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論文

深部地下水における酸化還元電位の不確かさ評価; 北海道・幌延地域を事例として

望月 陽人; 笹本 広; 女澤 徹也*; 宮川 和也

地下水学会誌, 61(1), p.3 - 20, 2019/02

北海道・幌延地域の深部地下水における酸化還元電位の測定値を整理し、その測定および熱力学的解釈における不確かさの評価方法を検討した。地下研究施設の坑道より掘削されたボーリング孔を利用して測定された地下水の酸化還元電位はおおむね-250mVから-100mVの範囲にあり、経時変化を示すものの、坑道掘削による影響は直接的には及んでいないことが示唆された。地下水の酸化還元状態はSO$$_{4}$$$$^{2-}$$/FeS$$_{2}$$, SO$$_{4}$$$$^{2-}$$/HS$$^{-}$$およびCO$$_{2}$$(aq)/CH$$_{4}$$(aq)の酸化還元反応に支配されており、その平衡電位との比較から、Eh測定値の不確かさを$$pm$$50mVと設定することが適切であると考えられた。

論文

地下水の放射性炭素分析における前処理法; 従来法の再評価と新規法の開拓

望月 陽人

ぶんせき, 2018(10), P. 461, 2018/10

地下水の放射性炭素分析のための前処理法について、近年、従来法(沈殿法,ガス化回収法)により得られた分析値の相互比較評価や新規手法の考案が進められている。本件は、これら研究論文の概要を、日本分析化学会の学会誌「ぶんせき」のトピックス欄に紹介するものである。

報告書

幌延の地下施設における地下水の地球化学モニタリング装置を用いた物理化学パラメータ測定結果

女澤 徹也; 望月 陽人; 宮川 和也; 笹本 広

JAEA-Data/Code 2018-001, 55 Pages, 2018/03

JAEA-Data-Code-2018-001.pdf:10.63MB
JAEA-Data-Code-2018-001-appendix(CD-ROM).zip:8.57MB

日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において、深地層の研究施設を活用した地層科学研究および地層処分研究開発を実施している。幌延深地層研究センターでは、地層科学研究の一環として、地下施設内の調査坑道において、岩盤中の地下水の水圧・水質変化の観測を目的として開発された地下水の地球化学モニタリング装置を用い、観測を継続している。本報では、140m調査坑道、250m調査坑道および350m調査坑道に設置された地下水の地球化学モニタリング装置を用い、2017年3月31日(平成28年度末)までに取得した水質(物理化学パラメータ)の測定結果をとりまとめた。

報告書

幌延深地層研究計画で得られた地下水の水質データ; 2014年度$$sim$$2016年度

宮川 和也; 女澤 徹也; 望月 陽人; 笹本 広

JAEA-Data/Code 2017-012, 60 Pages, 2017/10

JAEA-Data-Code-2017-012.pdf:7.94MB
JAEA-Data-Code-2017-012-appendix(CD-ROM).zip:0.09MB

幌延深地層研究計画における深地層の科学的研究では、実際の地下の地質環境特性を調査するための技術開発や、得られた地質環境特性に基づく地質環境モデルの構築が進められている。地質環境モデルの1つである地下水の地球化学モデルの構築・見直しにあたっては、地下施設周辺における地下水の水質データが必要である。本報告は、平成26年度$$sim$$平成28年度(2014年度$$sim$$2016年度)までの3年間に、幌延深地層研究計画で得られた地下水の水質データとして、物理化学パラメータおよび水質の測定・分析結果を取りまとめたものである。

報告書

幌延深地層研究センター調査坑道における地下水の地球化学モニタリング装置による地下水圧の連続観測結果

女澤 徹也; 望月 陽人; 宮川 和也; 笹本 広

JAEA-Data/Code 2017-010, 63 Pages, 2017/06

JAEA-Data-Code-2017-010.pdf:9.66MB
JAEA-Data-Code-2017-010-appendix(CD-ROM).zip:5.08MB

日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において、深地層の研究施設を活用した地層科学研究および地層処分研究開発を実施している。幌延深地層研究センターでは、地層科学研究の一環として、地下施設内の調査坑道において、岩盤中の地下水の水圧・水質変化の観測を目的として開発された地下水の地球化学モニタリング装置を用い、観測を継続している。本報では、140m調査坑道および350m調査坑道に設置された地下水の地球化学モニタリング装置を用い、2016年3月31日(平成27年度末)までに取得した水圧の観測結果をとりまとめた。

口頭

幌延深地層研究センター調査坑道の掘削損傷領域における岩盤の酸化還元状態

望月 陽人; 宮川 和也; 石井 英一; 笹本 広; 佐藤 稔紀

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分場の建設・操業時には、坑道内の大気が掘削損傷領域(EDZ)内の割れ目を通じて岩盤中に拡散し、坑道周辺の岩盤や地下水が酸化状態に変化することが想定される。このため、地下研究施設を利用し、坑道掘削が岩盤や地下水の酸化還元状態に与える影響を評価する手法を検討することが必要である。本研究では、幌延深地層研究センターのEDZより採取したコア試料の酸化還元状態を調査し、掘削後の経過年数や壁面からの距離との関係について考察した。色調分析の結果、坑道掘削後の経過年数や壁面からの距離に応じた明瞭な値の変化は認められなかった。XRDおよびSEM-EDXより、還元環境で安定である黄鉄鉱がいずれの割れ目表面においても存在することが示された。以上の結果より、今回調査を行った幌延の調査坑道のEDZでは、岩盤の酸化がほとんど進んでいないことが示唆された。

口頭

深部地下水における酸化還元電位の不確かさ評価に関する事例研究

望月 陽人; 笹本 広; 女澤 徹也*; 宮川 和也

no journal, , 

北海道・幌延地域を事例として、深部地下水における酸化還元電位の測定値を整理するとともに、その測定および熱力学的解釈における不確かさの評価方法を検討した。地下水の酸化還元電位はおおむね-250$$sim$$-100mVの範囲にあり、経時変化を示すものの、坑道掘削の影響は直接的には及んでいないと推測された。物理化学パラメータの測定値はSO$$_{4}$$$$^{2-}$$/FeS$$_{2}$$, SO$$_{4}$$$$^{2-}$$/HS$$^{-}$$、およびCO$$_{2}$$(aq)/CH$$_{4}$$(aq)の酸化還元反応に支配されていると考えられた。各反応の平衡電位がとりうる範囲を算出し、Ehの測定値と比較すると、測定値の不確かさとして$$pm$$50mVが適切であると判断された。

口頭

炭酸存在下におけるウラン-新第三紀堆積岩の収着挙動

春木 和人*; 佐々木 隆之*; 桐島 陽*; 笹本 広; 望月 陽人; 宮川 和也

no journal, , 

放射性廃棄物処分の核種移行評価において、地下水中の核種の母岩への収脱着反応による移行遅延の影響は重要である。一般に還元雰囲気の深部地下水中で4価として存在するウランは、溶解度が低く母岩表面への収着能が高い。近年、高炭酸濃度下において、酸化還元平衡で共存する6価ウラニルイオン(UO$$_{2}$$$$^{2+}$$)がウラニル炭酸錯体を形成し、支配化学種となることが熱力学的考察により指摘されている。我が国を代表する岩種である新第三紀堆積岩の地下水中にはしばしば比較的高濃度の炭酸が見られることから、新第三紀堆積岩に対するウラニル炭酸錯体の収着挙動の理解に関心が高まっている。本研究では、幌延地域に分布する新第三紀堆積岩である稚内層の珪質泥岩を用いて、ウランの収着挙動に対する炭酸の影響に着目したバッチ試験を実施した。炭酸を含まない場合、pHと共にウランの収着分配係数(Kd)値が上昇する傾向が見られた。一方炭酸を含む場合、pH上昇に伴いKdに低下傾向が見られ、中性pHにおいて炭酸によるKd値の低下が顕著であった。今後は、さらなるデータの取得とともに、固相表面の化学状態および液相化学種等の情報をもとに、ウランの収着挙動について考察を進める。

口頭

深部地下水中の溶存有機物の簡易特性評価

望月 陽人; 笹本 広; 生垣 加代子*

no journal, , 

少量の試料にも適用可能である簡易特性分析法として、三次元蛍光分析、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)およびイオンクロマトグラフィー(IC)を北海道・幌延地域の地下水と地表水に適用し、腐植物質をはじめとする溶存有機物(DOM)の特性評価を試みた。少量の地下水試料から取得された三次元蛍光スペクトルは、大量の地下水から分離精製した腐植物質のものと類似しており、深度差も小さい一方で、地表水とはピーク位置が異なっていた。GPCにより、地下水中のDOMの大部分を分子量1,200$$sim$$2,000Da程度の腐植物質が占め、その分子量は深度とともに減少することが示された。これらは、分離精製した腐植物質の特性とも調和的であった。また、地下水中のDOMに占める低分子量有機物の割合は小さいことがICにより示され、GPCの結果とも整合していた。以上より、本研究で適用した分析方法は、地下水中のDOMの特性を簡易に評価するのに有効な方法であることが示唆された。

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