圧縮ベントナイト中の間隙水組成の測定; 間隙水pHの空間変化に関する追加試験の結果

Measurement of the porewater compositions in compacted bentonite; Results of the additional experiment for spatial variations of the porewater pH

磯貝 武司*; 笹本 広   ; 柴田 雅博 

Isogai, Takeshi*; Sasamoto, Hiroshi; Shibata, Masahiro

圧縮ベントナイト中に埋め込んだ低脱色性のpH試験紙及び高吸水性パットを用い、間隙水組成を測定する手法を開発している。これまでに、蒸留水を用いた圧縮ベントナイト中の試験において、溶液との接触面近傍の間隙水pHが時間の経過とともに低下することを報じた。予察的な熱力学的解析では、蒸留水系における接触面近傍での間隙水pHの低下は黄鉄鉱の酸化によるためと考えられた。しかしながら、このような解釈は随伴鉱物として黄鉄鉱を含まないクニピアFを用いた試験による検証はなされていなかった。また、他の要因として、実験に用いられた材料(セラミックフィルター)による影響や試験条件(ベントナイトと接する試験溶液が静置されていた)による影響も接触面近傍での間隙水pHの変化に影響を与え得ると考えられた。そこで、蒸留水系において以下の試験を行い、間隙水pHの変化に影響を与え得る要因について検討した。(1)クニピアFを用いた試験,(2)代替フィルター(プラスチックフィルター+メンブランフィルター)を用いた試験,(3)代替試験条件(ベントナイトと接する試験溶液を攪拌)での試験。試験の結果、クニピアFを用いた場合でも接触面近傍での間隙水pHの低下が認められた。またフィルターの違い、試験溶液攪拌の有無による違いでは、間隙水pHの変化の違いは認められなかった。したがって、間隙水pH低下の原因はこれらの要因によるものではなく、他の要因が影響していると考えられる。

We have been developping the technique for measuring the chemical composition of porewater using low-decolorant pH test papers and high-absorbancy pads embedded in compacted bentonite. Previously, we reported that the pH of porewater near the infiltration surface slightly decreased with time in compacted bentonite contacted with distilled water. Preliminary thermodynamic calculations have suggested that the porewater pH decrease near the infiltration surface observed in experiments using distilled water may be due to partial oxidation of trace amounts of pyrite in Kunigel V1. Such interpretation has not been verified experimentally by using Kunipia F which does not include pyrite as the accessory minerals in bentonite, however. Additionally, it is also suspected that the material used in the experiments (i.e., ceramic filter) and the experimental condition (i.e., bentonite contacts with the static solution) can affect the variations of porewater pH near the infiltration surface. Thus the following experiments with distilled water were conducted to identify the reason of temporal pH variations near the infiltration surface. (1) Experiments using Kunipia F, (2) Experiments using the alternative filter (i.e., combination of plastic filter with membrane filter), (3) Experiments using the alternative experimental condition (i.e., bentonite contacts with the stirred solution) Results indicate that the decrease of porewater pH near the infiltration surface is observed, although the Kunipia F is used. Difference of variations is not observed by using the alternative filter and experimental condition. Therefore, it would be suggested that the pH decrease near the infiltration surface may not be due to these factors but be due to another factor which affects the porewater pH variations.