利用钢渣制造改善海底环境用材料

1前言

        封闭性海域由于受到含有营养盐的生活排水的影响，容易在海底堆积含有大量营养盐和有机物的海底淤泥。流入海里的含有大量营养盐的废水，引起浮游生物的增殖。这些浮游生物的死骸成为有机物沉入海底后被分解时消费了氧。所以海底处于贫氧状态。在贫氧环境中，硫酸还原菌处于活性化状态。硫酸还原菌是生成硫化氢的细菌。由于淤泥堆积的海底是适于硫酸还原菌增殖的环境，所以淤泥堆积的海底成为了硫化氢的发生源。硫化氢不仅有恶臭的气味，而且毒性很大，使生物生息的环境恶化。对于这种淤泥堆积海底的改善方法是用天然砂进行覆盖。但是，现在日本各地都在禁止采取海砂。所以海砂替代材料就成为必须进行解决的问题。

        此外，日本的海岸区域，由于进行工业用地填海和建造直立护岸，使浅海和藻场正在消失。使浅海和藻场再生也是改善海洋环境的当务之急。

        Marine StoneTM是JFE钢铁公司开发的以钢渣为原料的海域环境改善用材。以下对Marine Stone的特点和应用事例进行简要介绍。

2 Marine Stone主要特点

        Marine Stone的外观见图1，成分如表1所示。其主要特点如下。

1）在淤泥堆积的海底覆盖Marine Stone，可以对海底的硫化氢和磷酸离子进行化学吸附，从而抑制海底硫化氢产生的恶臭，并抑制磷的溶出，

对恶化的海底和海底水进行化学改质。此外，由于抑制了硫化氢引起的氧消耗，防止了海底的氧贫化和青潮现象的发生。

2）Marine Stone的表面和间隙是海底生物附着的基盘，构筑了海底生物的生息环境。特别是对二枚贝、海鞘等浮游生物进行过滤，使海底和海底水净化。即提高了海底和海底水自净化能力。

3）与天然砂比较，Marine Stone的粒径大、粒子密度大，所以不会因波浪冲击而流失，具有很好的稳定性。因此在阳光照射的浅海区，Marine Stone具有藻类着生基盘的功能。

3 Marine Stone应用事例

3.1 Marine Stone作为海底改质材料的应用

        JFE钢铁公司和广岛大学共同在典型的封闭性海域福山内港（广岛县福山市）进行了利用Marine Stone抑制淤泥堆积海底产生硫化氢恶臭的实证试验。试验结果确认Marine Stone可以抑制淤泥堆积海底硫化氢的产生以及具有改善海底生物生息环境的作用。根据这个试验结果，将Marine Stone作为广岛县实施的“福山港港湾海域环境创造工程（内港地区）”的海底改善用材。在福山内港的67500m2海域覆盖了3.9万吨的Marine Stone。

3.2 Marine Stone作为浅海构建材料的应用

        浅海是水深10-15m以内的具有砂地、岩礁等海藻、鱼、贝生息场所功能的海域。近年来，由于海砂采取和沿海开发，天然浅海不断减少。

        JFE钢铁公司于2001年和2009年在濑户内海海域进行了浅海构建实证试验。这两次试验的场所都是海水较深、基本上没有海藻的场所。在该试验场所不构筑浅堤，只用Marine Stone进行施工。后来的调查确认，两次试验场所都成为天然浅海那样的鱼贝和海藻的着生基盘。

        根据这些试验结果，山口县岩国市沿海的人工浅海构建工程采用了Marine Stone。图2是使用Marine Stone构筑的浅海的图示。对该人工浅海构建工程的监控确认，大型海藻、有用品种鱼、贝类在此处着生，表明Marine Stone构筑浅海取得良好的效果。

4对Marine Stone作为环境保护材料的评价

4.1第三方技术实证验证

        2009年环境技术实证事业机构对Marine Stone的实证结果进行公示，实证号：090-0902。 此 外，Marine Stone在国土交通省信息注册系统注册，注册号：CGK-140003-A。

4.2 Marine Stone的外部评价

        JFE钢铁公司和广岛大学共同开发的“改善封闭海域环境的海水、海底净化材料Marine Stone”获得了第12届环保产品大奖， Marine Stone的作用得到承认。2016年JFE钢铁公司和广岛大学的“用循环利用材料Marine Stone改善海域环境技术”获得了2016年（第26届）日经地球环境技术奖的优秀奖。各次获奖中都对Marine Stone化学吸附封闭性海域淤泥海底产生的硫化氢，改善海水、海底环境，抑制硫化氢恶臭所发挥的作用，进行了高度评价。

【内容来源】世界金属导报