溶解氧（DO）的消耗是一个重要的化学现象，它影响高放射性废物地质处置后对氧化还原敏感的放射性核素的迁移。在还原条件下，大多数放射性核素的溶解度降低，从而限制了它们的移动性；而在氧化条件下，一些对氧化还原敏感的放射性核素仍然可溶且可移动（Langmuir, 1997）。放射性废物储存库的建设和运行会将大气中的氧气引入地下，即使在原本为还原环境的情况下也会暂时形成氧化条件（Iwatsuki and Yoshida, 1999; Sasamoto et al., 2004）。储存库重新填满后，地下的氧气会溶解到地下水中。随着氧气从储存库扩散到周围岩石中，最终会被还原剂消耗掉。这就是为什么需要研究储存库关闭后大气中氧气的命运，因为这可能是 overall 安全状况的一个重要因素。
储存库周围地质介质中的还原剂预计包括含铁（Fe(II)）的矿物。这些矿物几乎存在于所有岩石系统中，在结晶岩和沉积岩中主要以硅酸盐矿物的形式存在（Deer et al., 1992），它们是潜在的放射性废物储存库宿主岩石。除了硅酸盐矿物外，含铁（Fe(II)）的氧化物和硫化物也存在于结晶岩和沉积岩系统中（Deer et al., 1992）。
由于含铁（Fe(II)）矿物的普遍存在，通过它们的氧化反应已经证明了含铁（Fe(II)）矿物或岩石对溶解氧的消耗（White and Yee, 1985; White et al., 1985; Wehrli, 1990; Pirhonen and Pitk?nen, 1991; Grenthe et al., 1992; Banwart et al, 1994; Kamei and Ohmoto, 2000; Manaka et al., 2000; Trotignon et al., 2002; Rivas-Perez et al., 2003; Perez et al., 2005; Giménez et al., 2006; Manaka, 2009; Manaka and Takeda, 2016; Manaka and Takeda, 2021）。这些研究使用市售的氧电极或电化学技术在封闭系统中测量了含铁（Fe(II)）矿物或岩石氧化过程中的溶解氧浓度。然而，这些测量方法难以维持封闭系统中的溶解氧平衡，并且存在氧气泄漏或通过组件接缝侵入的风险。此外，电极在持续供电时会消耗溶解氧，电化学技术在消耗溶解氧的同时会产生氢氧根离子，导致 pH 值变化。因此，需要一种易于操作且不会干扰反应场的改进实验方法。
在这项研究中，我们使用了基于发光的氧传感器来解决这些问题。该传感器通过利用氧依赖性发光淬灭效应，在不消耗溶解氧的情况下测量了实验溶液中的溶解氧浓度。此外，我们在批量实验装置中使用了带有双盖的玻璃小瓶来防止潜在的氧气泄漏和侵入。因此，可以最大限度地减少干扰，确定含铁（Fe(II)）矿物在感兴趣岩石中的溶解氧消耗动力学常数。在标准应用氧传感器之前，应将得到的动力学常数与先前报告的值进行比较，以确认其重复性。因此，我们选择了来自 Mizunami 的沉积岩样品。这些样品之前已经由 Manaka 和 Takeda (2016) 使用市售的氧电极进行了研究，使我们能够评估报告的动力学数据的变化。使用基于发光的氧传感器获得的测量结果与使用氧电极获得的先前报告的值一致，表明这种传感器可能在不确定性方面有所改进。这项研究表明，基于发光的氧测量系统是传统电化学方法的一种有前途的替代方案，并有助于更好地理解储存库关闭后大气中氧气的命运。
