(57)【要約】      （修正有）【課題】中性域のマグネシウム系固化剤を利用して、サンゴ同様な軟質で多孔質の人工サンゴ石を実現し、サンゴの増殖方法や漁礁ブロックなど、海中生物用の環境改善方法を提供する。【解決手段】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、多孔質部に海藻や藻や穿孔動物が生育し易くした海中生物用の環境改善方法であるから、海藻や藻や穿孔動物などの海中生物が生育し易くなり、海中の環境が改善される。しかも、常温下で成型し養生することによって製造されるので、形状や大きさは任意である。【選択図】図５
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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、常温下で成型し養生することによって、イシサンゴ同様の軟質な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。
【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、複数個連結し及び／又は分散配置してサンゴの卵を捕捉し易くし、サンゴが定着した後に、前記の連結を解いて、最終的に前記人工サンゴ石を海底に設置することを特徴とするサンゴの増殖方法。
【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、常温下で成型し養生することによって、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漁礁ブロック。
【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、常温下で成型し養生することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を使用し、多孔質部に海藻や藻や先行生物が生育し易くすることを特徴とする海中生物用の環境改善方法。
【請求項５】
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、コンクリートの少なくとも海中部分の表面の全部又は一部に常温下で塗布することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成することを特徴とする環境改善方法。
【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を実現することにより、多孔質を効果的に利用可能とする。
【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。
従来技術として、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。
一方、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にも係わらず、波消しブロックや防波堤、漁礁など、依然としてポルトランドセメント系のコンクリートが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願2010−166739
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような問題を解決すべく、本発明の発明者らは、特許文献１として、サンゴ又は貝殻を由来とする骨材と中性域のマグネシウム系固化剤を微細な泡と共に配合し、常温下で成型し養生することによって、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発明を提案した。さらに、このような特性を生かして、人工サンゴ石を広く利用できることに着目し、用途をいろいろと開発する必要性を痛感している。
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、かつサンゴ同様な軟質で多孔質の人工サンゴ石を利用し、サンゴに穿孔して棲息する小動物のすみかとしての利用に限らず、サンゴの増殖方法や漁礁ブロックなど、海中生物用の環境改善方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、常温下で成型し養生することによって、イシサンゴ同様の軟質な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。サンゴや貝殻に由来する骨材としては、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が有る。
【０００６】
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、複数個連結し及び／又は分散配置してサンゴの卵を捕捉し易くし、サンゴが定着した後に、前記の連結を解いて、最終的に前記人工サンゴ石を海底に設置することを特徴とするサンゴの増殖方法である。分散配置は、各種ネットの上に人工サンゴ石の片を分散配置することで容易に可能である。
【０００７】
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、常温下で成型し養生することによって、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漁礁ブロックである。
【０００８】
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、常温下で成型し養生することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成してなる人工サンゴ石を使用し、多孔質部に海藻や藻や穿孔動物が生育し易くすることを特徴とする海中生物用の環境改善方法である。
【０００９】
請求項５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、コンクリートの少なくとも海中部分の表面の全部又は一部に常温下で塗布することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成することを特徴とする環境改善方法である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１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、常温下で成型し養生する方法によると、イシサンゴ同様の軟質な多孔質を形成できるため、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、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。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。
しかもセラミックと違って常温下で成型するので大型の形態も容易に成型できると共に、製造が容易で使い勝手も良い。
また、常温で成型できる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。
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。
【００１１】
請求項２のように、イシサンゴ同様の多孔質に形成してなる人工サンゴ石を複数個連結し及び／又は分散配置してサンゴの卵を捕捉し易くし、サンゴが定着した後に、前記の連結を解いて、最終的に前記人工サンゴ石を海底に設置し固定するので、サンゴの卵を捕捉し易いように人工サンゴ石を複数個連結し及び／又は分散配置しておき、サンゴが定着した後に、前記の連結や分散配置を解いて海底に設置固定するだけで足りる。この際に、人工サンゴ石の多孔にサンゴが定着し易いので、好都合である。
【００１２】
請求項３のように、イシサンゴ同様の多孔質の人工サンゴ石で漁礁ブロックを形成するので、海藻や藻が生えやすく、かつサンゴや貝殻を由来とする骨材を用いているので魚介類が警戒することは無い。また、常温下で成型できるので、大型の漁礁ブロックでも容易に製造できる。
【００１３】
請求項４のように、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、多孔質部に海藻や藻や穿孔動物が生育し易くした海中生物用の環境改善方法であるから、海藻や藻や穿孔動物などの海中生物が生育し易くなり、海中の環境が改善される。しかも、常温下で成型し養生することによって製造されるので、形状や大きさは任意である。
【００１４】
請求項５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、コンクリートの少なくとも海中部分の表面の全部又は一部に常温下で塗布することによって、イシサンゴ同様の多孔質を形成することによって環境を改善するので、コンクリート自体や海水の温度上昇を防止でき環境が改善される。コンクリートの海中部分としては、堤防や波消しブロック、橋脚などの海中部分か有る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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。
【図３】１又は２個の穴を有する長方形の板片を示す斜視図である。
【図４】板片にボルトを挿通して固定した実施形態を示す斜視図である。
【図５】板片に針金などを挿通して固定した実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に本発明による人工サンゴ石製品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製品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。
【００１７】
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、常温下で成型し養生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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。従って、橋脚や堤防、波消しブロックなどを予めポルトランドセメント系のコンクリートで製造してから、その一部又は全体を本発明の人工サンゴ石の材料で塗布し被覆するのがよい。この場合、海中部分を中心に塗装するので、海中生物が棲息・生育でき、また海水温の上昇を防止できるため、環境が改善される。なお、塗装方法は特に限定されない。
【００２２】
本発明は、サンゴを卵の状態で付着させ定着後に海底に設置することも可能である。そのためには、図３のように、１又は複数個の穴１〜３を有する長方形の板片４を形成し、穴１〜３を利用して、図４のようにボルト５を挿通して固定したり、図５のように針金６などを挿通して固定する。針金に代えて紐類を使用してもよい。
この場合、サンゴの卵が付着し易いように板片４を互い違いや交互に配置するのが良い。また、図４や図５のように多数の板片４をまとめた状態で、ボルト５や針金６を倒して水平の状態に配置することもできる。
【００２３】
ネットを水平に張って板片４や多孔質の片を分散配置してもよい。波で板片４や多孔質の片が移動する恐れが有る場合は、上にもネットを張って、２枚のネットで挟むのもよい。この場合、上下のネットを所々連結するのもよい。このようなネットや図４、図５の板片４…などでサンゴの産卵部位を囲むと、効果的に卵を付着させることができる。ネットによる分散配置は、複数層にしてもよい。海面付近に板片４や多孔質の片を配置して、海面に浮上して来るサンゴの卵を付着させることもできる。
そして、サンゴの卵が定着した後に、図４、図５のボルト５や針金６による連結を解いたり、ネットから片を外して、海底に定植する。
【００２４】
漁礁を形成する際に、人工サンゴ石で形成すると海藻や藻が生え易いし、穿孔動物も棲息しやすいので、漁礁として好適である。この場合、漁礁全体を人工サンゴ石の材料で形成してもよいが、ポルトランドセメント系のコンクリートで漁礁を形成してから、その一部又は全体に人工サンゴ石の材料を塗布し被覆してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明によると、人工サンゴ石は軟質で多孔質なため、ボルトや針金やネットなどで連結したり分散配置してサンゴの産卵部位を囲むことで、卵を付着させ、定着後に海底に戻すことにより、サンゴの増殖を行なうことが可能である。
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。従って、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、海中生物用の環境改善も可能である。
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ので、人工サンゴ石の材料で漁礁を形成すると効果的である。
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常温で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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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