| （技術資料１）アンモニア性窒素の硝酸性窒素化の驚異 |
| 地上からの窒素酸化物（NOｘ）再度地上にインプット障害 |
| ●窒素酸化物劇物化で硝酸イオン地上沈着生物等被害、特に、希薄硝酸水溶液によるアルカリ性物質・酸性物質溶脱・溶出による、地上植物ｐH・重金属等による障害及びコンクリート構造物カルシウム・鉄・クロム・アルミニウム溶出で、劣化又は膨潤作用にて亀裂・剥離など耐久性を損うなど被害を被るものであるが、何時になったら対策処置を講ずるのか、手を拱いて大丈夫ではないはずでは？ |
| 希薄硝酸水溶液とは |
●成層圏付近で、窒素酸化物がガスエアロゾルにて酸化劇物化され、劇物化された硝酸イオン（NO３−）が地上に降り注ぐ途中、低空雲海において地上から排出されたアンモニア性窒素（ＮＨ２）で中和され、障害作用が弱められ降雨に混じり、地上にインプットされていたことは、以前より専門家の間では知られていた。
●近年、廃有機物の不適切処理により状況が変わり、低空雲海でのアンモニア性窒による中和は成されてないものと想定される。
●なぜなら近年、地上で増えた硝酸イオンや硝酸態窒素環元菌が、地上より風で大気中に舞い上り大気中を、浮遊する際に雲海中などのアンモニア性窒素を硝酸イオンに変えるからである。
●その硝酸イオンが、雨水の水に混じり硝酸イオン２０％以下の希薄硝酸水溶液（HNO３）化され地上に降雨等で舞い戻っている。 |
| 地上からの硝酸性窒素排出増加 |
●アンモニア性窒素が、硝化作用で硝酸イオン化される時に発生する、一酸化二窒素を大気中に排出する量。１９９９年度５万３千トンであったものが、２００５年度では２，５８０万トンとＣＯ２換算で約４８７倍に増加している。分野別では、農業分野が７７３．２倍増で廃棄物分野では、６６０倍増と何れも大幅に増加している。
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| 硝酸性窒素が脱窒作用を起こすとメタン生成菌増加 |
●メタン総排出量は１９９９年度で１２９万トンで、その内農業分野（稲作家畜の消化管内発酵等）からの排出量は６８万２４１０トン（５２．９％）であった。２００５年度では、メタン年間総排出量は１９９９年度に比べ大幅に増加し２，４２０万トン（ＣＯ２換算）となり、その内家畜の消化管内発酵・稲作等が１，５４９万トン（６４％）で増加分は約１，４８１万トンで１９９９年度の約22．7倍となった。
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| 希薄硝酸水溶液（HNO３）による膨潤泥土化作用とは |
●膨潤作用発生メカニズムは、金属等を溶出する希薄
硝酸水溶液中の硝酸イオン（NO３−）がアルカリ性鉱 物
をイオン化すると共に硫黄も硫酸イオン（SO42-）にまで酸化する。
●このことで、物質（岩石・土砂）内が酸性条件下となり、アルカリ性イオン物質（二価鉄・二価アルミニウム・六価クロム等の偶数価）がアルカリ反応を起こし膨張する。その際、土中には水を伴うので土が泥土化することを膨潤泥土化作用と言う。
●岩石においては、剥離現象や落石及び斜面崩落などを引起す要因となっている。また、酸性土をアルカリ性物質で中和するなど遮断層をアルカリ性鉱物で設けることにより、地山と遮断層間で膨潤作用が起き、膨張力が遮断層にて抑えられ、遮断層がその力に耐え切れなくなった際に、法面は一気に泥土化された土砂と共に崩落する。
●且つ、膨潤作用はモンモリロナイトを多く含有する粘質土など、生石灰やセメントによる土改良を行った場所や、化成肥料のカリウム（k2Ｏ）の過状施肥においても起き易い。
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| 希薄硝酸水溶液で膨潤作用が起き易い条件 |
●特に建設工事等で表土を剥がした土の酸化で生じる。
●腐植の少ない針葉樹森林で起き易い。
●硝酸性窒素化された、破砕生チップでは長期間起き易い。
●植生基盤材では、不適切堆肥化処理でアンモニア性窒素が、硝化作用等で硝酸性窒素に変えられたものは起き易い。
事例）植生基盤材製造直後に0.2%以上も硝酸性窒素を含有するもの。植生工施工時高度化成肥料オール１４以上を添加した場合。
※ なぜなら、硝酸性窒素は土のコロイド等に捕捉されることなしに、水に混じり浸透などで地下等に流亡し、その途中で浸透水が停滞した箇所においては、硝酸性窒素が集積され濃度が増し希薄硝酸水溶液が大量に形成され、膨潤による法面の崩落や泥土化による地滑りなどの災害を招く。 |
| 希薄硝酸水溶液が樹木に与える影響 |
●樹木が衰退若しくは病虫害被害で枯れる原因は希薄硝酸水溶液は、鉄・クロム・アルミニウムを溶出する。
●溶出された、アルミニウムは可溶性のアルミニウム(Al)であり、このAlの性質は極々薄い膜状の形態であり、その膜は植物の根の表面に張付き植物は根から養分吸収を妨げられ衰退する。
●Alは土壌等に溶脱した鉱物の+及び−イオン化物を捕捉する。そのことで、pH数値が急激に変化する。その原因は、Alが捕捉した濃度の濃いイオンに染まる性質がある。
●例えば硫酸(SO42-)を多く捕捉した場合には5.6以下の強酸性値を示すが、逆にアルカリ性鉱物質イオンを多く捕捉した場合、強アルカリ性のpH9以上を示すこともあり植物にpHショックを与える。
●Alが土壌等に存在しないと酸性ではpHが強酸性数値4〜5.6になっても、殆どの植物はショックによる生育障害を受けないが、Alが存在すれば5〜6.4においても受け、逆にアルカリ性の場合は8.5以上でショックを受け、Alが存在すると7.0以上でも障害を受ける。 |
| 希薄硝酸水溶液でセメントのカルシウム溶脱 |
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| 希薄硝酸水溶液で溶脱するセメントのカルシウム |
●溶脱途中二酸化炭素と反応し炭酸カルシウム化
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| カルシウム溶脱でクラック等強度を失う |
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| 硝酸イオン(NO3-)が増えている要因 |
●我国では、植物の生息に必要な硝酸イオン(NO3-)は成層圏のガスエァロゾルから、地上に降雨等に混じって沈着する極々微量の量であれば良い。
●元々、この硝酸イオンになる化成硝酸態窒素肥料は、雨量の少ない砂漠地帯(砂丘地)用に開発されたもので、我国の様に雨が多く湿度の高い国には過状障害を招く厄介なものであるが、不幸にも廃有機物の不適切処理や農耕地等への、化成窒素肥料の過状施肥により、そのものに含むアンモニア性窒素を亜硝酸還元菌が亜硝酸にし、それを硝酸還元菌が硝酸イオンに変えて硝酸態窒素環元菌類が増殖し、地上にあふれ風で大気中に舞い上がり、地上廃有機物の不適切処理物より排出される、アンモニアガス(NH3)を環元菌が硝酸イオン化する。
●この硝酸イオンが、雨水に溶け込むことで希薄硝酸水溶液が形成され、その雨が降ることにより山林など広範囲
にバラ撒かれ、土の成分アルミナ(Al3O3)から可溶性Alを溶出又はAlからAl3+を溶脱する。 |
| 植物毒素アルミニウムはなぜ樹木を枯らすか |
●植物毒素、アルミニウムイオン(Al3+)は植物の根より体内に吸収され導管を徐々に詰まらせ、そのAl3+が養分の吸収を妨げ植物は徐々に衰退し枯れる。
●可溶性アルミニウム(Al)は、植物の根表面部分を被覆した形で張付き根からの養分吸収を妨げ枯らす。
●二価アルミニウム(Al2O3)は、Alが酸化されたもので毒性としては、周囲にある植物必須のリン酸を限りなく横取りしリン、酸アルミニウム結合(Al2O3(PO4)2)し、リン酸を植物が利用できない不溶性にする。
●その他に、植物はAl3+吸収障害を受け衰退してくると害虫に対する抵抗能力を欠き、例として樹木の松ではマダラカミキリが食害しても松脂を多く出すことが出来ず、その背中で共生関係が成り立っているマツノザイセンチュウが寄生しており、マダラカミキリが食害中に幹内にマツノザイセンチュウが侵入し、松の導管内養分を摂取することで枯らす。
●ブナ科樹木（ブナ・カシ・桜・ナラ・栗等）では、カシノナガキクイムシに食害されその背中に共生するナラ菌が枯らす。 |
| HNO３等で溶脱したＡｌ３＋を吸収し導管を閉塞し枯れる樹木 |
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| カッセーチップ堆肥化工法でアルミニウム障害克服 |
●Ａｌ３＋（置換性アルミニウム）は、空気に触れるとＡｌ（可溶性アルミニウム）化され、十万分の一ミリと極薄い膜状を形成し、植物の根に張付いて根からの養分吸収を阻害する。
●また、Ａｌは酸化されることでＡｌ２Ｏ３（二価アルミニウム）となり、植物必須のリン酸を横取りしＡｌ３
(ＰＯ４)２（リン酸アルミニウム結合）し、リン酸を不溶性とし土壌などに固定し植物が利用できなくする。
●カッセーチップ堆肥化工法では、Ａｌ３＋を破砕チップ化時空気に触れることでＡｌ化し、腐植酸（ＯＨ）２等々を添加することによりＡｌ（ＯＨ）４結合（キレート結合）させることで、短期間でＡｌのｐＨ５前後がＯＨ（微生物生理活性物質）によるアルカリ性を示しｐＨ値が、９〜９.5と強アルカリ性になるが、この微生物の生理物質の強アルカリ性は、鉱物のアルカリ性と異なり植物にアルカリ性過状時の養分吸収障害を与えない。
●更に、微生物が分泌する生理活性物質はチップ等の酸化を抑制し、膨潤作用・硝化作用・脱窒作用等の悪作用を抑制する。
●また、カッセーチップ堆肥化の際に添加の「カッセーケイフン」は、有効態リン酸のＷＰ．ＳＰ．ＴＰであり、前記のキレート結合物を更にリン酸アルミニウム結合（Ａｌ（ＯＨ）２Ｈ２ＰＯ４）する。この結合だと、リン酸供給態ＶＡ菌根菌が植物が利用できるＰＯ４−や、リン酸代謝に必要なマグネシウムを植物の根より供給する。
●このことで、草本類及び木本類は永続的に生息を可能とする。 |
| カッセーチップ堆肥化物の特徴 |
●温室効果ガス、二酸化炭素・一酸化二窒素・メタン排出抑制効果。
●畜産排泄物の、堆肥化時の悪臭抑制及び腐熟による腐植化効果。
●凝集脱水物の、含有重金属常温永久重合固定固化無害化効果。
●農耕地重金属汚染土壌の、重金属常温永久重合固定固化効果。
●生ゴミ等廃有機物の、処理時悪臭抑制及び腐熟による腐植化効果。
●希薄硝酸水溶液による、金属溶出・膨潤作用・障害抑制効果。
●希薄硝酸水溶液による、樹木衰退枯れ死被害抑制効果。
●希薄硝酸水溶液による、植物リン酸欠乏障害改善効果。
●ダム湖等湖底堆積物、バイオマス悪作用及び河川の水質改善効果。
●セメント含有六価クロムの、被覆重合による常温永久溶出抑制効果。
●土壌改良で、有機農法による増収・安全・安心農産物生産効果。
●土壌強酸性や、強アルカリ性による障害の改善効果。
●集落排水汚泥の、無害化による植生基盤材等への再資源化効果。
●アンモニア性窒素の、硝酸性窒素化抑制効果。
●その他、肥料効率の改善等効果。 |
カッセー工法連合協会
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