステージ上に載置し、装置の蓋をして、ＬＥＤ光の照射を行った。【００１８】
照射３時間後に装置からシャーレを取り出し、実体顕微鏡を用いて幼生を観察した。幼生の観察は１０分間行い、この間に遊泳することなく、シャーレの底に転倒した状態で第１触覚や胸肢を僅かに動かすのみの状態の個体を「弱体化個体」として計数した。体内に動きが認められず、かつ、第１触覚や胸肢を全く動かさない個体、あるいは、胸肢を含めた殻内部が殻（背甲）から外に露出してしまった状態の個体は、「死んだ個体」として計数し、シャーレ内から除去した。そして、ＬＥＤ発光素子の発熱による海水温度の上昇を抑制するため、シャーレ内の海水の半分量（１０ｍｌ）を約２２℃の海水１０ｍｌと換水してから、シャーレを装置内に戻し、ＬＥＤ光の照射を再開した。【００１９】
以上の操作を３時間ごとに４回繰り返し、幼生に対して合計１２時間照射した。表２に実験条件および結果をまとめた。表２の「照射条件」に記載の照射照度は、ＬＥＤパネルから５ｃｍ離れた位置で測定した値である。なお、実験中の海水の温度は２６℃以下であるため、温度による影響は排除できる。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
アカフジツボのキプリス幼生は、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍ（１５Ｗ／ｍ2）または５１５〜５３５ｎｍ（５０Ｗ／ｍ2）のＬＥＤ光を照射した場合、１２時間照射後も、幼生は、弱体化もせずに、暗条件の場合と同様に活発に遊泳する様子が確認された。【００２２】
これに対し、ピーク波長が４０９〜４１２ｎｍのＬＥＤ光を照射した場合、５０Ｗ／ｍ2の照度条件では、３時間の照射以降の幼生は、生存しているものの弱体化しており、ＬＥＤ光照射前と比較して動きが鈍く、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍおよび５１５〜５３５ｎｍのＬＥＤ光の照射条件の個体と比較して著しく衰弱していた。その後、時間と共に死ぬ数が増加し、１２時間の照射後に全ての個体が死んだ。そして、８５Ｗ／ｍ2の照度条件では３時間の照射後に、全ての個体が死んだ。
＝＝ムラサキイガイのペディベリジャー幼生およびプランティグレイド幼生に対するＬＥＤ光の照射＝＝
ムラサキイガイのペディベリジャー幼生とプランティグレイド幼生は、１０分間の観察中に遊泳や匍匐をすることなく、面盤や足を殻内に収納している閉殻状態の個体を「閉殻個体」として計数し、鰓運動のない状態の個体を「死んだ個体」として計数したこと以外は、アカフジツボのキプリス幼生と同様に実験を行った。表３および表４に、実験条件と結果をまとめた。表３および表４の「照射条件」に記載の照射照度は、ＬＥＤパネルから５ｃｍ離れた位置で測定した値である。【００２３】
なお、ピーク波長が４０９〜４１２ｎｍのＬＥＤ光を８５Ｗ／ｍ2の照度で照射した場合に、海水の温度が最高２８℃まで上昇した。そこで海水温度の上昇による幼生に対する影響の有無を調べるために、ペディベリジャー幼生５個体およびプランティグレイド幼生５個体を、２８℃の海水中に暗条件で飼育した。１２時間後に観察したところ、全ての個体が閉殻も死にもせず、試験前と同様に活発に探索・匍匐行動をしていた。このことから、実験条件として、少なくとも２８℃以下であれば、幼生に影響がないことが確認された。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
ムラサキイガイのペディベリジャー幼生は、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍ（１５Ｗ／ｍ2）のＬＥＤ光を照射した場合は９時間後から閉殻したが、１２時間後でも死なず、５１５〜５３５ｎｍ（５０Ｗ／ｍ2）のＬＥＤ光を照射した場合は１２時間後でも閉殻せずに、暗条件の場合と同様に活発に遊泳や匍匐する様子が確認された。【００２６】
一方、波長４０９〜４１２ｎｍのピーク波長のＬＥＤ光を照射した場合、１５Ｗ／ｍ2や５０Ｗ／ｍ2の照射照度の条件では３時間後で閉殻しはじめ、５０Ｗ／ｍ2の照度条件では１２時間後に死んだ個体が確認された。なお、５０Ｗ／ｍ2の照度条件で１２時間後でも生存していた個体は、鰓運動がごく僅かに認められる程度に活動が弱まっており、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍおよび５１５〜５３５ｎｍのＬＥＤ光を１２時間照射した個体と比較して著しく衰弱していた。そして、８５Ｗ／ｍ2の照射照度の条件では、３時間後に全ての個体が死んだ。
【００２７】
【表４】
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【００２８】
ムラサキイガイのプランティグレイド幼生も、ペディベリジャー幼生と同様に、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍ（１５Ｗ／ｍ2）のＬＥＤ光を照射した場合は９時間後から閉殻したが、１２時間後でも死なず、５１５〜５３５ｎｍ（５０Ｗ／ｍ2）のＬＥＤ光を照射した場合は１２時間後でも閉殻せずに、暗条件の場合と同様に活発に遊泳や匍匐する様子が確認された。【００２９】
一方、波長４０９〜４１２ｎｍのピーク波長のＬＥＤ光を照射した場合、１５Ｗ／ｍ2の照射照度の条件では、９時間後から閉殻個体が観察されたが、５０Ｗ／ｍ2の照度条件では、６時間後で全ての個体が閉殻し、１２時間後には死んだ個体が確認された。なお、５０Ｗ／ｍ2の照度条件で１２時間後でも生存していた個体は、鰓運動がごく僅かに認められる程度に活動が弱まっており、ピーク波長が３７０〜３８０ｎｍおよび５１５〜５３５ｎｍのＬＥＤ光を１２時間照射した個体と比較して著しく衰弱していた。そして、８５Ｗ／ｍ2の照射照度の条件では、３時間後に全ての個体が死んだ。【００３０】
このように、翼形類およびフジツボ類の付着期幼生を水中で衰弱させて殺すには、付着期幼生に対し、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光を照射することが、他の波長の光に比べて著しく有効であることがわかった。【００３１】
また、節足動物であるアカフジツボ付着期幼生と、軟体動物であるムラサキイガイ付着期幼生とが系統的に離れているにもかかわらず、いずれに対しても殺せる効果があったため、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む光の照射は、広範囲の生物種の付着期幼生に対し同様の効果が得られると考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によって、付着生物の付着期幼生を水中で殺す方法を提供することが可能になった。
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月30日(2016.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付着生物の付着期幼生を水中で殺す方法であって、
前記付着期幼生に対し、４０９〜４１２ｎｍの波長を含む、レーザー光でない光を照射する工程を含む方法。
【請求項２】
前記光が、４００〜４４０ｎｍの波長域のうち一部の波長を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光が４０９〜４１２ｎｍの波長域においてピークを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記光が４００〜４２０ｎｍの波長を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記光は、４０９〜４１２ｎｍの波長域で、前記付着期幼生に対する照射強度が１４６．４６４３μＷｃｍ−２ｎｍ−１以上の波長を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記光は、３時間以上照射することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記光がＬＥＤ光であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記水が海水であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記付着期幼生が、ムラサキイガイのペディベリジャー幼生若しくはプランティグレイド幼生またはアカフジツボのキプリス幼生であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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