Characterization of saline groundwater at Horonobe, Hokkaido, Japan by SEC-UV-ICP-MS; Speciation of uranium and iodine

幌延で採取した高塩濃度地下水のSEC-UV-ICP-MS法による特性評価; ウランとヨウ素の化学状態

香西 直文   ; 大貫 敏彦; 岩月 輝希  

Kozai, Naofumi; Onuki, Toshihiko; Iwatsuki, Teruki

放射性核種の地中移行挙動の解明に資するため、本研究では、北海道幌延町で採取した高塩濃度地下水に含まれるコロイドとイオンを、サイズ排除クロマトグラフィと元素分析を組合せた手法(SEC-UV-ICP-MS)で分析した。特に、ウランとヨウ素の化学状態の解明を中心に行った。従来の研究では分析カラムを1本のみ用いることで、コロイドのみの分析が行われていた。本研究では、表面電荷の異なる2本の分析カラムを用いることにより、コロイドとイオンの同時定性分析を可能にした。この方法により、幌延地下水中のウランが、アルカリ金属やアルミなどの金属元素を含まない低分子シリカに結合していることを明らかにした。天然水中でシリカがウランのキャリアーになっていることを明らかにしたのは本研究が最初である。その他、幌延地下水に多く含まれるヨウ素のほとんどがIであること、同地下水の有機物コロイドには放射性廃棄物地層処分で重要なSe, Sr, I, Cs, ThやUなどの元素が全く含まれていないこと、つまりそれらの元素に対するキャリアーにはならないことを明らかにした。

To help elucidate the migration mechanism of radionuclides in the geological environment, this paper analyzed the colloids and ions of the saline groundwater collected at Horonobe mainly by employing SEC-UV-Vis-ICP-MS technique. This paper focused on speciation of uranium and iodine. The conventional SEC-UV-Vis-ICP-MS technique employing a single SEC column analyzed colloids only. This study succeeded in analyzing both colloids and ions by using two SEC columns with opposite surface charges. By this method, this study revealed that uranium in the groundwater was associated with low molecular weight silica species virtually free of metal elements such as Na and Al. To date, no paper has been published on naturally occurring silica as a carrier of U. This study also found that almost all of the iodine was iodide (I) and the organic colloid was not a carrier for the radioactive waste-relevant elements such as Se, Sr, Cs, and U.