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栃木 善克*; 菅野 毅*; 上野 俊一郎*; 久保田 伸彦*; 西野 順也*; 福永 栄*
JNC TJ7400 2005-017, 49 Pages, 2004/03
JNC-TJ7400-2005-017.PDF:12.08MB
地下水に微量存在する有機物は、同様に地下水中に存在する金属元素と錯体を形成することで、金属元素の移行挙動に影響することが知られている。しかし、還元的な地下環境下における影響は明らかになっていないことからこれを評価する必要がある。このため、地下深部の化学環境を模擬する試験装置を製作し、有機物・金属元素・有機錯体の挙動を、各種の化学環境を想定した試験条件下で分析,解析することで、有機物の金属元素の挙動に対する影響の評価を試みた。試験・分析を行った結果、同試験系が低い酸化還元電位を実現可能な性能を有することを確認すると共に、有機酸として酢酸・シデロフォア・フルボ酸を使用した試験により、錯体形成係数を評価できることが分かった。
福永 栄*; 岩田 裕美子*; 菅野 毅*; 工藤 章*
JNC TJ8400 2003-070, 45 Pages, 2003/02
JNC-TJ8400-2003-070.pdf:0.13MB
地層処分における微生物影響の評価に関して、1)微生物影響評価モデルの調査、2)微生物と核種の相互作用研究を行った。シミュレーションモデルについては、ガス発生、地球化学、微生物腐食、微生物量に関する文献調査を行いモデル概略を把握した。核種との相互作用については、嫌気性微生物へのPuの収着実験を行い、酸化還元電位の影響、微生物の滅菌処理による影響についてデータを得た。
福永 栄*; 岩田 裕美子*; 菅野 毅*; 工藤 章*
JNC TJ8400 2003-069, 73 Pages, 2003/02
JNC-TJ8400-2003-069.pdf:0.39MB
地層処分における微生物影響の評価に関わる1)微生物影響評価に関するモデルの調査、2)微生物と核種の相互作用評価試験を実施した。ガス発生、地球化学、微生物腐食と微生物量に関する論文調査によってモデル概略をまとめ、今後の課題として、有機物の生分解性評価、微生物量の評価、モデルの検証が挙げられた。微生物と核種の相互作用については、嫌気性微生物を用い、最も活性となる酸化還元電位(-85mV)より低い条件(-135mV)下におけるPuの収着実験を実施した。Puの分配係数は、Eh=-85mV では微生物の滅菌処理による低下が見られていたのに対し、-135mVの条件では滅菌処理の影響は見られなかった。
福永 栄*; 中山 衛*; 神徳 敬*; 菅野 毅*; 工藤 章*
JNC TJ8400 2002-037, 68 Pages, 2002/02
JNC-TJ8400-2002-037.pdf:0.28MB
地層処分における微生物影響の評価に関わる次の4つの調査及び試験を実施した。FEP辞書の網羅性、内容、重要度評価レベルの向上及び微生物による硝酸塩の化学形態変化の調査を実施し、処分施設のニアフィールド母岩での微生物、及び硝酸塩と電子供与体が共存した場合の脱窒を行う微生物の重要性が示された。微生物の圧縮ベントナイト中における移行性の試験をNa型ベントナイト及びCa型化ベントナイト(ともにケイ砂混合率30%)を用いて実施した。Na型ベントナイトは降水系地下水及び海水系地下水で3週間、Ca型化ベントナイトは、降水系地下水で9週間の試験期間を設定した。結果、Na型はともに菌の移動は検知されなかった。Ca型は最下層(20mm)まで菌の移動がみられた。超長期のベントナイト中の微生物移行の推測及び生息状況調査では、外界に接するNa型およびCa型のベントナイト鉱床をボーリングし、深さ方向にかけてコアの鉱物組成の調査、微生物数計測及び若干の系統解析を実施した。その結果、外界に比べれば数は少ないが、ベントナイト層の内部にも微生物が生存していることがわかった。微生物と核種の相互作用評価は、硫酸還元菌を用い、酸化還元電位を最も活性である-500mVから強制的に-85mVに設定し実施した。酸化還元電位がNpの分配係数に及ぼす影響を評価した。
福永 栄*; 中山 衛*; 神徳 敬*; 菅 毅*; 工藤 章*
JNC TJ8400 2002-036, 186 Pages, 2002/02
JNC-TJ8400-2002-036.pdf:1.34MB
地層処分における微生物影響の評価に関わる次の4つの調査及び試験を実施した。FEP辞書の網羅性、内容、重要度評価レベルの向上及び微生物による硝酸塩の化学形態変化の調査を実施し、処分施設のニアフィールド母岩での微生物、及び硝酸塩と電子供与体が共存した場合の脱窒を行う微生物の重要性が示された。微生物の圧縮ベントナイト中における移行性の試験をNa型ベントナイト及びCa型化ベントナイト(ともにケイ砂混合率30%)を用いて実施した。Na型ベントナイトは降水系地下水及び海水系地下水で3週間、Ca型化ベントナイトは、降水系地下水で9週間の試験期間を設定した。結果、Na型はともに菌の移動は検知されなかった。Ca型は最下層(20mm)まで菌の移動がみられた。超長期のベントナイト中の微生物移行の推測及び生息状況調査では、外界に接するNa型およびCa型のベントナイト鉱床をボーリングし、深さ方向にかけてコアの鉱物組成の調査、微生物数計測及び若干の系統解析を実施した。その結果、外界に比べれば数は少ないが、ベントナイト層の内部にも微生物が生存していることがわかった。微生物と核種の相互作用評価は、硫酸還元菌を用い、酸化還元電位を最も活性である-500mVから強制的に-85mVに設定し実施した。酸化還元電位がNpの分配係数に及ぼす影響を評価した。
福永 栄*; 横山 英一*; 荒井 和浩*; 朝野 英一*; 千手 隆史*; 工藤 章*
JNC TJ8400 2000-030, 54 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-030.pdf:1.69MB
100%(乾燥密度1.6g/cm
)のNa型ベントナイト成型体における微生物透過は、これまでの試験結果から想定されるように、微生物の移動は検知されなかった。100%(乾燥密度1.6g/cm)のCa型化ベントナイト成型体における微生物透過試験も大腸菌は導入部以外には検知されず、菌の移動は検知されなかった。強い還元性環境下(Eh=-500mV)でのベントナイトとNp、Puとの分配係数(Kd)への滅菌処理による影響は見られなかった。PuとNpは共に酸性側とアルカリ側でKd値が上がる傾向を示した。特にPuは、pH=3
6付近では、Kd値が100ml/g程度なのに対し、pH=13付近では、生菌条件で40万ml/g以上の値を示している。このように、非常に高いKd値を示した理由として、Puが水酸化物沈澱を形成したことが考えられる。
福永 栄*; 横山 英一*; 荒井 和浩*; 朝野 英一*; 千手 隆史*; 工藤 章*
JNC TJ8400 2000-029, 36 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-029.pdf:1.28MB
100%(乾燥密度1.6g/cm3)のNa型ベントナイト成型体における微生物透過は、これまでの試験結果から想定されるように、微生物の移動は検知されなかった。100%(乾燥密度1.6g/cm3)のCa型化ベントナイト成型体における微生物透過試験も大腸菌は導入部以外には検知されず、菌の移動は検知されなかった。強い還元性環境下(Eh=-500mV)でのベントナイトとNp、Puとの分配係数(Kd)への滅菌処理による影響は見られなかった。PuとNpは共に酸性側とアルカリ側でKd値が上がる傾向を示した。特にPuは、pH=36付近では、Kd値が100ml/g程度なのに対し、pH=13付近では、生菌条件で40万ml/g以上の値を示している。このように、非常に高いKd値を示した理由として、Puが水酸化物沈澱を形成したことが考えられる。
福永 栄*; 吉川 英樹; 藤木 喜市*; 朝野 英一*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.353, p.173 - 180, 1995/00
処分場における微生物活動を推定する事を目的として硫酸塩還元菌の培養装置を設作し、耐性図を作成した。処分環境の高pH低Eh条件で菌の生存を初めて確認した。
間野 正; 吉川 英樹; 福永 栄*; 油井 三和; 山形 順二*; 朝野 英一*; 山中 裕美子*
PNC TN8410 94-117, 60 Pages, 1993/03
深地層においても微生物が存在する可能性があることから、放射性物質の地層処分の研究開発では、処分環境の変化や核種移行の評価に対し、微生物の影響を検討する必要がある。本研究は、処分場で微生物が活動するための条件のうち、環境への耐性を実験的に検討したものである。微生物としては、金属・コンクリート腐食への影響が心配される硫酸塩還元細菌を用いた。これをpHおよびEhが自動制御できる容量0.6-の培養容器に接種し、35
Cにて、pH710.3、Eh-3500mVの範囲内で条件設定して、硫化水素の発生を測定して硫酸塩還元細菌の増殖の有無を確認した。その結果、pHが7に近くEhが-300mVに近いほど増殖しやすいという耐性領域図(chartofactiverange)が得られた。pHは最大9.6(Eh-300mVのとき)まで、Ehは最大-100mV前後(pH7のとき)まで増殖が確かめられた。結論として、pH及びEhを制御した条件で耐性領域図を作る手法を確立した。また、硫酸塩還元細菌は処分場で想定されるpH及びEhの環境条件では増殖が可能なことが示された。
吉川 英樹; 油井 三和; 佐々木 憲明; 福永 栄*; 朝野 英一*; 若松 久夫*
PNC TN8410 92-013, 232 Pages, 1992/01
放射性廃棄物の地層処分では処分環境の変化や核種移行の評価において微生物の存在を考慮する必要があると言われているが、その具体的な挙動や影響については不明な部分が多い。そこで本テーマに関して、地層処分における微生物の挙動や影響に関する情報の整理、研究の現状、今後の課題などについて文献調査を行った。またあわせて関連する学会、講演会および海外の主要な原子力研究機関の研究内容についてアンケート調査を行った。本調査により、微生物の代謝活動に基づく材料の生物的な劣化、物理的な破壊、ガス生成、地下水の化学的特性の変化および核種の直接取り込みなどの作用が考えられ、それらが廃棄体やバリア材の劣化、処分場の化学的な環境の変化、放射性核種の移行などを通じて処分場の閉込め性能に影響することが明らかとなり研究の重要性が確認できた。また研究の進捗度について世界的な観点からの知見が得られた。
宮坂 郁*; 福永 栄*; 菅野 毅*; 栃木 善克; 難波 謙二*
no journal, ,
放射性廃棄物処分場の安全性能に対する微生物影響の定量評価を目的として、微生物代謝による地球化学的影響,代謝生成物による二次的反応,地下水のpHの変動,微生物のコロイド的移動を定量評価可能なコードを開発した。
福永 栄*; 石井 浩介*; 宮坂 郁*; 浅野 貴博; 佐々木 祥人; 吉川 英樹
no journal, ,
処分場想定環境における微生物の増殖・代謝速度に及ぼす電子受容体の種類の影響を評価するため、一つの電子供与体(酢酸)と4種の異なる電子受容体(O
, NO
, Fe(III), SO
)を用いて地層コアから集積培養した微生物群の増殖・代謝速度を測定し、文献値との比較を行った。その結果、環境中に存在する電子受容体の種類に応じた微生物活動の大きさの相対的な違いを推定するための基礎データが得られた。
福永 栄*; 石井 浩介*; 宮坂 郁*; 浅野 貴博; 佐々木 祥人; 吉川 英樹
no journal, ,
地層処分における微生物影響予測に必要な微生物パラメータとして、酸素,硝酸塩,3価鉄,硫酸塩,炭酸塩の一つが電子受容体として存在するときの最大比増殖速度と電子供与体の収率の平均的な値を文献レビューにより求めた。さらに実験室規模の嫌気性帯水層カラムから採取した微生物群集を培養し、全菌数,酢酸,電子受容体の濃度を測定し、3価鉄又は硫酸塩存在下でのパラメータ値を計算して、文献レビュー結果と比較した。
石井 浩介*; 宮坂 郁*; 福永 栄*; 浅野 貴博; 佐々木 祥人; 吉川 英樹
no journal, ,
地層処分における核種移行の長期予測には微生物活性を測定する必要があるが、地下環境の嫌気性微生物の活性は低いため現場での測定は難しい。地下帯水層での鉄還元及び硫酸還元活性を測定するため、乾熱処理した砂をつめた1m長のカラムからなる室内試験装置を開発し模擬地下水通水時の水質変化を測定した。その結果、還元鉄の生成と酢酸の消費,硫酸塩と酢酸塩の消費が観察された。硫酸塩の現象は酢酸塩の消費と比較して少なかったが、カラムから鉄還元菌が検出されたことから、砂中の鉄を用いた鉄還元が示唆された。
福永 栄*; 宮坂 郁*; 吉川 英樹
no journal, ,
地下水有機物の微生物による利用性を評価するため、深度の違う二つの井戸から採取された地下水サンプル及び酢酸溶液を対象にUltimate BOD(究極まで時間をかけたときのBOD)分析などを行った。その結果、深度500mの井戸から得られた地下水に含まれる有機物の一部は好気性微生物に利用されうることが示された一方、多くの部分は微生物によっても分解されず、分解されてもその速度は酢酸より遅いことがわかった。酢酸など易分解物質で得られた微生物反応速度を用いた場合、地下環境における微生物活性を過大評価する可能性が示唆された。本研究は、経済産業省による「処分システム化学影響評価高度化開発」の一環として実施した。
福永 栄*; 宮坂 郁*; 吉川 英樹
no journal, ,
あるサイトの地下水研究において微生物に配慮すべきかどうかという疑問に答えるため、一つの調査手法を提案することを目的として、従来の多くの方法のような有機物を添加しての活性測定ではなく、水素を用いた微生物活性を探索する技術を検討したので報告する。幌延の有機物が少ない地下水を試料として、現場で本法を活用できる可能性が示された。本研究は、経済産業省/資源エネルギー庁による「処分システム化学影響評価高度化開発」の一環として実施した。