2014 Fiscal Year Research-status Report
発光ダイオード光源を利用した海洋付着生物の着生制御実験と船舶運航管理への新展開
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26420824
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
三村 治夫 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (90190727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 吉治 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (10174567)
広野 康平 神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 准教授 (80346288)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フジツボ / キプリス幼生 / 青色LED / 着生制御 / 船体防汚 / 付着生物汚損 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究の意義と重要性】人類が最初に船を海に浮かべたのはギリシャ時代と言われている。それ以来、船底は付着生物の生育場所ともなっている。船底で成長したフジツボ群集は船体粗度を増加させ、摩擦抵抗増加の原因となる。船速を維持しようとすると、燃料消費を増加させねばならず、船舶運航の経済性が悪化する。持続可能な海上輸送を継続するには、「船底防汚」手法の開発は最重要課題といえる。発光ダイオード(LED)を利用した船底生物汚損を阻止する手法は付着生物の生理学的特性を利用するため、環境汚染を起こさない利点がある。
【具体的内容】青色(465nm)とアンバー(600nm)LEDを使用し、キプリス幼生の着生制御実験を行った。LED36個を6行6列(3.0cm×3.5cm)に配置した光源を作成し、厚さ3 mmの透明アクリル板で覆い、可変抵抗器で放射照度の最大値が概ね500 W・m-2 (青色LED:546.1 W・m-2;アンバーLED:479.1 W・m-2)に調整した。放射照度測定は大気中で行い、測定値は光源から1cm離れた位置(付着板設置位置)での値である。秋季、この装置をフィールドに20日間浸漬し、光源直下(3.0cm×3.5cm)領域の個体数を計数した。得られた結果を以下に示す。
・青色LED光源直下へのキプリス幼生の着生率はゼロ%・cm-2であった。同時に、光源を照射しない実験を行った結果、対照面積への着生率は0.3%・cm-2であった。
・アンバーLED光照射下では、着生率1.7%・cm-2であった。
以上の結果は、高い放射照度を有する青色LED光がキプリス幼生の着生阻害に有効であること及びアンバーLED光はキプリス幼生に対し誘因効果のあることを示唆している。
上記以外に、航路及び寄港地で海水を採取し、キプリス幼生の個体数を顕微鏡観察及びDNA増幅を利用したqPCR手法で推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フィールド実験結果は、高い放射照度 (500 W m-2) を有する青色LED光にフジツボキプリス幼生の着生を阻害する効果があることを示唆している。船舶の停泊時及び錨泊時並びに船速低下時、青色LED光源をデッキから水面下へ懸垂しなければならないが、化学物質を使用せず、付着生物の船底への着生行動を阻害する手法の開発へと進展が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
放射照度の最大値を概ね500 W・m-2とした青色LED光源を使用し、付着板面の光源直下に対応する領域への着生率が顕著に低下する「光源からの距離」を決定する。この距離が、「船底と光源間の最適な距離」に該当する。具体的には、LED光源に面した付着板表面を船底にみたて、光源から付着板までの距離を1 cm、3 cm、そして5 cmとしてフィールド実験を実施し、キプリス幼生の着生個体数を計数する。実験結果から、着生阻害に有効な「船底と光源との距離」が推定できる。
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| Causes of Carryover |
9円の繰越金が生じた理由は、前年度の研究が計画通りに概ね実施でき、これ以上の経費使用の必要性がないと判断したからである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越金は翌年度の消耗品購入費に繰り入れ、研究がより円滑に進展するように努力する。
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