[H-RE18] [JJ] 再生可能エネルギーの効果的な利用に向けた地球科学データの活用

[HRE18-P04] オープン方式地中熱ヒートポンプシステムのための浅層地下水水質評価

*井岡 聖一郎¹、町田 功²、村岡 洋文¹、鈴木 陽大³ (1.弘前大学北日本新エネルギー研究所、2.国立研究開発法人産業技術総合研究所、3.弘前大学理工学研究科)

キーワード：オープン方式地中熱ヒートポンプシステム、浅層地下水、水質

積雪寒冷地域では，冬季の暖房融雪のために灯油を利用しているが温室効果ガス排出抑制の観点からは地中熱の利用が望まれる。地中熱利用ヒートポンプシステムでは，クローズド方式とオープン方式があり，クローズド方式では地中熱交換器の設置に高額の初期コストが必要であるが，浅層地下水を利用したオープン方式の場合，初期コストを抑制することが可能であると考えられる。したがって，浅層地下水を利用したオープン方式の普及拡大を推進することが重要であると考える。しかしながら，農地や宅地として利用されている沖積低地の扇状地を除く氾濫原や三角州では，浅層地下水がヒートポンプの利用に影響を与える可能性がある鉄分や遊離炭酸を多く含有している場合がある。特に，遊離炭酸濃度について浅層地下水中で常に一定の濃度なのか，あるいは濃度が大きく変動するのか明らかではない。したがって，本研究では特に浅層地下水における遊離炭酸濃度の変動特性を明らかにすることを目的とする。本研究では，青森県津軽平野の浅瀬石川下流域において深度約3m，8m，18mの3深度から地下水をほぼ1年間採取した。採取時に現地でpH,電気伝導率，水温を測定した。分析項目は，Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, F^-, Cl^-, Br^-, NO₃^-, SO₄^2-, Fe, Mn, Sr, Ba, Si，アルカリ度である。遊離炭酸濃度は測定結果を用いてPHREEQCで算出した。遊離炭酸濃度は，深度3mの地下水は約50～100mg/L，深度8mは約40～80mg/L，深度18ｍでは約10～30mg/Lの範囲で変動し，深度が深くなるほど遊離炭酸濃度の変動が小さくなることが明らかになった。これは，地下水の深度が深くなればなるほど，地表面で生じている事象の影響が及ばなくなるからであると考えられた。