Sequestration and remobilization of radioiodine (I) by soil organic matter and possible consequences of the remedial action at Savannah River Site

土壌有機物による放射性ヨウ素(I)の除去と再輸送及び米国サバナリバーサイトにおける環境改善措置によって予想される結果

Xu, C.*; Miller, E. J.*; Zhang, S.*; Li, H.-P.*; Ho, Y.-F.*; Schwehr, K. A.*; Kaplan, D. I.*; 乙坂 重嘉  ; Roberts, K. A.*; Brinkmeyer, R.*; Yeager, C. M.*; Santschi, P. H.*

Xu, C.*; Miller, E. J.*; Zhang, S.*; Li, H.-P.*; Ho, Y.-F.*; Schwehr, K. A.*; Kaplan, D. I.*; Otosaka, Shigeyoshi; Roberts, K. A.*; Brinkmeyer, R.*; Yeager, C. M.*; Santschi, P. H.*

米国サバナリバーサイト(SRS)におけるFエリア廃液貯水池近傍の土壌への放射性ヨウ素-129(I)の蓄積過程と化学種の変化機構を明らかにするため、溶存無機ヨウ素を含む水と土壌との接触を模した室内実験を行った。添加した溶存無機態ヨウ素の7277%が不可逆的に土壌中に取り込まれ、残りはコロイド状及び溶存有機態のヨウ素として再輸送しうることがわかった。異なる酸化・還元環境及びpH条件での実験結果を比較すると、土壌へのヨウ素の取り込み率は特に強酸性条件(pH=34)下で高く、酵素(ラクトペルオキシダーゼ)添加時はより高いpH条件(pH5)で取り込み率が増加した。以上のことから、当該地域では、(1)土壌中でのヨウ素の有機化は放射性ヨウ素の吸収・再輸送の両方に作用すること,(2)低pH領域では無機化学的な酸化還元反応が、高pH領域では微生物による有機化が放射性ヨウ素の蓄積を制御していること、が示唆された。

In order to investigate accumulation process of iodine-129 (I) in a contaminated F-Area groundwater plume of the US Savannah River Site, soil resuspension experiments simulating surface runoff and erosion events were conducted. Results showed that 7277% of the newly-introduced iodide was irreversibly sequestered into the organic-rich soil, while the rest was transformed into colloidal and dissolved organo-iodine by the soil. Laboratory iodination of the soil indicated a preferential incorporation of inorganic iodine into soil organic matter (SOM) at acidic pH (34), except for the iodination catalyzed by lactoperoxidase, which favors more alkaline conditions. From this result, we concluded that under very acidic conditions, abiotic iodination of SOM was predominant, while under less acidic conditions (pH 5), microbial enzymatically-assisted iodination took over.