JPS6211599A - マングロ−ブによる海水の淡水化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は海水の淡水化処理法に関するものである。

（発明の背景） 近年、海水の淡水化法としては蒸溜法、イオン交換法、
逆浸透膜法等の利用が各方面で実用化されてきている。

しかし何れの方法においてもその装置の大型化とこれに
伴う処理法の複雑さと経済的理由により適切な処理法が
要求されている現状である。

（発明の目的） 本発明は以上の現情に鑑み、天然に存する微生物等を利
用して簡単かつ安価に海水を淡水化する方法を提供する
ことを目的とする。

（発明の概要） 前記しミロ的を実現するための本発明よりなる本発明方
法の特徴は、マングローブを裁断した細片を容した処理
媒質層に、被処理海水を注加通水させるところにある。

本発明において、前記した方法が採用され友理由は次の
ことによる。

すなわち、マングローブは熱帯地方の海辺や河口の泥土
質に発達する特殊な森林で紅樹林とも云い、ヒルギ科、
ヤマブシキ科、センダン科、クマノル科などの喬木を主
とし密生して枝から多数の気根を海中に延す性質があり
、それを構成する植物の種類は世界で１７属１２０種類
に及んでいる。

マングローブ樹種生態的特性は、第１に耐塩性好塩性で
、あるところにある。

即ち立地の塩分濃度が高いのでマングローブ植物は、塩
分を海水からこしわけて、水分だけを吸収しなければな
らない。海水の浸透圧は２４気圧ほどあるが、そこから
水だけを吸収するには、それよシも高い浸透圧をもつこ
とが必要である。マングローブの組織汁液の浸透圧は通
常３２〜３３気圧もある。根の部分の細胞は極めて有効
に塩分の侵入を防ぐので、道管中の水はふつうわずか０
、１４位の塩素を含むにすぎず、殆んど真水といって良
い。外界との大きな濃度差の結果、根の原形質膜には数
十気圧もの圧力がかかつていることになるが、この抵抗
を排除して高浸透圧の水から吸水するためには大きなエ
ネルギーを要する。それは根のさかんな吸呼作用によっ
てまかなわれる。

しかし泥土中は殆ど無酸素状態であるので、根に対する
酸素の補給は極めて重要な問題となる。マングローブ植
物にさまざまな気根が発達しているのはこのｉめである
。

また、マングローブは滴潮時に気根が先端まで水没する
と気道系への空気の供給は絶たれる。この状態では根が
呼吸して、炭酸ガスを発生すると。

それは根の組織中の水に溶けるので消費され九酸累分だ
け防圧が生じる。

気根の尖端が水面に上ると皮目がら空気が吸いこまれて
根の道管内の空気は急激に常圧に戻る。水没中の根の中
の空気中の酸素含有量は５〜１０％しかなく、干潮にな
ると徐々に１０〜１８％に回復する。これは皮目と気道
を通じて外界と空気の交換が行われていることを示し、
気根が水面に出るときの急激な空気の流入がこの交換を
助けている。このときにＮａＣＬの収支がある。

マングローブの樹種生態的特性の第２は、水の中に生え
ているのにかかわらず「生理的転生」植物である点にあ
る。

−ｒｙグローブの内ヒルギダマシ属は水分生理と塩分収
支の点でこの類では道管中に０．５％の塩素を含み蒸散
速度も他の種の倍くらい大きい。従って葉の塩分蓄積も
甚しく葉の組織の浸透圧は４０〜６０気圧位るる。マン
グローブ樹の細胞液は高濃度の塩分を含み浸透圧も高く
、一般に暖帯の常緑樹では高くても３０気圧はどである
が、マングローブの中では１６０気圧にもなる。これ等
は極度な高い浸透圧、不安定な基質など、その生育地の
特殊な環境条件に調和するために生じた適合的関係であ
る。

又マングローブ樹皮中にはタンニンが２０〜３０チ含有
されている。

以上のようにマングローブ林の立地条件が陸上の森林と
甚だしく異る点は、塩分濃度が高いことと泥中の通気が
悪く無酸素状態であることに要約される。

マングローブ樹種の生態的特性は第１表Ａ、Ｂの如く そして、マングローブは食塩濃度の高い環境に対応した
特殊の生理作用と機能をもっており、その顕著のものは
体内に吸収した塩分を体外に放出するため水孔が葉の表
面によく発達していることにある。

マングローブの浸透圧が陸生植物に比較して数倍〜１０
数倍高いので海水（浸透圧１５〜４０気圧）から塩分を
除い友水分を吸収して生育しておシ葉の部分にはかなり
高濃度の食塩が含まれている。

一例としてアメリカヒルギ（Ｒｈ１ｚｏｐｈｏｒａ　ｍ
ａｎｇｌｅ　）の葉のしぼシ汁に含まれる各イオン濃度
＜Ｓ＞を示せば次の通りである。

この食塩濃度は海水の３倍位であり、海水と葉の浸透圧
の差は根から水分を吸い上げるのに必要であシかつ妥当
な値である。

マングローブの根の導管内の食塩濃度は０．０２チであ
るｔめこの値は海水のイオン濃度に比較してはるかに小
さく、根の表面からは海水中の塩分金ある程度除去して
吸収していることになる。従って根の表面にはＮａ　、
　ＯＬなどの量をコントロールしながら吸収できる生理
機構があるものと推定される。このようにして導管内に
吸収された低濃度のＮａ　、　ＯＬなどのイオンは１葉
の細胞では積極的に吸収され、上記し几ような高濃度の
塩分を含む細胞体を形成する。マングローブの葉の細胞
が根とは全く逆にＮａ　、　ＣＬイオンを積極的に吸収
する何らかの働きをする機構を備えている。即ち塩分を
コントロールし乍ら吸収する機能と、その結果生じ九細
胞内の塩分濃度の上昇による高浸透圧とが関連しあって
強い耐塩性を示すと考えられている。

本発明は、このようなマングローブの根、幹。

枝１葉のもつ特性とこれらに生息しているマングローブ
由来の菌などを増殖せしめて海水をよシ効率的に淡水化
を図る方法を考えたのである。

本発明において、海水を注加通水する九めに調整される
処理媒質層は、裁断し九マングローブの細片を適宜の槽
内に充填することによって構成される。

マングローブ細片はその粒度１粒度分布、および成分組
成を所望の範囲内のものとして使用されるが１粒度は好
ましくは細片径０．３〜５−の範囲とすべきである。細
片径が０．３−以下のものを用いると目詰ま＃）ｔ−生
じ易く、まｔ５■以上では微生物培養基質としての単位
面積当シの表面積が小さくなって充分な能力を得ること
ができないからである。

ま友マングローブ細片の粒度分布０．３〜１−３０チ、
１〜３■３０チ、３〜５■４０チが好ましく、成分組成
はセルローズ６０〜７０％、リグニン１５〜３０１ペン
トデン１３〜２５チ、水分１１〜２０チ、樹脂質０．３
チ１食塩０．０１チ。

硫黄ｏ、ｏｏｉｓのものが好ましく用いられる。

本発明に用いられるマングローブは、前記第１表Ａに記
載の各員のものが殆ど利用可能であるが。

好ましくはホウガンヒルギ（ｑ）を用いることがよい。

処理媒質層を構成するマングローブの細片は、第５図（
ａ）〜（ｄ）の組織図（根、幹）に示される分布 Ａニー原表皮　　　　　　　０．５％ Ｂニー表皮　　　　　　　　１．５％ Ｃニー海綿状コルク質　　３０　％ Ｄ−−木質部　　　　　　４０　チ Ｅニー海綿状コルク質　　１０　チ 葉の部分　　　　　　　　１８．５％ 會細粉混合し、又は各部毎に細粉化してこれを層状に区
画して処理媒質層を形成することができるが１通常、根
と幹の部分が６０％以上の割合で用いられる。

ま友処理媒質層は、マングローブ細片を単独に用いて構
成する場合の他、これに更にマングローブ由来のｍｔ培
養して添加するようにしてもよい。

ここで、マングローブ由来の菌はその詳細は必ずしも明
らかでないが、常法によシ培養することができる。すな
わち、微生物の生育に必要な栄養源を含む例えば下記寒
天培地を殺菌した後、別に殺菌した食塩溶液全０．５〜
５チの濃度になるように加え、適当量をシャーレに分注
し、放冷しながら寒天培地全固定化する。一方、泥のつ
いたマングローブ気根部分と葉の部分の各々を細粉し、
１〜３．９ｒ’ｋｌＯ−の滅菌水に充分分散させて試料
を調整し、この試料の２〜３滴を食塩寒天培地の上に滴
下し、さらに寒天培地の表面に均一に塗布しこのシャー
レｆ：２５℃〜３７℃で１〜３日間培養し、出現したコ
ロニーを拾い上げ前記した寒天培地を入れた試験管斜面
上に植え替えて保存する。

寒天培地 グルコース　　　　　　５％ 燐酸アンモニウム　　　１ でんぷん　　　　　　　１ 寒　　　天　　　　　　　　１〜３％ 食　　　塩　　　　　　　０．５〜５％また前記処理媒
質層は、マングローブ細片と混合して、又は独立した層
として多孔質セラミック、及び又は貝粉を添加するよう
にしてもよい、これらの多孔質セラミック、及び又は貝
粉は、担体として微生物の増殖が起こる細孔の寸法条件
は１***ま九は出芽によって増殖する微生物では７０％
の細孔の寸法が微生物の短軸の大きさと長軸の５倍の範
囲であることが増殖に必要な条件であることが知られ居
シ、胞子をつくって増殖する微生物では胞子の短軸の大
きさと長軸の１６倍の間の寸法のときに増殖が起るため
本発明では之に適合した多孔質セラミックを併用するこ
とにより一層の効果を上げる究めに使用している。

本発明における処理媒質層への海水の注加通水は１層の
構造（混合層、あるいは層状に区画した層）によるが、
一般的には２〜１０１層ｍ”・ｈｒ　、好ましくは２〜
４１層ｍ”・ｈｒとすることが望ましい。

を要処理温度は、２０〜３５℃、好ましくは２５〜３０
℃とされることがよい。

ま危更に、層内が４時間以上嫌気状態にあると処理能力
の低下を招くので、適宜通気を行なうのが好ましい場合
が多い。

（発明の効果） 本発明によれば、天然資源を用いて海水の淡水化を能率
よく行なうことができ、しかも処理操作は、処理媒質層
に対して海水を注加通水させることで足りるため、極め
て簡便であり、工業的規模での実施においてその実用上
の効果は極めて大なるものである。

（発明の実施例） 実施例１ 第５図に示すマングローブ材（ひるぎだまし属（Ａｖｉ
ｃ＠ｎｎ１ｄ　）のアビアビ種（Ａｐｌ−Ａｐｌ）を夫
々Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅに区分して細粉とし、これを第１図およ
び第２図に示す装置に設置した。

本実施例の装置は１円筒閉塞定検１内に、同心多重をな
すように有孔円筒２，３，４．５を設けて、最外環路を
海水注入部、最内路（軸心路）から処理水を取出し、タ
ンク７、循環圧力ポンプ８゜および海水注入管ノズル６
ｔ−介して、処理水を循環（槽内では渦流音生じさせる
）させるようになっている。

そして本・例では前記有孔円筒によって仕切られ九空間
内に、最外環路の内側から、前記Ａ、Ｂ。

Ｃ材の細粉、Ｄ材の細粉、Ｅ材の細粉を夫々充填し、ｆ
た定休１内の下部には、多孔質セラミック層９および貝
ガラ粉層１０ｔ一層状に設けている。

本例における各層の構成は次の通りである。

細粉粒度　　量 Ａ、Ｂ、Ｃ混合層　　　　０．３〜５■　　　６に９Ｄ
　　層　　　　　　　０．５〜５ｍ　　　　４ｋｌ？Ｅ
　　層　　　　　　　１〜５■　　　２に９多孔質セラ
ミック層　　　２〜８．３ 貝　　粉　　層　　　　５〜１０１ｍ　　　２なお、多
孔質セラミックは次の組成、特性のもの金用い友。

第　　２　　表　　Ａ 組成：重量％ 第２表　Ｂ 処理条件、および処理結果（淡水化率）は下記第３表に
示した。

第　　　　　３　　　　　表 実施例に使用した海水は千葉県大洗海岸の陸地よｐ３１
ａｍ沖合のものを用い友。その分析結果はＣ１−１８，
８６８％−ｔ’あり友。之ｔ−１００として淡水化率を
算出し几。但しこのＣｔの中には微量のＢｒ　ｒ　Ｉ　
＊Ｆが含有されている。

実施例２ 処理槽１１ｔ−第３図に示した直方体とし、被処理水を
一方向に注加通水すると共に、処理媒質および処理条件
（第３表参照）を変更した他は、実施例１と同様にして
淡水化処理を行なった。

Ａ、Ｂ、Ｃ混合層　　　６に９ Ｄ　　　　　層　　　　　　　　３　　ゆＥ　　　　　
層　　　　　　　　１．５　ｋｌ！結果は第３表に示し
た。

なお、循環圧力ボン７’１２は起泡作用を併せ備え友も
のとなっている。

実施例３ 実施例１，２と同様、細粉化し穴マングローブ細片Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅを混合しｔものに予め準備したマングロ
ーブ由来の菌を充分浸透させ、これを第５図に示す本体
１の底部よシ夫々貝ガラ粉３に９、多孔質セラミック３
に９、マングローブ細片の混合物（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ
　）８に９を装填して槽を構成し友。

本例では、海水充填タンク７内の海水を定量ポンプ１５
によって２１／ｈｒの割合で槽１上部より注加し、槽下
部よシ処理水タンク１３に処理水を取外貯留した・ なお１４は通気のための空気定入管である。

処理条件、処理結果は前記第３表に示した。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の実施に用いる装置の構成概要−例
を示す図、第２図は第１図１−１線の断面図、第３図お
よび第４図は夫々本発明方法の実施に用いる他の装置の
構成概要例を示す図、第５図（ａ）〜Ｕ）はマングロー
ブ前葉の組織を断面で示しｔ図であり、（ｂ）・（ｅ）
　、　（ｄ）は、夫々（１）図のｎ−ｕ線。 ■−■線、　ＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 １：槽、　　　　　　　２，３，４，５：有孔円筒。 ２’、　３’、　４’　：有孔板、　　６：海水注入管
ノズル。 ７：タンク、　　　　　　８：循環圧力ポンプ。 ９：多孔質セラミック層、 １０：貝粉層。 第１図 第２図 第４図 第５ （α） 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マングローブを裁断した細片を容した処理媒質層に、被
   処理海水を注加通水させることを特徴とするマングロー
   ブによる海水の淡水化方法。