(57)【要約】【課題】藻類の異常発生を効率よく抑制することができる方法を提供する。【解決手段】窒素制限の淡水領域では、その領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲となるように、リン制限の淡水領域では、該領域の底質のｐＨが９．３以上となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物をその領域に添加する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素制限の淡水領域に、該領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域での藻類の発生を抑制する方法。
【請求項２】
窒素制限の淡水領域であることを、該領域の水の窒素濃度とリン濃度との比に基づいて予め決定する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の藻類の発生を抑制する方法。
【請求項３】
窒素制限の淡水領域であることを、該領域の水に窒素含有化合物を添加して調製した試験水での藻類発生量に基づいて予め決定する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の藻類の発生を抑制する方法。
【請求項４】
リン制限の淡水領域に、該領域の底質のｐＨが９．３以上となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域での藻類の発生を抑制する方法。
【請求項５】
リン制限の淡水領域であることを、該領域の水の窒素濃度とリン濃度との比に基づいて予め決定する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の藻類の発生を抑制する方法。
【請求項６】
リン制限の淡水領域であることを、該領域の水にリン含有化合物を添加して調製した試験水での藻類発生量に基づいて予め決定する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の藻類の発生を抑制する方法。
【請求項７】
アルカリ土類金属化合物が水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１もしくは４に記載の藻類の発生を抑制する方法。
【請求項８】
アルカリ土類金属化合物の添加を淡水領域の底質のｐＨの測定と平行して行なうことを特徴とする１もしくは４に記載の藻類の発生を抑制する方法。
【請求項９】
淡水領域に、該領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域の底質からの窒素の溶出を抑制する方法。
【請求項１０】
淡水領域に、該領域の底質のｐＨが９．３以上となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域の底質からのリンの溶出を抑制する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、淡水領域での藻類の発生を抑制する方法に関し、さらに詳しくは、淡水領域の底質からの窒素もしくはリンの溶出を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダム湖や湖沼などの淡水領域では、藻類（特に、アオコ）の異常発生などの環境悪化が近年累進的に加速している。藻類の異常発生により水面が緑色に覆われて、著しく景観を損なうのみならず、水生生物の生息に悪影響を及ぼす。そればかりではなく、アオコには、「ミクロキスチン」という毒素を生成するものもあり、浄水処理後の飲料水を通して人の健康をも損なうことがあることが報告されている。
【０００３】
藻類の異常発生は、水中の栄養塩濃度が高い場合、特に、藻類の増殖制限因子（生育制限因子ともいう）となりやすい窒素（例えば、アンモニア態窒素や亜硝酸態窒素）とリン（例えば、リン酸）の濃度が高い場合に起こりやすいといわれている（非特許文献１を参照）。淡水領域での窒素濃度とリン濃度の増加は、一般に、汚水（例えば、工場廃水、家庭廃水）の流入、あるいは淡水領域の底部分（底質と呼ばれる）からの有機物（例えば、水性生物の死骸）の腐敗物又は分解物の溶出が主な原因とされている。淡水領域に流入する汚水の窒素濃度及びリン濃度は、近年の環境問題に対する意識の高まりに伴って減少する傾向にある。ただし、これまでに流入した汚水等による窒素含有化合物とリン含有化合物が底質に蓄積されている。このため、最近では、藻類の発生抑制の主要な課題は、淡水領域の底質からの窒素とリンの溶出量を低減させることになりつつある。
【０００４】
淡水領域の底質からの窒素とリンの溶出量を低減させる方法の一つとして、その淡水領域に水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムなどの苦土系材料を添加する方法が知られている（特許文献１を参照）。この方法は、苦土系材料の添加により、その淡水領域の底質を弱アルカリ性にして、底質に生息するアンモニア酸化細菌や亜硝酸酸化細菌を活性化させることにより窒素を窒素ガスとして淡水領域の外部に除去し、リンを難水溶性のリン酸マグネシウム化合物として淡水領域内に安定に固定する方法である。上記特許文献１の実施例７には、水道水を満たした３Ｌのビーカに、アオコの発生している生活排水溝より採取したヘドロを敷き詰め、そこに苦土系材料を添加したところ、アオコの発生は見られなかったとの記載がある。
【０００５】
【非特許文献１】
藤田善彦、大城香，「らん藻という生きもの」，財団法人東京大学出版会，１９８９年６月２５日，１０１−１０７頁
【特許文献１】
特許２９１７０９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
藻類の発生を抑制するには、その対象となる淡水領域の底質からの窒素とリンの溶出量を共に低減できれば望ましいが、窒素もしくはリンのどちらか一方の溶出量を低減させればよい場合がある。例えば、藻類の増殖制限因子が窒素である淡水領域（窒素制限の淡水領域）では、底質からの窒素の溶出量を低減できれば藻類の発生を抑制することができる。一方、藻類の増殖制限因子がリンである淡水領域（リン制限の淡水領域）では、底質からのリンの溶出量を低減できれば藻類の発生を抑制することができる。すなわち、淡水領域が窒素制限であるか、リン制限であるかに応じて、底質からの窒素もしくはリンの溶出量を選択的に低減させることにより、効率よく藻類の異常発生を抑制することができる。
【０００７】
従って、本発明の課題は、淡水領域の底質からの窒素もしくはリンの溶出量を選択的に低減させることができる方法を開発し、藻類の異常発生を効率よく抑制することができる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、淡水領域に、その領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲になるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物などのアルカリ土類金属化合物を添加すると底質からの窒素溶出量が低減し、底質のｐＨが９．３以上となるようにアルカリ土類金属化合物を添加すると、底質からのリン溶出量が低減することを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
本発明は、窒素制限の淡水領域に、該領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域での藻類の発生を抑制する方法にある。
【００１０】
上記の藻類の発生抑制方法において、窒素制限の淡水領域とは、藻類（特に、アオコ）の増殖制限因子が窒素である淡水領域を意味する。
窒素制限の淡水領域であることは、例えば、その領域の水の窒素濃度とリン濃度との比に基づいて、あるいはその領域の水に窒素含有化合物を添加して調製した試験水での藻類発生量に基づいて決定することができる。
【００１１】
本発明はまた、リン制限の淡水領域に、該領域の底質のｐＨが９．３以上となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域での藻類の発生を抑制する方法にもある。
【００１２】
上記の藻類の発生抑制方法において、リン制限の淡水領域とは、藻類（特に、アオコ）の増殖制限因子がリンである淡水領域を意味する。
リン制限の淡水領域であることは、例えば、その領域の水の窒素濃度とリン濃度との比に基づいて、あるいはその領域の水にリン含有化合物を添加して調製した試験水での藻類発生量に基づいて決定することができる。
【００１３】
本発明はさらに、淡水領域に、該領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域の底質からの窒素の溶出を抑制する方法にもある。
【００１４】
本発明はさらに、淡水領域に、該領域の底質のｐＨが９．３以上となるように、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物よりなる群から選ばれたアルカリ土類金属化合物を添加することを特徴とする淡水領域の底質からのリンの溶出を抑制する方法にもある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明において、藻類（特に、アオコ）の発生を抑制する淡水領域に特には制限はない。その例としては、ダム湖や湖沼あるいはプールなどの閉鎖性淡水領域を挙げることができる。
【００１６】
本発明では、アルカリ土類金属化合物として、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及びドロマイト仮焼物を用いる。これらは、単独であるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。これらのアルカリ土類金属化合物の中でも、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、及びドロマイト仮焼物などのマグネシウム化合物が好ましく、水酸化マグネシウムが特に好ましい。
【００１７】
酸化マグネシウムとしては、マグネサイト（菱苦土鉱）、ブルーサイト（水滑石）、あるいは海水から得た水酸化マグネシウムを焼成することによって得たものを用いることができる。水酸化マグネシウムとしては、上記の酸化マグネシウムを水和させて得たもの、またはブルーサイト（水滑石）、もしくは海水から得たものを用いることができる。酸化カルシウム（生石灰）としては、炭酸カルシウム（石灰）を公知の方法により焼成して得たものを用いることができる。水酸化カルシウム（消石灰）としては、酸化カルシウムを公知の方法により水和（消化）して得たものを用いることができる。ドロマイト仮焼物としては、天然ドロマイトを７００〜１２００℃の温度で焼成（仮焼）して得たものを用いることができる。
【００１８】
本発明の方法を利用して藻類の発生を抑制する場合は、まず初めに、対象となる淡水領域の藻類の増殖制限因子が窒素であるか、リンであるかを決定することが必要となる。
【００１９】
藻類の増殖制限因子は、例えば、その対象領域の窒素濃度（全窒素濃度もしくはＴＮともいう）と、リン濃度（全リン濃度もしくはＴＰともいう）とを測定し、その窒素濃度とリン濃度との比（ＴＮ／ＴＰ）を算出することによって決定することができる。通常は、ＴＮ／ＴＰが１０以下である場合には増殖制限因子は窒素であり、ＴＮ／ＴＰが１７以上である場合には増殖制限因子はリンである。
【００２０】
藻類の増殖制限因子はまた、その対象領域の水に窒素含有化合物（例えば、硝酸ナトリウム）とリン含有化合物（例えば、リン酸水素二カリウム）とをそれぞれ別に添加して調製した試験水にて藻類を発生させ、その発生量を比較することによっても決定することができる（この方法は、一般にＡＧＰ法と呼ばれている）。この方法では、窒素含有化合物を添加した試験水の藻類の発生量が多い場合には増殖制限因子は窒素であり、リン含有化合物を添加した試験水の藻類の発生量が多い場合には増殖制限因子はリンである。
【００２１】
藻類の増殖制限因子が窒素であると決定された場合は、対象領域の底質のｐＨが８．５〜９．３の範囲（好ましくは、８．８〜９．２の範囲）となるようにアルカリ土類金属化合物を対象領域に添加する。一方、藻類の増殖制限因子がリンであると決定された場合は、対象領域の底質のｐＨが９．３以上（好ましくは、９．４〜１０）となるように、アルカリ土類金属化合物を対象領域に添加する。アルカリ土類金属化合物の添加方法には、特に制限はない。例えば、固形状（粉末状、顆粒状、あるいは塊状）のアルカリ土類金属化合物を対象領域の水面への散布してもよいし、固形状のアルカリ土類金属化合物の懸濁液を対象領域の水面もしくはその近傍に注入してもよい。あるいは、アルカリ土類金属化合物の水溶液を対象領域の底質に注入してもよい。
【００２２】
底質のｐＨを所望の範囲にするためのアルカリ土類金属化合物の添加量は、対象領域の水質などにより異なる傾向にある。このため、アルカリ土類金属化合物の添加は、淡水領域の底質のｐＨの測定と平行して行なうことが好ましい。
【００２３】
アルカリ土類金属化合物の添加による底質のｐＨの調整は、藻類の増殖が活発な季節（５〜１０月、特に、７月〜９月）に行なうことが好ましく、藻類の増殖が活発になる季節よりも以前（特に、１ヶ月以上前）から行なうことがより好ましい。なお、底質のｐＨの調整を、通年にわたって行なってもよい。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
本実施例では、下記の供試底泥と供試湖水とを用いた。
（１）供試底泥
霞ヶ浦流域の新川より、エックマンパージ採泥器を用いてサンプリングした底泥を用いた。
（２）供試湖水
行幸湖からサンプリングしたアオコを含む湖水を用いた。供試湖水のｐＨは７．３、溶存窒素濃度（ＤＴＮ）は０．５８８ｍｇ／Ｌ、溶存リン濃度（ＤＴＰ）は０．０５ｍｇ／Ｌ、そしてアオコ量はＳＳとして１００ｍｇ／Ｌであった。また、供試湖水のアオコは、ミクロキスティスエルギノーサ（Ｍｉｃｒｏｃｙｔｉｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）が優占化していることを確認した。
【００２５】
［実施例１］
ＢＯＤ測定用のふらん瓶（容積：０．１Ｌ）に、乾燥重量が約１ｇとなる量の供試底泥を入れ、予めばっ気を行ない溶存酸素量を飽和にした後、供試湖水０．１Ｌを注入した。その後、水酸化マグネシウム粉末を供試底泥の乾燥重量１ｇ当たり０〜７００ｍｇとなる量にて添加した。次いで、ふらん瓶を２５℃の暗所に静置して、供試汚泥をマグネチックスターラーを用いて２４時間撹拌した。撹拌終了後、供試湖水のｐＨ、ＤＴＮ（ｍｇ／Ｌ）、及びＤＴＰ（ｍｇ／Ｌ）を測定した。
【００２６】
上記のＤＴＮ及びＤＴＰの測定値から、供試底泥の乾燥重量１ｇ当たりの窒素溶出量とリン溶出量とを下記の式（１）及び（２）により算出した。
（１）窒素溶出量（ｍｇ／ｇ・２４時間）＝｛ＤＴＮ測定値（ｍｇ／Ｌ）−０．５８８（ｍｇ／Ｌ）｝×０．１（Ｌ）／供試底泥の乾燥重量（ｇ）
（２）リン溶出量（ｍｇ／ｇ・２４時間）＝｛ＤＴＰ測定値（ｍｇ／Ｌ）−０．０５（ｍｇ／Ｌ）×０．１（Ｌ）／供試底泥の乾燥重量（ｇ）
【００２７】
図１に、水酸化マグネシウム粉末の添加量と供試湖水のｐＨとの関係を、図２に、供試湖水のｐＨと底泥からの窒素溶出量及びリン溶出量との関係を示す。図２において、横軸は、供試湖水のｐＨを表わす。
図２に示すように、ｐＨが８．５〜９．３の領域では、底泥からの窒素溶出量が低減されており、ｐＨが９．３以上の領域では、底泥からのリン溶出量が低減されていることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の藻類の発生抑制方法を利用することにより、淡水領域での藻類の異常発生を効率よく抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例１にて測定した、水酸化マグネシウム粉末の添加量と供試湖水のｐＨとの関係を示す図である。
【図２】本実施例１にて測定した、供試湖水のｐＨと底泥からの窒素溶出量及びリン溶出量との関係を示す図である。
【図１】
2004261732.tif 000002
【図２】
2004261732.tif 000003