專利名稱：赤潮防除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及赤潮防除，特別涉及對海洋生態(tài)界的擾亂最小、容易且簡便地消滅赤潮微生物、并阻止赤潮微生物生長的赤潮防除方法。
為了防除這些赤潮，以往采用在密集生長赤潮微生物的水域中播灑黃土的方法。用黃土播灑來防除赤潮是利用黃土膠粒凝集和吸附海水中營養(yǎng)物質(zhì)、微小浮游生物等懸浮物質(zhì)的特性，從而用黃土凝集和沉淀赤潮微生物。通過播灑黃土除去有毒赤潮微生物的效果根據(jù)不同的種類而不同。Cocholdinium(旋溝藻屬)赤潮生物的除去效果在室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場的調(diào)查結(jié)果為70～80％。在日本實(shí)施的用酸性白土防除赤潮微生物的方法中，將Cocholdinium以外的14種赤潮生物作為實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到吸附、沉降和細(xì)胞破壞等效果。
但是，在利用播灑黃土來赤潮防除赤潮的方法中，在赤潮水域中播灑黃土需要從陸地開采黃土，從而引起陸地土壤的流失，而且需要大量開采、保管以及運(yùn)輸有重量的黃土，這就引起很難迅速運(yùn)到赤潮水域的問題。而且因?yàn)橐⒑茈y保管和儲存的黃土，在操作上也有困難。
當(dāng)播灑黃土?xí)r，產(chǎn)生浮游物暫時(shí)增加的副作用，會使魚類窒息死亡。當(dāng)將黃土播灑在海洋中時(shí)，黃土與赤潮微生物一起沉淀在海底，對海底棲生的生態(tài)界產(chǎn)生影響。即使播灑5g/l的黃土，在10小時(shí)后鮑魚的活動力也會弱化，24小時(shí)后約30％的鮑魚窒息死亡。
另外，Mesodinium rubrum，Alexandrium catenella，Prorocentrummicans等幾乎所有的赤潮微生物，在黃土播灑濃度為7,500mg/l以上時(shí)，產(chǎn)生中止浮游等防除效果(日本水產(chǎn)廳82)。因此，在寬30米、長1000米、深3米的赤潮帶，流失率算作50％時(shí)，計(jì)算的黃土播灑量為1012噸，需要大量的黃土。
最近作為赤潮防除方法，研究了在赤潮水域中注入臭氧(O3)的方法。臭氧分解時(shí)轉(zhuǎn)換為無毒性的氧(2O3→3O2)，不引起二次污染，對海洋生態(tài)界的擾亂最小。但是，臭氧發(fā)生器耗電量大且裝置規(guī)模大，而且還需要在船舶上裝載發(fā)電機(jī)，因此需要建造專用船舶。此外，赤潮主要在一年中的夏季發(fā)生，因此設(shè)施閑置期間過長。另外，在赤潮時(shí)期需要在船舶上裝載或拆卸有重量的臭氧發(fā)生裝置和發(fā)電機(jī)，操作困難。
特別是，臭氧不能儲存，因此赤潮量過多而在短時(shí)間內(nèi)需要大量的臭氧時(shí)，就超出臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)能力，不能及時(shí)注入臭氧。
如上所述，目前為止還沒有開發(fā)出對赤潮的防除具有實(shí)效性的具體對策，而且赤潮危害越來越大，因此急需有效的赤潮防除方法。
在本發(fā)明的赤潮防除方法中，在海洋中密集生長赤潮微生物的水域和赤潮帶里播灑氧化劑過氧化氫水(H2O2)，消滅并阻止赤潮微生物的生長。過氧化氫水通過發(fā)生器中氧的高氧化能力()，可有效消滅硅藻類和鞭毛藻類為主的赤潮微生物，而且分解后轉(zhuǎn)換為無毒的水和氧()，不產(chǎn)生二次污染，不擾亂海洋生態(tài)界。
而且，為提高對赤潮產(chǎn)生作用的氧化能力，可采用把上述過氧化氫水與催化劑二價(jià)鐵鹽(Fe2+)一起播灑，或播灑這些物質(zhì)的混合液。這是利用主要應(yīng)用于廢水處理的、氧化分解苯酚等難分解性有機(jī)物的以往Fenton(芬頓)氧化方法的原理。
為確認(rèn)用過氧化氫水對赤潮微生物的消滅效果，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，即在含有赤潮微生物的100升海水試劑中注入過氧化氫水，用磁性攪拌器攪拌3分鐘后，用顯微鏡觀察赤潮微生物的情況。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。在1.5mg H2O2/l的過氧化氫水注入濃度下，經(jīng)過30分鐘后，約12％的赤潮微生物中止浮游；在3mg H2O2/l的過氧化氫水注入濃度下，約93％的赤潮微生物中止浮游；在6mg H2O2/l的過氧化氫水注入濃度下，約100％的赤潮微生物中止浮游。經(jīng)過30分鐘后，中止浮游的微生物數(shù)量隨時(shí)間而增多。推測中止浮游的赤潮微生物主要是窒息死亡。
H2O2注入濃度和赤潮微生物的情況

在注入上述過氧化氫水的同時(shí)注入二價(jià)鐵鹽(Fe2+)催化劑。以FeSO4·7H2O與基準(zhǔn)H2O2重量比為1∶1的濃度注入的結(jié)果，在1.5mg H2O2/l(+1.5mg FeSO4·7H2Omg/l)濃度下約50％的赤潮微生物中止浮游；在3mg H2O2/l(+3mg FeSO4·7H2Omg/l)以上濃度下沒有觀察到注入FeSO4·7H2O產(chǎn)生很大影響，顏色變深，沒有沉淀物。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在3mg H2O2/l注入濃度下，經(jīng)過30分鐘后，90％以上的赤潮微生物中止浮游，其赤潮防除效果理想。以100％消滅為目的時(shí)，通過補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)確認(rèn)3～6mgH2O2/l是經(jīng)濟(jì)的注入濃度，而且確認(rèn)6mg H2O2/l以上的注入濃度是不必要的。
在3.0mg H2O2/l過氧化氫水注入濃度下，取得了93％的赤潮微生物中止浮游的防除效果。因此，在寬30米、長1000米、深3米的赤潮帶，流失率算作50％時(shí)，播灑50％濃度的過氧化氫水時(shí)，需要0.810噸的過氧化氫水。因此，過氧化氫水的所需量只不過是黃土播灑量的0.08重量％(0.81噸/1,012噸)，因此與黃土投入相比，所用量極少，操作和管理上更容易。另外，因?yàn)檫^氧化氫水的比重類似于海水，預(yù)測赤潮防除效率不高，流失量比黃土播灑時(shí)可能更多。
過氧化氫水播灑在海洋中的方法很多。本發(fā)明中作為把過氧化氫水播灑在赤潮中的方法采用了把具有多個(gè)噴嘴的管狀播灑機(jī)安裝在船舶或飛機(jī)等運(yùn)輸裝置中，用泵播灑過氧化氫水的方法。
即使播灑少量過氧化氫水，也能達(dá)到強(qiáng)防除效果，但因此而使播灑流量小，過氧化氫水和赤潮水域的海水就不能充分混合和接觸。本發(fā)明中通過把上述過氧化氫水與海水混合稀釋來增大流量，即通過過氧化氫水與海水的混合稀釋，播灑大流量的過氧化氫水，增大播灑流量，使得在赤潮水域中赤潮微生物和過氧化氫水有良好的混合和接觸。
在本發(fā)明中，過氧化氫水和赤潮的混合利用船舶的推進(jìn)用螺旋槳的攪拌力來實(shí)現(xiàn)。在用泵吸入海水向后噴出的方式得到推進(jìn)力的船舶中，在推進(jìn)用泵的吸入口注入過氧化氫水，利用推進(jìn)用泵的噴出和攪拌力，播灑過氧化氫水，與赤潮微生物接觸。
另外，也可以將泵裝載在船舶上，抽水并噴到赤潮水域，在泵的吸入管上連接過氧化氫水注入管，通過泵的攪拌力將過氧化氫水和海水充分混合。用泵的排出壓力在赤潮水域里播灑混有海水的過氧化氫水，由此防除赤潮。
如果使用滅火用消防船和消防用噴嘴，可在海水中混合稀釋過氧化氫水播灑，因此不需要另建船舶或裝置，也能容易地防除赤潮。
如上所述，本發(fā)明涉及的赤潮防除方法因?yàn)槔脷⒕?qiáng)、短時(shí)間內(nèi)可分解成無毒水和氧的過氧化氫水，使用量少，運(yùn)輸和播灑容易。同時(shí)，因?yàn)榭梢员３盅趸芰?、可以長期儲存，所以可以在不需要的時(shí)期生產(chǎn)后，在赤潮發(fā)生時(shí)期使用，因此不需要過多的生產(chǎn)設(shè)施。此外，本發(fā)明的方法不擾亂海底棲生的生態(tài)界，對海洋生態(tài)幾乎不產(chǎn)生不良影響。再有，利用消防船舶或用于播灑農(nóng)藥的飛機(jī)等，可以迅速且經(jīng)濟(jì)地防除赤潮。
發(fā)明的實(shí)施形式下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


圖1顯示了在海洋中赤潮微生物密集生長的水域和赤潮帶里播灑氧化劑的過氧化氫水，消滅并阻止赤潮微生物生長的本發(fā)明的赤潮防除方法。而且，涉及到搭載在船舶4的儲藏箱內(nèi)的過氧化氫水1用播灑泵2播灑在海洋中的實(shí)施例。
該實(shí)施例為了使過氧化氫水和赤潮微生物有良好的混合和接觸，構(gòu)造了在管子上設(shè)置有多個(gè)噴嘴的播灑機(jī)3。把上述播灑機(jī)安裝在船舶上，使其浸在海水面下，通過泵的排出壓力，從噴嘴中噴出過氧化氫水。為了使噴嘴位于水下一定深度的位置，在上述播灑機(jī)上設(shè)置有浮漂?；蛘咴趪娮斓母浇梢园惭b多種形式的攪拌用翼片(沒有圖示)，以增大攪拌力。
另外，本實(shí)施例的過氧化氫水運(yùn)輸和播灑裝置不限定于是船舶，也可以利用播灑農(nóng)藥的飛機(jī)等。
圖2顯示的實(shí)施例將上述過氧化氫水與海水混合而得到的用海水稀釋混合的過氧化氫水，增大播灑流量，得到海洋的赤潮微生物和過氧化氫水的良好混合和接觸。而且為增大對赤潮微生物產(chǎn)生作用的氧化能力，補(bǔ)充播灑催化劑的二價(jià)鐵鹽，或播灑過氧化氫水和二價(jià)鐵鹽(Fe2+)的混合液。更詳細(xì)地說，利用海水流入泵21進(jìn)行抽水，使海水流入混合槽，分別利用注入泵22、23把過氧化氫水1和FeSO4等二價(jià)鐵鹽11注入上述混合槽，把與海水?dāng)嚢柘♂尩幕旌弦?2用播灑泵2播灑在赤潮水域。
另外，本實(shí)施例中，為了利用船舶推進(jìn)用螺旋槳混合過氧化氫水和海洋的赤潮微生物，在推進(jìn)用螺旋槳5附近播灑過氧化氫水，此時(shí)通過推進(jìn)用螺旋槳的攪拌力，混合赤潮和過氧化氫水。
上述注入泵22、23優(yōu)選為定量注入泵(Metering Pump)。過氧化氫水和催化劑的注入量可通過設(shè)置在混合槽中的氧化還原電位傳感器(ORP Sensor)調(diào)節(jié)上述注入泵的工作。
在圖3所示的實(shí)施例中，將用于抽水并噴出赤潮海水面的海水流入泵2(兼用作播灑泵)的吸入管連接至注入過氧化氫水1的注入泵22的排出管，通過上述播灑泵的攪拌力和排出壓力，將海水和過氧化氫水混合并播灑。在本實(shí)施例中，過氧化氫水的播灑方法也可以采取利用第一實(shí)施例的播灑機(jī)或第二實(shí)施例中推進(jìn)用螺旋槳的方法，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離噴射，可以采用消防用的噴射噴嘴31。
特別是，利用消防船過氧化氫水和海水混合液的播灑，可以用肉眼確認(rèn)赤潮密集的水域，利用噴射噴嘴對準(zhǔn)而將把過氧化氫水稀釋液寬范圍地播灑到遠(yuǎn)處。
權(quán)利要求
1.赤潮防除方法，其特征在于，在海洋中密集生長赤潮微生物的水域和赤潮帶里播灑作為氧化劑的過氧化氫水，以消滅赤潮微生物和阻止其生長。
2.權(quán)利要求1所述的赤潮防除方法，其特征在于，用于將過氧化氫水播灑在赤潮中的裝置由具有多個(gè)噴嘴的管狀播灑機(jī)構(gòu)成，將所述播灑機(jī)安裝在飛機(jī)或船舶等運(yùn)輸設(shè)備上，來播灑過氧化氫水。
3.權(quán)利要求1所述的赤潮防除方法，其特征在于，把上述過氧化氫水與海水混合，通過播灑混合有海水的過氧化氫水來增大播灑流量，使赤潮和過氧化氫水的充分混合和接觸。
4.權(quán)利要求1所述的赤潮防除方法，其特征在于，把上述過氧化氫水與二價(jià)鐵鹽(Fe2+)一起播灑，以提高對赤潮的氧化能力。
5.權(quán)利要求1所述的赤潮防除方法，其特征在于，利用用于推進(jìn)船舶的螺旋槳或用于推進(jìn)的泵的攪拌力來進(jìn)行上述過氧化氫水和赤潮的混合。
6.權(quán)利要求3或4所述的赤潮防除方法，其特征在于，上述過氧化氫水和海水的混合是通過將抽吸海水從而噴出赤潮海水面的泵的吸入管與過氧化氫水注入管連接，利用泵的攪拌力和排出壓力，將海水和過氧化氫水混合并播灑。
7.權(quán)利要求3所述的赤潮防除方法，其特征在于，利用滅火用消防船進(jìn)行上述過氧化氫水和海水混合液的播灑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種赤潮防除方法，在海洋中密集生長赤潮微生物的水域和赤潮帶里播灑過氧化氫水(H
文檔編號B64D1/00GK1468814SQ0314830
公開日2004年1月21日 申請日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月3日
發(fā)明者韓相培 申請人:韓相培