(57)【要約】【課題】生態系を破壊することなく底泥を効果的に分解し、環境水の浄化を行うことにある。【解決手段】水中に炭素繊維製水質浄化材を配置するとともに、底泥中に炭素材料を埋め込むことを特徴とする、環境水中の底泥の分解除去方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に炭素繊維製水質浄化材を配置するとともに、底泥中に炭素材料を埋め込むことを特徴とする、環境水中の底泥の分解除去方法。
【請求項２】
前記水中に配置する炭素繊維製水質浄化材は、水草のごとく立ち上がる構造の炭素繊維からなるものとすることを特徴とする、請求項１記載の環境水中の底泥の分解除去方法。
【請求項３】
前記底泥中に埋め込む炭素材料は、木炭片、木炭粒もしくは、木炭粉をバインダーで固めた成型物、または炭素繊維とすることを特徴とする、請求項１または２記載の環境水中の底泥の分解除去方法。
【請求項４】
前記水中に配置する炭素繊維製水質浄化材は、前記底泥中に埋め込む炭素材料と接触または近接させていることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の環境水中の底泥の分解除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、河川、湖沼などの環境水中の底泥を分解除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川、湖沼などの底部には、悪臭物質を含む重油状の底泥が堆積している。底泥は、一般的にはヘドロと言われている。水質浄化は、様々な方法が開発されている。しかし、水質浄化を行っても、川底あるいは沼底あるいは湖底に沈積した底泥（ヘドロ）から汚濁物質が溶け出すことがあり、完全な水質浄化は不可能である。水質浄化は、底泥を分解あるいは除去しなければできない。
【０００３】
底泥を取り除く方法としては、一般には浚渫が良く知られている。また、金属イオン、電磁波および遠赤外線を放射する多孔質の活性体として竜王石を用い、竜王石から放出される金属イオンの酸化還元作用により汚染水を浄したり、竜王石から放出される遠赤外線で好気性バクテリアの繁殖を促したりすることも提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１４６５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現在実施されている吸引ポンプで底泥をくみ上げる浚渫方法では、底泥中に生息する有用な生物群、たとえば微生物、バクテリア、細菌などもくみ出して廃棄してしまう。また、水草などの植物群も強制的に除去することから、生態系を破壊することになる。
【０００５】
一方、竜王石を底泥中に敷き詰める方法では、コストが嵩むとともに、好気性バクテリアが繁殖したとしてもその固着が困難である。
【０００６】
ところで、本発明者は人口藻の研究過程で、炭素材料が好気性バクテリアの繁殖および固着に適していることを見出した。この発明は、かかる本発明者の知見に基づき、生態系を破壊することなく底泥を効果的に分解し、環境水の浄化を行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記課題を有利に解決するものであり、この発明の環境水中の底泥の分解除去方法は、水中に炭素材料を配置するとともに、底泥中に炭素材料を埋め込むことを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、この発明は、生態系を破壊することなく、底泥を効果的に分解し、環境水の浄化を行う。原理的には、嫌気状態にある底泥の中に底泥を分解する能力をもつ好気性菌を繁殖させることで、底泥を分解する。しかし、底泥中には好気性菌は生息しないので、そこに好気性菌を増殖させる仕組みが必要である。その方法は、水中に炭素繊維製水質浄化材を配置するとともに、底泥中に炭素材料（木炭、炭素繊維など）を埋め込むことである。
【発明の効果】
【０００９】
このような構造を構築することで、水中に生息している好気性菌を炭素繊維製水質浄化材に捕集して増殖させ、その増殖した好気性菌を、底泥中に設置した炭素材料中に移動させることができる。底泥中に移動した好気性菌は、底泥を分解し、重油状の底泥を無機質化する。これらの現象は、実験室での水槽実験で実証している。
【００１０】
水中に配置する炭素繊維製水質浄化材は、浮体等によって水草のごとく立ち上がる炭素繊維からなるものが好ましい。それらは、炭素繊維から作られる浄化材は、ムカデ形、房型などで、末端が開繊状になっているもの、あるいは平面形状をもつ成形体でも可能である。形状は、シート状、ベルト状、帯状、ひも状、筒状、パイプ状、棒状、短冊状、らせん状、スパイラル状、格子状、穴あき状でも可能である。
【００１１】
底泥中に埋設する炭素材料は、木炭片、木炭粒でもよい。あるいは、木炭粉をバインダーで固めた成型物でも効果を示す。炭素繊維から作られるムカデ形、房型などで、末端が開繊状になっているもの、あるいは平面形状をもつ織物状等の成形体でも可能である。形状は、ベルト状、シート状、帯状、ひも状、筒状、パイプ状、棒状、短冊状、らせん状、スパイラル状、格子状、穴あき状でも可能である。
【００１２】
水中に配置する炭素繊維製水質浄化材は、底泥中に埋め込む炭素材料と接触または近接させていることが望ましい。それによって、水中の炭素材料中の好気性菌が底泥中の炭素材料に容易に移動し、そこで底泥を分解する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を実施例によって詳細に説明する。本発明者は水槽を使用した以下の実験で、底泥の浄化現象が起こることを実証した。
【００１４】
水槽（１５×３０×２０ｃｍ、９リットル）４個に西湖から採取した水７．０リットルおよび底泥２．０ｋｇをそれぞれ入れた。３種類の炭素材を底泥の中に埋め込んだ。底泥の高さは全て同じに揃えた。炭素材を埋没した各水槽上部からストランド状炭素繊維（６０ｃｍ、全長１２ｍ、１２ｇ）をつり下げた。各水槽には市販の納豆を水に入れて溶け出した分散液を投入した。水槽には空気を通し、好気性条件下で底泥の分解を行った。水槽にはヒーターを投入し水温を２５℃に保って実験を行った。また定期的に水槽を攪拌した。各水槽の底部に配置した炭素材の種類と使用量を表に示す。１ヵ月後、底泥の性状、流動性およびニオイ、水槽内の水の透視度の測定を行った。
Ａ水槽：織物状炭素繊維、  １５×３０ｃｍ、３２ｇ
Ｂ水槽：カーボンマット、１３×２５ｃｍ、厚さ３ｃｍ、３２ｇ
Ｃ水槽：木炭粒、中片３〜４ｃｍ、３２ｇ
Ｄ水槽：なし
【００１５】
（１）底泥の色の変化
各水槽から炭素材を全て取り出し、何も入っていない状態で底泥を攪拌した後、底泥の色を観察した。炭素材が何も入っていないＤ水槽では、かき混ぜるとこげ茶色になったが、織物状炭素繊維のＡ水槽、カーボンマットを入れたＢ水槽および木炭を配置したＣ水道では、うすい茶色であった。
【００１６】
（２）底泥の流動性の変化
各水槽から底泥をそれぞれ取り出してスプーンですくい、底泥の流動性を観察した。炭素材を入れていないＤ水槽の底泥は、重油状であったが、炭素材を投入したＡ水槽、Ｂ水槽およびＣ水槽では無機質化し、底泥がサラサラになった。
【００１７】
（３）底泥の匂いの評価
各水槽から底泥を汲み取り、２６人のモニターがニオイを嗅ぎ、臭いか、臭くないか、どれが最も臭いかを順番をつけた。各モニターには、どの水槽の底泥であるかは伝えていない。
【００１８】
炭素材を全くいれていないＤ水槽からの底泥は、２１名が最も臭いと判断した。それに対し、炭素材料を埋め込んだＡ，Ｂ，Ｃ水槽では、ニオイがよわくなったと評価した。中でも織物状炭素繊維を配置したＡ水槽が最も臭くない、臭わないと２０名が評価した。次は、カーボンマットを配置したＢ水槽、木炭をいれたＣ水槽の順であった。
【００１９】
悪臭のなくなったことは、悪臭を発生する有機物が、微生物で分解されたことを示す。炭素材の種類によってニオイに違いが生じたのは、微生物の活性度の違いによる。
【００２０】
各種炭素材を入れた水槽は、何も入れなかった水槽と比べて底泥の匂いがよわくなったことから、好気性菌が増殖し、活発に活動することで底泥の有機物を分解し、底泥の浄化を促進していると考えられる。
【００２１】
（４）透視度の測定
各水槽から炭素材を全て取り出し、何も入っていない状態で底泥を攪拌した。所定時間経過後、水槽内の液を取り出し透視度計を用いて透視度を測定した。各測定時間における透視度は、表１に示す。
【００２２】
炭素材を入れてないＤ水槽の透視度は、当初５ｃｍ程度で、２１時間後でも７．５ｃｍで透視度の変化は少なかった。織物状炭素繊維を入れておいたＡ水槽の透視度は、２１時間で６．５ｃｍから１６．５ｃｍに大きく変化した。木炭をいれたＣ水素では、６．５ｃｍが１０ｃｍに変化した。それらに比べカーボンマットを配置したＢ水槽では９ｃｍが１８．５ｃｍにまで高くなった。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
織物状炭素繊維およびカーボンマットを入れた水槽は、木炭を入れた水槽と比べて透視度が上昇した。これは、炭素繊維からなる炭素材が高い表面積を持つことにより、微生物の増殖が促進されたのだと考えられる。
【００２５】
好気性菌が存在する水中に各種炭素材料を投入することで、底泥の分解が促進された。その理由を列記すると、以下の如くであると推定される。
（ａ）水中にある好気性菌が、水中に立ち上げた炭素繊維によって増殖し、それが底泥に移動して底泥の有機物を分解した。
（ｂ）底泥中に埋没した炭素材料が、底泥の中に存在する微生物の増殖を促進し、その微生物が底泥の有機物を分解した。
【００２６】
以上、実施例について説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
かくしてこの発明の環境水中の底泥の分解除去方法によれば、生態系を破壊することなく底泥を効果的に分解し、環境水の浄化を行うことができる。