報告書番号

V05036

タイトル（和文）

CO2海洋隔離の環境影響評価のための観測手法開発(その１) --高精度な現場型pH/pCO2センサの開発--

タイトル（英文）

Strategy of environmental assessment for CO2 ocean sequestration (Part1)-Development of highly precise in-situ pH/pCO2 sensors-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

海水のpHは、海水中の物質の物理化学的状態や生物活動を支配する重要な因子 である。近年では地球温暖化に関連して、pHセンサによる現場計測が注目され ている。pH電極にイオン感応性電界効果型トランジスタを、参照電極に塩素イ オン選択性電極を用いたpHセンサは、海洋の表層から深海までの海水のpHを高 精度に現場計測できる測器として期待できる。これらの電極は、ともに固体電 極のため耐圧性・耐衝撃性があり、高圧下の深海において問題なく使用でき る。開発したpHセンサの現場での応答速度は1秒以下、測定精度は±0.005pHで ある。また、このpHセンサの電極部をガス透過膜で封止したpCO2センサを開発 した。このpCO2センサの現場での応答速度は60秒であった。

概要 （英文）

The pH and pCO2 of seawater are an important factor that affects the thermodynamic state of all various acid-base systems and biological activity in the ocean. In recent years, in-situ measurement using pH and/or pCO2 sensors has attracted attention in relation to global warming issues. We developed the electrochemical in-situ pH/ pCO2 sensors for measurement of these parameters in seawater through the water column in high precision.The pH sensor was used an ion sensitive field effect transistor (ISFET) for the pH electrode and a chlorine ion selective electrode (Cl-ISE) for the reference electrode. Both these electrodes have solid-type construction and therefore have high pressure and shock resistance and can be used satisfactorily in deep-sea conditions. For the pCO2 sensor, the pH sensor was sealed with a gas permeable membrane filled with the inner solution. The pH sensor can detect the pCO2 change as the inner solution pH changes which is caused by penetration of carbon dioxide through the membrane. An amorphous Teflon membrane manufactured by U.S. DuPont (Teflon AF) was used as the gas permeable membrane for this pCO2 sensor.The sea tests using those sensors were carried out in various locations of the ocean, high accuracy, quick response, and long-term stability have been achieved. In the field, the response speed of the developed pH sensor is 1 second or less, and the measurement accuracy is ±0.005 pH. The in-situ (3000m depth, 1.8℃) response time of the pCO2 sensor was less than 60 seconds.

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