炭 素TANSO 2000 [No.194] 288-293 解 説 炭素繊維 と水環境 水環境改良における炭素と微生物の働き 松橋 通 生*,遠藤 成 朗**,竹内 希 志** (平成12年8月22日 受理,平成12年8月31日 採 択) Mechanism of Action of Carbon on Microorganisms with Special Emphasis on Its Application to Environmental Water Michio Matsuhashi*, Shigeo Endo** and Satoshi Takeuchi** Function of carbon in treatment of polluted environmental water was studied in relation with actions of carbon- dependent and carbon-attaching microorganisms. KEYWORDS: Bacterial growth, Biosonics, Carbon fiber, Environmental water, Photo-acoustic 1.は じ め に 炭素 は多 くの特 別 な性 質 を もって い る,素晴 ら しい元 素 で あ る。 更 に,この 元素 が 生 物 の活 性に関 わ る方面 に 目を向 け る と,生物が この 元素 を主 要 な成 分 と して い るこ と と関係 あ るの か ど うか はわ か らな いが,炭素 とい う素 材 が示 して くれ る思 いが け ない性 質 は,ます ます私 た ちの愕 き と関心 を誘 い, 生 物学 に魅 力 あふ れ る1つの新 しい学 問 分野 を開示 して い る よ うに さえ見 え る。 と ころで 物 理学 や 化 学 は もと よ り,生物学 も本来 定量 的 な 学 問 であ るが,ある思 い が けな い現 象 が垣 間見 られ る と,わず か1回か数 回見 られ た こ とが,いつ もそ うで な けれ ばな らない よう に思 われ て,炭素 の持 つ素 晴 ら しい性 質 とい うの が誇 張 され て伝 え られ か ね ない 。普 通世 の 中の多 くの 人 たちが よ り どこ ろ に して い る炭 素 の性 質 とい う と,光を吸 収 しやす い (純粋 に黒 い),光の エ ネ ル ギー を熱 に変 え る(暖 かい),多く の有 機 ・無 機 物 質 を多 量 に そ の表面 に吸 着 す る(脱 色 性,解 毒性),とい っ た とこ ろで あ るが,しば しば これ らの性 質 にあ ま り大 きな期 待 をか けす ぎる き らいが あ る。例 え ば木炭 を砕 い た物 は室 内 に置 く と空 気 中の湿 気 を吸収 して空気 を乾 燥 し て快 くする とか,木炭 または竹炭 を川 に放 り込 むとたちまち に汚 物 を吸 着 して 河 川 の水 を浄 化 す る,あるい は土 中 に撒 く とそ の吸着 力 に よ り長年 月 にわ たっ て植生 を助 ける等 の,化 学量 を無 視 した こ とが 不注 意 に言 われが ちで あ る。 これ ら を贔屓 の 引 き倒 しに しない よ うにす る には,炭素 の 持 っ てい る,素晴 ら しい本 当 の姿 を じっ く りと明 らか にす る こ とが必 要 であ る。 そ の上 で ど うや って炭 を用 い た水 質浄 化 を もっ と よ く行 わせ られ るか,炭を用 い て我 々 の生 活や 健 康 環境 の改 善 に利 す るこ とがで きるのか,等考 えたい 。2年前の 本誌 上 に,「炭素 の生物 作用一 炭素 の波動 か ら細 胞音 波へ」 と 題 する解説文 を書 いた1)。 炭素 が 光エ ネル ギー を熱 に変 えた り,表面 に物 質 を吸着 す る こ とは事 実 であ るが,実は それ ばか りでな く,まった く違 っ た機 構が炭 素の 関係す る現象 に働 いて い て,この機 構 を よ く知 れ ば,炭素 と生物学の係わ り合いがも っ とよ く見 えて,応用 面 が更 に広 く,利用 効果 が さ らに大 き く なる と考 え られ る。 今 回 はその 後得 た基礎 的 な知 見 も含 め な が ら,水浄 化 に関す る応用 面 に重 点 を置 いて炭 素 と微 生物 の係 わ り合 い の解説 を試 み る。 前 回解説 した部分 の図 の い くつか は本 章 では再録 を避 け たので前 報1)を参照願 い たい。 2.炭素の生物作用は主に環境内の波動エネルギ ー を 音 波(可 聴音波 ,低周 音 波,ま た は 超 音 波)に 変 えて生物体に働 くことによる この よ うに始 めか ら決 めつ け る と抵抗 が あ るか も知 れ ない が,種々の理論 的考 察 と,繰り返 し行 われ た定量 的 な生物 実験 の結果 か ら,吸着 な どの化学 反応 で はな くて,物理 学 的 な波動 エ ネル ギー の転 換 が,炭素 の生物 作 用 の 中で最 も主 要 な もの であ り,生物細 胞 の対 応 の多 くは この機 構 に よっ て なる ほ ど と理 解 され る ので あ る(た だ し,この説 はい まだ万 人 に よっ て受け入れられてはいないのが残念な現実であって,その 方 々 には も う数年,お見 知 り置 きの上慣 れ て いた だか な け れ ば な らない)。 *東海大学総合 科学技術研究所 ,**同 開発工学部生物工学科:〒410-0395静 岡県沼津市西野317 Research Institute of Science and Technology* and Dept. of Biological Science and Technology** of Tokai University: 317 Nishino, Numazu 410-0395, Japan 288