Impacts of thermo-hydro-mechanical experiments on the microbial activity in compacted bentonite at the Kamaishi Mine, northeast Japan

釜石鉱山における圧縮ベントナイト中の微生物活性に対する熱-水-応力連成試験の影響

青木 和弘 ; 杉田 裕 ; 千々松 正和*; 田崎 和江*

Aoki, Kazuhiro; Sugita, Yutaka; Chijimatsu, Masakazu*; Tazaki, Kazue*

岩手県の釜石鉱山においてベントナイト及び周辺岩盤(花崗閃緑岩)における微生物活動を調査した。母岩に関して、花崗閃緑岩の深部地下水の細菌及び可視微生物の全菌数が算出できた。また、硫酸還元菌,脱窒菌の存在も確認された。緩衝材の原位置での性能を試験する人工バリア試験という熱-水-応力連成試験を実施した。加熱フェーズ後と冷却フェーズ後にベントナイトのサンプルを取得し、天然の微生物が模擬処分環境で存在するか微生物分析を行った。試験の結果、従属栄養生物が存在するものの、含水比の小さいヒーターの周辺のベントナイト中では存在しないことが確認された。これは、処分後の廃棄体の温度が高い期間の廃棄体周辺では微生物の活動が極端に制限されることを示している。このような知見は、高レベル放射性廃棄物地層処分における微生物の影響の評価に有用である。

Microbial activity has been investigated for the bentonite buffer and surrounding host rock (granodiorite) at Kamaishi Mine in Iwate. For the host rock, total number of bacteria and viable microorganisms were enumerated for deep groundwater in granodiorite. Presence of sulphate-reducing bacteria and denitrifying bacteria were also confirmed. The coupled thermo-hydro-mechanical (T-H-M) experiments named" engineered barrier experiments" were carried out to examine the in situ performance of buffer material. At the end of the heating and cooling phases, bentonite samples were taken for microbial analysis to determine if the naturally present microbial population in the buffer material survived the conditions in a simulated vault environment. The results confirmed the existence of heterotrophs, which disappeared in bentonite samples with low water content. These results suggest that microbial activity is severely limited near waste container in the vault for some time after disposal, due to desiccation as a result of the heat output of the waste container. Such knowledge will be useful in assessing the potential effects of microbial activity on deep geological disposal of high level radioactive waste.