JPH10215714A - 廃棄物を主に用いた水耕栽培兼水質浄化及び生態礁となるイカダとその方法。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 富栄養化水域で水耕栽培を行い水質を改善
し、生態系を回復するイカダを廃棄物の再資源化技術を
用いて作成し実用化し得る技術とする。 【解決の手段】 使用済み木製パレットの表面を軽く炭
化させたイカダの下板に割りピン通し穴を開け、その上
にプラスチックボトルを加工したポット４の折り返し５
に開けられた割ピン通し穴６を重ね合わせ上から割ピン
を通して固定する。各ポットには出根用穴７と塊茎流出
防止板兼導水板８を設ける。この様なイカダを富栄養化
水域に杭やアンカーを用いて敷設する。その後時期を見
てポットに植物体を入れ水耕栽培を行う。した植物体は
水質浄化や生態系回復に役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】廃棄物の再資源化技術を用い
た、富栄養化水域全般における有用植物の水耕栽培兼水
質浄化及び生態系回復のための生態礁となるイカダ及び
その方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家庭雑排水や農地から流入する栄養塩な
どにより河川や湖沼の富栄養化が進みアオコの異常発生
等の問題を引き起こし解決の為の技術が求められてい
た。水性植物が水質を改善する事は周知の事実であるが
治水対策に用いられたコンクリート護岸により植物のみ
ならず、多くの生態系が破壊されその回復を促進し得る
技術もまた求められている。この様な中でイカダ上にお
いて各種植物を栽培し栄養塩を吸収させる試みは従来か
らなされてきた。しかし、従来はイカダに強化プラスチ
ック製のものなどが使用されておりコスト的に高価であ
った。また、仮にこの様な樹脂製の、イカダを大量に湖
沼等に浮かせ使用する場合、大量の資源とエネルギーが
投入されなければならないだけでなく使用後は新たな廃
棄処理問題が発生してしまう事も十分考えられた。一
方、イカダを用いた従来技術では植栽される植物の大半
が経済的価値の低いものであった為植物体が枯れた後の
回収が大きなコスト負担となっていた。以上のような点
から従来型技術は普及する事が困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

１）本発明は従来技術の普及の妨げとなっていた経済性
の問題を解決する。 ２）本発明は従来技術が普及する際問題となる新たな資
源エネルギーの投入を抑え、使用後の廃棄物問題を解決
する。 ３）本発明は従来技術に於いて負担となっていた枯れた
後の植物体回収問題を解決する。 以上３つの問題を解決するため研究実験を行った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明ではイカダ本体に
使用済みとなった木製パレットを用い、植物植栽用ポッ
トにはペットボトルを加工したものを用いる。そして、
ポットのイカダへの固定にはクリーニング店から洗濯物
に付随して渡される針金ハンガーを切断して作った割ピ
ンを用いる。植栽植物にはクワイ等の経済性の高い有用
植物を用いる。このようなイカダをロープ等で数枚単位
で連結し富栄養化水域に杭やアンカーを用いた適当な方
法で敷設し従来技術の課題解決のための手段とした。

【０００５】

【発明の実施の形態】

１）イカダ本体図１ 使用済みとなった木製のパレット１をひっくり返し、下
板２に下板の割りピン通し穴３を開ける。パレットはこ
の様に加工された後表面を火であぶり軽く炭化させる水
中で微生物の繁殖しやすい環境とする。 ２）植栽用のポット図２ プラスチックボトルの底部を切り取りポット固定用の折
り返し５に割ピン通し穴６を開け、出根用穴７を開け
る。また、プラスチックボトル側面の一部をカットし塊
茎流出防止板兼導水板８を設ける。これはクワイの成長
段階により使用方法を変える。すなわち出根前の塊茎を
入れた時点では塊茎は沈下するがポットに根が絡まるま
ではイカダの揺れによる流出の可能性がある。これを防
ぐ為この部分はポットの内側に折り曲げ塊茎流出防止板
として使用する。次に塊茎から出根し出根用穴７から根
が出て塊茎がある程度ポットに固定された段階では図に
あるようにこの部分はポットの外側に曲げイカダの上下
動により生じる水流をポット内に引き込む為の導水板と
して機能させる。プラスチックボトルの蓋は取り外し逆
さにした物を植物植栽用のポットとする。 ３）割ピン 割ピンにはクリーニング店から洗濯物と共に排出される
針金ハンガーを用いる。ハンガーはまず切断しこれを直
線状に引き延ばした後３０ｃｍの長さに切断し真ん中か
ら折って割ピンとする。次にこれらの組み合わせである
がポットをイカダの下板と下板の間に入れ植栽用ポット
の割ピン通し穴６とイカダの下板の割ピン通し穴３を重
ね合わせ上から割りピンを通し目いっぱい下まできたと
ころで外側に折り返す。図３は下板と下板の間に固定さ
れたポットの平面図である。図４は図３をＡ−Ａ’で切
った縦断面図で割ピンがどのようにポットを下板に固定
するかを説明するものである。以上のようなイカダを杭
やアンカー等を用いた適当な方法で富栄養化水域に敷設
し、時期を見て植物の苗木、塊茎等をポットに入れ水耕
栽培を行う。植栽植物は成長し出根用穴７からその根が
出て植物体は次第にポットに固定され、同時に水面に向
け芽が伸びる。図５は植物体１０及びその水中根１１、
水面１２で植物が成長した状態の実施例を示す斜視図で
ある。湖沼であれば水中に繁茂した根は稚魚やエビ等の
生息場となり、イカダの水上部分は両棲類、爬虫類、鳥
類、昆虫類により利用される生態礁となり生態系の回復
に役立つ。

【０００６】

【実施例】１９９６年６月から１２月までの間千葉県手
賀沼周辺の農業水路にて青クワイの水耕栽培実験を行っ
た。青クワイは正月の食材として知られいる。生産量は
少なく相対的に高価なものである。水路は３面コンクリ
ート護岸の幅１．８ｍ、深さ約０．９ｍである。実験で
は電気製品の輸入に付随して持ち込まれた木製パレット
をイカダに用いた。これらのパレットは通常荷を降ろし
た後廃棄物処理業者の手に渡り破砕されているもので大
きさは横１．１ｍ、縦１．２ｍ、重さ約２０ｋｇであ
る。下板の割ピン通し穴３を開けた後表面を炭化させた
ものを３枚作りイカダ本体とした。ポットは加工方法や
イカダへの取付位置を色々変え植物の成長の違いを調べ
た。ポットのイカダへの取付には折り返し部分をイカダ
の下板にステイプルで打ちつけて固定る方法を用いた。
以上の様にして作られたイカダをロープで連結し水路の
上流側と下流側の各２箇所に４本の杭を打ちロープで固
定し敷設した。次に各ポットにクワイをいれ成長の様子
を比較観察し、その後１１月下旬から１２月上旬にかけ
て収穫を行った。実験の結果、本方式のイカダではクワ
イは最大草丈９５ｃｍまで成長し、収量はクワイ１９株
で約１．７ｋｇであったが他のイカダでは植物の成長そ
のものに著しい違いがあった。一枚のイカダへの最大植
栽株数は約３０株でありこの点これ以上の生産も期待で
きるものである。ポットも大小様々なものを用いたが出
来るだけ大きなものの方が塊茎重が大となり生産量が増
加する事も分かった。以上実験結果によりポットの加工
方法及び取付位置が収量を大きく左右する事が明確とな
り本方式が最も有効である事が分かった。一方、ポット
のイカダへの取付に関しステイプルを用いたがこの方法
では植物体の回収に手間取り、湖上などでの栽培では危
険も伴う作業となることが判明した。そこでこの問題を
解決するため使い捨ての針金ハンガーを加工した割りビ
ンを用いる事により植物体全体をポットごと容易にイカ
ダから取り外す簡易着脱方式を開発した。こうすること
で仮に湖上であってもボートでイカダに接近し割りピン
を引き抜きポットごと植物体を回収し安定した場所まで
運んでから塊茎部の分離作業を行うことが出来る。ま
た、ここで用いられる割ピンはクリーニング店から洗濯
物に付随して排出されるものであるが強度的にも十分
で、なおかつ、その表面にビニールコーティングしてあ
ることにより水中への金属錆の溶出を防ぐという利点を
兼ね備えている。以上の実験結果から富栄養化水域に於
いてその水をそのまま培養液として利用し経済性の高い
有用植物の生産は十分可能である事が立証された。クワ
イは一般的に根域を制限されるなど物理的ショックを与
えられると種の保存の為にその塊茎を育てる事が知られ
ている。この様なポットでのクワイの水耕栽培法はこの
理論を裏付けとなるものである。クワイの植栽は４月頃
に塊茎をポットに入れると塊茎はポット底部に沈みその
後出根、発芽するがそれまでの間はイカダの動揺などに
よりポット中の塊茎が流出する可能性があるので流出防
止板をポットの内側に大きくおり曲げておく、その後、
根が出根用穴に絡み次第に植物体自体がしっかり固定さ
れた時点で流出防止板を外側に曲げ今度は根に新鮮な水
流を与えるための導水板とする。クワイの茎部が水面に
出た段階で水面はポットの口縁部より上に来るように浮
力調整を行わなければならない。これは強風時に茎部が
ポットの縁に当たり折れる事が有るからである。他の有
用植物に付いても同様に本方式による栽培は可能であ
る。実験ではエンサイを用いたがその場合、不織布上に
苗木を予め固定しておき時期お見てイカダ上のポットに
培地ごと移す方法が用いられその実現性が確認された。
水質浄化に関してはクワイの成長をもって栄養塩の吸収
は確認出来た。一般にＢＯＤ除去効果は水性植物を用い
た浄化方法には期待できないとされてきた。しかし、本
発明では表面を炭化させ微生物の繁殖したイカダを溶存
酸素濃度の比較的高い表層水に浮かべる事によりＢＯＤ
除去を行わせる事が出来る。このように溶存酸素濃度の
高いところに生物膜の付いたイカダを浮かせＢＯＤの除
去をも行う本発明は下水処理技術に於ける生物膜法の一
種の変法である。また、受風板を取り付け風力により水
面のイカダを動揺させる事はイカダ表面に形成された生
物膜に酸素を供給する事となりＢＯＤの除去率は更に増
すものである。ここで分解されたＢＯＤはＣＯ_２や栄養
塩となり直上の植栽植物に吸収され、微生物体として同
化した分は食物連鎖の上位の生物に補食され最終的には
小魚等の餌となる。また、木炭などを植栽植物の種と一
緒にポットに入れる事により残留農薬や化学物質の吸着
分解させたり、酸化チタン・セラミック材等をイカダの
水中有光部分に張り付ける事により有機物を分解させる
事も可能である。本実験に於ける大きな発見一つは生分
解性でない水中の浮遊物質である微小土粒が成長後のク
ワイのポット内の根の部分に大量に補足されていたこと
である。この様な微小土粒は水の濁りの原因の一つであ
り湖沼などでは太陽光を遮断し沈水性植物成育の妨げと
なる。本発明ではこの部分に於いて微小土粒を除去する
フィルターの働きもする事が判明した。生態系の回復効
果に付いては本実験場所のようなコンクリート護岸の水
路では多用な生物がそこに生息するの一般に困難であ
る。しかし、餌を入れない捕獲用網をイカダの直下に設
置しここでの生物種を調べたり、目視による観察の結
果、魚類を始め、両棲類、甲殻類など多様な生物がその
場で生息する事を確認した。また、クワイの水上部には
数種類の蜘蛛が生息し蚊を始めとする昆虫類を捕獲して
いる事も確認できた。以上、実験により本発明は富栄養
化水域に於いて水耕栽培の可能性を実証し、水質の改
善、生態系を回復し得るものである事が確認され今後普
及する事が期待される。有用植物を植栽し回収し終えた
後は風力、太陽電池を利用した水中散気装置をイカダ上
に設置する事が可能であると同時にクレソンのような寒
さに強い有用植物を植栽し直す事もできる。イカダは劣
化に関しては約８ヶ月後の１９９７年１月の時点の調査
では浮力は若干失ったものの木部の腐食発生はみられな
かった。釘の部分が錆で赤褐色に変色していたが物理的
強度には影響していなかった。しかしながら、経年変化
の結果として徐々に含水し沈降する可能性は考えられそ
の対策としては蓋をした空のプラスチックボトルを補助
浮力体として後付けする事も出来るし、あるいはイカダ
上のペットボトルの幾つかに柳のような木質系の植物を
植栽しその植物体の水中部分の持つ浮力をイカダ沈降防
止に利用する事もできる、このことは実験に於いても確
認された。自然エネルギー利用を用いた水中へのエアレ
ーシヨン装置はクワイ植栽後だけでなく１年中稼働させ
ておく事も当然可能でありＢＯＤ除去に利用できるが、
複雑な装置を用いなくてもイカダに看板のような受風板
を取り付けイカダ本体を水面で揺れ動かす事により微生
物膜の形成されたイカダ表面と植栽植物の水中根の両方
に酸素を供給する事が出来る。水路、河川などの使用で
はしばしばゴミなどが引っかかりこれらを洗い流すため
に、湖沼の様な静止水域では水中根に新たな栄養塩を与
えるための水流発生用にイカダに動揺を起こす事は重要
である。また、この受風板には広告の機能を持たせる事
が可能でこの様な形での経済的付加価値も環境保全技術
が広く普及するために求められる重要な要素であり方法
である。

【０００７】

【発明の効果】

１）有用植物の生産に於ける効果。 クワイに付いての栽培法であるが一般に行われているよ
うに土に直に植えた場合地中の塊茎を探すのにかなりの
労力を要するが本発明方法であれば容易に塊茎を採取す
る事が出来より効率的である。また、クワイ以外の有用
植物の栽培も当然可能である。本実験には青クワイを用
いたが大クログワイに於いても同様な栽培法が可能であ
り、この場合、味覚に於いても経済的価値に於いてもよ
り大きな効果が期待出来る。 ２）水質浄化効果がある。 植栽植物による栄養塩の吸収、生物膜の形成されたイカ
ダが溶存酸素濃度の比較的高い表水層に浮く事による生
物膜法としてのＢＯＤ除去、微小土粒の回収、また生態
系を回復させる事により漁獲高という形での栄養塩の経
外搬出による栄養塩の除去効果がある。 ３）生態系の回復効果がある。 両棲類、爬虫類、鳥類、水性昆虫等の生息場として利用
されると同時に稚魚の繁殖場として漁礁としての効果も
ある。 ４）廃棄物の再資源化、減量化効果 パレット、プラスチックボトル、針金ハンガーは何れも
廃棄物として存在し、その処理に困っているのが実情で
ある。それらは輸入者の倉庫、行政のゴミ集積場所など
でそれぞれ入手可能である。これらを加工し、組み合わ
せた本発明は資源の有効利用としての効果のみならづ廃
棄物の減量化に寄与するものである。 ５）害虫除去効果 今回実験に於いては３種類の蛙がイカダ上で生息した事
を確認し、一方クワイ水上部の所々に蜘蛛が巣を張って
いる事を確認した。これらは汚染湖沼から発生するユス
リ蚊等の害虫の補食しその発生を抑える効果があると考
えられる。 ６）アオコ対策効果 手賀沼のように毎年アオコが大量発生する湖沼に於いて
は本発明のイカダを大規模に設置する事により水中の栄
養塩をアオコに先んじて吸収し、またアオコへの太陽光
を制限し大量発生を防ぐ効果がある。 ７）空気浄化と気温の冷却効果 植物が二酸化炭素を固定する事はすでにしられているが
実験に於いて植栽植物の繁ったイカダ内部域の水温が直
射日光の当たっている水面より１〜２度ほど水温が低く
水域の冷却効果がある事が判明した。このことは溶存酸
素量増加、夏場の周辺環境温度快適化しうる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】イカダ本体となる木製パレットの斜視図であ
る。

【図２】植物植栽用ポットに加工したプラスチックボト
ルの斜視図である。

【図３】木製パレットの下板の間にプラスチックポット
を割ピンを用いて取り付けた状態を示す平面図である。

【図４】木製パレットの下板にプラスチックポットを割
ピンを用いて取り付けた状態を示す断面図である。

【図５】本発明の実施例を示すイカダの斜視図である。

【符号の説明】

１ イカダ本体 ２ イカダ下板 ３ 下板の割ピン通し穴 ４ プラスチックポット ５ プラスチックポットの折り返し ６ プラスチックポットの割ピン通し穴 ７ 出根用穴 ８ 塊茎流出防止板兼導水板 ９ 割ピン １０ 植物体 １１ 水中根 １２ 水面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 木製パレットにプラスチックボトルの加
   工品を固定して作ったイカダでの有用植物の水耕栽培兼
   水質浄化及び生態礁となるイカダ。
2. 【請求項２】 木製パレットにプラスチックボトルの加
   工品を固定して作ったイカダでの有用植物の水耕栽培兼
   水質浄化及び生態系回復の方法。