|
|
|
利用米拉碳纤的全球变暖防止对策
全球变暖是由于二氧化碳等温室效应气体的增加而引起的，所以需要抑制起因物质温室效应气体的发生，降低大气中温室效应气体浓度。
碳素纤维水质净化材米拉碳纤安置到污水处理槽、河流、湖泊、海洋中的话，可以吸收和抑制温室效应气体的发生。
|
二氧化碳（CO2）的吸收
二氧化碳在地球上物质循环，是对氧的供给和植物生长所必要不可缺的气体。因此二氧化碳的缓和策略不仅是要抑制发生，而且还要提高和氧的循环机能，所以利用树木和植物的吸收来消减是很重要的。
人为增加的二氧化碳会溶入到海水中。但是二氧化碳会使海水酸性化，强烈妨碍形成生物外壳和骨骼的碳酸钙的生成，给海洋生物带来恶劣影响。因此，需要让较浅水域的植物浮游生物和海藻及海草类吸收才行。能照到阳光的浅水域中存在的那些光合作用植物，可以通过光合作用吸收二氧化碳，固定碳并排出氧气。
|
★利用米拉海草的海洋森林再生项目
|
近年，随着都市化和农地开拓的进行，在河流源流区域建设水坝，在下流流域进行护岸等河流整治，使得大地的矿物质难以流出到海洋中。再加上矿物质供给源的森林由于无计划的森林采伐和林业的衰退、整治不周而荒废了。森林孕育的矿物质铁供给不到大海中，使海藻类无法繁殖，光合作用机能低下。从这样的现状来看，再生海藻及海草类的“海洋森林”并进一步使其增加，可提高海洋所具有的物质循环机能，正是一个全球暖化对策。海洋森林的再生，可成为鱼类等生息处的藻场，保全海洋生态系统，也有助提高捕鱼量。 |
→米拉海草
碳素纤维几乎都是由碳制作的，生物亲和性高且表面积大，所以具有海藻类孢子易着床且不易脱离的特性。因此，如果在海中设置由碳素纤维制造的米拉碳纤海草的话，海水中的孢子体会迫不及待的着床，作为种苗成长。如果海水的孢子体较少或没有的情况，可在米拉碳纤海草上安装海草种丝使其发芽。将米拉碳纤海草作为种苗可使海藻在海中发芽成长，创造海中森林。
另外，由于米拉碳纤的生物亲和性，鱼类很喜欢在此产卵，所以米拉碳纤海草林可成为鱼类的育儿基地形成藻场。由于贝类等也是喜欢，所以牡蛎、海鞘类等种苗的形成后，会促进产卵而且生长的既快又大，提高水产品的捕捞量。如果碳素纤维和铁一起安置的话，由于电负性的不同会溶出矿物质成分的铁离子，海藻类将更进一步发育成长，同时给鱼贝类带来好的影响，提高海产品生产性。
|
→米拉碳纤＋C
抑制一氧化二氮(N2O)的产生
|
在公共下水处理设备和畜产污水处理设备等中的有机物处理一般是通过活性污泥法进行，在活性污泥处理槽中进行曝气分解有机物。污水中含有的氨氮通过曝气利用活性化的硝化细菌由亚硝酸NO2到硝酸NO3。由于这个亚硝酸NO2和硝酸NO3在曝气槽内的蓄积就产生了一氧化二氮N2O。拥有生物氮处理工序的排水处理设备中，通过在后工序设置厌氧槽，可使硝酸NO3分解到氮N2以除去氮，但是在曝气槽中会产生一氧化二氮N2O。而且曝气槽产生的剩余污泥中也会产生一氧化二氮N2O，如果污泥成厌氧状态的话也会产生甲烷CH4。 |
一氧化二氮N2O产生的原理在河流和湖泊中也是同样的。流入河流和湖泊中的氨氮通过水中的氧而被硝化，以亚硝酸NO2·硝酸NO3的形式蓄积。另外，由于农业废水和生活排水中也存在硝酸NO3，所以硝酸NO3会被蓄积在水域中产生一氧化二氮。而且如果水底部呈厌氧状态的话还会产生甲烷CH4。
为抑制一氧化二氮的产生，就要不让亚硝酸NO2和硝酸NO3蓄积在水中。要使硝酸NO3分解到氮的话，和生物性氮处理一样，需要在厌氧状态下的脱氮菌。在活性污泥处理槽中创造出厌氧状态使脱氮菌活性化的话，氨氮NH4→亚硝酸NO2·硝酸NO3→氮N2的这个反应就能迅速进行，抑制一氧化二氮的产生。
|
★利用碳素纤维抑制一氧化二氮的产生
碳素纤维水质净化材通过利用附着在碳素纤维大表面积上的微生物的活动来分解去除有机物和氮·磷等营养盐类。将碳素纤维放入水中后会散张开形成碳素纤维团，在表面呈好氧条件而附着硝化细菌，在内部呈厌氧状态则附着脱氮菌。因此，氨氮通过表面的硝化细菌被硝化成硝酸，再通过内部的脱氮菌从硝酸分解为氮和水，而氮则扩散到大气中。碳素纤维生物膜内因存在有好氧条件的硝化菌和厌氧条件的脱氮菌，所以可迅速进行氮分解反应，抑制温室效应气体一氧化二氮的产生。
同样，在河流和湖泊的水质净化中通过利用碳素纤维水质净化材，可迅速除去水中的氨氮和硝酸等中的氮，不仅可以得到较高的氮去除效果，而且还可抑制温室效应气体一氧化二氮的发生。
|
 |
| 活性污泥中一氧化二氮(N2O)的产生 |
 |
| 利用碳素纤维抑制一氧化二氮(N2O)的产生 |
 |
| 活性污泥法和碳素纤维法的温室效应气体产生量的比较 |
 |
| 活性污泥法和碳素纤维法的氮消减量的比较 |
出处）Mitigation of nitrous oxide (N2O) emission from swine wastewater treatment
in an aerobic bioreactor packed with carbon fibers, Takahiro YAMASHITA,
Ryoko YAMAMOTO-IKEMOTO, Hiroshi YOKOYAMA, Hirofumi KAWAHARA, Akifumi OGINO,
Takashi OSADA, Animal Science Journal, In Press, 2015
|
