地下水中の溶存無機炭素を対象とした放射性炭素同位体測定のためのガス化回収法の適用性検討

Gas-strip methods of dissolved inorganic carbon in groundwater for radiocarbon analysis

加藤 利弘; 岩月 輝希  ; 西尾 智博*

Kato, Toshihiro; Iwatsuki, Teruki; Nishio, Tomohiro*

地下水の年代は、地層中の地下水流動を理解する上で重要な情報である。放射性炭素同位体による年代測定は、約5万年前以降に涵養した地下水に適用でき、地下水流動を推定する有効な手段となる。地下水中の炭素は主に溶存無機炭素(DIC: Dissolved Inorganic Carbon)として存在しており、従来は化学的操作により沈殿物として回収した後に、高純度の固体炭素(グラファイト)を作製していた。この方法では、グラファイトの作製に多くの操作が必要であると同時に、地下水の性状によっては沈殿物が生成しない、あるいは測定値が著しくばらつく等の問題点があった。そこで、本研究では、沈殿法に代わる手法として溶存無機炭素のガス化回収技術に着目し、地下水試料への適用を検討した。土岐地球年代学研究所内ペレトロン年代測定棟前処理室に設置されたガス化回収装置を用いて、溶存無機炭素回収性能を評価するとともに、ガス回収時における顕著な問題として地下水中の硫化水素の混入に伴う回収率の低下に関わる対策について検討した。以上の知見をもとに、ガス化回収手順を確立するとともに、実際の地下水中の溶存無機炭素をガス化回収法で処理した結果について取りまとめた。

Groundwater age is an important information to infer the groundwater flow. The radiocarbon (C) dating of the groundwater is primary method for the evaluation of groundwater flow. The carbon in the groundwater generally exist as a dissolved inorganic carbon (DIC). Though DIC in groundwater samples is usually collected by chemical precipitation method, the method requires lots of preparation to sample the carbon. Furthermore there are problems with the reproducibility on precipitation and measurement value. This study newly examined the application of gas-strip method to collect DIC in groundwater sample by using JAEA-made gas-strip system. The performance of the CO gas-stripping from groundwater and the influence of sulfide are investigated. Based on these results, the operation procedures of gas-strip system and preparation method for the groundwater samples were summarized in this report.