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海洋深層水(かいようしんそうすい、deep ocean water:DOW, deep sea water)または単に深層水とは、水深が200メートル以下の深海に分布する、表層とは違った物理的・化学的特徴を持つ海水のことである。よって、海水の90%以上は海洋深層水にあたると言える。これは産業利用上の定義であり、海洋学上の定義とは異なる。

◆ 2つの「深層水」

海洋学上の深層水は大洋の深層に分布する海水で、地球上の2箇所(北大西洋のグリーンランド沖と南極海)で形成される深層水(北大西洋深層水と南極低層水)のことを示す。これらの深層水は熱塩循環によっておよそ2000年かけて世界中の海洋を移動しており、千年単位の地球の気候にも重要な関わりを持っている(詳しくは熱塩循環参照)。

これと比べ、産業利用上の深層水は、分布や出自を問わず水深200メートル以下の海水をひとくくりに定義したものである。この定義に当てはめると、単純計算で海水の約95%は海洋深層水である。

以下、この記事では後者の深層水について説明する。

◆海洋深層水の特徴

表層水との違いは、清浄性、無機栄養塩類が豊富、低温安定性という特徴を有することである。

清浄性:人間の排水で汚染された河川水の影響を受けないため、化学物質による汚染がない。また、太陽光が届かないためプランクトン等が成育しないので、有害な雑菌等も表層水の千分の一以下と少ないことが特徴である。このため、深層水は表層水に比べて細菌学的にも化学的にもはるかに清浄である。

無機栄養塩類が豊富:表層水に比べて、植物の成長に必要な無機栄養塩類(NO3-ショウ酸態窒素、PO4-リン酸態リン、Si ケイ素)が豊富である。これは海洋深層水中の植物プランクトンが少ないために、表層から沈降してくる魚類の死骸等に含まれる無機栄養塩類が消費されずに残っているためである。

低温安定性:水温をはじめ含まれる成分が年間を通して一定であり、水質が安定しているという特徴がある。

海洋深層水は、表層水との混合が起こなわれないため溶存酸素量が少ない。ただし、日本海固有水は太平洋側の海洋深層水とその成り立ち方が異なるため、溶存酸素量が表層水とほとんど同じであることが特徴である。

なお、深層水が特定の海域で表層へ上昇する(湧昇)ことがあるが、豊富な無機栄養塩類によりプランクトンが豊富に発生するため、非常に生物生産性の高い海域となり好漁場となる。

◆深層水の取水とその影響

なお、海洋学者の研究により、深層水を1日数千トン単位で取水しても、北欧のフィヨルドや狭い湾など閉鎖性の海域でない限り、環境への悪影響はないとされている。自然に影響を及ぼすのは取水よりも利用後の排水の影響の方が問題となる。ノルウェーでは魚の養殖に深層水を利用しようとしていたが、フィヨルド内の海水の入れ替わりに10年前後かかることから中止した。

また、深層水の取水は、サイフォンの原理によりエネルギーを使わずに行うのが一般的であり、CO₂の排出を伴わない。これは自然界で行われる湧昇現象と類似している。

日本国内の取水施設は11都道県19施設もあるが、取水施設の整備コスト面では陸地から急激に深くなる海底地形の方が取水管の設置距離が短くなり初期投資コスト面で有利になることから、取水地は島(新潟県佐渡島、沖縄県久米島、鹿児島県甑島)や半島の先端(高知県室戸、神奈川県三浦、北海道羅臼)に設置される場合が多い。例外としては、3千メートル級の立山連峰からの急峻地形が海底1千メートルまで続いている、富山湾に面した富山県滑川市や同入善町や、同じく急峻地形の駿河湾に面した焼津市が平野部に立地している。これらの立地条件は、企業や一般人が取水施設を利用しやすい都市部が後背地としてあるかないか、交通インフラへのアクセスの良否による製造した深層水製品の消費地への輸送コストの増減といった事柄に影響することから、深層水の産業利用の成否を握ることになると思われる。

◆産業への応用

海洋学上の海洋深層水は、1930年ごろにフランスで低温性に着目した研究目的で取水されたのが始まりとされており、1981年にハワイで石油危機に対応するため低温安定性を利用した温度差発電、冷房への利用研究のために大規模な取水施設が整備された。しかし、豊富なミネラル分、清浄性、富栄養性といった海洋深層水の特性を活かした産業利用では、日本が最先端を行っている。ハワイで生産された深層水飲料は日本企業がハワイのイメージを利用して販売するために製造し、日本へ輸出しているものであることからも日本での海洋深層水の浸透度の高さがわかる。

日本における海洋深層水の利用研究は、科学技術庁(現文部科学省)が実施した「海洋深層資源の有効利用技術の開発に関する研究」(1986〜89年実施)の中で、高知県室戸市に陸上型の海洋深層水取水施設が、富山県氷見市沖で洋上型海洋深層水有効利用システム(取水施設・温度差発電施設)が整備されたのが始まりである。

水産分野では、富山県と(社)マリノフォーラム21が、1992〜1994年度に施工費約10億5600万円をかけて、海洋深層水利用研究施設を富山県水産試験場内に整備した。このほか、富山県では、県立大学、食品研究所、衛生研究所、工業試験場、林業試験場等で県立試験研究機関がそれぞれの専門分野で研究テーマを定めて多様な分野で研究を進めてきた。

高知県では県立高知県海洋深層水研究所が設置されている。

産業利用については、1995年に高知県が国の補助目的である水産利用に反して、取水した深層水の無償提供を始め、産業利用を行った。富山県では水産庁と協議して許可を得て2000年から非水産分野の企業への分水を始めた。

また、水産分野への利活用では水産庁の補助を受けて富山県入善町で無機栄養塩に富み雑菌が非常に少ないという特質を利用してアワビなどの養殖業に利用している。

健康増進分野では、1998年に、富山県滑川市に世界で初めての深層水体験施設「タラソピア」がオープンし、多くの人々の健康作りに利用されている。富山医科薬科大学医学部(現:富山大学医学部)と富山県衛生研究所が、タラソピアで共同研究を行い、深層水浴によるリラクゼーション効果の高さを研究し、成果について学会発表を行っている。現在は、深層水浴による皮膚への効果についての共同研究を行っている。

2006年には、高知県室戸市、静岡県焼津市にタラソテラピー施設が相次いでオープン、2007年現在では、沖縄県久米島にも海洋深層水を利用した温浴施設が整備されている。

冷熱源としての利用については、富山県入善町が設置した海洋深層水企業団地において、食品製造企業が製造した食品の冷却、工場内の空調に深層水を利用するため2008年12月の操業開始に向けて準備を進めている。これまでも深層水の低温性を活かした飼育槽の水の冷却や空調への利用は、研究機関である富山県水産試験場やサービス産業である深層水体験施設タラソピアで行われてきたが、製造業の民間企業による製造工程への利用実用化はこれが世界で初めてである。これによりCO2の排出削減が図られることになる。

◇海洋深層水を利用した商品

細菌学的にも化学的にも清浄、ミネラルが豊富な海洋深層水に着目した化粧品、飲料、食品業界などが、これを化粧品、バスグッズ、入浴剤、飲料水、アルコール類、水産加工食品などとして商品化している。

海洋深層水は、人が生きるために不可欠なミネラル分を陸水よりも多種類含むだけでなく、陸水のようにダイオキシン等の有害化学物質に汚染されていないという特性を持っており、その利活用方法は単純に飲料水に留まるものではない。

各取水地では、その特性を活かすべく産学官の連携により様々な研究開発を行っている。その成果を特許として保護し、他の企業や取水地と差別化を図る努力が行われている。特許の都道府県別の出願件数は、東京、高知、富山の順となっており、他の取水地の企業は先行したこれらの特許に抵触しない製品開発を迫られている。これは韓国でも同様であり、本格取水開始前から特許の取得が競われており、先行した日本の研究開発や特許出願を参考に短期間で数多くの特許が出願されている。

・注意-1 : 海洋深層水は海水であるため、食品加工や添加物等に用いるのではなく、単純に飲料水に用いる場合はそのままでは飲用には適さない。飲料水として利用する場合は、塩分を除去したり、ミネラル分を濃縮した上で陸水を添加したりして製品化している。

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