Changes in microbial community composition and geochemistry during excavation shaft and galleries of the Horonobe Underground Research Laboratory

幌延地下施設建設過程における微生物群集および地球化学的変化

天野 由記   ; 佐々木 祥人 ; 南條 功*; 雨宮 浩樹; 水野 崇   ; 伊勢 孝太郎; 吉川 英樹

Amano, Yuki; Sasaki, Yoshito; Nanjo, Isao*; Amamiya, Hiroki; Mizuno, Takashi; Ise, Kotaro; Yoshikawa, Hideki

地下環境における還元状態は、高レベル放射性廃棄物処分環境にとって非常に重要な条件である。しかしながら、地層処分のための地下施設建設時には、坑道周辺の酸化により鉱物と地下水の平衡状態が変化し、それに伴い微生物群集も影響を受けることが想定される。地下施設建設が周辺の地球化学状態変化に及ぼす影響を評価するための技術開発を目的として、地下施設建設過程における水理・地球化学・微生物学的特性についてモニタリングを実施した。その結果、周辺水圧の低下が確認されたが、塩分濃度についてはほとんど変化しないことが確認された。pHは時間の経過とともにわずかに上昇したが、酸化還元電位については還元状態のままほとんど変化が見られなかった。一方で、微生物群集組成については、初期には還元状態を好むFirmicutesおよびdelta-Proteobacteriaが優占していたが、時間の経過とともに比較的酸化還元ポテンシャルが高くても生息可能なbeta-Proteobacteriaが優占することが明らかになった。この結果は、坑道周辺が酸化の影響を受けているにもかかわらず、微生物の酸化還元反応により緩衝能力が機能し、還元状態が保持されていることを示唆している。

Continuous monitoring of groundwater chemistry of the boreholes during the facility construction indicated that the salinity around 140 m have not changed from the beggining to date. Water pressures within the area several tens to hundreds meter from the shafts also went down in process of time. Regarding the chemical disturbance in the area, the redox potencial of the groundwaters in the monitoring boreholes showed reducing condition nevertheless the gallery is in oxidized condition. However, microbial community structure changed considerably from the beggining to date. These results indicate that microbial redox reaction could contribute to maintain of reducing conditions in the groundwater system, despite of hydrochemical disturbance caused by facility construction.