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Gesche Grützmacher:

Untersuchungen zur Grundwassergüteentwicklung in der Bergbaufolgelandschaft am Beispiel der Braunkohletagebaue Goitsche und Gröbern

[A Study of the development of groundwater quality in a region of former open pit mining of coal. The Gröbern and Goitsche Open Pit mining districts, Eastern Germany ]

2002. XVII, 124 Seiten, 63 Abbildungen, 26 Tabellen, 9 Anlagen, 21x30cm, 630 g
Language: Deutsch

(Sonderhefte Reihe C - Geol. Jahrb., Heft 2)

ISBN 978-3-510-95887-0, brosch., price: 62.00 €

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Keywords

TagebauBraunkohleSchadstoffSchwermetallUmweltverträglichkeitGoitscheGröbernpit mininglignitepollutantenvironmental performanceEastern GermanyLausitz

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Das Thema dieses Heftes sind die stillgelegten Braunkohletagebaue Goitsche und Gröbern in Ostdeutschland. Ein Großteil dieser Tagebaue im Mitteldeutschen und Lausitzer Braunkohlerevier soll mit Flußwasser fremdgeflutet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden am Beispiel der ehemaligen Tagebaue Goitsche und Gröbern geo- und hydrochemische Felduntersuchungen sowie Laborversuche durchgeführt.

Content Description top ↑

The topic of these work are the abandoned pit mining districts Goitsche and Gröbern in Eastern Germany. It is planned to fill most of these abandoned lignite mines in the Central and Lausitz lignite districts with river water. Geochemical and hydrochemical studies in the field and laboratory were conducted on the already flooded Goitsche and Gröbern mines.

Inhaltsverzeichnis top ↑

Abbildungsverzeichnis VII
Tabellenverzeichnis XI
Abkürzungsverzeichnis XIII
1 Einleitung 1
1.1 Problemstellung 1
1.2 Bisherige Untersuchungen zu grundwassergütebeeinflussenden Prozessen
in bergbaubeeinflußten Regionen 2
1.3 Geologische und hydrogeologische Verhältnisse im Raum Bitterfeld 8
1.3.1 Prätertiär 9
1.3.2 Tertiär 9
1.3.3 Quartär 12
1.4 Aufgabenstellung 14
2 Material und Methoden 16
2.1 Felduntersuchungen 16
2.1.1 Sedimentuntersuchungen 16
2.1.1.1 Probennahme und Probenvorbereitung 16
2.1.1.2 Geochemische und sedimentologische Analysenmethoden 17
2.1.1.3 Auswertung 18
2.1.2 Wasseruntersuchungen 19
2.1.2.1 Probennahme und Vor-Ort-Analytik 19
2.1.2.2 Hydrochemische Analysenmethoden 21
2.1.2.3 Auswertung 21
2.1.2.3.1 Berechnung des Neutralisationspotentials 21
2.1.2.3.2 Thermodynamische Gleichgewichtsmodellierung 22
2.2 Laborversuche 24
2.2.1 Versuchskonzept für die zeitlich gestaffelten Schüttel- und
Durchlaufsäulenversuche 24
2.2.2 Versuchswässer 25
2.2.3 Versuchssedimente 28
2.2.4 Versuchsdurchführung und -auswertung 30
2.2.4.1 pHstat-Versuche, S4-Versuche 30
2.2.4.2 Zeitlich gestaffelte Schüttelversuche 32
2.2.4.3 Durchlaufsäulenversuche 34
3 Ergebnisse 37
3.1 Ergebnisse der Felduntersuchungen 37
3.1.1 Geochemie und Sedimentologie der Sedimente des GWL 5.0 und GWL 1.6
im Raum Bitterfeld 37
3.1.1.1 GWL 1.6 37
3.1.1.2 GWL 5.0 40
3.1.2 Hydrochemie quartärer und tertiärer Grundwässer im Raum Bitterfeld 44
3.2 Ergebnisse der Laborversuche 50
3.2.1 Ergebnisse der pHstat-Versuche 50
3.2.1.1 Mobilisierbare Schwermetallgehalte 50
3.2.1.1.1 GWL 1.6 51
3.2.1.1.2 GWL 5.0 51
3.2.1.2 Säureneutralisationskapazität (ANC) 53
3.2.1.2.1 GWL 1.6 53
3.2.1.2.2 GWL 5.0 53
3.2.2 Ergebnisse der zeitlich gestaffelten Schüttelversuche 54
3.2.2.1 GWL 1.6 54
3.2.2.1.1 Versuche mit verwittertem Material, Qv 55
3.2.2.1.2 Versuche mit unverwittertem Material, Quv 55
3.2.2.2 GWL 5.0 56
3.2.2.2.1 Versuche mit verwittertem Material, Tv 57
3.2.2.2.2 Versuche mit unverwittertem Material, Tuv 58
3.2.3 Ergebnisse der Durchlaufsäulenversuche 60
3.2.3.1 GWL 1.6 60
3.2.3.1.1 Versuche mit verwittertem Material, Qv 61
3.2.3.1.2 Versuche mit unverwittertem Material, Quv 61
3.2.3.2 GWL 5.0 62
3.2.3.2.1 Versuche mit verwittertem Material, Tv 63
3.2.3.2.2 Versuche mit unverwittertem Material, Tuv 66
4 Interpretation 71
4.1 Interpretation der Felduntersuchungen 71
4.1.1 Gegenüberstellung von verwittertem und unverwittertem Sediment 71
4.1.1.1 Sedimentchemische Veränderungen durch die Belüftung 71
4.1.1.2 Abschätzung der potentiell mobilisierbaren Stoffe 72
4.1.2 Heutige Beeinflussung des Grundwassers durch den Bergbau 75
4.1.2.1 Unterschiede zwischen Kippenwasser und unbeeinflußtem
Grundwasser 75
4.1.2.2 Abstufungen in der Bergbaubeeinflussung von Grundwässern 77
4.2 Interpretation der Laborversuche 78
4.2.1 Interpretation der pHstat-Versuche 78
4.2.1.1 Schwermetallmobilität 78
4.2.1.2 Säureneutralisationskapazität 80
4.2.2 Interpretation der zeitlich gestaffelten Schüttelversuche und
Durchlaufsäulenversuche 81
4.2.2.1 Kritische Sediment-Wasser-Kombinationen 81
4.2.2.2 Ableitung der grundwassergütebeeinflussenden Prozesse für
kritische Szenarien 81
4.2.2.2.1 GWL 1.6 82
4.2.2.2.2 GWL 5.0 83
4.2.2.2.2.1 Verwittertes Material 83
4.2.2.2.2.2 Unverwittertes Material 90
4.2.2.3 Thermodynamische Modellierung 96
4.2.2.3.1 GWL 1.6 96
4.2.2.3.2 GWL 5.0 97
4.2.2.3.2.1 Umsetzung der Versuche und identifizierten Prozesse in das
Modell 98
4.2.2.3.2.2 Ergebnisse der Modellierung 100
5 Diskussion 107
5.1 Bergbaueinfluß im belüfteten Sediment 107
5.2 Aktuelle Bergbaubeeinflussung im Kippenwasser 108
5.3 Prognostische Aussagen zur Grundwassergüte 109
5.3.1 Quartär 109
5.3.2 Tertiär 111
5.4 Methodenvergleich 114
5.4.1 Ermittlung der Stoffmobilisierung 114
5.5 Ausblick 116
6 Literatur 118