報告書番号

V09029

タイトル（和文）

地下環境における有機態14Cの化学形態変化挙動に及ぼす微生物影響－13C標識酢酸イオンを用いた原位置トレーサー試験－

タイトル（英文）

Field-scale tracer test of radioactive carbon in a pumice tuff aquifer using C13-labelled acetate: Implication for microbially enhanced migration

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

放射性廃棄物を安全かつ効率的に埋設処分するためには、埋設した廃棄体から漏洩する放射性核種の化学形態を特定し、岩盤との収着特性を明らかとした上で地下水中の移行挙動を精度良く評価することが重要となる。次期埋設処分では、放射化金属等から、酢酸等の低級脂肪酸として漏洩する14C（半減期5730年）が安全評価上重要な放射性核種であると考えられている。しかし、有機態14Cは、地下岩盤内に生息している微生物により容易に代謝され、化学形態が変化することで、移行挙動に影響を及ぼすと考えられる。そこで、調査坑（深度約-100m)にボーリング孔C13標識酢酸トレーサー注入孔および回収孔）を掘削し、原位置における酢酸分解試験を実施した。その結果、酢酸イオンは岩盤内の微生物により穏やかに無機化されることが明らかとなった。化学分析および微生物分析の結果、主に鉄還元菌および硫酸還元細菌が酢酸イオンの無機化に関与している可能性が示唆された。このことから、岩盤内微生物が廃棄体から漏洩するC14の移行挙動に影響を及ぼすことが明らかとなった。

概要 （英文）

To demonstrate microbially degraded migration enhancement of carbon-14 organic compounds released from low-level radioactive waste repository, the natural-gradient tracer test using 13C-labelled acetate under anaerobic condition was carried out in a tunnel at about 100 m below ground in a Neogene pumice tuff rock aquifer, Rokkasho, JAPAN. Three boreholes were drilled: one for injecting a tracer and two for collecting the tracer. The distances between the boreholes for injection and recovery of tracer were 120 and 150 mm, respectively. After tracer injection (13C-labeled sodium acetate [1-13C] + KBr), the ground-water effluents from the boreholes were collected at specific intervals of time, and the concentrations of dissolved ions (acetate, bromide, and 13C-bicarbonate), total cell count, viable count, and microbial community using molecular microbiological technique were analyzed. After 30 days after tracer injection, 13C-bicarbonate ions were detected along with bromide ions as a tracer of groundwater flow, which were faster than the acetate ions. These breakthrough curves show that acetate was degraded to bicarbonate by anaerobes, possibly sulfate-reducers and methanogens, during transport in the aquifer, thus causing acceleration of the migration rate for radioactive carbon released from the repositor

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