コンコルディアの研究者は浮遊濾過技術で浅い湖の藻類ブルームと戦う

気候変動と人間の活動は世界中の水域に圧力をかけており、カナダの広大な湖のネットワークも例外ではありません。 過去数十年にわたって、栄養塩レベルの上昇により、モントリオール北部のケベック州ローレンシアン地域に点在する浅い湖で富栄養化と呼ばれるプロセスが生じた。 これらの変化により藻類が急増し、湖が使用できなくなり、自然生態系が破壊される可能性があります。

これらの湖をより健全な状態に復元するのは複雑で費用のかかる仕事だが、建築・土木・環境工学部のコンコルディアの研究者らが研究中の新しい方法は、環境に優しい方法でコストと労力の両方を削減できる可能性がある。

研究者らはジャーナル「ウォーター」に寄稿し、浅い湖から懸濁物質、藻類、栄養素を効率的に除去する浮遊ジオテキスタイルフィルターのシステムについて説明している。 このプロジェクトはまだ開発中だが、研究者らは規模が拡大する可能性があると信じていると述べた。 この技術は、池、川、沿岸地域、湾などのより大きな水域の健全性に利益をもたらす可能性があります。

この研究は、博士課程の学生であるアントニオ・カヴァルカンテ・ペレイラとキャサリン・マリガン教授が主導しています。 研究員の Dileep Palakkeel Veetil 氏と Titan Environmental Containment の Sam Bhat 氏も貢献しています。

2019年と2020年の夏から初秋にかけて、研究者らはカロン湖の浮遊濾過装置に6つのジオテキスタイル層を設置した。 カロン湖は、モントリオールの北約 75 キロメートルのサンタンヌデラックにある、最大深さ 2.6 メートルの浅い富栄養湖です。 この湖は、藻類の過剰な繁殖により、2008 年以来、レクリエーション勧告を受けています。

プレキシグラス濾過装置は、密閉された領域の中央に配置された膨張可能なゴムチューブによって浮遊するように作られました。 この地域はジオテキスタイル製濁度カーテンを使用して封鎖された。 特殊なカーテンが水面から垂れ下がり、湖底またはその近くに到達し、浮遊物質が湖の他の部分と相互作用するのを防ぎます。

湖とその湖域からの水サンプルは 2 ～ 3 日ごとに収集されました。 次に、標本の濁度、懸濁物質 (TSS)、リン、藍藻フィコシアニン (BGA-PC)、クロロフィル a などのレベルを分析しました。

分析結果は有望なものでした。

2019 年と 2020 年の平均除去効率によると、分析結果は有望なものでした。研究者らは濾過された湖水を濾過されていない湖水と比較し、以下のことを発見しました。

ペレイラ氏は、この毎年の違いは、独特の気候と藻類の成長パターンによる湖の水質の不均一の結果であると述べています。 2019 年には目に見えるほど大きな藻類の発生が見られましたが、2020 年には藻類が水域全体にさらに分散していました。

「大規模な湖の浄化システムを拡大することが長期的な目標です。 しかし、このプロジェクトの新規性は、富栄養化した水域の修復方法として現場​​の水ろ過を使用しているだけであるということです」とペレイラ氏は言います。 「私たちは湖に化学薬品を一切加えませんでしたが、それでもレクリエーションシーズン全体にわたって藻類の抑制と濁度の減少という良い結果を得ることができました。」

マリガン氏は、この論文は2008年に初めて始まった研究に基づくシリーズの一部であると付け加えた。このプロジェクトはその後何年にもわたって、またこの地域の他の湖でも繰り返し行われてきた。

過去に研究された浅い湖は、開発者が既存の湖を掘削し、樹木を不完全に伐採することによって作られたものが多かった。 しかし、最近のいくつかの要因が、過剰な藻類の増殖を繰り返す原因となっています。 これらの要因には、断片的な木の切り株の継続的な劣化、流出による栄養分の放出の可能性、自然の水文パターンの欠如などが含まれます。

「水質は年ごとに変化するので、それは困難になる可能性があります」とマリガン氏は言います。 「これらの富栄養化した水域が高温にさらされると、過剰な藻類の発生による影響がさらに大きくなる傾向があります。」