Trotignon et al.(2002)による〔『Laboratory simulation of an oxidizing perturbation in a deep granite environment』(2583p)から〕

『深層の花崗岩環境での酸化による撹乱の実験室におけるシミュレーション』


Abstract
 An experiment designed to study oxidizing perturbations in deep crystalline rock, a potential host for nuclear waste disposal, was conducted. This experiment simulated a fracture surface in contact with circulating groundwater, in which dissolved oxygen was injected periodically. Major physicochemical and biological parameters were monitored during this 1-yr experiment. Modeling of the results indicates that the kinetics of oxygen uptake may be represented by a simple steady-state rate law combining enzymatic catalysis (Monod) and a first-order rate law. Combined chemical and biological data demonstrate the coupling of organic/inorganic processes during the uptake of dissolved oxygen and the progressive return to reducing conditions. Timescales for these stages are discussed. Experimental results also suggest that iron-reducing bacteria, which are robust and well-adapted microorganisms, play a key role in these interfacial processes. These results show that an operational definition of the “redox buffering capacity” in a granitic medium cannot ignore the effect of bacteria and therefore the controls on bacterial substrates (organic carbon, H2, CH4, CO2).』

『核廃棄物処理のための可能性のある母体である、深部結晶質岩における酸化による撹乱を研究するために計画された実験が行われた。この実験は循環する地下水と接触する破砕面をシミュレートしたもので、溶存酸素が定期的に注入された。主要な物理化学的および生物学的パラメータが1年間の実験の間モニターされた。結果のモデル化により、酸素の取込みのカイネティックスは、酵素触媒(Monod)および1次速度則と組み合わせた、簡単な定常状態速度則で表わされる可能性が示されている。化学的データと生物学的データを組み合わせると、溶存酸素の取込みと還元条件への漸進的逆行の間において有機/無機過程が結合していることが示される。これらの段階に対する時間尺度が議論されている。実験結果はまた、頑丈でうまく適応した微生物である鉄還元バクテリアがこれらの界面での過程において重要な役割を果たしていることを示している。これらの結果は、花崗岩媒体における「酸化還元緩衝能力」の実用上の定義は、バクテリアの影響したがってバクテリアの基質(有機酸、H2、CH4 、CO2)のコントロールを無視できないことを示している。』

1. Introduction
2. Material and methods
 2.1. Sampling and characterization of the diorite core
 2.2. Sampling and characterizing groundwater
 2.3. Experimental setup
  2.3.1. Principles
  2.3.2. Continuous measurements: DO, pH, and Eh
  2.3.3. Experimental protocol
 2.4. Chemical and microbial investigations
  2.4.1. Solution analyses
  2.4.2. Microbial investigations
  2.4.3. Investigations on the solid phase
 2.5. Data processing and modeling
3. Results
 3.1. Results obtained during the setup tests
 3.2. Replica experiment: DO uptake kinetics
 3.3. Evolution of pH and Eh during O2 pulses
 3.4. Evolution of pH and Eh during long anoxic periods
 3.5. Chemistry of solutions
 3.6. Microbial activity
 3.7. Solid phases
4. Discussion
5. Conclusions
Acknowledgments
References


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