令和３年度

鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

赤潮総合対策調査事業－Ⅱ（赤潮対策技術高度化事業－２）（シャットネラ等赤潮被害防止技術高度化）
東條智仁，高杉朋孝，吉満

敏【目的】
近 年 ，有害赤潮は表層だけでなく，ｶﾚﾆｱ ﾐｷﾓﾄｲ（ Karenia mikimotoi ）等に よ る 中層で有害赤潮が発生する事象がみられている。現在，表層の赤潮を防除する手法として海面から赤潮防除剤の改良型粘土（入来モンモリに焼ミョウバンを添加したもの）の散布するというものがあるが，本手法では中層赤潮に対し十分な効果を望むことができない。そこで，本事業では中層赤潮に対し効果的な防除手法の開発を行う。さらに，得られた知見をもとに，既存の被害防止マニュアルを更新し，より幅広い発生状況の赤潮への対応を可能にする。
【方法】
１

中層赤潮に対する効果的な散布方法の検討
昨年度は平成30年度に試作した中層散布器（ポリ塩化ビニル製）を鉄筋によって加重し，牽引試験を実施したが，散布器が浮上してしまい水深を維持したまま牽引することができなかった。そこで，今年度は中層散布器を直接船舶に固定できるよう改良（ステンレス製：図１，２，３）し，実海域で船舶に固定して航行しながら粘土散布を行い，散布層の維持機能及び耐久性を確認した。試験は令和４年２月７日に，鹿児島県指宿市今和泉漁港沖（図４）において実施し，活性粘土（入来モンモリ）15kgを200L水槽で海水150Lに溶かし，水中ポンプ（オーテック社製，EBARA PUMP：表１）を用いて，約３ノットで航行しながら目的とする水深に散布し，海中での中層散布器の挙動等を確認した。
なお，散布試験は，水深と散布器の放出口の形状を変え，３回実施した（表２）。

図１ 散布器（L字型とT字型は放出口）

図２

散布器イメージ令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

図３

取り付けイメージ

図４ 試験実施場所

表１

水中ポンプ仕様（50DWT6.4SA…荏原製作所製）

表２

中層散布試験の試験条件

２

防除効果持続技術の検討(1)浮遊型活性粘土の改良
昨年度は海中での沈降速度を遅くすることを目的とし，浮遊するように加工した活性粘土（以下，浮遊型）を試作したが，添加直後に溶解または沈降し，浮遊状態を維持できなかった。そこで，今年度は35gのシラスバルーン（火山ガラス粒子を燃焼発泡させた多泡構造を持つガラス質の中空体：0.20g/cm3）と65gの入来モンモリ（1.10g/cm3）を均一になるように混合（体積比75:25）し，乾燥パン型造粒機（DPZ-01R，アズワン製）を用いて傾斜角45°，攪拌速度35rpmで回転させながら，１％のカルボキシメチルセルロース（以下，CMC）溶液を霧吹きで噴霧して造粒体を作製した。さらに，作製した造粒体を篩いにかけ，大きさが２～３mmのものを分収し，自然乾燥させたものを試験に用いた（図５）。なお，浮遊型は鹿児島県工業技術センターが作製し，以下の試験①－１，①－２に供した。

図５

浮遊型

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

試験①－１：浮遊型の浮遊状態確認試験
改良した浮遊型の浮遊状態を確認するため，100mLビーカーに蒸留水100mLを入れ，浮遊型1.0gを浸漬して静置し，浸漬直後，５分後，30分後，１時間後，２時間後，３時間後，４時間後５時間後，６時間後の状態を確認した。
試験①－２：浮遊型の防除効果確認試験
改良した浮遊型の有害プランクトンに対する防除効果を確認するため，ダイゴ IMK 培地で細胞密度を約1000cells/mLに調整した Chattonella antiqua 培養株を200mLコニカルビーカーに100mL分注し，浮遊型に含まれている入来モンモリの量が8000ppmとなるように浸漬した。浸漬後は静置し，計数する際に３～４回ピペッティングを行った。C.antiqua の細胞密度の計数は，浸漬前，５分後，30分後，１時間後に実施した。
(2)固形型活性粘土の改良
昨年度は生け簀等に設置して徐々に殺藻成分を海水中に溶出させることを目的とし，固形に加工した活性粘土（以下，固形型）を試作したが，防除効果が低く，また，静置した状態でも時間経過によって形状が崩れていくことが確認された。そこで，今年度は作製時に添加する水分量を変えることで形状を維持，防除剤の添加量を増やすことで防除効果の向上が図れるか試験した。
入来モンモリ29.1gに CMC0.9gを均一になるように混合したものに蒸留水を15ml添加して手で練り，形成可能な状態となったものを約1.5g計り取って，球体状に成形して自然乾燥させたものを固形型①（図６）とし，添加する蒸留水を２倍（30ml）にし，形成可能な状態となったものを約2.0g計り取り，球体状に形成して自然乾燥させたものを固形型②とし（図７）て，以下の試験②－１，②－２，②－３に供した。

図６

固形型①

図７

固形型②

試験②－１：固形型①及び②の形状比較試験
固形型①及び②の浸漬後の形状を比較するため，100mLビーカーに蒸留水100mLを入れ，固形型①及び②をそれぞれ1.0gずつ浸漬して静置し，浸漬直後，５分後，30分後，１時間後，１時間30分後，２時間後，３時間後，４時間後，５時間後，６時間後，24時間後の状態を確認した。
試験②－２：固形型①及び②の防除効果比較試験
固形型①及び②の有害プランクトンに対する防除効果を確認するため，ダイゴ IMK 培地で細胞密度を約1000cells/mLに調整した C.antiqua 培養株を200mLコニカルビーカーに100mL分注し，固形型①及び②をそれぞれ含まれている入来モンモリの量が8000ppmとなるように浸漬した（乾燥重量で0.83gの固形型を１個）。浸漬後は静置し，計数する際に３～４回ピペッティングを行った。C.antiqua の細胞密度の計数は，浸漬前，５分後，30分後，１時間後に実施した。

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

試験②－３：添加量の増加による防除効果の向上確認試験
固形型の添加量を増やすことで，有害プランクトンに対する防除効果が向上するか確認するた
め，ダイゴ IMK 培地で細胞密度を約1000cells/mLに調整した C.antiqua 培養株を200mLコニカルビーカーに100mL分注し，１個で100mLに対して8000ppmとなるように調整した固形型②を２個浸漬した。浸漬後は静置し，計数する際に３～４回ピペッティングを行った。C.antiqua の細胞密度の計数は，浸漬前，５分後，30分後，１時間後に実施した。
なお，試験②－２にて，固形型①及び②の防除効果に差がみられなかったため，形状を長時間維持していた固形型②で実施することとした。
(3)改良型粘土の固形化の検討
昨年度は活性粘土のみを固形化することができたため，今年度は焼ミョウバンを添加した活性粘土（改良型粘土）の固形化（以下，改良固形型）に取り組んだ。
蒸留水15mLに焼ミョウバンを溶かした溶液に，入来モンモリ及び CMC を均一になるように混合したものを添加して手で練り，形成可能な状態となったものを約1.5g測り取り，球体状に形成して自然乾燥させた。なお，各改良固形型とも，粉体（入来モンモリ＋焼ミョウバン）と CMCの合計が30gになるようにし，CMC の含有量が０％，３％，7.5％，15％の４種類を作製し，それぞれを改良固形型 ① ～ ④ とした。また，作製時の水分量の違いによって形状等に差があるか確認するため，改良固形型 ②（CMC 含有量３％）及び ④（CMC 含有量15％）について，入来
モンモリ，焼ミョウバン，CMC は同量で添加する蒸留水を２倍（30mL）にしたものを作製した。
なお，CMC 含有量３％のものはペースト状になって球体状に形成できなかったため板状にし，CMC 含有量15％のものは手で球体状に形成し，自然乾燥させたものをそれぞれを改良固形型⑤，⑥（図８，９及び表３，４）とし，以下の試験③に供した。

図８ 改良固形型（①～④，⑥）

表３改良固形型の配合（CMC 調整)

図９

改良固形型⑤（左：乾燥時，右：添加時は削って形成）

表４

改良固形型の配合（水分量調整)

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

試験③：改良固形型①～⑥の形状比較試験
改良固形型 ① ～⑥の添加後の形状を比較するため，100mLビーカーに蒸留水100mLを収容し，改良固形型①～⑥をそれぞれ1.0gずつ浸漬して静置し，浸漬直後，５分後，30分後，１時間後の状態を確認した。
【結果および考察】
１

中層赤潮に対する効果的な散布方法の検討
１回目は水深３ｍにて放出口はＬ字型（幅50mm），２回目は水深３ｍにて放出口はＴ字型（幅２ｍ），３回目は水深５ｍにて放出口はＴ時型（幅２ｍ）で実施し，全て目的とした水深を維持しながら粘土を散布する様子が確認され（図10，11，12），散布機に破損や湾曲等はみられなかった。
しかし，散布器は旋回中に傾いて船体から離れそうになり（図13），４ノットで航行すると振動が大きくなって海面にずり上がる様子が確認されたため（図14），ロープ等よりも強固な方法で船舶に固定する必要があると考えられた。
また，Ｌ字型での海水放出量は水深３ｍにて2.5L/秒であった。海水10Lに対し活性粘土が約１kgしか溶解しなかったため，防除剤の放出量が海水と同じと仮定した場合，１㎡当たりに活性粘土を1000ppm散布するには４秒必要であり，そのためには１ノット以下，あるいは複数の船で同じ航路に複数回散布する必要があると考えられた。
以上の結果から，実海域で使用するは船舶への固定方法，散布器の内径や放出口の形状を変更し，航行しながら充分な量の粘土を散布できる構造を検討する必要がある。

図10

１回目（水深３ｍ，放出口：Ｌ字型）

図11 ２回目（水深３ｍ，放出口：Ｔ字型）

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

図12 ３回目（水深５ｍ，放出口：Ｔ字型）

図13 旋回中の様子（点線は散布器と船側を示す）

図14 ４ノット航行時の様子（ソケット部分が海面上に現れた）

２

活性粘土の防除効果維持確認試験(1)浮遊型活性粘土の改良
試験①－１：浮遊型の浮遊状態確認試験
浮遊型の浸漬直後からの様子を図15に示す。浸漬から６時間後もほとんどの粒体が浮遊しており，令和２年度よりも浮遊状態を維持していた。しかし，粒体は形状を長時間維持することから，散布後の集積や堆積による影響が懸念された。また，６時間後に浮遊していた粒体を回収し，乾燥後に重量を測定した結果，0.5gであり，浸漬時の半分となっていた。撹拌等によって粒体から粘土が沈降する様子が確認されていることから（図16），実海域では波浪等の影響によって沈降が早まり，防除効果は短くなると考えられた。

図15

浮遊型の経時変化

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

図16

浮遊型に刺激を与えた様子

試験①－２：浮遊型の防除効果確認試験
浮遊型及び通常の活性粘土（令和２年度試験結果）における C.antiqua の細 胞 減 少 率 の推 移 を 図 17に示す。浮遊型は５分後には70％以上，30分後で90％以上となり，通常の活性粘土単体の細胞減少率と有意な差はみられなかった（t 検定：p<0.05）。しかし，試験①－１の結果から，実海域に散布して長時間の防除効果を得るのは困難と考えられた。

図17

試験①－２における C.antiqua の細胞減少率の推移(2)固形型活性粘土の改良
試験②－１：固形型①，②の形状比較試験
両試験区における浸漬直後からの様子を図18，19に示す。固 形 型 ① は，浸漬直後から崩れ始め，90分後には半分以上が崩れており，撹拌すると完全に崩壊した。固形型②は浸漬直後から24時間後まで形状を維持しており，撹拌しても崩壊しなかった。
以上の結果から，活性粘土単体の場合は作製時に水分を多く添加したほうが，形状を維持できると考えられた。

図18

固形型①の経時変化

図19

固形型②の経時変化

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

試験②－２：固形型①，②の防除効果比較試験
両試験区にお け る C.antiqua の細胞減少率の 推 移 を 図 20に示す。両 試 験 区 と も ５分後
か ら １時間後までの細 胞 減 少 率 は 30％ 前 後 で あ り ， 防 除 効 果 は 低 く ， 有 意 な 差 は み ら れな か っ た （t 検定：p<0.05）。両試験区とも，粘土の粒子が拡散していないため，粘土の凝集・沈降作用が働かず，通常の活性粘土より効果が低かったと考えられた（図21）。

図20

試験②－２における C.antiqua の細胞減少率の推移

図21

試験②－２における１時間後の状態

試験②－３：添加量の増加による防除効果の向上確認試験
固形型②を１個及び２個浸漬した場合に お け る C.antiqua の細胞減少率の推移を図22に示す。細胞減少率は30％前後であり，防除効果は低く，両 試 験 区 に 有 意 な 差 は み ら れな か っ た （t 検定：p<0.05）。浸漬後，撹拌せずに静置しており，殺藻成分が 充 分 に 拡 散しなかったため，防除効果が低かったと思われた。

図22

試験②－２における C.antiqua の細胞減少率の推移(3)改良型粘土の固形化の検討
各試験区における浸漬直後からの様子を図23に示す。各試験区とも，浸漬直後から崩れ始め，

令和３年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書10分後には完全に崩壊した。各試験区とも，作製過程にて焼ミョウバンを溶かした蒸留水に活性粘土と CMC を混ぜ合わせると，固形型作製時よりも水を含んだ感触となり，焼ミョウバンが電解質であるため粘度が低下したと思われた。また，形成して自然乾燥させたものは，どれも表面に焼ミョウバンが析出していたことから，乾燥の際に溶け込んでいた焼ミョウバンが分離してしまい，強固に固まらないと思われた。
以上の結果から，改良型粘土を固形化することは困難と考えられ，活性粘土単体の場合，改良型粘土と比較して３～８倍の散布が必要になるため体積や重量が大きくなり，生け簀等への設置も困難になると考えられた。

図23

試験③における改良固形型の経時変化（左：添加直後，右：10分後）

参考文献
１）粘土散布による赤潮被害防止マニュアル，鹿児島県水産試験場，1981．
２）改良型粘土を用いた赤潮被害防止マニュアル，鹿児島県水産技術開発センター，2018．