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Characterization of rare earth elements (REEs) associated with suspended particles in deep granitic groundwater and their post-closure behavior from a simulated underground facility

坑道閉鎖環境における深部花崗岩地下水中の希土類元素(REE)と懸濁粒子の相互作用の同定

岩月 輝希; 宗本 隆志*; 久保田 満*; 林田 一貴; 加藤 利弘*

Iwatsuki, Teruki; Munemoto, Takashi*; Kubota, Mitsuru*; Hayashida, Kazuki; Kato, Toshihiro*

瑞浪超深地層研究所において、地下水及び懸濁態粒子に含まれる希土類元素の挙動について研究を行った。その結果、地下水中の希土類元素の10$$sim$$60%が懸濁粒子に付着して存在することが確認された。希土類元素が付着する懸濁粒子は主に炭酸塩コロイドであり、一般的な地下水は炭酸塩鉱物に対して飽和平衡状態にあることから、炭酸塩コロイドの起源は炭酸塩鉱物と推察された。また、坑道閉鎖環境においては、地下水中の溶存態及びコロイド態の希土類元素濃度が、周辺の地下水に比べて有意に低下することが確認された。熱力学計算により地下水に溶存する希土類元素は主に炭酸錯体と推測され、坑道壁面のセメント吹付上に炭酸塩コロイドとともに吸着・共沈していると考えられた。以上の事から、地下施設におけるセメント材料の使用は、希土類元素の移動し難い環境を形成すると考えられる。

This study investigated the behavior of rare earth elements (REEs) associated with suspended particles in deep granitic groundwater and in a sealed drift at a depth of 500 m in the Mizunami Underground Research Laboratory (URL) in Japan. Approximately 10%$$sim$$60% of REEs in groundwater are associated with suspended particles. Carbonate particles in groundwater are most likely derived from in situ precipitation of supersaturated carbonate minerals such as calcite. Thermodynamic calculations show that the dissolved REE carbonate complexes in the closed drift decreased in the drift closure period. These complexes may have been absorbed or co-precipitated within the shotcrete on the drift wall. The usage of cement based materials would generate environmental conditions in which REEs are fundamentally immobile in and around the underground facilities.

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パーセンタイル:78.91

分野:Geochemistry & Geophysics

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