化学平衡論解析を用いた原位置深層地下水水質の推定
地中の物質移行評価においては地下水の水質や物理化学パラメータとしてpHや酸化還元電位の分布が重要となる。地下の水質データは一般に試錐孔から地下水を揚水して地上において採水・分析されるため原位置（地下水の賦存環境）の地下水水質とは異なるという問題がある。本研究では地上において測定した水質データから地球化学的モデリングによる化学平衡解析を用いて、原位置地下水のpH,酸化還元電位を推定する手法を提案する。日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究計画（当計画）の試錐調査において、原位置物理化学パラメータ観測も実施された揚水試験データに適用し、実測データとの比較により当手法の妥当性を確認した。また、当計画において原位置物理化学パラメータ観測が実施されていない他の揚水試験データに当手法を適用し、原位置のpH, 酸化還元電位分布の推定を行った結果、pHは深度とともに酸性側にシフトする傾向が、酸化還元電位は深度300m以下では約-220mVに安定する傾向が見られ、当手法の有効性を確認できた。
Estimation of In-situ Deep Groundwater Conditions Based upon Chemical Equilibrium Analysis
Essential in assessment for chemical species migration in the underground are spatial distributions of ion contents and pH and redox potential as physicochemical parameters of in-situ groundwater. A problem is that data on deep groundwater conditions has been generally procured with pumping up, sampling and analyzing the groundwater on the surface, which is proved to be different from the in-situ one. This paper developed an estimation method of the pH and redox potential of the in-situ groundwater in the basis of chemical equilibrium analysis of geochemical modeling with groundwater data measured on the surface. The method was evaluated in comparison of estimates and data of a pumping test which monitored the in-situ physicochemical parameters in course of the borehole investigations of Horonobe Underground Rock Laboratory site, Japan Atomic Energy Agency. The method was applied to the pumping test data at the site to estimate the distributions of the pH and redox potential. PH shows a tendency for acidity with the depth and redox potential converges to approximately -220 mV under 300 m depth.
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