March 3, 2026Open Access

Size Evaluation of Colloidal Silica Particles in Thermal Water by Dynamic and Multi-angle Dynamic Light Scattering Methods

Key Points

Particle size distribution peaks around 100 nm were identified using dynamic light scattering.
Zeta potential and concentration data confirmed the particles' origin from polycondensation of silica.
Multi-angle dynamic light scattering provided clearer insights into particle growth in micro-regions of the water.
Colloidal silica particles increase in size and concentration with depth, forming larger aggregates around 500-600 nm.

Abstract

高濃度にケイ酸（Si(OH)4）を含む温泉水に起因するシリカスケール生成機構の解明のための基礎研究として，温泉水中で成長するポリケイ酸のサイズ評価を動的光散乱（DLS）法及び多角度動的光散乱（MADLS®）法を利用して検討した．対象温泉池では，湧出温泉水にすでに一定量のポリケイ酸が含まれ，DLS法では，100 nm付近を中心とした粒子径分布が得られた．ゼータ電位と成分濃度より，このコロイド粒子は，ポリケイ酸に起因するピークと位置づけることが可能であった．同じ試料をMADLS®法を用いて評価すると，微小領域に存在するポリケイ酸のピークをとらえ，より明瞭なポリケイ酸の粒子成長を観察することができ，今後の温泉水中のコロイド粒子の評価に利用できる可能性を示すことができた．温泉池の深部に行くほどポリケイ酸濃度及びコロイド粒子のサイズは増大，ポリケイ酸同士が反応し，500〜600 nm付近の粗大粒子を形成していることが明瞭であった．

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Takahiro AKIYOSHI

Mayumi Etou

Kana WATANABE

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