環境浄化資材としての木炭の利用法の開発

• 課題番号: 2003004408
• 研究機関名: 森林総合研究所
• 研究分担: 森林総合研究所
• 研究期間: 新規2003～0
• 年度: 2003
• 摘要: 環境浄化資材としての木炭の利用法の開発当年度の試験研究方法：1) アカマツ炭、カラマツ炭、スギ炭、コナラ炭、モウソウチク炭、活性炭の水質浄化能力を検証した。被浄化物質を含むモデル溶液として家庭用中性洗剤希釈液、および亜硝酸ナトリウム・酢酸アンモニウム・リン酸ナトリウムの混合液を、また実際の環境水として霞ヶ浦で9月下旬に湖水を採取しろ過した試料水を用いた。5～10メッシュの粒度に調製した各木炭をカラムに充填して各試料水を一定流量で通過させ、処理前後の水について物質濃度を測定した。留出水を再度木炭層に通すことを繰り返し、合計3回の処理を行った。カラマツ炭に関してはさらに生成温度の違いによる吸着特性の変化を調べるために400℃、600℃、800℃それぞれの条件で木炭を調製し、同様に吸着試験を行った。2) サクラの2品種（シダレザクラ、タカサゴ）の実生1年生苗木（樹高16～33cm）を竹炭（モウソウチク炭）を投入した容積50リットルの水槽と水耕液のみの水槽にそれぞれ1本入れて栽培した。水槽には純水とハイポネクス,微生物土壌改良材EM1で調整した水耕液を50リットル入れた。試験開始直後と40日後の水耕液を採取して窒素とリンの成分濃度を測定して、試験期間中の水槽内の窒素とリンの減少量を算定した。当年度の研究成果：木炭を用いた水質浄化作用は窒素系の汚れに対して効果があるが、用いる炭の原料樹種の選択および製炭温度条件が重要であることが判明した。水耕栽培への竹炭の併用により、水中の窒素とリンの減少量が最大で6割程度増大する効果が見られた。環境保全のための諸活動において木炭を利用する際の指針として有効な結果が得られた。1) モデル汚水の浄化機能について、カラマツ、スギ、活性炭において木炭層通過水のCOD値が低下する効果が見られた。しかしアカマツ、モウソウチク炭では有効な低減が見られず、原液のCOD値を上回る場合があった。亜硝酸態窒素はアカマツ、カラマツ炭が活性炭とともに良い吸着効果を示したのに対して、アンモニウム態窒素の吸着についてはコナラが最も良い効果を示した。すなわち炭の原料樹種により水中溶存物質の吸着特性には大きな差があることが明らかとなった。リン酸については、活性炭を除いて除去効果は全く見られなかった。霞ヶ浦湖水試料のカラマツ、スギ炭と活性炭による処理においてCOD値の低下が見られたが、コナラ、モウソクチク炭処理では逆に増加した。亜硝酸態窒素の吸着についてはモデルで成績の良かったアカマツ、カラマツに加えてコナラでも濃度低下が見られた。アンモニウム低減能はすべての炭試料で効果が見られ、特にアカマツとスギ炭で良い除去率を示した。リン酸に関してはいずれの炭でも除去効果は見られなかった。カラマツ炭の生成温度による差については、400℃の炭ではCOD値の低減効果が無いが800℃では原水の40％程度にまで減少した。また亜硝酸態窒素、アンモニウムイオンの各項目においても炭の生成温度が高いほど高い除去能力を示すことが明らかとなった。しかしリン酸についてはいずれの温度の炭でも除去効果がみられなかった。2) 水耕栽培での竹炭併用による水質浄化機能に関して、処理1（シダレザクラ水耕栽培＋竹炭併用）と処理2（シダレザクラ水耕栽培のみ）の全窒素の試験開始時から終了時までの減少量を比較した場合は、処理1の減少量が処理2の結果の1.2倍であった。処理3（タカサゴ水耕栽培＋竹炭併用）と処理4（タカサゴ水耕栽培のみ）を比較した場合は、処理3が処理4の約1.4倍の減少量を示した。全リン減少量については、処理1は処理2の1.6倍であった。また、処理3は処理4の1.2倍であった。以上サクラ2品種の水耕栽培において、竹炭を水耕液に入れることで窒素とリンの減少量がサクラ単独の水耕栽培よりもいずれも2～6割大きい結果が得られた。
• カテゴリ: さくら 水耕栽培 土壌改良 品種