■ はじめに ベントナイトは、粘土鉱物の一種であるモンモリロナイト を主成分として、石英、クリストバライト、長石、雲母、ゼオ ライトなどのケイ酸塩鉱物を副成分とし、カルサイト、ドロマ イト、ジプサムなどの炭酸塩鉱物や硫酸塩鉱物、パイライ トなどの硫化鉱物を随伴する弱アルカリ性粘土岩の名称 である。ベントナイトの主成分であるモンモリロナイトは、低 透水性、膨潤性などの性質をもつ。このため、産業廃棄物 や放射性廃棄物の処分場における人工バリアの1つとして、 ベントナイトの利用が検討されている。 ベントナイトを人工バリアとして利用する場合、ベントナ イト中のモンモリロナイトの含有量が重要となる。ベントナ イト中のモンモリロナイト含有量は、一般的に、モンモリロ ナイトがメチレンブルーを吸着することを利用し、ベントナ イトのメチレンブルー吸着量を測定して見積もる。メチレン ブルー吸着量測定の方法は、日本では一般的に日本ベ ントナイト工業会の標準試験方法（JBAS-107-91）が用い られている（日本ベントナイト工業会, 1977）。しかしながら、 このJBAS-107-91は詳細な試験方法についての記載がな く、実際の試験方法は試験者に委ねられているのが現状 である。メチレンブルー吸着量試験は、試験の手順のわ ずかな違いが結果に大きく影響することが経験的に知ら れている。そのため、詳細な試験方法が決められていな いという現状はベントナイトを人工バリアとして用いるにあ たって大きな問題点である。本研究では、メチレンブルー 吸着量試験方法について詳細に検討し、最終的には標 準化することを目指して研究を進めている。 ■ 活 動 内 容 本研究で行われているメチレンブルー吸着量試験法の 詳細は、堀内と高木（2012）を参照されたい。試験法の大 まかな流れとしては、ベントナイトを分散溶液に分散させ、 メチレンブルー溶液を加え、ベントナイトが吸着できる最 大のメチレンブルー量（飽和吸着量）を求めるというもので ある。本研究では、試験方法について、主に以下の点を 検討した。 １．ベントナイトを分散させる溶液の検討：日本ベントナイト 工業会の標準試験方法（JBAS-107-91）には、ピロリン酸 ナトリウム溶液を分散溶液として用いる方法が記載されて いる。本研究では、ピロリン酸ナトリウム溶液のベントナイト への影響を確かめるため、純水を分散溶液として用いて 試験を行ない、ピロリン酸ナトリウム溶液を用いた場合と比 較した。純水を用いて試験を行った場合、試験時間が日 単位で経過するとメチレンブルー吸着量が大きくなること がわかった。これは、時間経過によってベントナイト中の モンモリロナイトが膨潤する（層間に水を取り込んで膨ら む）ためであると考えられる。ピロリン酸ナトリウム溶液を用 いて試験を行った場合は、時間が経過してもメチレンブル ー吸着量は変化しない。ピロリン酸ナトリウム溶液は、時間 経過によってモンモリロナイトのメチレンブルー吸着量が 変化することを防ぐ効果があることが明らかになった。 ２．分散の方法の検討：試料をピロリン酸ナトリウム溶液に 分散させる際、超音波分散がよく行われる。しかし、超音 波分散機の出力によって試験結果が異なることが経験的 に知られる。本研究では、超音波分散のベントナイトへの 影響を確かめるため、超音波分散を行わずに試験を行い、 超音波分散を通常通り行った場合と比較した。超音波分 散を行わなかった場合は、超音波分散を行った場合と比 べてメチレンブルー吸着量が少なくなる傾向が見られた。 ３．ベントナイトが吸着できる最大のメチレンブルー量（飽 和吸着量）の求め方の検討：飽和吸着量は、ベントナイト 分散溶液にメチレンブルー溶液を加え、溶液の1滴をろ紙 上に落としたときのメチレンブルーのハローの残存状態か ら吸着限界を判定する方法（スポット法）によって簡便に求 めることができる。しかし、スポット法による判定は、試験者 によって異なる可能性があることが経験的に知られる。ス ポット法のほかに、ベントナイト分散溶液にメチレンブルー 溶液を加え、上澄み溶液のメチレンブルー濃度を吸光光 度計によって測定し飽和吸着量を求める方法（吸光光度 法）も知られる。本研究では、個人差が少ない飽和吸着量 の求め方の検討を進めている。 ■ 参 考 文 献 日本ベントナイト工業会, 1977, 日本ベントナイト工業会標 準試験方法 ベントナイト（粉状）のメチレンブルー吸着量 測定方法（JBAS-107-91） 堀内悠, 高木哲一, 2012, 産総研におけるベントナイトの メチレンブルー吸着量測定方法, 地質調査総合センター 研究資料集, No. 555 資 源 ・ エ ネ ル ギ ー ベ ン ト ナ イ ト の メ チ レ ン ブ ル ー 吸 着 量 試 験 方 法 の 標 準 化 に 関 す る 研 究 代表発表者 三 好 陽 子 （ み よ し よ う こ ） 所 属 （ 独 ） 産 業 技 術 総 合 研 究 所 地 圏 資 源 環 境 研 究 部 門 鉱 物 資 源 研 究 グ ル ー プ 問合せ先 〒 3 0 5 - 8 5 6 7 茨 城 県 つ く ば 市 東 1 - 1 - 1 中 央 第 7 T E L ： 0 2 9 - 8 6 1 - 4 0 2 1 F A X ： 0 2 9 - 8 6 1 - 3 7 1 7 y o u k o - m i y o s h i @ a i s t . g o . j p ■ キ ー ワ ー ド ： （1）粘土鉱物 （2）モンモリロナイト （3）放射性廃棄物地層処分 P-29 ─ 31 ─
