研究レポート
付着生物幼生検出キットの運用最適化研究
エネルギア総合研究所

1まえがき
火力・原子力発電所では海水を冷却水として用いているため，しばしばムラサキイガイやフジツボ類などの生物付着の問題が生じる。これら付着生物の付着時期は，通年というわけではなく，種ごとに付着盛期が異なり（例
えば瀬戸内海におけるムラサキイガイでは春季，アカフジツボでは夏季）また，年変動も大きい。さらに同じ種であっても生息海域によって付着時期が大きく異なる場合がある。
付着生物への対策上，付着時期を把握することは非常に重要であり，付着時期が明確になることで塩素注入（海水電解次亜塩素酸ソーダ注入）をはじめとする薬剤注入や復水器細管のスポンジボール洗浄などの対策の重点化を図ることができ，効率的な対策につなげることが可能となる。特に塩素注入については，同じ濃度で注入していても水温や水質により残留性が変わり付着抑制効果が変化すること，環境保全協定における「放水口で残留塩素が検出されないこと」という制限で注入濃度が限られることから，注入濃度の調整次第で生物付着抑制効果が大きく変わると考えられる。このことから，塩素注入を重点的に実施する必要のある時期の目安として，それぞれの発電所における主要な付着生物の付着時期がリアルタイムに分かれば有用な情報となる。
当社と（株）セシルリサーチでは発電所などの現場で簡単に使用可能で，高感度，高精度，迅速に結果が得られる付着時期判定手法として，付着生物幼生の特異検出キットを開発し，平成19年からムラサキイガイ幼生検出キット，平成22年からアカフジツボ幼生検出キット
およびクダウミヒドラ幼生検出キットを付属器具類とあわせて商品化している。
（写真1，図1）
本キットはプランクトンネットで採取したサンプルを付属器具を利用して濃縮し，簡易ホモジナイザーで破砕し，その上清を試料適下部へ0.1ml滴下するというごく簡単な操作（図2）でサンプル中の対象種付着期幼生を検出することができる。試料を適下して20分間で検出結果が得られることから，ほぼリアルタイムに幼生の流入状況を確認することができ，検出結果を迅速に塩素注入などの対策へ適用でき，付着期幼生の流入に合わせて対策の重点化を図ることが可能となる。また，検出ラインの色の濃さをチャートと目視で比較することにより簡易定量も可能である。さらに，浜松ホトニクス（株）と共同でイムノクロマトリーダー（写真2）も開発・商品化されており，これを利用することで，目視チャートよりも高精度に幼生の発生密度を検出することができる。本キットは種特異性が非常に高いだけでなく，成長段階特異性も一定程度有することから，発電所の海水系統に流入した場合に付着につながる可能性のある「付着期幼生」を重点的に検出することができる。
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環境技術担当柳川敏治

開発した検出キットは，非常に高感度であり，プランクトンネットで採取したサンプル中に対象の幼生が1個体でも含まれていれば検出することが可能であるが，幼生の分布状況は一様でないため，場合によっては付着時期にも関わらず幼生が検出されないということが起こりうる。そこで本研究では，対象種の付着時期において安定して幼生を採取し，検出することが可能な検出頻度，サンプリング方法の確立を目的として各種幼生検出キットを用いた野外調査を実施した。

写真1

付着生物幼生検出キット（左）と付属器具類（右）8cm

試料注入部

図1

検出ライン 対照ライン

付着生物幼生検出キット

約0.1mlの上澄みを試料注入部に滴下試験管に収容 約1分間破砕
プランクトンネッ
ト等による幼生試料の採取およびメッシュによる付着期幼生の選別

5分間程度静置

20分後，検出結果の判定

付着幼生期
有

図2

検出キットの使用方法

写真2

イムノクロマトリーダー

付着幼生期
無

エネルギア総研レビュー No.35

付着生物幼生検出キットの運用最適化研究

エネルギア総研レビュー No.35

るものと推測される。このことが満潮時に取水水深帯の深くなるカーテンウォール内側で安定した検出のできていなかった原因であると推測される。
今後は，ムラサキイガイ幼生検出キットを用いる際はできるだけ表層付近を含むようにサンプルを採取する必要があると考えられた。

約0.3mmムラサキイガイの成体（左）と付着期幼生（右）

16

幼生個体数
表層水温

1412353025102081561048/57/166/266/65/1704/2704/753/182

表層水温（℃）

写真32/26

研究成果（１）ムラサキイガイ
ムラサキイガイ（写真3）は瀬戸内海など内湾域に立地する発電所における主要な大型付着生物であり，大きな個体では殻長10cmにまで成長する。毎年春先に付着し，殻長3〜4cmにまで成長した段階の夏季に高水温が継続した場合は，いっせいに脱落して復水器の細管を閉塞させる場合がある。また，足糸により密集して塊状となって付着する特性があるため，大型化すると清掃時に大量の廃棄物が発生することになる。
本種に対しては，成体と比較して化学的・物理的耐性の低い浮遊幼生期と付着直後の段階において，有効な残留塩素濃度を保つことが有効と考えられる。
これまで岡山県倉敷市に立地する玉島発電所において複数年にわたり検出キットを運用したデータでは，付着時期と推測される期間内においてムラサキイガイの幼生が検出される時と検出されない時があり，安定して検出されていないことが確認されている。一方，発電所以外の場所でのプランクトンネットサンプル（5ｍ鉛直引き）では，図3の廿日市港における事例に示すように付着時期において安定して検出されている。
玉島発電所では，これまで発電所の海水系統に流入する海水中に含まれる幼生の検出という点を優先し，カーテンウォール内側または復水器入口のサンプリング口で採取した試料について測定していた。しかし，発電所ではカーテンウォールの下端（玉島発電所では大潮満潮時で水深約7ｍ，大潮干潮時で水深約4ｍ）以深を通過した海水を取水しており，潮の干満により取水する水深帯が異なっている。このことが安定した検出を妨げる要因であると推測し，玉島発電所の2箇所（カーテンウォール内側および石膏桟橋 図4）での測定を実施した。その結果を図5に示す。測定の結果，カーテンウォール内側よりも石膏桟橋で安定して検出が可能であることが明らかとなった。また，本報
告では示さないが，カーテンウォール外側においても石膏桟橋と同様安定した検出結果が得られており，上記の推測の正しいことが示唆された。
広島市水産振興センターでは，カキ養殖の害敵生物調査として毎年ムラサキイガイの付着調査を実施しているが，平成23年度報告（1） における広島湾での1週間浸漬パーム縄（径16㎜，長さ20㎝）への付着調査
では，最も付着個体数の多かった5月16日〜23日のパーム縄において水深0m付近への付着個体数が最も多く（1,872個体），以下水深2m（308個体），水深5m（94個体），水深10m（16個体）と報告されている。
このことから，少なくとも広島湾をはじめとする瀬戸内海の内湾域においては，ムラサキイガイの付着期幼生の浮遊している水深帯が比較的表層に近い部分であ密度（個体数／350L）

2

試料採取日

図3

廿日市港におけるムラサキイガイ幼生検出結果（平成23年）

石膏桟橋

取水口

カーテンウォール
図４

サンプル採取箇所
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研究レポート

図５

玉島発電所におけるムラサキイガイ幼生検出結果（平成24年）（２）アカフジツボ
アカフジツボ（写真4）は，殻底径が5cmに達する大型のフジツボであり，ムラサキイガイのように足糸ではなく殻底から分泌されるセメント物質により壁面に強固に付着するため，劣化した防汚塗料の上にも付着している場合がしばしばみられ，付着したアカフジツボの上にムラサキイガイが密集して付着しているケースが見受けられる。このことからアカフジツボとムラサキイガイの両種が付着する発電所では，まずアカフジツボの付着を防止する必要がある。これまでの調査によりアカフジツボはムラサキイガイと異なり付着盛期が非常に短いことが示唆されているが，本研究においては特に検出頻度に着目して広島県大崎上島町に立地する大崎発電所の浮き桟橋において調査を実施した。浮き桟橋に設置した1週間〜2週間浸漬25cm×25cmの塩ビ試験板への付着状況を図6に示す。試験板への付着は8月28日〜9月4日にかけて付着盛期を示したが，その前後においては試験板の表裏合わせても10個体以下の付着個体数であり，付着盛期が１週間程度と非常に短いことが改めて確認された。グラフに示された期間内（8月5日〜10月24日）にプランクトンネット（5m鉛直引き）によるサンプリングを計21回（2回/週以上）行い，アカフジツボ幼生検出キットによる測定を実施したが，9月2日9時（1個体/㎥），9月4日6時（1個体/㎥），同9時（2個体/㎥）の3回でのみ幼生が検出された。この結果から，少なくとも大崎発電所周辺海域においては，アカフジツボの付着盛期は非常に短く，幼生の検出により付着時期を判断するためには高頻度な測定を実施する必要があると考えられた。また，付着時期が非常に短かったのにも関わらず付着盛期と同じ時期にのみ幼生が検出されたことから，付着時期を判断するツールとしてのアカフジツボ幼生検出キットの精度の高さが検証された。なお，
大崎発電所の浮き桟橋において，平 成19年から継続して毎年試験板を浸漬しているが，試験板に付着する
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アカフジツボ個体数は発電所が休止した平成23年以降年々減少傾向にあり，発電所休止前の平成20年には25cm×25cmの塩ビ試験板表裏で約600個体の付着が確認されているものの，平成23年，平成24年には約50個体の付着に留まっている。発電所の休止と付着個体数の減少の因果関係は不明であるが，取水管に大量に付着していた親個体の消失による幼生の供給量の減少が一因となっているように推測される。このような状況により今回の調査では付着盛期がより一層短くなっている可能性があり，適切な検出頻度については判断が困難であるが，ムラサキイガイと比較して付着盛期が非常に短いことに注意をして運用する必要があると考えられた。
フジツボ類の付着期幼生については，蛍光顕微鏡のBV励起光下で観察することによりおおまかな種判別が可能であることが明らかとなっている（写真５）（2）。
しかし，蛍光顕微鏡下においてもアカフジツボの幼生と小型のサンカクフジツボの幼生の区別は困難である
ことから，蛍光顕微鏡でプランクトンサンプルを観察し，アカフジツボまたはサンカクフジツボの付着期幼生が確認された場合に，その2種を判別するために検出キットを用いるなどの2段階での幼生検出ということも考えられる。なお，BV励起光下での幼生種判別については自動化による連続または半連続計測（特願約0.6mm

写真4図6

アカフジツボの成体（左）と付着期幼生（右）大崎発電所試験板におけるアカフジツボ付着個体数の推移（平成25年）
エネルギア総研レビュー No.35

付着生物幼生検出キットの運用最適化研究2008-93460）も原理的には十分可能であり，アカフジツボのように付着盛期が短い付着生物については，光学的検出手法を自動化し，幼生検出キットと組み合わせて運用することも有用と考えられる。
abcdef
図7

クダウミヒドラ幼生検出結果

3g

写真5

各種フジツボ付着期幼生の蛍光顕微鏡観察画像（３）クダウミヒドラ
クダウミヒドラ（写真6）は，クラゲ類と同じ腔腸動物であるヒドロ虫の1種であり，繊維状の構造を有し，夏期の高水温期に枯死することから，大量に付着した場合はいっせいに脱落し，復水器の細管を閉塞させる恐れがある。本種は根元の部分から走根を出し，浮遊幼生期を経ずに繁殖可能であるが，繁茂時期にはアクチヌラ幼生を放出するため，繁茂時期の判断として幼生の検出結果を取り扱うことが可能である。
本研究では，アカフジツボの調査とあわせて大崎発電所浮き桟橋において検出キットにより定期的に検出を実施した。その結果を図7に示す。
検出の結果12月〜3月にかけてアクチヌラ幼生が検出された。本種についてはアカフジツボと異なり，月1回の測定で安定して検出結果が得られた。
クダウミヒドラは各海域において繁殖時期が大きく異なることが報告されている（3） が，夏期の高水温期に枯死・脱落する生活史を有していることは共通しており，大量に付着した場合は脱落により大きな障害につながると考えられる。

あとがき
これまで，付着時期を検査する方法として様々な手法が提案されている。海水系統に模擬的な配管を設置し，画像解析や染色により付着直後の幼体のうちに検出する手法，動画解析によりフジツボ類幼生特有の動きを検出する手法，プランクトンネットサンプルからそれぞれの種の幼生特有の遺伝子を検出する手法などが提案されているが，幼生検出キットも含め，それぞれに一長一短な特長があり，必要に応じて組み合わせて用いることがより正確で実用的な検出につながると考えられる。
幼生検出キットは現在までのところ，主要な付着生物3種にしか適用できないが，障害となっている付着生物は3種だけではないことから，さらに適用種を増やしていく計画としており，新規開発する検出キットそれぞれについて適した運用方法があると考えられる。また，これまでに実用化している検出キットについても，海域により検出に適した運用方法が異なる場合があると考えられるため，引き続き運用試験を進めるとともに，実運用箇所との連携により，改善ニーズを収集したい。
［参考文献］（1）（公財）広島市農林水産振興センター水産部 平成23年度業務報告書（2） Kamiya et al.（2012）Zool Sci.，29，247-253.
（3） 山下桂司・伏谷伸宏（2002）付着生物学会誌 vol.19
no.2 111-119

約5mm
写真6

クダウミヒドラの成体（左）とアクチヌラ幼生（右）エネルギア総研レビュー No.35

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