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ドブ池ドブ川奇跡の復活炭博士が行く 小島 昭(群馬工業高等専門学校特命教授)
強くて、軽くて、燃えない、夢の新素材、炭素繊維。だが、この“炭”には、もうひとつ驚くべき力があった。水質浄化能力だ。炭素繊維による水辺再生の第一人者、群馬高専の小島昭教授の東奔西走。
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豊かな榛名湖の再生に取り組む小島昭先生(左)とホテル経営者の倉科萬代さん。倉科さんは「湖のためになれば」と、個人でも周辺の植林や草刈りなど地道な活動を続けている

いのちにやさしい炭の糸
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冬の湖畔はワカサギ釣りの客で賑わう。群馬県・榛名(はるな)湖はそのメッカのひとつだ。1990年代後半、ワカサギが湖から消えたことがあった。生活排水の流入による水質の悪化が原因だった。地元の要請を受け手一肌脱ぐことになったのが、群馬高専の小島昭教授である。人呼んで炭博士=A炭素繊維による水質浄化技術の開発者だ。
小島
地域のまとめ役である老舗ホテルの社長から頼まれて、二つ返事で引き受けました。私も実証実験の場所を探していたところでしたので。実験は社長が提供してくれたホテルの私有地、湖岸の一区画で始めました。炭素繊維というのはアクリルなどを炭化させてつくる、髪の毛より細い、いわば炭の糸≠ナ、これを1万本以上束ねたものを数百束ずつ湖に沈めて、人工の藻場をつくったんです。水中カメラで観察してみると、5〜6週目ぐらいから劇的な変化が現れました。
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水中映像を見ると、初めの頃にくらべて炭素繊維の周囲の水が明らかに透明度を増していて、逆に、繊維の束には大量の汚れが付いていた。しかも、炭の糸の驚くべき力はそれだけではなかった。
小島
ほら、何かがわーっと湧いているでしょう。プランクトンです。そしてこれをエサにする魚たちが、呼び寄せられるように集まってきたんです。肝心のワカサギもやってきた。驚いたことに、ふつうは水草に産みつける卵を、炭素繊維に産みつけたんです。ふ化した稚魚も繊維を隠れ家にして成長しました。これは、メダカを使った水槽内での実験でも確認できました。水をきれいにし、魚を集め、繁殖を促す。水中の生態系のなかで、炭素繊維は水草と同様、いや、それ以上の役割を果たすことが実証されたわけです。この映像は私に、研究のたしかな手応えを与えてくれました。
右=榛名湖で最初に実験を行った地点を指す小島先生。左=その場所に設置した「ムカデ型」と呼ばれる初期型の浄化材。中=水に入れると一瞬で広がる炭素繊維の束
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研究を始めたきっかけは、まったくの偶然だった。
小島 
20年ほど前、炭素繊維をうっかりドブに落としてしまったんです。引き上げて触ると、表面がヌルヌルしていた。なぜヌルヌルしているんだろう……そう考えたとき、頭をよぎったのが、過去のある記憶です。私は以前、歯の治療で顎の骨に埋め込むインプラント(人工歯根)を、丈夫で軽い炭素材料でつくる研究に取り組んでいました。その際、炭素材料が骨細胞などの生体組織となじみやすいことを知ったのです。この性質を「生物親和性」といいますが、ドブでついたヌルヌルも同じで、水中の微生物が引き寄せられてできた生物膜でした。この微生物が水中の汚れやヘドロを分解して環境を浄化し、またほかの水中生物の餌にもなるんです。つまり生態系を再生してくれるのです。あのヌルヌルにピンと来なければ、炭の糸で水質改善をしようなんて考えもしなかったでしょうね。
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炭素繊維を入れた翌年、榛名湖のワカサギは劇的に復活。観光客も倍に増えた。小島教授は各地でこうした実験をおこない、ドブ池・ドブ川を次々と甦らせていった。その数は約500カ所にのぼる。
小島 
海でも試しましたが、繊維を束ねただけの形状では、フグやカワハギなど鋭い歯を持つ魚に噛み切られてしまうことがあるんです。炭素繊維は引っ張る力にはきわめて強い半面、ひねりや挟み切る力には弱いのです。そこで京都の織物屋さんと相談し、炭素繊維を西陣織の技術で、布状に織り上げ、海の使用にも耐えられるものを開発しました。ただ、全国の水辺を巡るうちに、炭素だけでは越えられない壁にもぶつかりました。湖沼が緑色に染まるアオコと、海面が赤くにごる赤潮です。
アオコ、赤潮、磯焼けに挑む
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漁業に甚大な被害をもたらすアオコや赤潮のおもな発生原因は、生活排水や産業排水などに含まれるリンだ。高濃度のリンを、炭素繊維だけで除去するのはむずかしい。教授はこの難題を、炭素に鉄を組み合わせることでクリアした。
小島 
鉄材はそのままでは水に溶けませんが、炭素材と接触させると、鉄イオンになって溶け出し、これが水中のリンと結びついてリン酸鉄になります。リン酸鉄は水に溶けず沈殿するので、水中のリン濃度が抑えられ、アオコや赤潮が発生しにくくなるというわけです。特別な薬剤もエネルギーも要らないこの方法なら、環境に負荷がかかりません。しかも炭素と鉄の組み合わせには、もうひとつ大きなメリットがあるんです。私がそれを発見したのは、佐渡島の加茂湖で2011年から始めた実証実験のときでした。
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群馬高専内の小島研究室。
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汽水湖の加茂湖ではカキ養殖が盛んだが、よく赤潮が発生し、カキが死滅することがあった。生活を支える湖の危機に、地元関係者が望みを託したのが、やはり教授の技術だった。
小島 
炭素繊維と鉄材からなる鉄分供給材をカキ養殖用のイカダにつりさげて、湖に80基設置したのですが、漁師さんたちは不安そうでした。無理もありません、大切な漁場によくわからないものを入れるんですから。でも1年後、実験結果を見て漁師さんの目の色が変わりました。当初、期待したリンの除去と、それによる赤潮浄化という効果が現れただけでなく、鉄分供給材を引き上げてみたら、何とそこに、カキの卵や稚貝がびっしりとくっついていたんです。漁師さんによると、それまで湖がきれいだったときも、こんなカキの着卵はなかったといいます。しかも着いた卵はいままでの養殖より早く、大きく成長したのです。カキの着卵や生育促進は赤潮抑制の効果だけでは説明できません。研究の結果、卵は生物親和性の高い炭素繊維に好んで付着することや、水中に溶け出した鉄イオンがカキの餌となるプランクトンや、磯焼けを防止する海藻を増殖し、カキの成長を助けることがわかりました。湖を赤潮から救った炭と鉄が、新しい養殖技術の可能性に道を開いたわけです。
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小島教授はこの手法をさらに改良し、東日本大震災で被災した三陸地方のカキ養殖の復興にも役立てている。そして13年春からふたたび原点の榛名湖へ。ここ数年来、またワカサギが減っているというのだ。
小島 
魚の生育に欠かせない藻場が失われたためです。昔の榛名湖は、足がからまるから泳ぐなといわれたほど、水草が生い茂っていたのに、ほとんど枯れてしまいました。海でいう磯焼けと同じ、水中の鉄分不足が原因です。そこで炭と鉄に新しく腐葉土を混ぜた鉄分供給材を入れたところ、秋になって水草の再生が確認されました。私の炭素研究の恩師が言っていました。「人類が困ったとき、炭素がその問題をかならず解決する」と。炭の力に魅せられて半世紀。全国を飛び回る私を、この言葉が勇気づけてくれます。
Profile

こじま・あきら 1943年群馬県桐生市生まれ。68年に群馬大学工学部卒業後、群馬工業高等専門学校に勤務。2009年から現職。専門は無機材料、複合材料、環境化学など。長年炭素材料の研究開発に取り組み、近年は炭素繊維を用いた水環境保全の分野で数多くの実績をあげている。著書に『炭素―微生物と水環境をめぐって』『「かめの甲」なんてこわくない』などがある。
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上=ゴルフ場の池でおこなった炭素+鉄によるアオコ除去の実証実験、下=佐渡島のカキ養殖場で鉄分供給材に付着したカキの卵や稚貝
CONTENTS
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コンテンツ
・ふるさとの空に赤トンボを呼び戻す 前田 清悟(NPO法人たつの・赤トンボを増やそう会理事長)
・大自然がくれた至福の味 カニ漁師奮戦記 吉浜 崇浩(カニ漁師、株式会社「蟹蔵」代表)
・カラスを追い払うタカ─害鳥対策の現場から 石橋 美里(鷹匠)
・タカの渡りを追う 久野 公啓(写真家、渡り鳥研究家)
・微生物が創り出す極上ワイン 中村 雅量(奥野田葡萄酒醸造株式会社 代表取締役)
・「海藻の森づくり」で海も人も健康に 佐々木 久雄(NPO法人 環境生態工学研究所理事)
・大学をニホンイシガメの繁殖地に 楠田 哲士(岐阜大学応用生物科学部准教授)
・面白くて、おいしい「キッチン火山実験」 林 信太郎(秋田大学教授、秋田大学附属小学校校長)
・世界で唯一、エビとカニの水族館 森 拓也(すさみ町立エビとカニの水族館館長)
・都会の真ん中に“山”をつくる 田瀬 理夫(造園家、プランタゴ代表)
・一粒万倍 美味しい野菜はタネが違う 野口 勲(野口のタネ/野口種苗研究所代表)
・都市の里山に宿る神々 ケビン・ショート(ナチュラリスト、東京情報大学教授)
・ムササビ先生、今夜も大滑空観察中 岡崎 弘幸(中央大学附属中学校・高等学校教諭)
・保津川下り400年─清流を守る船頭の心意気 森田 孝義(船士)
・小笠原の「希少種を襲うノネコ」引っ越し大作 小松 泰史(獣医師)
・チリモンを探せ! 藤田 吉広(きしわだ自然資料館専門員)
・スズメバチハンター走る! 松丸 雅一(養蜂家)
・東京湾のサンゴを見つめて 竹内 聖一(NPO法人 たてやま・海辺の鑑定団理事長)
・芝とシカのふしぎな関係 片山 一平(京都府立桂高校教諭)
・ドブ池ドブ川奇跡の復活炭博士が行く 小島 昭(群馬工業高等専門学校特命教授)
・「木一本、鰤(ぶり)千本」─豊かな海を育んだ海底湧水の秘密 張 勁(富山大学教授)
・わくわくドキドキ! 夏の夜の生きもの探し 佐々木洋(プロ・ナチュラリスト)
・かわいい変顔 虫目で見つけた! 鈴木海花(フォトエッセイスト)
・癒しの森でいのちを洗う 降矢英成(心療内科医)
・ブナの山が育てた神の魚 杉山秀樹(秋田県立大学客員教授)
・自然と調和する酪農郷 二瓶 昭(酪農家、NPO法人えんの森理事長)
・漁師が見た琵琶湖 戸田直弘(漁師)
・田んぼの恵みはお米だけじゃない 石塚美津夫(NPO法人「食農ネットささかみ」理事長)
・「結」の心を伝えたい 和田利治(屋根葺き技術士)
・多摩川復活の夢 山崎充哲(淡水魚類・魚道研究家)
・モイヤー博士の愛した島 中村宏治(水中カメラマン)
・白神山地が育む奇跡の菌 高橋慶太郎(秋田県総合食品研究センター主席研究員)
・ありがとう、ハチゴロウ 佐竹節夫(コウノトリ湿地ネット代表)
・ヤイロチョウの森の守り人 中村滝男(生態系トラスト協会会長)
・水辺って、こんなに面白い! 井上大輔(福岡県立北九州高等学校教諭)
・地熱染め 色彩の魔術 高橋一行(地熱染色作家)
・里山っ子ばんざい! 宮崎栄樹(木更津社会館保育園園長)
・金沢和傘の伝統を引き継ぐ 間島 円(和傘職人)
・「竹のこころ」を伝えたい ジョン・海山・ネプチューン
・クマのクーちゃん 人工冬眠大作戦! 小宮輝之(上野動物園 園長)
・まつたけ十字軍がゆく 吉村文彦(まつたけ十字軍運動代表)
・氷の匠──冬に育む夏の美味 阿左美哲男(天然氷蔵元)
・日本でただひとりのカエル捕り名人 大内一夫(カエル販売業)
・「村の鍛冶屋」の火を守る 野口廣男(鍛冶職人)
・杉線香づくり100年 駒村道廣(線香職人)
・空師(そらし)──伐って活かす巨木のいのち 熊倉純一
・日本ミツバチに学んだこと 藤原誠太
・満天の星に魅せられて 小千田節男
・ブドウ畑に実る夢 ブルース・ガットラヴ
・タゲリ舞う里を描いて 森上義孝
・ホタル博士、水辺を想う 大場信義
・左官は「風景」を生み出す職人 挟土秀平
・僕は「SATOYAMA」の応援団長 柳生 博
ムツカケ名人に学ぶ──豊穣の海に伝わる神業漁法 岡本忠好
・イチローの バットを作った男 久保田五十一(バットマイスター)

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