Hydrochemie, Sedimentgeochemie und Sanierungstechnologie von ...

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(Friese et al. 1999; Frömmichen 2001; Frömmichen et al. 2001, 2003, 2004). Die zusam menfassende Beschreibung des Verfahrens erfolgt in Kapitel 8. F 2H + e 2+ + H S � FeS + 2 2+ - (6-1) Fe + 2HS � Fe(SH) 2 (6-2) Fe(SH)2 � FeS + H2S (6-3) 2+ - e + 2HS � FeS + H S (6-4) F 2 FeS + H2S � FeS2 + H2 (6-5) 2FeOOH + 3H2S � 2FeS + S 0 +4H2O (6-6) 3FeS + S -7) 0 � Fe3S4 (6 Fe3S4 + 2S 0 � 3FeS2 (6-8) 2 4 2 2 (6-9) 3 + 8SO4 2- + 16H + 9CH O + 4FeOOH + 4SO � 4FeS2 + 15CO2 + 29H2O (6-10) 2- + 8H + � FeS + 9CO + 15H O 15CH2O + 4Fe(OH) Fe 2+ + S2 2- � FeS2 (6-11) Abb. 6: Prinzipielle Reaktionsgleichungen der Eisenmonosulfid- und Pyritbildung aus der Reaktion von Eisen(II) und H2S (6-1; 6-6) bzw. HS 6-8 r g - (6-4) sowie der diagenetischen Umwandlung von Eisenmonosulfiden zu Pyrit durch H2S (6-5) bzw. S 0 (6-8) (Reaktionen 6-2 bis 6-5 nach Rickard (1995, 1997) und Rickard & Luther III (1997); Reaktionen 6-6 bis nach Berner 1970, 1984); Bruttoreaktionsgleichung 6-9 der Bildung von FeS aus der Eisenund Sulfatreduktion nach Anderson & Schiff (1987); Bruttoreaktionsgleichung 6-10 de Bildung von FeS2 aus der Eisen- und Sulfatreduktion nach Peiffer (1997);direkte Pyritbildun aus der Reaktion von Eisen(II) und Disulfid (6-11) nach Roberts et al. (1969)) - 28 -
4. Bergbausee RL-111 Der Bergbausee RL-111 (entstanden aus der Füllung von Restloch 111 mit Grundwasser) befindet sich im lokalen Niederlausitzer Braunkohlenrevier „Koyne-Plessa“ nahe der Stadt Lauchhammer (Abb. 7; N 51°29´, E 13°38´). Der See entstand nach Beendigung der Be rgbautätigkeiten in den Jahren 1956 bis 1969 durch aufgehendes Grundwasser (Nixdorf et al. 2001). Er besitzt eine maximale Tiefe von 10 m, eine mittlere Tiefe von 4,6 m, eine berfläche von ca. 10,7 ha und ein Volumen von rund 0,5*10 6 O m³ (Büttner et al. 1998). RL- 1 11 besitzt weder einen Oberflächenzufluss noch einen Oberflächenabfluss. Er erstreckt sich in SW-NE Richtung auf einer Länge von ca. 800 m bei einer maximalen Breite von ca. 2 00 m. Der See weist eine Teilung in drei separate Becken auf, wobei die Teilung in ein Nord- und ein Mittelbecken durch eine Schwelle mit einer Wassertiefe von nur 2 m erfolgt, während die Abtrennung eines Südbeckens durch eine Ufereinschnürung auf eine Breite von n ur 65 m bedingt ist (Abb. 7; Büttner et al. 1998; Karakas et al. 2003). Aufgrund seiner Einteilung in drei separate Becken und dem Fehlen eines oberflächigen Zu- und Abflusses wurde RL-111 auch für Freiland-Experimente zur Neutralisierung des Seewassers ausgewählt (s. Kap. 8.). RL-111 ist mit Ausnahme der tiefsten Stelle von 10 m im Mittelbecken ein dimiktischer See mit einer Durchmischung des ganzen Wasserkörpers während des Herbst- und Frühjahrszirkulationen und dem temperaturgesteuerten Aufbau eines Epi- und Hypolimnions während des Sommer- und Winterhalbjahres (Bachmann et al. 2001). An der tiefsten Stelle, die auf eine flächenhafte Ausdehnung von nur ca. 3.000 m² (entsprechend < 3% der Seefläche) beschränkt ist (s. Abb. 7) hat sich dagegen unterhalb einer Wassertiefe von ca. 6,5 bis 7,5 m seit 1995 ein Monimolimnion ausgebildet, welches nur unter extremen Wetterverhältnissen von der jährlichen Durchmischung betroffen ist (z.B. im Jahr 2001, vgl. Karakas et al. 2003). Die durchschnittliche Aufenthaltszeit des Wassers in RL-111 beträgt nach Knöller & Strauch (2002) ungefähr 5 Jahre. Die lokale hydrogeologische Situation von RL-111 wird durch anstehende tertiäre und quartäre Sedimente am westlichen und nördlichen sowie durch Abraumkippenmaterial am südlichen und östlichen Ufer geprägt. Nach Untersuchungen und Modellierungen von Knoll et al. (1999), Knöller & Strauch (1999, 2002) und Bozau & Strauch (2002) erhält RL-111 von Südwesten und Süden einen Grundwassereinstrom, der bei rund 24.000 m³ pro Jahr liegt und besitzt einen Grundwasserabstrom von ca. 16.000 m³, der über das Nordufer ausfließt. Die hydrologische Bilanz wird über die Verdunstung ausgeglichen, die mit durchschnittlich 752 - 29 -
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