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岩盤が有する酸化還元緩衝能に関する原位置試験

In situ experiment for redox buffer capacity in the subsurface environment

天野 由記   ; 南條 功; 岩月 輝希  ; 佐々木 祥人 ; 浅野 貴博; 寺島 元基  ; 長岡 亨*; 中村 孝道*; 吉川 英樹; 青木 和弘 

Amano, Yuki; Nanjo, Isao; Iwatsuki, Teruki; Sasaki, Yoshito; Asano, Takahiro; Terashima, Motoki; Nagaoka, Toru*; Nakamura, Takamichi*; Yoshikawa, Hideki; Aoki, Kazuhiro

幌延深地層研究所の深度140m調査坑道から掘削したボーリング孔を用いて、岩盤中の「水-岩石-微生物」システムが有する環境回復能力(酸化還元緩衝能力)を評価するために原位置試験を実施した。酸素を飽和させた地下水をボーリング孔に注入・循環し、酸素濃度,酸化還元電位の変化及びそれに伴う化学成分や微生物数・微生物群集組成の変化をモニタリングし、「水-岩石-微生物」システムにおける岩盤の酸化還元緩衝能力を評価した。その結果、溶存酸素濃度は循環開始後10時間以内に検出限界以下となった。Fe(II)イオン濃度も減少傾向を示したことから、注入した酸素は地下水中の溶存鉄により消費されたと考えられる。試験期間中の酸素消費速度は9.64mg/L/dayであった。また、酸化還元電位は循環を開始してから5日後に試験開始前とほぼ同等の約-208mVで安定状態となり、速やかに還元状態が回復することが示された。

In-situ experiment of redox reaction was conducted to assess the redox buffur capacity of water-rock-microbes system in the subsurface environment at 140 m depth of Horonobe Underground Research Laboratory. Dissolved oxygen was injected into a borehole, and the physico-chemical parameters (i.e. pH, ORP, DO, EC, etc.) and geochemical composition, microbial cell number, and microbial community structure were monitored continuously during the groundwater circulation. DO concentration could not detected after 10 hours from the injection. The concentration of Fe(II) was decreased with time, then the injected oxygen could be consumed by Fe(II). The rate of oxygen consumption during the experiment was 9.64 mg/L/day. The Eh value become stable at -208 mV after 5 days, then it showed that the reducing condition would be recovered quickly after closed condition.

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