(57)【要約】【課題】土壌改良剤を用いずに、広い範囲の土壌を改良することができる土壌改良方法および装置を提供する。【解決手段】土壌改良方法は、海岸または汽水域の河岸の土壌を改良する方法において、干潮時に空気中に露出した前記土壌の内部に海水を送入する。土壌改良装置は、筒状部材を、その上部を土壌から突出させた状態で埋設し、筒状部材の上部から海水を流入させ、貯留部に海水を貯留し、下部の送入口から海水を土壌に送入する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海岸または汽水域の河岸の土壌を改良する方法において、
干潮時に空気中に露出した前記土壌の内部に海水を送入することを特徴とする土壌改良方法。
【請求項２】
前記土壌中に、両端部に海水が流入または流出可能な開口部を備えた筒状部材の一端部を埋設し、前記筒状部材の上端レベルを、干満時の水面レベルの中間位置に設けることを特徴とする請求項１に記載の土壌改良方法。
【請求項３】
前記筒状部材の下部に形成された開口部を、前記土壌の表面から２０〜３０ｃｍの位置に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の土壌改良方法。
【請求項４】
海岸または汽水域の河岸の土壌から上部を突出させた状態で前記土壌に埋設される筒状部材を備えた土壌改良装置であって、
前記筒状部材は、硬質樹脂で形成され、
上部に海水を流入可能な流入口が形成され、
中間部に海水を貯留可能な貯留部が形成され、
下部に前記土壌に海水を送入可能な送入口が形成されていることを特徴とする土壌改良装置。
【請求項５】
前記筒状部材の下部は、下方に向かって徐々に縮径した円錐状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の土壌改良装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海岸の土壌中の微生物を活性化させる土壌改良方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海底には、多数の微生物が棲息している。これらの微生物は土壌中の有機物を分解するが酸素を消費するため、土壌内部で酸素が不足することがある。酸素不足が深刻化して、微生物が死滅すると、硫化水素や燐を発生させることになり、赤潮発生の原因となる。
【０００３】
従来、海中の酸素不足による赤潮の発生等を防止するために、例えば、高密度高酸素濃度水を製造して、海底に強制的に供給する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、干潟の土壌を改良するために人工ゼオライトを散布する方法も開発されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１２９６４５号公報  （第２−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００１−１５２１４８号公報  （第２−４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されたような方法は、干潟には容易に適用することができない。すなわち、干潮時の干潟は広い面積になるので、この表面全体に海水を供給するためには、装置の大きさを大きくし、また、装置の数を多く配置する必要があるので、現実的ではない。
【０００７】
また、干潟で棲息する微生物は、表面には少なく、内部に多く棲息しているので、干潟の表面に酸素を供給しても内部の微生物の活性化にはあまり効果がないと考えられる。
【０００８】
一方、特許文献２のように人工ゼオライトを散布する方法も考えられるが、もともと干潟に含まれていない成分を投入するので、干潟の環境が部分的に大きく変わってしまう。また、干潟の他の部分や海中にどのような影響が出るか不明なので、広範囲の干潟に急に適用することが困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、土壌改良剤を用いずに、広い範囲の土壌を改良することができる土壌改良方法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の土壌改良方法は、海岸または汽水域の河岸の土壌を改良する方法において、干潮時に空気中に露出した前記土壌の内部に海水を送入することを特徴とする。
【００１１】
海水の送入は、例えば、土壌に埋設したノズルに、ポンプ等の動力を用いて行う方法や、また、ノズル上部に設けたタンクから、海水の重力を利用して送入する方法を用いることができる。また、海水は、酸素が多く含まれている海面付近の表層水を用いることが好ましい。
【００１２】
干潮時に空気中に露出する土壌には、多数の微生物が棲息しているが、土壌の表面は空気中に露出して乾燥するため、表面に棲息している微生物の数は少ない。また、土壌内部では、微生物が活動して酸素を消費しているが、海水が供給されないために酸素量が減少する。このため、微生物は干潮時において不活性となる。
【００１３】
そこで、干潮時に土壌の内部に海水を送入することによって、土壌の内部に、海水中に溶けている酸素が供給されて微生物を活性化するので、有機物の分解が促進される。
【００１４】
また、前記土壌中に、両端部に海水が流入または流出可能な開口部を備えた筒状部材の一端部を埋設し、前記筒状部材の上端レベルを、干満時の水面レベルの中間位置に設けると、満潮が近づいて、水面レベルが筒状部材の上端レベルより高ったときには、海水が筒状部材の上端部の開口部から内部に流入し、干潮が近づいて、水面レベルが筒状部材の上端レベルより低くなったときには、干潟の土壌内部の水が海側に流動して、土壌内部の水圧が低くなり、筒状部材の内部の海水が土壌内に送入される。
【００１５】
筒状部材は、断面が環状に形成されているものであればよく、途中位置の断面形状が拡大しているものや縮小しているものも含まれる。
土壌内の微生物には、土壌内部の水が流出したあとに海水が供給されるので、通常より長時間活動して有機物を分解する。
【００１６】
また、海水は、潮の干満によって筒状部材の内部に流入し、また、流出するので、水の供給を無動力で行うことができ、駆動装置を設ける必要がなくなる。さらに、土壌内の水が減った分だけ補給することができるので、土壌内を水流で攪拌することによって汚泥中の有機物が海中に飛散し、溶存酸素を消費してしまうことが防止される。
【００１７】
前記筒状部材の下部に形成された開口部を、前記土壌の表面から２０〜３０ｃｍの位置に配置すると、微生物が一番多く棲息している部分に酸素を供給することができる。
【００１８】
本発明の土壌改良装置は、海岸または汽水域の河岸の土壌から上部を突出させた状態で前記土壌に埋設される筒状部材を備えた土壌改良装置であって、前記筒状部材は、硬質樹脂で形成され、上部に海水を流入可能な流入口が形成され、中間部に海水を貯留可能な貯留部が形成され、下部に前記土壌に海水を送入可能な送入口が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
硬質樹脂は、耐候性および耐食性があるものが好ましく、例えば、塩化ビニル、アクリルやポリエチレン等を用いることができる。また、流入口および送入口の数は任意で、１または２以上形成することができる。
【００２０】
流入口は、海面より下方レベルに配置して海水が自然に流入するように構成してもよく、また、流入口にパイプを接続して海水を強制的に流入させてもよい。
【００２１】
筒状部材は、上方から流入させた海水を貯留部に貯留し、送入口から土壌の内部の微生物に直接海水に溶解している酸素を供給する。
【００２２】
前記筒状部材の下部を、下方に向かって徐々に縮径した円錐状に形成すると、筒状部材を土壌に打ち込んで固定することができる。この場合、送入口は、筒状部材の側面に形成する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の土壌改良方法に用いる土壌改良装置の説明図である。図１に示すように、土壌改良装置１は、海岸または汽水域の河岸の土壌２から上部を突出させた状態で土壌２に埋設される筒状部材３を備えている。
【００２４】
筒状部材３は、塩化ビニルやアクリル、ポリエチレン等の耐候性および耐食性を有する硬質樹脂で形成されている。
【００２５】
筒状部材３は、上端部に円形の流入口７を備えた円筒状部材４の下部に、下方に向かって徐々に縮径した円錐状部材５を接続している。円錐状部材５の内部は空洞で、円筒状部材４の内部に連通している。なお、筒状部材３の厚みは、筒状部材３の上方に打撃を加えても破損しない程度の厚みに形成されている。
【００２６】
円錐状部材５の下部側面には、複数の送入口６が貫通して形成されている。
【００２７】
そして、流入口７と送入口６との間の、円筒状部材４および円錐状部材５とによって、貯留部８を形成している。
【００２８】
流入口７には、上方から海水を流入させることができ、貯留部８には海水を貯留しておくことができる。そして、送入口６からは土壌２に海水を送入することができる。
【００２９】
次に土壌改良装置１の使用方法について説明する。土壌改良装置１は、筒状部材３の流入口７に海水供給装置を接続して使用することができるが、ここでは、土壌改良装置１として筒状部材３のみを使用する場合について説明する。
【００３０】
土壌改良装置１の筒状部材３を、土壌２内に搬送し、土壌２内の土質を改良した範囲に打ち込んで固定する。筒状部材３は、送入口６が土壌２の表面から２０〜３０ｃｍの深さに配置されるように打ち込まれる。打ち込みは、手で差し込むようにして行うことができ、また、杭を打設するときに使用する機械を使用してもよい。
【００３１】
また、筒状部材３は、所定間隔おきに、マトリックス状に配置している。筒状部材３の間隔は、好ましくは、７０ｃｍ〜１００ｃｍおきに配置されている。このような範囲に設定したのは、７０ｃｍより短いと、作業者が移動するときに筒状部材３に衝突して筒状部材３が倒れたり破損したりすることがあるからであり、また、１００ｃｍを超えると、土壌２中の微生物が少なくなっているので、送入される海水が、微生物に供給されにくくなるからである。
【００３２】
土壌中の微生物は、所定量の海水を送入することにより状態が活性化する。海水の送入量は、送入口６の数および大きさによって調整することができる。すなわち、送入口６の数を増やして、大きさを大きくすると送入量は増加し、送入口６の数を減らして、大きさを小さくすると送入量は減少する。
【００３３】
また、貯留部８の容積を大きくすると、貯留される海水の重力によって、送入口６に加わる圧力が大きくなって送入量は増加し、容積を小さくすると、送入口６に加わる圧力が小さくなって送入量は減少する。
【００３４】
貯留部８の容積を大きくすることは、貯留部８の直径を大きくすることによって実現でき、また、貯留部８の高さを高くすることによって実現することができる。
【００３５】
流入口７が形成された筒状部材３の上端レベルＬ１は、干潮時の水面レベルＬ２と、満潮時の水面レベルＬ３との中間位置に配置されている。
【００３６】
土壌改良装置１の筒状部材３が設置された海岸の水面レベルが、筒状部材３の上端レベルＬ１を超えると、海水が流入口７から筒状部材３の貯留部８に流入する。このとき、筒状部材３の内側の水面レベルと、外側の水面レベルとは同一になるので、送入口６の内外に加わる水圧は略同じになり、海水は、貯留部８から土壌２へ送入されない。
【００３７】
満潮を過ぎて、水面レベルが筒状部材３の上端レベルＬ１より低くなると、送入口６の内側の水圧が、外側の水圧より高くなり、海水は、貯留部８から土壌２へ向かって徐々に送入される。このとき、貯留部８から送入される海水には、送入口６と土壌２による抵抗が加わるので、水面レベルは、筒状部材３の内側の方が常に高くなり、水面レベルが土壌２の表面２のレベルＬ４より低くなった後でも、土壌２中に海水が送入される。
【００３８】
土壌改良装置１を設けていない場所では、水面レベルが土壌２の表面２のレベルＬ４より低くなると、土壌２内の水が沖側に流出してしまい、土壌２中の微生物が消費できる酸素が少なくなるが、土壌改良装置１を使用することによって、土壌２中に海水を送入するので、海水中の酸素も供給されることになり、土壌２内の溶存酸素量を増加させることができる。
【００３９】
土壌への海水の挿入は、潮の干満を利用して無動力で行われるので、土壌２には無理な水圧が加わらず、有機物を含んだ周囲の汚泥を水圧によって巻き上げる心配がなく、自然に溶存酸素を増加することができる。なお、ポンプ等の動力を利用して海水を土壌２中に送入するときには、大きな水圧を加えずに徐々に送入することが好ましい。
【００４０】
【実施例】
前記実施の形態と同じ形状の土壌改良装置を用いたときの土壌中の溶存酸素量を実施例として測定し、何も使用しない場所の溶存酸素量を比較例として比較した。
【００４１】
土壌改良装置は、容積３０リットルのものを、１ｍおきに設置した。また、土壌改良装置の送入口の深さは土壌の表面から２０〜３０ｃｍの深さとなるようにした。溶存酸素量は、深さ１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍの位置で測定してその平均値を算出した。
土壌改良装置内の海水は、干潮後約２時間で略空になった。
【００４２】
図２は、実施例と比較例の溶存酸素量の測定値である。０日目の溶存酸素量は、実施例が２．６ｍｇ／Ｌで、比較例が２．４ｍｇ／Ｌだった。その差は０．２ｍｇ／Ｌであるが、ほとんど差がないと考えられる。１日目には、比較例の方が溶存酸素量が多くなったが、２日目以降は、溶存酸素量は、実施例の方が比較例よりも、平均して０．５ｍｇ／Ｌ以上多かった。
【００４３】
１日目に比較例の方の溶存酸素量が多くなったのは、土壌改良装置の設置によって、汚泥が攪拌され、汚泥中の有機物が土壌中の溶存酸素を消費したためと考えられる。
【００４４】
２日目以降は、実施例の方が比較例よりも溶存酸素が多くなっているので、土壌改良装置を継続して設置しておくことにより、干潟内部の溶存酸素量を増加させて微生物を継続して活性化し、土壌を改良することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）本発明の土壌改良方法は、干潮時に空気中に露出した前記土壌の内部に海水を送入するので、土壌の内部に、海水中に溶けている酸素を供給して微生物を活性化させることができ、土壌改良剤を用いずに、広い範囲の土壌を改良することができる。
（２）土壌中に筒状部材の一端部を埋設し、その上端レベルを、干満時の水面レベルの中間位置に設けると、海水が、潮の干満によって筒状部材の内部に流入し、また、流出するので、駆動装置を設ける必要がなく、装置の構造が簡単になる。また、土壌内の水が減った分だけ補給することができるので、土壌内を水流で攪拌することによって汚泥中の有機物が海中に飛散し、溶存酸素を消費してしまうことが防止され、環境に対する影響が小さくなる。
（３）筒状部材の下部に形成された開口部を、前記土壌の表面から２０〜３０ｃｍの位置に配置すると、微生物が一番多く棲息している部分に酸素を供給して、土壌改良を効率よく行うことができる。
（４）本発明の土壌改良装置は、筒状部材を備え、筒状部材は硬質樹脂で形成され、上部に海水を流入可能な流入口が形成され、中間部に海水を貯留可能な貯留部が形成され、下部に前記土壌に海水を送入可能な送入口が形成されているので、上方から流入させた海水を貯留部に貯留し、送入口から土壌の内部の微生物に直接海水に溶解している酸素を供給することができ、土壌改良剤を用いずに、簡単な装置を用いて広い範囲の土壌を改良することができる。
（５）筒状部材の下部を円錐状に形成すると、筒状部材を土壌に打ち込んで固定することができ、設置を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の土壌改良方法に用いる筒状部材の説明図である。
【図２】実施例と比較例の溶存酸素量の測定値である。
【符号の説明】
１  土壌改良装置
２  土壌
３  筒状部材
４  円筒状部材
５  円錐状部材
６  送入口
７  流入口
８  貯留部
【図１】
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【図２】
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