| 研究課題/領域番号 |
15K00603
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
山本 健太郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40305157)
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| 研究分担者 |
根上 武仁 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30325592)
中島 常憲 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (70284908)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 環境材料 / ３Ｒ / リサイクル材 / 藻場基盤材 / 低環境負荷 / 火山灰 / 海の森づくり / 長期モニタリング |
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| 研究実績の概要 |
開発した藻場基盤材を2013 年5 月に鹿児島湾に海中投入・設置してから2015年9 月までの2.4カ年に渡る海中モニタリングを実施してきた。その結果、現在のところ、陶磁器破砕片や少量の鉄分（使い捨てカイロ）の混入が海藻の活着やその後の生育にたいへん有効的であったと言える。また、コンクリートのようなセメント量が多い基盤材も比較のために海中投入したが、そちらの方には全く海藻の活着が見られなかったことを付け加えておきたい。
さらに、今までは木製型枠を主として用いてきたが、脱型が容易ではなかった。そこで今回、脱型が容易となる鏡板を用いた鉄製の藻場基盤材型枠を開発した。これを用いて、セメントの配合割合が2.9％と0％の基盤材を製作した。新しい基盤材の形状は、直径40cm、高さ14cm、重量約25.7Kgの円盤型であり、これまでの基盤材と比較して、大きく形状は変化していない。また、藻場基盤材の製作と同時に、同じ材料を用いて、供試体（直径約5cm、高さ約10cmの円柱形）を作製した。28日養生後の一軸圧縮試験結果では、セメントの配合が0％の場合でも一軸圧縮強さが約0.3MPaあり、それなりの強度を有し、持ち運びなどにも問題がないことが確認された。円柱形供試体と天然海水を用いた、環境庁告示46号に準拠した溶出試験においてはセメントの配合割合が2.9％と0％ともにpHの大きな上昇は見られなかった。なお、セメントの配合割合が0％だと、浸漬後に若干壊れやすくなる傾向も確認できた。
現段階では、セメントを全く含有しない藻場基盤材を製作することができ、環境に優しい藻場基盤材の開発ができた。また、従来のように半永久的なものではなく、壊れて自然に還るような基盤材に近くなったと考えられる。さらに、今回開発した藻場基盤材の海中投入は、鹿児島湾に今年の6月以降に実施したいと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
海中モニタリングは現在のところ、鹿児島湾でのみ実施してきており、今年度はこれまでの海域に加え、北九州の海域においてもその地域での低環境負荷型となる藻場基盤材を開発し、海中投入し、長期モニタリングを開始する予定である。
これまでの木製型枠ではなく、脱型が容易となる鏡板を用いた鉄製の藻場基盤材型枠（安価でタフ）を開発することができた。また、セメントの配合割合が0％となる、環境に優しい、産業廃棄物リサイクル材を有効活用した藻場基盤材を開発することができた。これにより、セメントの配合割合を減らすと、半永久的なものではなく、壊れて自然に還るような基盤材が作製できることが確認できた。
2015年12 月に数基の基盤材を作製することができたが、真冬のため、海中モニタリングを十分に実施することは不可能であった。１年間でモニタリングまで実施するならば、最低限、秋までに製作を終え、海中投入を実施する必要があることが再認識された。
さらに、より効果的な産業廃棄物リサイクル材の発掘や、他地域の海域における海中投入と海藻生育モニタリングが必要と感じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
海藻の生育及び基盤材の性状変化（破壊の進行）モニタリング結果を考慮して、リサイクルマテリアルの種類やその配合割合の修正を検討する。そして、環境試験を実施し、溶出特性も明らかにする。次に、藻場基盤材の製作時期、養生時間や製作工程の改善や見直し等も実施する。
さらに、海藻の生育モニタリング結果を考慮して、基盤材の形状や表面形状（ざらつき）の修正を検討する。また、廃鉄粉の量や質を変化させ、それらをセメントペースト状にして基盤材の表面上に埋め込むことによって、海藻の活着・生育に対する鉄分の有効性を定期的に検討する。
研究代表者が所属研究機関を異動したこともあり、北九州の海域（苅田町周辺、長崎県佐世保市や佐賀県唐津市など）においても、その地域での低環境負荷型となる藻場基盤材を開発し、海中投入し、長期モニタリングを開始する。
山本が配合割合の修正、試験を行い、藻場基盤材の製作時期、養生時間や製作工程の改善、新たな低環境負荷となるリサイクル材の発掘を実施する。次に、山本、根上がこれまでのモニタリングに加え、環境リスク検査や溶出試験、廃鉄粉の割合の検討を担当する。そして、数十個程度の基盤材を今年の秋までに製作し、海中投入まで実施したいと考えている。
今後は、沿岸海域環境の改善を主目的に、大量の陶磁器屑と藻場基盤材を活用した環境改善手法を実際の沿岸海域にて提案していく予定である。さらに、経済的、環境的にも優しく、環境教育や防災面にも活用できる、リサイクルマテリアルを有効活用した藻礁を創造していきたい。なお、今年度から付加価値的なものであるが、学校などにおいて｢海の森づくり｣などの環境教育の材料として、環境教育を広めていきたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
物品をあまり購入せず、基盤材の型枠なども別の経費で購入したため。また、初年度のため、研究成果発表もそれほど活発ではなかった。さらに、次年度に他の海域での海中投入とモニタリング、数十個程度の基盤材製作を予定しているため
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| 次年度使用額の使用計画 |
基盤材製作に必要な物品費や消耗品費、鹿児島湾でのモニタリング旅費、他の海域での海中投入とモニタリングのための旅費や研究成果発表のために旅費に使用する計画を立てている。
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