Jarosite und Alunite als Speicherminerale für toxische Inventare der Tagebaukippen Mitteldeutschlands: Stabilität und Einfluß auf die Schwermetallhaushalte in den Restwässern

• Applicant: Dr. Jörg Göttlicher
• Subject Area: Hydrogeology, Hydrology, Limnology, Urban Water Management, Water Chemistry, Integrated Water Resources Management
• Term: from 1996 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5301799

In den untersuchten Braunkohlentagebaukippen im Mitteldeutschen und Lausitzer Revier laufen als Folge der Oxidation von FeS2 biogeochemische Prozesse ab, die bei niedrigen pH-Werten zu einer teilweisen Fixierung anorganischer Schadstoffe in sekundären Mineralneubildungen, im wesentlichen in Jarositen ... führen. Mit zunehmender Wassersättigung der Kippen als Folge des Grundwasserwiederanstieges werden sich dort und in den Sedimenten der Restseen Mineralphasengesellschaften und damit auch Schadstoffgehalte in den Wässern ändern. Schlüsselrollen für diese Reaktionsketten kommen den Mineraloberflächen zu. Modellierungen zur Terminierung und Stabilität von Kristallflächen des Jarosits sollen, begleitet von in situ-Messungen der Oberflächenreaktionen, die Folgen der Jarosithydrolyse für die Versauerung und das Verhalten von Schadstoffen in den betroffenen Grund- und Oberflächenwässern voraussagbar machen. Für die Modellierungen liefern Röntgen-Strukturuntersuchungen die noch notwendigen Daten. Zur Aufklärung des Schadstofftransfers von Jarosit auf seine Folgeprodukte werden röntgenographische und spektroskopische Methoden eingesetzt, die über diesen Antrag hinaus durch röntgenabsorptionsspektroskopische Messungen (Synchrotronquelle) erweitert werden sollen. Im Zuge der Erarbeitung von Strategien zur Sanierung schwefelsaurer Braunkohlentagebaurestseen mit dem Ziel, Neutralisierung und sulfidische Schadstoffbindung durch mikrobiell initiierte Sulfatreduktion zu erreichen, ist die Umsetzung von Jarosit nicht nur aerob relevant, sondern kann auch anaerob an der Sediment - Wasser Grenze oder in tieferen Kippenbereichen durch Sulfatreduktion überprägt werden. Es besteht erheblicher Bedarf, die zugrundeliegenden Mechanismen und die Kinetik der Reaktionen aufzuklären. Felduntersuchungen, Laborexperimente und Modellierungen werden es erstmals ermöglichen, die Wege des Jarosits, ein die Versauerung maßgeblich beeinflussendes Mineral, von seiner Bildung über die Umsetzung bis zu den Folgeprodukten aufzuklären und wesentliche Reaktionsschritte theoretisch zu verstehen. Damit können hydrogeologisch, chemisch und mikrobiologisch arbeitenden Gruppen notwendige Basisinformationen über Reaktionsketten von Festphasen zur Verfügung gestellt werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 546: Geochemische Prozesse mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflußten Sickerwasser und Grundwasser
• Participating Persons: Professor Dr. Walter Gläßer (†); Professor Dr. Horst Pentinghaus