(57)【要約】  【課題】サンゴに穿孔して棲息する小動物のすみかを提供することによって、人工護岸等で破壊された海域においてサンゴ礁の成長を待たずに生態系の復元を促進する。  【解決手段】サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、図１のようなイシサンゴ同様の多孔質を形成してなることを特徴とする人工サンゴ石である。このように、本発明の人工サンゴ石は、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなるため、底生生物（ベントス：benthos)が多孔質中に潜り込んで棲息することができる。しかも、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れがなく、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障を来す恐れは無い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなることを特徴とする人工サンゴ石。
【請求項２】
サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を使用し、多孔質部を底生生物の住処として利用することを特徴とする底生生物用の環境改善方法。
【請求項３】
サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を、海底又は海中に設置してなることを特徴とする底生生物用の環境改善ブロック。
【請求項４】
サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成することを特徴とする人工サンゴ石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ミドリイシやハマサンゴなどのイシサンゴ類は、通常の石に比べて軟質でかつ図１のように多孔質である。本発明は、中性域のマグネシウム系固化剤により環境負荷が小さく、かつイシサンゴ類同様の多孔質ブロックを設置することにより、サンゴに穿孔して棲息する小動物のすみかを実現する。
【背景技術】
【０００２】
埋め立てや、護岸工事などで海岸線の開発が進む中、サンゴ礁の破壊が進行している。地球規模では温暖化によるサンゴの白化やオニヒトデの異常繁殖による食害でサンゴ礁は危機的なダメージを受けている。サンゴ礁の破壊は生態系ピラミッドの底辺を支える小動物のすみかを破壊し、それらを餌とする小型、中型の魚類の生存を脅かしている。
消波ブロックに浅い溝を設け、サンゴやイソギンチャク、海藻などを付着させる方法があるが、穿孔して生息する動物やその穿たれた穴を利用して生息する動物は硬いブロックの内部に入り込むことができず、表面に付着しているだけのため、大きな波浪や台風などで剥落する可能性が大きい。
【０００３】
これに対し、サンゴ礁を回復させるための技術として、セラミック等の多孔質部材にサンゴの卵を着床させて移植する試みがあるが、サンゴが成長してサンゴ礁まで大きくなるには数年から数十年の年月を要し、生態系の回復にも時間がかかってしまう。
これに対し、特許文献１に記載のように、サンゴを良好に定着させることができるサンゴ着底用穴を形成することによってサンゴ礁を造成する方法とサンゴ着生基盤ブロックを提供すべく、表面に多数のサンゴ着底用穴を有するコンクリートブロックを、海底や海中に設置することによってサンゴ礁を造成する発明が提案されている。前記の着底用穴は、開口部が形成されている面に対して垂直な方向へ向かって陥没した凹部を有し、この凹部は、開口部の上縁部における深さ寸法が0.５〜３ｃｍに設定されていることを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６４４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このようなポルトランドセメント系のコンクリートは、強アルカリの性質であり、いわゆる灰汁が出るため環境への影響が大きい。しかも、効果的にサンゴが定着したとしても、成長までには長期間を要するので、前記のセラミック製の多孔質部材と同様にサンゴ礁まで成長するには数年から数十年もの年月を要するという問題は避けられない。
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、中性域のマグネシウム系固化剤を採用して、環境負荷が小さく、かつサンゴ同様の多孔質の人工サンゴ石を実現し、サンゴに穿孔して棲息する小動物のすみかを提供することによって、人工護岸等で破壊された海域においてサンゴ礁の成長を待たずに生態系の復元を促進することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１は、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなることを特徴とする人工サンゴ石である。
このように、本発明の人工サンゴ石は、サンゴや貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなるため、底生生物（ベントス：benthos)が多孔質中に潜り込んで棲息することができる。
しかも、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れがなく、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障を来す恐れは無い。その結果、生物多様性の損失を抑止する上でも有効である。
人工サンゴ石が完成すると直ちに海底や海中に沈めて使用できるので、サンゴを定着させて成長させる場合のように、長期間を要するという問題も解消される。
さらに、サンゴや貝殻に由来する骨材として、琉球石灰岩の粉砕物、炭酸カルシウムペレット、白砂、カキ殻やホタテ貝殻などの中から任意の１種以上の材料を選択使用できるので、価格や性状、産地その他の条件を勘案し、最適の材料を採択して生産でき、選択の幅が広がる。
なお、「微細な泡」とは、渦流により液体中に気体を巻き込みファン等により液体を切断・粉砕した結果生成された泡をいう。例えば、石けん水のような気泡材を攪拌して生成したメレンゲ状の泡や石けん水のような気泡材を入れずにただ攪拌するだけでも生成される。
【０００７】
請求項２は、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を使用し、多孔質部を底生生物の住処として利用することを特徴とする底生生物の生息基質（生態学用語でのサブストレイタムを示す）の好適環境復元方法である。
このように、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を使用し、多孔質部を底生生物の生息基質として利用する方法によると、サンゴを定着させて成長させる場合のように長期間を要することはなく、人工サンゴ石が完成すると直ちに海底や海中に沈めて、底生生物の生息基質として使用することができる。
また、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れが無く、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障は無く、むしろ穿孔動物やその穿孔痕を利用する動物が生息し、生物多様性が高まり、平面的な生息圏が縦方向に立体的に拡大してバイオマスが飛躍的に増大する。
【０００８】
請求項３は、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を、海底又は海中に設置してなることを特徴とする底生生物用の環境改善ブロックである。
このように、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を、海底又は海中に設置してなる底生生物用の環境改善ブロックは、サンゴ同様に軟質の多孔質が、底生生物の好適な生息基質として機能する。
しかも、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れが無く、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障は無く、むしろ穿孔動物やその穿孔痕を利用する動物が生息し、生物多様性が高まり、平面的な生息圏が縦方向に立体的に拡大してバイオマスが飛躍的に増大する。
さらに、サンゴを定着させて成長させる場合のように長期間を要することはなく、人工サンゴ石が完成すると直ちに海底や海中に沈めて、底生生物の住処として使用できるので、サンゴ礁の成長を待たずに生態系の回復を促進したり、生物多様性に適して環境を維持できる。
【０００９】
請求項４は、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成することを特徴とする人工サンゴ石の製造方法である。
このように、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型する方法によると、イシサンゴ同様の多孔質を形成して人工サンゴ石を実現でき、しかも多種多様な形態に容易に成型できると共に、製造が容易で使い勝手も良い。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１のように、本発明の人工サンゴ石は、サンゴや貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなるため、底生生物が多孔質中に潜り込んで棲息することができる。
しかも、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れがなく、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障を来す恐れは無い。その結果、生物多様性の損失を抑止する上でも有効である。
【００１１】
請求項２のように、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を使用し、多孔質部を底生生物の生息基質として利用する方法によると、サンゴを定着させて成長させる場合のように長期間を要することはなく、人工サンゴ石が完成すると直ちに海底や海中に沈めて、底生生物の生息基質として使用することができる。
また、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れが無く、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障は無く、むしろ穿孔動物やその穿孔痕を利用する動物が生息し、生物多様性が高まり、平面的な生息圏が縦方向に立体的に拡大してバイオマスが飛躍的に増大する。
【００１２】
請求項３のように、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型することで、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を、海底又は海中に設置してなる底生生物用の環境改善ブロックは、サンゴ同様に軟質の多孔質が、底生生物の好適な生息基質として機能する。
しかも、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシアは海洋汚染の恐れが無く、かつ天然のサンゴや貝殻を由来とする骨材を使用するので、底生生物の棲息に支障は無く、むしろ穿孔動物やその穿孔痕を利用する動物が生息し、生物多様性が高まり、平面的な生息圏が縦方向に立体的に拡大してバイオマスが飛躍的に増大する。
【００１３】
請求項４のように、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型する方法によると、イシサンゴ同様の多孔質を形成して人工サンゴ石を実現でき、しかも多種多様な形態に容易に成型できると共に、製造が容易で使い勝手も良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ハマサンゴの表面を約３０倍に拡大して示した電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の方法で製造した人工サンゴ石の表面の多孔質状態を約３０倍に拡大して示した電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に本発明による多孔質の人工サンゴ石とその製造方法が実際上どのように具体化されるか実施形態を詳述する。
図２は、本発明の方法で製造された人工サンゴ石の多孔質状態を示す顕微鏡写真である。このように、大小無数の孔隙が形成されており、しかも表面に開口していて、多孔質状態を呈している。加えて、孔隙の深さも様々で、底生生物が深くまで潜り込むことによって、外敵から身を守ることもできるので、底生生物の住処として最適である。
従って、天然のサンゴに形成されている無数の孔隙の代用となり、サンゴが白化現象で死滅した場合でも、自然環境や生物多様性の維持に寄与できる。すなわち、人工サンゴ石の多孔質は、バクテリアの生息を促して穿孔動物を中心に埋在動物群（生態学でのInfauna ）を伴いバイオマスを増加させ、生態系（食物連鎖系）の復元やそれに伴う環境浄化作用が期待される環境を作る「イミテーション・コーラルブロック」として機能する。
また、ポルトランドセメント系のコンクリートと違って、軽焼マグネシア(MgO) は海洋汚染の恐れが無く、かつ天然のサンゴや貝殻に由来する骨材を併用するので、底生生物などの棲息に支障を来したり生物多様性を阻害する恐れが無い。
海藻類も孔隙中に根を張ることによって、強固に定着できるので、大きな波浪や台風などで剥落するという問題も解消される。
【００１６】
このように孔隙を無数に有する人工サンゴ石の製品形態は自由であり、サンゴや貝殻に由来する骨材と軽焼マグネシアの粉末を所定の割合で微細な泡と共に配合し、成型することによって様々な製品を容易に製造できる。
このとき、流し込み成型や振圧コンクリート成型により即時脱型する製法も活用できる。振圧コンクリート成型は単位水量の極めて少ない超硬練りの基盤材料を用いて、載荷し加圧しつつ振動を与えて液状化させると、密実に締め固めて成型できるため、振動を停止すると材料の流動性がなくなって、即時脱型が可能となる。その結果、型枠の使用効率が高く、低コストでより多くの人工サンゴ石を供給でき、量産性に富んでいる。
【００１７】
サンゴに由来する骨材としては、琉球石灰岩や南部石粉、白砂、炭酸カルシウムペレットなどが適している。琉球石灰岩はトラバーチンとも呼ばれるが、実施例では、沖縄本島の南部で産出した５ｍｍ砕石を用いた。軽焼マグネシアとの重量比で３：１と４：１の２例を試みたところ、いずれもサンゴとほぼ同等のモース硬度２．５〜３．５であった。このように、サンゴ同様の軟質のため、穿孔性の底生生物は、自ら穴を掘って潜り込むこともできる。
また、図２のように無数の孔隙が形成されるが、孔隙率は２５〜５０％で、多孔質材を実現できる。
【００１８】
炭酸カルシウムペレットは、硬水を軟水化処理する際の副産物を用いる。沖縄の天然水は、サンゴを由来とするカルシウム分が多く溶け込んでいて、飲料水とするには硬度が高いので、近年、浄水場では、このカルシウムを取り除く施設が整備されている。この施設で副産物として炭酸カルシウムのペレットが析出する。
この炭酸カルシウムペレットもサンゴ礁に由来するため、ポルトランドセメント系のコンクリートのような環境汚染の心配は無い。この炭酸カルシウムペレットを軽焼マグネシアに対し重量比で15％配合して人工サンゴ石を成型したところ、多孔質状態を実現できた。
【００１９】
南部石粉は、沖縄本島の南部で産出した琉球石灰岩すなわちトラバーチンを粉砕してなる粉末であり、見かけ容積で「白砂１：南部石粉２：軽焼マグネシア１」の割合で配合して人工サンゴ石を成型したところ、多孔質状態を実現できた。
貝殻に由来する骨材としては、カキ殻やホタテ貝殻が適している。カキ殻は５ｍｍ以下に砕いたものを軽焼マグネシアと「粉砕殻12ｋｇ＋軽焼マグネシア2.５ｋｇ」の割合で配合して人工サンゴ石を成型したところ、多孔質状態を実現できた。
ホタテ貝殻は、５ｍｍ以下に砕いたものを軽焼マグネシアと「粉砕殻12ｋｇ＋軽焼マグネシア2.５ｋｇ」の割合で配合して人工サンゴ石を成型したところ、多孔質状態を実現できた。
なお、以上の各種骨材と軽焼マグネシアとの配合比率は、目的や用途に応じて選択できる。
【００２０】
このように、中性域の軽焼マグネシアを固化剤とし成型するので、ポルトランドセメント系のコンクリートのような環境汚染のリスクが小さく、環境負荷は小さい。しかも、サンゴや貝殻に由来する材料を骨材として用いるので、サンゴ同様の多孔質でかつ軟質の人工サンゴ石の製造が可能となり、人工護岸等で破壊された海域においてサンゴ礁の成長を待たずにサンゴ礁生態系の復元を促進できると共に、穿孔動物やその穿孔痕を利用する動物が生息し、生物多様性が高まり、平面的な生息圏が縦方向に立体的に拡大してバイオマスが飛躍的に増大する。
本発明の人工サンゴ石は、前記のように軟質で強度に劣るので、強度の高いコンクリートを埋め込んで芯にしたり、このコンクリート芯部をアンカーボルトなどで海底に固定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上のように、本発明によると、人工サンゴ石から成るブロックを海底や海中に設置することにより、穿孔動物やその穿孔痕を利用する動物が生息し、生物多様性が高まり、平面的な生息圏が縦方向に立体的に拡大してバイオマスが飛躍的に増大して、サンゴ礁の成長を待たずに生態系の回復を早める効果を奏する。人工サンゴ石の製造に用いるマグネシウム系固化剤の軽焼マグネシアは海水由来であるため、海水中に溶け出しても小動物や底生生物に害は無い。
また、ゴカイなどの穿孔生物が増えることにより、それらを餌にする小型、中型の魚類や、エビ、カニ増え、食物連鎖系が拡大して水産資源が増大する。加えて、海洋生物が増えることにより、それを見て楽しむダイビングなどの観光資源としての価値が高まる。
サンゴや貝殻を由来とする骨材と軽焼マグネシアを微細な泡と共に配合し成型してなる人工サンゴ石は、成型の自由度が高いため、目的に応じた形状寸法の製品化が容易である。この人工サンゴ石に、鉄分やカルシウムなどの養分を添加することで、海藻も成長しやすくなるので、藻場の基礎ブロックとして活用できる。
人工サンゴ石のサイズを小さくすることで、サンゴやイソギンチャク、姫ジャコなどを植え付けて観賞用のブロックとすることもでき、観賞魚業界で、時に海上保安庁により摘発を受ける密猟や違法採取による天然サンゴの破壊を防止する効果も奏する。
【図１】
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【図２】
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